1050MW機(jī)組燃料系統(tǒng)DCS控制策略研究與應(yīng)用

摘要：1050MW機(jī)組燃料遠(yuǎn)方系統(tǒng)，DCS系統(tǒng)采用了以K-CU01（DCS）為主控制器，以工業(yè)控制計(jì)算機(jī)為人機(jī)界面的控制系統(tǒng)，可編遠(yuǎn)方制器采用的是相關(guān)DCS系統(tǒng)工程總控。主要控制設(shè)備有：葉輪給煤機(jī)、斗輪機(jī)、皮帶機(jī)、除鐵器、除塵器、犁煤器、滾軸篩、碎煤機(jī)、振打器、電動(dòng)擋板等。本系統(tǒng)上位機(jī)采用的是操作員在線，操作員通過(guò)上位機(jī)可以更直觀更生動(dòng)的監(jiān)控畫面，隨時(shí)掌握現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的運(yùn)行狀況，同時(shí)可以通過(guò)上位機(jī)更方便更有效的對(duì)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備進(jìn)行控制。整個(gè)控制系統(tǒng)依靠DCS和工控機(jī)的穩(wěn)定性，結(jié)合現(xiàn)代計(jì)算機(jī)軟件技術(shù)開(kāi)發(fā)的全圖形化的實(shí)時(shí)監(jiān)控軟件，把所有的監(jiān)控與操作都集中在計(jì)算機(jī)畫面中，通過(guò)鼠標(biāo)簡(jiǎn)單的操作就可以實(shí)現(xiàn)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的控制，運(yùn)行人員也可以很快的掌握。同時(shí)為機(jī)組的安全、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行提供了可靠保證。

關(guān)鍵詞：1050MW機(jī)組;燃料系統(tǒng);DCS;控制策略;可靠;經(jīng)濟(jì)

引言：大唐三門峽電力有限責(zé)任公司三期工程5號(hào)機(jī)組為1*1050MW燃煤發(fā)電機(jī)組。燃料控制系統(tǒng)采用DCS系統(tǒng)工程總控。本文主要介紹燃料DCS系統(tǒng)控制界面、網(wǎng)絡(luò)分布、現(xiàn)場(chǎng)總線、燃料輸送控制策略、軟件應(yīng)用等。

1控制界面

1.1畫面概況

畫面主要包括頂部工具欄部分，右部標(biāo)題部分，中部系統(tǒng)監(jiān)控部分。

1.2頂部工具欄主要包含一些單一任務(wù)的動(dòng)作鍵和菜單類

型的按鍵，如：系統(tǒng)、圖像管理、工程師功能、綜合功能、光字牌等;右部標(biāo)題部分主要顯示系統(tǒng)

畫面名稱以及切換畫面，進(jìn)行一些全局性的操作;中部系統(tǒng)監(jiān)控部分主要是監(jiān)視整個(gè)系統(tǒng)的的運(yùn)行狀態(tài)。

1.3畫面類型

系統(tǒng)有兩種主要類型畫面，一是系統(tǒng)畫面，二是操作窗口畫面， 系統(tǒng)畫面監(jiān)視各分系統(tǒng)的當(dāng)前運(yùn)行狀況，操作窗口畫面監(jiān)視某個(gè)設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)及完成相應(yīng)的操作。

2設(shè)備操作

2.1操作方式

系統(tǒng)有三種操作方式

解鎖調(diào)試方式：皮帶之間沒(méi)有任何聯(lián)鎖關(guān)系，一般只在調(diào)試時(shí)候使用。

手動(dòng)上煤方式：皮帶之間有聯(lián)鎖關(guān)系，需要根據(jù)選擇的流程按照逆煤流方向一條一條依次啟動(dòng)皮帶。

自動(dòng)上煤方式：皮帶之間有聯(lián)鎖關(guān)系，根據(jù)選則的流程當(dāng)啟動(dòng)條件都滿足后，按下程啟按鈕，程序依據(jù)選擇的流程自動(dòng)啟動(dòng)選擇的設(shè)備。

