山東威海熱電廠#4爐是由無錫鍋爐廠生產的220t/h cfb迴圈流化床鍋爐，汽水系統採用母管制，dcs系統採用北京和利時系統工程股份****的macs型集散控制系統，專案於2023年2月20日在威海簽訂，2023年12月3日正式投入執行。
一、專案規模：
測點：1468 i/o現場控制站櫃：4個繼電器櫃：2個配電櫃：1個
ets櫃：1個操作員站：4臺工程師站：1臺伺服器：2臺
二、實現功能：
資料採集系統(das)、模擬量調節系統(mcs)、開關量順序控制系統(scs)、爐膛監測保護系統(fsss)（用圖標識）
（一）資料採集系統(das)
功能概述：快速、準確地反應引數資料、裝置狀態，工藝報警、效能指標，為操作工提供操作依據。
●模擬圖
工藝流程模擬圖分為燃燒系統圖、汽水系統圖、煙氣系統圖、點火系統圖、fsss系統圖、汽機總貌圖、除氧給水系統圖等。模擬圖顯示機組執行狀態，包括過程變數、裝置狀態。處於報警的變數以變色、閃爍等方式顯示。
●成組顯示
成組顯示系統中的主引數，副引數，從而為操作員提供相關部分的詳細資訊，以便監視和操作，同時以視窗的形式顯示某些裝置的相關引數，如：風機線圈溫度、水幫浦溫度引數等。
●報警事件顯示和響應
對整個系統中隨機發生的事件處理都歸在報警處理之中，這些事件包括模擬量越限、開關量**、系統本身的故障報警、操作員的重要操作等，對重要的報警均輸出到熱工光字牌。可以採用聲音、閃光、顏色變化來區分未經確認的報警和已經確認的報警，並可按需要列印。
●記錄和列印
可隨機性列印或週期性列印報警記錄、操作記錄、執行報表以及機組的歷史資料與曲線等。
●歷史資料記錄和再現
macs系統可將i/o點的歷史資料存入硬碟，採集週期為1秒，存檔時間長短視硬碟容量而定，歷史資料可以以曲線或資料方式再現。
（二）模擬量調節系統(mcs)
●主汽壓力調節系統
通過調節給煤量和配風來控制主蒸汽壓力，以滿足機組的執行要求。由於給煤量是影響床溫的重要因素之一，故在構造主汽壓力控制方案時把床溫的影響也納入控制方案中。床溫增加減小給煤量，床溫降低則增大給煤量。
由於迴圈流化床鍋爐執行時床溫可以在一定範圍內波動，故在主汽壓力控制方案中設定了不調溫死區，即床溫在該死區內時不改變給煤供給量。
同時由於氧量直接反映了爐膛內燃料與風的配比，因此方案中利用氧量校正給煤量。由於主蒸汽流量變化直接反映了機組的負荷變化，故在主汽壓力控制方案中把主蒸汽流量訊號經過函式運算後直接加到控制輸出上，通過前饋形式提高系統的響應速度。
●一次風量調節系統
一次風量控制採用串級控制系統，主汽壓力為主調、一次風量為副調，其運算結果去控制一次風門擋板開度，以調節送入爐膛的一次風量。一次風量測量值是在考慮了溫度修正和壓力修正後才送入pid中進行運算的。鍋爐負荷指令在進行處理時，需要考慮煤質的特性及負荷變化情況。
煤種不同時，助燃空氣量會有所不同。同時，負荷變化時一次風量佔總風量的比例也會發生變化。同時由於一次風對鍋爐床溫具有調節作用，故在構造一次風量調節系統時也考慮了床溫修正。
如果床溫偏高，在一定範圍內可增大一次風量。如果床溫偏低，在一定範圍內可減少一次風量。由於床溫主要靠給煤控制，一次風量不作為調節床溫的主要手段，故在一次風量控制系統中床溫訊號僅作為修正訊號。
●二次風量調節系統
二次風量控制採用串級控制系統。煙氣含氧量測量值與給定值一起送入主調中進行pid運算，其結果作為副調的給定值與二次風量測量值進行pid運算，運算結果經限幅及手操控制後控制二次風量調節系統的執行機構，以使二次風量滿足機組執行要求。由於給煤量變化到煙氣含氧量變化需要一段時間，故在二次風量控制方案中直接對給煤量進行處理，把其結果作為前饋訊號加到控制輸出中，以提高控制系統的快速響應性。
