分散控制系統(tǒng)DCS在熱電廠應用技術改進

劉靜文

摘 要：目前，分散控制系統(tǒng)DCS已被廣泛運用到各熱電廠，在使用中實現了集危險分散、控制分散及管理集中的管理特點，為企業(yè)經濟效益奠定了基礎。本文在分析了分散控制系統(tǒng)DCS框架圖的基礎上，重點闡述了DCS控制系統(tǒng)在應用中鍋爐汽包液位測量存在較大偏差及燃燒控制系統(tǒng)無法投自動的問題，進一步提出技術改造方案，得出結論。

關鍵詞：分散控制系統(tǒng)；熱電廠；自動化控制；技術改造

中圖分類號：TM769 文獻標識碼：A

分散控制系統(tǒng)我們一般把它簡稱為DCS，它是由自動化與計算機技術演變逐步發(fā)展過來的，它集危險分散、控制分散及管理集中等特點，并采用多層分級、合作自治的結構形式在現在諸多的工業(yè)熱電廠中使用得比較廣泛，這個系統(tǒng)它能實現電廠的日常操作管理，有利于實現電廠的自動控制，提高經濟效益，適應了現代化生產和企業(yè)管理的要求。但是隨著經濟和科學技術的發(fā)展，DCS控制系統(tǒng)在熱電廠長期運行期間，發(fā)現有的鍋爐在負荷變化較大的工況下，控制過程中出現了鍋爐汽包液位測量存在較大偏差以及燃燒控制系統(tǒng)無法投自動的問題，嚴重影響了熱電廠的正常使用和經濟效益。為使這一現象得到改觀，熱電廠對其系統(tǒng)進行了大膽嘗試，進行技術改進，滿足生產需求。在進行技術改造前，首先我們分析下分散控制系統(tǒng)DCS框架圖及工作特征。

1 分散控制系統(tǒng)DCS框架圖

一般地，分散控制系統(tǒng)DCS框架圖是由帶I/O部件的控制器、人機界面和通訊網絡三大部分組成，具體如圖1所示。從圖1中我們可以看到，控制器I/O它與生產過程緊密相連，接收現場設備的信號。人機界面是操作人員與DCS相互交換信息的設備，它另一個重要作用是實時數據接口，它是和實時信息系統(tǒng)的接口及和信息系統(tǒng)的隔離設備。它的特點是數據只能上行，不能下行。通訊網絡系統(tǒng)將控制器和人機接口聯系起來形成完整的一個統(tǒng)一體。經過實際應用分析我們知道，分散控制系統(tǒng)它具有層次化清晰、可靠性高、操作方便、自動調節(jié)及功能分散、數據共享、可冗余等特點。具體來說，在層次化清晰方面，它主要體現在過程控制與管理控制，并和現場溫度儀表、執(zhí)行器以及變送器等設備連接層面上，完成數據的采集與處理工作，實現信息上的交換；在可靠性上當遇到故障發(fā)生時它會用容錯及冗余技術處理突發(fā)情況，不會影響到其他系統(tǒng)的運行情況。操作上，工作人員可以對熱電廠的整個系統(tǒng)進行全程的控制與監(jiān)測，并能對及時作出判斷分析，便于進行有效處理，能實現數據的檢索及儲存功能以及歷史記錄等多項功能。除此之外，分散控制系統(tǒng)不僅使投入率與主參數中的控制精度實現自動調節(jié)，而且還能夠較好地達到節(jié)約能源及提高效益的作用。在明確了它的工作原理、架構圖和工作特點外，我們再對其進行技術方面的改造。

2 分散控制系統(tǒng)DCS改造應用分析

2.1 汽包液位測量存在較大偏差技術改進。實際應用中如果出現了供水量突然降低或者出口蒸汽流量突然增大，而鍋爐傳給汽包的熱量一般情況下是不變的，再加上汽包液位系統(tǒng)沒有自平衡能力，這個時候就會出現液體大量汽化的現象。相反來說，如果當供水量突然增大或出口蒸汽流量減小時，此時就會出現汽包虛假液位現象，從而進一步出現我們經常說的汽包液位測量存在較大偏差，這樣會影響汽包液位控制的平穩(wěn)。我們可以引入壓力補償進行對其技術改造。我們設ρ′為水的密度，ρ″為蒸汽密度，進而得出如下表所示的比值。經過上面的分析得出，在熱電廠的實際運行中由于各種因素的影響，給水流域和主蒸汽流量一般情況下是不可能相等的。所以在這種情況下我們要想法把汽包液位產生靜差控制住，于是我們再給出圖2的消除靜差的改造技術方案。

2.2 燃燒控制系統(tǒng)技術方面的改進。在原有的控制功能設計上改為爐膛負壓控制送風機出口擋板，同時降低氧含量的作用。經過實際運行，該技術改造后的燃燒控制系統(tǒng)是可行的。

3 技術改造后的應用分析總結

經過上文的技術改造和實際應用來看，改變了汽包液位測量存在較大偏差及燃燒控制系統(tǒng)無法投自動的實際問題，進一步提高了機組運行的可靠性并降低運行人員的勞動強度，同時實現了自動調節(jié)功能更加精確穩(wěn)定，使參數維持在最佳狀況。同時，分散控制系統(tǒng)DCS技術改造后完善的機組監(jiān)控功能和主輔設備的操作更加實現了控制、管理一體化，了解現場經濟運行狀況，減少了工作人員的工作負擔。

參考文獻

[1]李衛(wèi)星.DCS在熱電廠電氣系統(tǒng)中的應用[J].城市地理，2014（18）.

[2]吳楊輝，張猛.DCS在電廠熱工控制方面應用[J].商情，2011（47）.

[3]高大全，劉英，熊小剛，李波，鄭春林.DCS在發(fā)電廠電氣監(jiān)控系統(tǒng)中的可靠應用[A].全國冶金自動化信息網，2011年年會論文集[C].2011.

[4]李朝陽.自備熱電廠分散控制系統(tǒng)改造設計與實現[D].南京理工大學，2010.