這三種操作方式只針對(duì)皮帶，碎煤機(jī)，滾軸篩。

2.2設(shè)備單體操作

2.2.1皮帶的操作

皮帶文字顯示：“P8A”，白色字體代表就地信號(hào);

皮帶文字顯示：“P8A”，紅色字體代表遠(yuǎn)方信號(hào);

皮帶本身操作：在皮帶上，單擊鼠標(biāo)左鍵，彈出皮帶狀態(tài)面板，如下圖，電機(jī)溫度、電流、皮帶保護(hù)信號(hào)、皮帶保護(hù)首出，都在此面板上;

皮帶電機(jī)操作：在皮帶電機(jī)上，單擊鼠標(biāo)左鍵，彈出皮帶電機(jī)操作面板，

在解鎖調(diào)試和手動(dòng)上煤方式下都要通過(guò)此操作面板啟動(dòng)皮帶。

當(dāng)皮帶啟動(dòng)條件都滿足的情況下點(diǎn)擊啟動(dòng)按鈕，按下確認(rèn)，系統(tǒng)自動(dòng)控制先打鈴然后再啟動(dòng)皮帶。打鈴的時(shí)候皮帶上會(huì)有打鈴的 喇叭圖標(biāo)出現(xiàn)，并紅閃爍提醒正在打鈴。打鈴時(shí)間由系統(tǒng)根據(jù)運(yùn)行要求已經(jīng)預(yù)先設(shè)定好了。任何情況下點(diǎn)擊停止按鈕都會(huì)把皮帶停止，也就是說(shuō)停止皮帶不需要任何條件。皮帶有故障點(diǎn)擊“復(fù)位”按鈕。

L0：紅色為故障

SD：紅色為就地，灰色為遠(yuǎn)方

L4：紅色為啟動(dòng)允許

L5：紅色為停止允許

皮帶啟動(dòng)的基本條件：

有遠(yuǎn)方信號(hào)，拉繩，重跑偏，打滑，堵煤保護(hù)沒(méi)有動(dòng)作，沒(méi)有故障信號(hào)，在手動(dòng)上煤和自動(dòng)上煤方式下順煤流的前一條皮帶已經(jīng)啟動(dòng)，三通到位信號(hào)正常或者流程選擇正確。

當(dāng)皮帶保護(hù)傳感器有故障誤發(fā)信號(hào)的時(shí)候可以暫時(shí)將該保護(hù)信號(hào)解除，比如皮帶沒(méi)有重跑偏但是卻重跑偏信號(hào)在，如果短時(shí)間內(nèi)不能處理好重跑偏信號(hào)又必須要上煤，則可以將重跑偏信號(hào)解除，點(diǎn)擊信息操作畫面上的重跑偏“切除”按鈕，信息背景變綠色，此時(shí)皮帶將失去重跑偏保護(hù)。當(dāng)重跑偏保護(hù)修好以后一定要記得將重跑偏切除取消，要取消切除只需要點(diǎn)擊 “投入”。保護(hù)信號(hào)解除后在皮帶名稱上也有叉的圖標(biāo)。

皮帶有制動(dòng)器時(shí)，啟動(dòng)皮帶前必須先觀察制動(dòng)器是否已經(jīng)啟動(dòng)。制動(dòng)器的啟停是由程序自動(dòng)控制的，打鈴后開(kāi)啟制動(dòng)器，皮帶停止后關(guān)閉制動(dòng)器，制動(dòng)器也可以單獨(dú)操作。

皮帶有故障發(fā)生后，如拉繩動(dòng)作了等故障則皮帶顏色變成黃綠閃爍或紅黃閃爍即使故障消失了也會(huì)繼續(xù)閃爍，直到按下了復(fù)位按鈕才能復(fù)位。