在對給煤量進行處理的函式中，考慮了燃料/空氣比例、負荷影響及一次風量等因素，其運算結果直接疊加到pid運算的輸出上。
●引風量調節系統
在引風量調節系統中，爐膛負壓測量值經過慣性延滯處理後與給定值一起送入pid中進行運算，運算結果動作引風機執行機構，從而控制爐膛負壓滿足機組執行要求。爐膛負壓過程值採取兩點取平均值的辦法進行處理。由於一次風量和二次風量發生變化時,需經過一段時間爐膛負壓才發生變化，故在引風量控制系統中直接把一次風量與二次風量之和作為前饋訊號送入pid控制輸出中，以提高
一、二次風量變化時控制系統響應的快速性。
●給水調節系統
汽包水位是機組執行的乙個重要引數，它反映了給水量與供汽量的動態平衡關係。如果水位過高，會破壞汽水分離裝置的正常工作,嚴重時會導致蒸汽帶水增多，從而增加在過熱器管壁上和汽輪機葉片上的結垢，甚至會使汽輪機發生水衝擊而損壞葉片。相反，如果水位過低則會破壞水迴圈，導致水冷壁管道破裂。
因此，機組啟停和正常執行時要求保持汽包水位相對恆定。如果水位超出正常範圍，輕則發出報警，重則停爐停機。迴圈流化床鍋爐給水調節系統低負荷時採用單衝量調節系統，高負荷時採用三衝量調節系統。
構成給水調節系統的三衝量是汽包水位、主蒸汽流量及給水流量。汽包水位訊號經汽包壓力補償後作為主調的輸入，蒸汽流量訊號經溫度、壓力修正後與給水流量訊號一起作為副調的反饋輸入。
●主汽溫度調節系統
迴圈流化床鍋爐正常執行時不僅要求主汽壓力穩定，而且要求主汽溫度穩定。主汽溫度是反映機組運**況的乙個重要引數。如果主汽溫度偏高，過熱器及汽機將在更加惡劣的環境下執行，材料的使用壽命將會縮短。
相反，如果主汽溫度偏低，則汽機達不到預定的執行效率。因此，機組正常執行時要求主汽溫度穩定。迴圈流化床鍋爐主汽溫度調節系統採用由主汽溫度、噴水減溫器出口溫度及主汽流量等引數組成的串級控制系統。
主汽溫度測量值作為主調的反饋輸入值，與主汽溫度設定值進行pid運算後送入副調，在副調中與減溫器出口汽溫進行控制運算，其結果經限幅後由手操器輸出至執行機構，調節噴水減溫的控制閥。由於主汽流量變化時，噴水量應相應地發生變化，故在主汽溫度控制方案中把主汽流量訊號以前饋形式引入控制系統中。
機側投入如下調節系統：
－除氧器壓力調節系統
－除氧器水位調節系統
－凝汽器水位調節
－軸封壓力調節
－減溫減壓調節
（三）順序控制系統(scs)
功能概述：通過dcs的組態環境，實現了所有輔機及裝置的啟停順序和聯鎖，從而提高了機組執行可靠性和降低執行人員勞動強度。
威海熱電廠迴圈流化床機組配有如下輔機及裝置：引風機2臺、高壓風機2臺(一運一備)、一次風機2臺、二次風機1臺、給煤機4臺、給水幫浦2臺(一運一備)、疏水幫浦2臺(一運一備)、凝結幫浦2臺(一運一備)、射水幫浦2臺(一運一備)、低位水幫浦1臺、高壓油幫浦(1臺)、直流油幫浦(1臺)、交流油幫浦(1臺)等。
執行人員可通過操作員站的crt和鍵盤對有關裝置進行操作，同時有關裝置的執行狀態也可在crt上顯示。crt上還顯示有關裝置的啟動條件、狀態等幫助資訊,為執行人員提供執行指導。對同一裝置，開、關指令之間設計成相互閉鎖，不允許同時發出。
根據工藝系統執行方式，scs被劃分成以輔機為單位的功能組，每一子功能組執行某一特定功能，以實現成組操作和程式啟停，並具有聯鎖保護功能，本系統考慮了如下子功能組。
◆ 鍋爐引風機子功能組
當引風機均跳閘時，mft動作，同時自動順序關閉一次風機與二次風機。
◆ 鍋爐高壓風機子功能組
高壓風機採用一運一備方式執行，如一號高壓風機跳閘，自動開啟2號高壓風機出口電動門，關閉1號高壓風機出口電動門，待2號高壓風機出口電動門完全開啟後，自動啟動2號高壓風機。反之亦然。
◆ 鍋爐二次風機子功能組
當引風機均跳閘或一次風機均跳閘或任意引風機跳閘時，均自動關閉二次風機。
