水泥廠余熱發電監測

申路兵 范之鵬

(遼寧藍英城市智能化發展有限公司，遼寧 沈陽110000)

我國水泥窖余熱發電技術一直以來都是能源發展過程中較為重視的一項技術，該技術在近年來得到了較大的提升，并且已經逐漸向國際水平靠攏。 該技術的應用能夠有效的解決部分供電問題，極大的提升水泥生產的經濟效益。下文主要針對水泥廠余熱發電體系中的監測系統進行了全面詳細的探討。

1 計算機監測系統在水泥廠余熱發電運行維護中的作用

四川金頂所采用的監測系統，將開發和運行合為一體，該系統是我國發電機組所廣泛使用的通用型數據采集處理系統。由于該系統本身在運行的過程中，較為便捷的將分散、大面積的控制臺式轉變成為了集中化的CRT 監視模式，也就良好的具備了進行巡回檢測、數據處理、越限報警、開關量變態處理、事故追憶、相關參數畫面顯示及報表和故障信息打印等功能。 因此，該系統能夠幫助電機組啟動、運行、事故查找、恢復等方面的工作帶來較大的便利性，切實有效的降低了操作期間所涉及到的人員負擔工作，同時又為發電機組的正常運行提供保障。

2 影響計算機監測系統發揮作用的主要障礙

由于國內一些單位競相開發和研制,在整體設計中,還有許多不足之處,使目前有的系統還未達到常規儀表那種應用自如的程度,不能發揮出應有的作用。通過我廠發電運行過程中暴露的問題和同兄弟單位交流的情況來看,主要表現如下：

2.1 “死機”現象頻繁

計算機監測系統運行中的“死機”是目前應用中常常碰到的一個難以解決的問題,偶發性“死機”是非固定性故障。 “死機”后重新啟動又能運行如故。 “死機”原因大致歸納如下：

2.2 前置數據采集系統(1/0 子系統)故障

1/0 過程通道子系統是監測計算機系統的重要組成部分。 對它的設計有很高的技術性。 影響其工作可靠性的因素是多方面的,如模板設計技術、抗共模干擾技術等,均可影響系統的可靠性、穩定性和測量精確度。

2.3 偶發性干擾

有些現場干擾脈沖源可達千伏以上,致使計算機系統誤動作,程序“飛掉”造成“死機”。 重者造成掃描模塊損壞。

3 提高監測系統可靠性的技術措施

3.1 對現場安裝、設計與施工提出詳細具體的要求

在在對監測系統本身執行安全工作的過程中， 務必要對強電、弱電線路進行分離，防止出現線路混合的可能性。 信號電纜線路的敷設方式對于系統本身穩定性、可靠性、監測精度等多個方面有著直接影響，所以，在對于信號電纜線以及電力電纜線進行敷設的過程中，要保持兩條線路之間能夠有30cm 以上的距離。 在有條件的情況下可以使用隔板來進行隔離，防止平行走線的情況出現。 而對于模擬信號進行安裝的過程中，要針對毫伏類型的低電壓平信號使用具有絕緣層的屏蔽雙絞線。各個不同部分的信號線屏蔽層都應當要使用一點接地的方式。此外，為了能夠最大限度的減少成本投入，相應的開關量信號可以利用KVV 控制電纜雙絞線的敷設方式。

3.2 機控室信號電纜的引入

大量的數據采集信號電纜,從地下電纜安裝架上通過地面開孔處進入機控室連接到系統中間端子柜上。要求地面開孔處距離中間端子柜約2～3m。 這樣由地面開孔進入的灰塵不致于在中間端子柜中直接形成風道。 2～3m 的地上通道不僅可以緩沖地下灰塵的侵入,又可使數采系統有散熱通風的空間。