2.2.2碎煤機(jī)的操作

啟動(dòng)條件：

有遠(yuǎn)方，沒(méi)有故障、保護(hù)動(dòng)作、超溫、超振，手動(dòng)上煤方式和自動(dòng)上煤方式下

10 號(hào)皮帶已經(jīng)運(yùn)行。

2.2.3滾軸篩的操作

在圖標(biāo)上單擊鼠標(biāo)左鍵，彈出滾軸篩電機(jī)操作面板如下圖;

在 “#1 滾軸篩” 按鈕上單擊鼠標(biāo)左鍵，彈出滾軸篩信息操作面板

下中圖。

在“滾軸篩閥門”電機(jī)圖標(biāo)上單擊鼠標(biāo)左鍵，彈出滾軸篩閥門操作面板，控制選

擇篩位、旁路，如下圖。

篩位按鈕將滾軸篩內(nèi)部的推桿打到經(jīng)過(guò)滾軸篩一側(cè)，按鈕則將滾軸篩旁路。

啟動(dòng)條件：

有遠(yuǎn)方，沒(méi)有故障。

手動(dòng)上煤方式和自動(dòng)上煤方式下碎煤機(jī)已經(jīng)運(yùn)行，推桿在篩位位置或流程選擇了篩位。

2.2.4三通的操作

操作面板如下：

三通是流程內(nèi)很關(guān)鍵的設(shè)備，皮帶之間的聯(lián)鎖依據(jù)三通的位置完成，因此每次啟動(dòng)皮帶之前一定要確認(rèn)好三通的位置是否在正確的位置。

操作條件：

有遠(yuǎn)方，沒(méi)有故障

2.2.5斗輪機(jī)的操作

圖標(biāo)是如下， 操作面板如下

允許堆料，允許取料按鈕控制堆煤的啟動(dòng)和停止。

堆取料機(jī)就地有獨(dú)立的控制系統(tǒng)，最終的控制是由就地的控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的。

2.2.6除塵器的操作

除塵器狀態(tài)面板，單獨(dú)啟動(dòng)直接點(diǎn)擊除塵器電機(jī) ，彈出下右圖，操作啟停。

可以將除塵器設(shè)定為自動(dòng)啟動(dòng)模式，跟隨皮帶啟動(dòng)，設(shè)定延時(shí)時(shí)間，可隨皮帶延時(shí)停止除塵器。

2.2.7振打器的操作

振打器可以單獨(dú)操作也可以設(shè)置成定時(shí)啟停振打器設(shè)置為投入后，當(dāng)相應(yīng)的皮帶啟動(dòng)了則振打器自動(dòng)啟動(dòng)，運(yùn)行到設(shè)置的振打時(shí)間后自動(dòng)停止，再經(jīng)過(guò)間隔時(shí)間后再一次啟動(dòng)，一直循環(huán)下去直到皮帶停止。只有在流程內(nèi)的振打器才會(huì)自動(dòng)啟動(dòng)。比如 8A 皮帶啟動(dòng)了，流程是從 8A 到 9A的，則只有在 8A 三通 A 側(cè)的振打器才會(huì)自動(dòng)啟動(dòng)，并且必須要有三通的到位信號(hào)才會(huì)自動(dòng)啟動(dòng)。

2.2.8除塵器的操作

除塵器主要采用聯(lián)鎖啟動(dòng)方式，也可以單獨(dú)操作也可以設(shè)置成定時(shí)啟停振打器設(shè)置為投入后，當(dāng)相應(yīng)的皮帶啟動(dòng)了則除塵器自動(dòng)啟動(dòng)，運(yùn)行到設(shè)置的除塵器時(shí)間后自動(dòng)停止，再經(jīng)過(guò)間隔時(shí)間后再一次啟動(dòng)，一直循環(huán)下去直到皮帶停止。只有在流程內(nèi)的除塵器才會(huì)自動(dòng)啟動(dòng)。比如 1A 皮帶啟動(dòng)了，流程是從1A 到 2A的，則只有在 1A 三通 A 側(cè)的振打器才會(huì)自動(dòng)啟動(dòng)，并且必須要有三通的到位信號(hào)才會(huì)自動(dòng)啟動(dòng)。