◆ 鍋爐一次風機子功能組
當一次風機均跳閘，mft動作，同時自動關閉引風機與二次風機。
◆ 給水幫浦子功能組
給水幫浦採取一運一備方式執行，在給水幫浦潤滑油壓不低的情況下允許啟動，當一台給水幫浦跳閘或給水母管壓力低時，自動啟動備用幫浦。
◆ 凝結水幫浦子功能組
凝結水幫浦採取一運一備方式執行，當一台凝結水幫浦跳閘或凝結水母管壓力低於設定值時，自動啟動備用幫浦。
◆ 油系統子功能組
當潤滑油壓低值時，自動啟動交流油幫浦，低值時自動啟動直流油幫浦。
（四）爐膛保護系統(fsss)
●爐膛安全監控
對機組執行引數和狀態進行監控
●鍋爐大聯鎖
實現了鍋爐輔機的順序啟動以及當引風機或一次風機均跳閘時的順序聯動。
●mft動作條件
－ 床溫不允許(沸下溫度≥990℃並持續5分鐘，6取4)
－ 高壓風無效(高壓風機出口壓力低於設定值)
－ 爐膛壓力高高(≥3.6kpa)
－汽包水位高高(≥200mm)
－汽包水位低低(≤-280mm)
－ 引風機均跳閘
－ 一次風機均跳閘
－ 一次風量小於最小流化風量(一次風總風量≤80000)
－ 手動mft
●mft動作
－ 切斷主燃料
－關閉減溫水電動門
－指出首次跳閘原因
●點火啟動油燃燒器管理
－ cfbb投煤之前啟動點火油燃燒器
－調出油燃燒器啟動畫面進行相應操作
三、執行效果
山東威海熱電廠1×220t/h、1×25mw機組dcs系統於2023年12月3日正式投入執行，dcs系統已完全實現了規範書中規定的資料採集和處理(das)、順序控制(scs)、爐膛安監系統(fsss)、模擬量控制(mcs)等功能，scs的投入，極大方便了執行人員對輔機及相關裝置的啟停操作，操作介面方便、直觀，同時對執行中裝置出現的故障可以進行及時的反映和保護,保證了機組與裝置的執行安全；fsss的投入，有效的保證了在機組執行異常時，及時保護動作，避免危險的進一步擴大，動作準確、快捷，並能準確指示動作原因。現投入閉環執行的系統有：給煤機負荷調節系統、一次風量調節系統、二次風量調節系統、爐膛負壓調節系統、汽包水位調節系統，除氧器水位調節系統、除氧器壓力調節系統、凝汽器水位調節系統、軸封壓力調節系統。
在連續執行期間鍋爐主要執行引數如下：最小負荷min183t/h, 最大負荷min215t/h,4臺給煤機執行，電負荷變化率約為5%mcr/分，其主要控制指標如下：
●油燃燒器啟動方式： 單支啟動； 遠操啟動
●計算機螢幕上顯示點火資訊
●甩負荷時調整週期約為2個週期，每個週期時間約為14分鐘。
從連續執行及甩負荷情況下的調節曲線來看，調節效果還是比較好的。
dcs系統自投入執行以來，執行效果穩定、可靠，人機介面美觀實用、操作方便，尤其是自動迴路的投入，不但極大地降低了執行人員的勞動強度，同時也極大地提高了企業生產的自動化水平。
迴圈流化床鍋爐講義
我廠鍋爐是江蘇綠葉鍋爐 生產，鍋爐型號為 lg 100 5.3 m。本鍋爐採用迴圈流化床燃燒技術，系次高溫 次高壓 單鍋筒橫置式 單爐膛 自然迴圈鍋爐。採用全懸吊結構，全鋼架 型布置。額定蒸發量 mcr100 t h 額定蒸汽溫度485 額定蒸汽壓力 表壓 5.3 mpa 給水溫度150 排煙溫度1...
迴圈流化床鍋爐概述
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新華公司迴圈流化床鍋爐控制方案
迴圈流化床鍋爐 circulating fludized bed boiler，以下簡稱cfb鍋爐 作為一種煤的清潔 高效燃燒技術自八十年代初進入燃煤鍋爐的商業市場以來，在中小型鍋爐中已占有了相當的份額。並在技術日趨成熟的同時逐漸向更大容量發展。cfb鍋爐的研究始於七十年代，它是從鼓泡床沸騰爐和化工...