3.3 信號分類與連線要求

發電廠自身的信號源主要可以區分成為開關量、 模擬量兩種形式。 開關量信號之中，主要涉及到了一般開關量、脈沖量、中斷開關量等。 而在模擬量信號之中，則是包含了熱電阻信號、電氣信號、熱電偶信號、變送器信號等等。

3.3.1 熱電偶信號

通常情況下都是直接利用331－7KF02 模塊來進行數據采集工作，并且無需使用點偶變送器，而接地式屏蔽熱電偶則是效果最佳的信號輸入形式。 不接地的浮動點偶本身務必要對屏蔽層進行接地處理，同時要采取適當的方式來進行熱電偶負端處理。 但是在實際數據采集處理的過程中，有個別信號無法上來，因此，可以直接將所有的熱電偶信號負端短接都并接到系統模塊的10、11 腳上，從而使得問題得以解決。

3.3.2 熱電阻(RTD)信號

為了能夠最大限度的減少成本投入，RTD 與電阻信號連接， 利用331－1KF01 模塊來進行處理，其中的傳輸線本身為三線制形式，能夠直接采集。 但該措施沒有使用任何屏蔽電纜，其中的變頻器電纜也同樣沒有使用屏蔽方式，極易導致熱電阻信號數據的曲線出現鋸齒的可能性。 如此以來，在性能效果不良的情況下，水泥廠甲方必然不認可，這就需要將汽機房所有熱電阻采集更換成為專門的熱電阻模塊331－7PF01，從而解決問題。

3.3.3 變送器信號

對于壓力流量信號直接選用331－7KF02 二線制信號采集， 都沒有使用配電器。 電流信號和變頻器反饋采用隔離器。

3.3.4 開關量信號

開關量輸入采用321－1FH00 交流220v 直接接入，輸出信號采用322－1BH01 加24v 中間繼電器進行隔離。

3.4 關于地線

我們實際用的地線只有一個， 如果有條件最好儀表和電器地分開。

3.5 供電系統

所有PLC 控制柜使用三特6kva 不間斷的，6 報表采用wincc－dde每隔一個小時自動吧汽輪機和發電機數據采集到EXCEL 中， 有個缺點就是excel 不能關閉。

3.6 汽包水位調節采用三沖量

圖1

3.7 跳機畫面設置

圖2

4 數據采集通道裝置設計與安裝的可靠性技術措施

4.1 關于功能模塊的自診斷

測量、掃描功能模塊要選擇對因地電位的不同引起的共模干擾和對工頻串模干擾有一定范圍的抑制功能的產品。一般功能模塊的實時在線診斷最簡單易行的方法是進行在線的讀、寫操作檢驗,定時的訪問診斷。 對A/D 轉換器的工作狀態應能實時跟蹤,當診斷出其工作不正常時,能及時地向處理機匯報并報告故障源。

4.2 數據采集通道系統的自診斷和自恢復

為解決和克服偶發性“死機”現象,僅有一般的“看門狗”是不夠的,還應有硬件的系統診斷與自恢復功能,即建立程序運行監視程序。在線診斷出運行程序“死鎖”或“飛掉”時,無論系統處于什么狀態,都能自動重新啟動程序運行。

4.3 模擬量輸入信號預處理與信號互連技術

工業現場通常都存在由于強磁場機械的開閉, 因信號傳輸中靠近動力電纜受到的干擾,不希望出現的熱電偶效應,大地電位差等原因造成的噪聲干擾源。 系統設計者必須采取信號預處理措施和采用合理的信號連接技術將噪聲限制到容許的范圍內,以使數據采集處理裝置能適應各種工藝環境。

5 結語

綜上所述，水泥廠余熱發電監測系統對于發電機組的運行狀況掌控來說，起到了極其重要的作用，但是監測系統在進行安裝設計的過程中，務必要針對其中所涉及到的多個方面重點方面加以處理，防止出現故障問題的可能性。 良好的對于各個部分所可能出現的問題加以解決，對于整個發電機組的長久運行有著極為重要的作用。

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