3上煤操作

上煤之前必須先選擇好輸煤方式，解鎖手動(dòng)方式因?yàn)槠чg沒(méi)有聯(lián)鎖關(guān)系原則上不能用來(lái)做上煤操作。選擇好輸煤方式后，在畫面右上部會(huì)有當(dāng)前方式顯示。

連鎖手動(dòng)上煤方式：

操作步驟

（1）設(shè)置輸煤方式為連鎖手動(dòng)上煤

（2）在流程選擇畫面選擇流程，必須要選擇一條完整的流程。流程是根據(jù)三通和滾軸篩的位置確定的，只要三通和滾軸篩的位置定了流程就被唯一確定了。

因此選擇流程就是選擇三通和滾軸篩的位置。一條完整的流程是指從第一條皮帶到最后一條皮帶之間的所有三通和滾軸篩都要選擇。例如從 6A 到 12A皮帶之間有 6A 三工位伸縮頭，8A 三通，1 號(hào)滾軸篩，10A 三通，11A 皮帶 1號(hào)犁煤器。如果只選擇了 6A 三工位伸縮頭的位置則不算一條完整的流程，必須要把 6A 三工位伸縮頭，8A 三通，1 號(hào)滾軸篩，10A 三通，11A 皮帶 1 號(hào)犁煤器的位置都選擇好才是一條完整的流程。

擋板到位確認(rèn)。擋板到位確認(rèn)是程序根據(jù)流程內(nèi)選擇的三通和滾軸篩位置讀取到流程啟動(dòng)內(nèi)。

選擇流程啟動(dòng)：根據(jù)選擇的流程路徑，在 10 條大路徑中，選擇啟動(dòng)按鈕，按下啟動(dòng)按鈕后啟動(dòng)。

注意：“路徑清除”按鈕是用于取消啟動(dòng)或停止指令的執(zhí)行。

（3）以上 5 步都正確后則可以逆煤流方向依次啟動(dòng)流程內(nèi)設(shè)備了，從 12A 號(hào)皮帶開(kāi)始啟動(dòng)。點(diǎn)擊 12A 號(hào)皮帶彈出操作窗口，按下啟動(dòng)按鈕，系統(tǒng)自動(dòng)先打鈴再啟動(dòng)皮帶，待 12A 號(hào)皮帶運(yùn)行反饋正常后，再點(diǎn)擊 11A 號(hào)皮帶彈出 11A 號(hào)皮帶操作窗口啟動(dòng) 11A 號(hào)皮帶，依次操作流程內(nèi)設(shè)備直到所有設(shè)備啟動(dòng)完畢。

