順序控制在國產(chǎn)450 t/h CFB鍋爐中的應用
摘 要:介紹了順序控制系統(tǒng)(SCS)在CFB鍋爐的應用,并 對保定熱電廠技改工程125MW機組CFB鍋爐的順序控制邏輯進行了分析。
關(guān)鍵詞:CFB鍋爐;順序控制;邏輯結(jié)構(gòu)
1 概述
保定熱電廠技改工程2×125MW機組#8機組的鍋爐采用DG450/9.81-1型CFB鍋爐 ,是由東方鍋爐股份有限公司(DBC)在引進美國福斯特·惠勒(FW)公司大型CFB鍋爐技 術(shù)的基礎(chǔ)上,自行研制的我國第1臺百萬千瓦級燃用貧煤的電站CFB鍋爐。它采用飛 灰再循環(huán)的燃燒方式,不僅可增加鍋爐燃燒對燃料的適應性,還可提 高鍋爐的燃燒效率,增大鍋爐的爐膛熱負荷,提高脫硫劑的利用效率,進一步降低NO的排 放,擴大鍋爐的負荷調(diào)節(jié)范圍。與其配套的汽輪機采用CC100-8. 83/0.98/0.196型單軸、雙缸兩排汽、高壓、反動式、100MW雙抽汽凝汽式汽輪機。熱控系 統(tǒng) (DCS)中的順序控制系統(tǒng)(以下簡稱SCS)是XDPS-400分散控制系統(tǒng) 的一部分。XDPS-400分散控制系統(tǒng)還包括模擬量控制系統(tǒng)(MCS)、燃燒器管理系統(tǒng)(BMS) 、 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)(DAS)、汽機電液控制系統(tǒng)(DEH)和電氣量控制系統(tǒng)(ECS)等。各系統(tǒng)之 間采用網(wǎng)絡數(shù)據(jù)高速公路進行數(shù)據(jù)通訊,個別重要的信號采集還采用了硬件冗余配置,主保 護之間連鎖都通過硬線連接,以保證系統(tǒng)運轉(zhuǎn)的可靠性。
保定熱電廠技改工程#8機組CFB鍋爐的主要輔助設備包括2臺引風機、2臺 一次風機、2臺二次風機、2臺播煤風機、2臺J閥風機和1臺點火增壓風機。
2 SCS的功能和構(gòu)成
2.1 功能
SCS主要是用于熱力系統(tǒng)中主、輔機的自動啟停操作和局部工 藝流程的運行操作等。它根據(jù)各工藝流程的需要和特點,按照預定的工藝順序、 時序和邏輯條件的要求,使生產(chǎn)過程中的設備及輔助設施自動地依次進行一系列的操作。該 系統(tǒng)的使用可以有效地防止誤操作引起的設備故障或系統(tǒng)故障。
順序控制是將要啟動的主設備及相關(guān)的輔助設備構(gòu)成的系統(tǒng)集中進行啟動或停止的邏輯控 制。它是以1臺主要的動力設備或重要的系統(tǒng)設備為中心執(zhí)行順控邏輯的,例如引風機 啟停子組、一次風機啟停子組、二次風機啟停子組、電動給水泵啟停子組、高壓加熱器投、 切子組等。以電動給水泵為例,該順控子組包括電動給水泵電機、輔助油泵、出口電動門、 再循環(huán)門等相關(guān)設備的控制,主要用于自動實現(xiàn)輔機的啟動及并列、輔機的停運及退出系統(tǒng) 等功能。各子組順序控制系統(tǒng)都能單獨操作,非常方便,同時也縮短了 機組的啟停時間。
XDPS分散控制系統(tǒng)提供了步序邏輯STEP功能模塊,用于實現(xiàn)順序邏 輯 控制。在機組中,送風機(包括送風機、導葉、出口擋板)、空氣預熱器(包括空氣預熱器 主電機、一次和二次風門、煙道氣入口門)、引風機(包括引風機、導葉、出口擋板)、一 次風機(包括一次風機、導葉、出口擋板)、電動給水泵(包括電動給水泵、前置泵、電泵 輔助油泵、出口門)、高壓加熱器(包括給水進、出口閥、抽氣隔離閥、止逆閥、高加疏水 閥)等都采用了順序邏輯控制。