（4）最后開(kāi)啟給煤機(jī)或斗輪機(jī)取煤

至此手動(dòng)上煤操作完成，運(yùn)行過(guò)程中要實(shí)時(shí)監(jiān)視設(shè)備運(yùn)行狀況。

手動(dòng)上煤停止時(shí)，先停止給煤機(jī)或斗輪機(jī)取煤，再根據(jù)順煤流方向停止皮帶。

自動(dòng)上煤方式

自動(dòng)上煤操作步驟

（1）1-5 步同手動(dòng)上煤方式。

（2）程序自動(dòng)控制從 12A 號(hào)皮帶或者 6A 號(hào)皮帶（堆煤流程）開(kāi)始依次啟動(dòng)皮帶，同時(shí)畫面上方有 的提示。這個(gè)提示很重要，只有這個(gè)提示出現(xiàn)的時(shí)候流程才會(huì)自動(dòng)啟動(dòng)，如果流程中設(shè)備不啟動(dòng)，則表示有故障導(dǎo)致流程不能啟動(dòng)，剩下未啟動(dòng)的設(shè)備也不會(huì)再自動(dòng)啟動(dòng)了。消除故障時(shí)，需要點(diǎn)擊“路徑清除”按鈕，否則啟動(dòng)命令一直在，故障清除時(shí)，該設(shè)備將按原流程繼續(xù)啟動(dòng)。因此，點(diǎn)擊“路徑清除”按鈕中斷啟動(dòng)指令，再排查故障問(wèn)題。在啟動(dòng)的過(guò)程中如果發(fā)現(xiàn)有問(wèn)題需要中斷啟動(dòng)則只需要按一下“路徑清除”按鈕即可。

（3）待流程內(nèi)最后一條皮帶啟動(dòng)完成后流程啟動(dòng)結(jié)束 標(biāo)志消失。

（4）待確認(rèn)啟動(dòng)的流程正常后手動(dòng)操作給煤機(jī)或斗輪機(jī)給煤。

至此自動(dòng)啟動(dòng)流程結(jié)束

在設(shè)備運(yùn)行過(guò)程中若遇到緊急情況需要全部停止正在運(yùn)行的設(shè)備則可以按畫面上的按鈕，則所有正在運(yùn)行的皮帶和滾軸篩及碎煤機(jī)全部停止。程序自動(dòng)控制從5A皮帶或者 6A皮帶（堆煤流程）開(kāi)始依次啟動(dòng)皮帶，如果流程中設(shè)備不啟動(dòng)，則表示有故障導(dǎo)致流程不能啟動(dòng)，剩下未啟動(dòng)的設(shè)備也不會(huì)再自動(dòng)啟動(dòng)了。消除其中故障時(shí)，需要點(diǎn)擊按鈕，否則啟動(dòng)命令一直在，故障清除時(shí)，該設(shè)備將按原流程繼續(xù)啟動(dòng)。因此，點(diǎn)擊按鈕中斷啟動(dòng)指令，再排查故障等問(wèn)題。

自動(dòng)上煤停止時(shí)，先停止給煤機(jī)或斗輪機(jī)取煤，再點(diǎn)擊“停止”按鈕，程序會(huì)根

據(jù)順煤流方向及皮帶長(zhǎng)度延時(shí)停止皮帶。

4結(jié)語(yǔ)

整個(gè)控制系統(tǒng)依靠DCS和工控機(jī)的穩(wěn)定性，結(jié)合現(xiàn)代計(jì)算機(jī)軟件技術(shù)開(kāi)發(fā)的全圖形化的實(shí)時(shí)監(jiān)控軟件，把所有的監(jiān)控與操作都集中在計(jì)算機(jī)畫面中，通過(guò)鼠標(biāo)簡(jiǎn)單的操作就可以實(shí)現(xiàn)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的控制，運(yùn)行人員也可以很快的掌握。

參考文獻(xiàn)

[1]電力行業(yè)熱工自動(dòng)化技術(shù)委員會(huì).火電廠熱控系統(tǒng)可靠性配置與事故預(yù)控[M].北京：中國(guó)電力出版社.2010.

[2]電力行業(yè)熱工自動(dòng)化技術(shù)委員會(huì).火力發(fā)電廠分散控制系統(tǒng)典型故障應(yīng)急處理預(yù)案：西門子T-3000和TXP系統(tǒng)[M].北京：中國(guó)電力出版社.2012.

[3]孫長(zhǎng)生，朱北恒，DL/T 774—2004 火力發(fā)電廠熱工自動(dòng)化系統(tǒng)檢修運(yùn)行維護(hù)規(guī)程，中國(guó)電力出版社，2015.

作者簡(jiǎn)介：遲世佼（1987.2-），男，漢族，山東煙臺(tái)，本科，工程師，熱工自動(dòng)化。