2.2 構(gòu)成
保定熱電廠技改工程#8、#9機組SCS包括子組級順控和設備級控。
子組級順控是將某臺輔機及其附屬設備作為一個整體進行控制。為了減輕操作人員的操作負 擔和縮短機組的啟停時間,子組級順控設計用于自動完成輔機的啟動及并列或輔機的停運及 出系。各順控子組項的啟、停均可獨立進行操作。通過CRT可以顯示每個子功能組及相關(guān) 設備的系統(tǒng)流程圖,包括設備的狀態(tài)、操作方式、允許條件、操作順序及下一步動作等, 還提供輔機設備的手動啟動、停止操作的操作順序說明和操作指導。子組級順控充分考慮了 輔機設備的安全保護條件,并能在CRT屏幕上顯示出重要的輔機跳閘條件。
設備級(驅(qū)動級)控制包括單臺設備的基本控制回路和聯(lián)鎖保護邏輯,可以由上一級 順控指令或由操作人員在CRT上對進入順控系統(tǒng)的每個受控設備進行操作。
主要子組控制有:
a. 鍋爐側(cè):引風機子組、一次風機子組、二次風機子組、J閥風機子組、播煤風機子組、點 火增壓風機子組、石灰石送粉風機子組、給煤機控制子組。
b. 汽機側(cè):電動給水泵控制子組、高加子組、低加子組、凝結(jié)水泵子組、射水泵子組。
c. 電氣側(cè):發(fā)電機并網(wǎng)子組。
XDPS-400分散控制系統(tǒng)中專有的步序邏輯模塊STEP算法定義了子組級順控的標準實現(xiàn)方法。 其主要功能為:步序邏輯的啟動、中止和結(jié)束;步序邏輯的超馳(保護條件);步序邏輯的 允許(閉鎖條件);置相關(guān)設備為順控方式;步序動作完成后的自動進步;故障時步序的中 止;步序超時限終止;運行人員跳步和置步;步序狀態(tài)和步序操作時間顯示;步序故障顯示 和操作指導。
步序的執(zhí)行既是條件觸發(fā)的,同時又是時基的。當前步的操作成功(反饋信號到達或達到設 定時間)后,程序自動進行下一步。如出現(xiàn)故障并經(jīng)一定時間延遲后仍未消失或達到步序設 定時間操作仍未完成,步序邏輯將被中止。當順控邏輯啟動后,運行人員可以在任意時刻人 工中止程序或選擇跳步、置步。跳步和置步操作在滿足設備安全條件下才被執(zhí)行。
3 順控子組的步序過程
下面以一次風機和二次風機來說明順控子組的步序過程。
3.1 一次風機順控子組
3.1.1允許啟動條件
允許啟動的條件為:空氣通路建立;任1臺J閥風機運行;無1次風機跳閘條件存在;任1臺引 風機運行。
3.1.2一次風機啟動步序
第1步:關(guān)閉一次風機出口、入口擋板(如果另1臺一次風機已運行且出、入口擋板已開,則 跳過此步)。
第2步:啟動一次風機馬達。
第3步:延時30s,開一次風機出口擋板,釋放入口調(diào)節(jié)擋板。
第4步:關(guān)閉另1臺一次風機的出、入口擋板(如果另1臺一次風機已運行,則跳過此步)。
3.1.3一次風機停止步序
第1步:關(guān)閉一次風機入口擋板。
第2步:停止一次風機馬達。
第3步:延時30s,關(guān)閉一次風機出口擋板。
3.2 二次風機順控子組
3.2.1允許啟動條件允許啟動的條件為:空氣通路建立;任1臺J閥風機運行;無二次 風機跳閘條件存在;任一臺引風機運行。
3.2.2二次風機啟動步序
第1步:關(guān)閉二次風機出口、入口擋板(如果另1臺二次風機 已運行且出、入口擋板已開,則跳過此步)。
第2步:啟動二次風機馬達。
第3步:延時 30s,開二次風機出口擋板,釋放入口調(diào)節(jié)擋板。
第4步:關(guān)閉另1臺二次風機的出、 入口擋板(如果另1臺二次風機已運行,則跳過此步)。