水泥廠余熱發(fā)電監(jiān)測

申路兵 范之鵬

(遼寧藍(lán)英城市智能化發(fā)展有限公司，遼寧 沈陽110000)

我國水泥窖余熱發(fā)電技術(shù)一直以來都是能源發(fā)展過程中較為重視的一項(xiàng)技術(shù)，該技術(shù)在近年來得到了較大的提升，并且已經(jīng)逐漸向國際水平靠攏。 該技術(shù)的應(yīng)用能夠有效的解決部分供電問題，極大的提升水泥生產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)效益。下文主要針對水泥廠余熱發(fā)電體系中的監(jiān)測系統(tǒng)進(jìn)行了全面詳細(xì)的探討。

1 計(jì)算機(jī)監(jiān)測系統(tǒng)在水泥廠余熱發(fā)電運(yùn)行維護(hù)中的作用

四川金頂所采用的監(jiān)測系統(tǒng)，將開發(fā)和運(yùn)行合為一體，該系統(tǒng)是我國發(fā)電機(jī)組所廣泛使用的通用型數(shù)據(jù)采集處理系統(tǒng)。由于該系統(tǒng)本身在運(yùn)行的過程中，較為便捷的將分散、大面積的控制臺式轉(zhuǎn)變成為了集中化的CRT 監(jiān)視模式，也就良好的具備了進(jìn)行巡回檢測、數(shù)據(jù)處理、越限報警、開關(guān)量變態(tài)處理、事故追憶、相關(guān)參數(shù)畫面顯示及報表和故障信息打印等功能。 因此，該系統(tǒng)能夠幫助電機(jī)組啟動、運(yùn)行、事故查找、恢復(fù)等方面的工作帶來較大的便利性，切實(shí)有效的降低了操作期間所涉及到的人員負(fù)擔(dān)工作，同時又為發(fā)電機(jī)組的正常運(yùn)行提供保障。

2 影響計(jì)算機(jī)監(jiān)測系統(tǒng)發(fā)揮作用的主要障礙

由于國內(nèi)一些單位競相開發(fā)和研制,在整體設(shè)計(jì)中,還有許多不足之處,使目前有的系統(tǒng)還未達(dá)到常規(guī)儀表那種應(yīng)用自如的程度,不能發(fā)揮出應(yīng)有的作用。通過我廠發(fā)電運(yùn)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(xiàn)如下：

2.1 “死機(jī)”現(xiàn)象頻繁

計(jì)算機(jī)監(jiān)測系統(tǒng)運(yùn)行中的“死機(jī)”是目前應(yīng)用中常常碰到的一個難以解決的問題,偶發(fā)性“死機(jī)”是非固定性故障。 “死機(jī)”后重新啟動又能運(yùn)行如故。 “死機(jī)”原因大致歸納如下：

2.2 前置數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)(1/0 子系統(tǒng))故障

1/0 過程通道子系統(tǒng)是監(jiān)測計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的重要組成部分。 對它的設(shè)計(jì)有很高的技術(shù)性。 影響其工作可靠性的因素是多方面的,如模板設(shè)計(jì)技術(shù)、抗共模干擾技術(shù)等,均可影響系統(tǒng)的可靠性、穩(wěn)定性和測量精確度。

2.3 偶發(fā)性干擾

有些現(xiàn)場干擾脈沖源可達(dá)千伏以上,致使計(jì)算機(jī)系統(tǒng)誤動作,程序“飛掉”造成“死機(jī)”。 重者造成掃描模塊損壞。

3 提高監(jiān)測系統(tǒng)可靠性的技術(shù)措施

3.1 對現(xiàn)場安裝、設(shè)計(jì)與施工提出詳細(xì)具體的要求

在在對監(jiān)測系統(tǒng)本身執(zhí)行安全工作的過程中， 務(wù)必要對強(qiáng)電、弱電線路進(jìn)行分離，防止出現(xiàn)線路混合的可能性。 信號電纜線路的敷設(shè)方式對于系統(tǒng)本身穩(wěn)定性、可靠性、監(jiān)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(jìn)行敷設(shè)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(jìn)行隔離，防止平行走線的情況出現(xiàn)。 而對于模擬信號進(jìn)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(yīng)當(dāng)要使用一點(diǎn)接地的方式。此外，為了能夠最大限度的減少成本投入，相應(yīng)的開關(guān)量信號可以利用KVV 控制電纜雙絞線的敷設(shè)方式。

3.2 機(jī)控室信號電纜的引入

大量的數(shù)據(jù)采集信號電纜,從地下電纜安裝架上通過地面開孔處進(jìn)入機(jī)控室連接到系統(tǒng)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(jìn)入的灰塵不致于在中間端子柜中直接形成風(fēng)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(shù)采系統(tǒng)有散熱通風(fēng)的空間。

3.3 信號分類與連線要求

發(fā)電廠自身的信號源主要可以區(qū)分成為開關(guān)量、 模擬量兩種形式。 開關(guān)量信號之中，主要涉及到了一般開關(guān)量、脈沖量、中斷開關(guān)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(jìn)行數(shù)據(jù)采集工作，并且無需使用點(diǎn)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(diǎn)偶本身務(wù)必要對屏蔽層進(jìn)行接地處理，同時要采取適當(dāng)?shù)姆绞絹磉M(jìn)行熱電偶負(fù)端處理。 但是在實(shí)際數(shù)據(jù)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(fù)端短接都并接到系統(tǒng)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(jìn)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(dǎo)致熱電阻信號數(shù)據(jù)的曲線出現(xiàn)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(rèn)可，這就需要將汽機(jī)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(guān)量信號

開關(guān)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(jìn)行隔離。

3.4 關(guān)于地線

我們實(shí)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(tǒng)

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(jī)和發(fā)電機(jī)數(shù)據(jù)采集到EXCEL 中， 有個缺點(diǎn)就是excel 不能關(guān)閉。

3.6 汽包水位調(diào)節(jié)采用三沖量

圖1

3.7 跳機(jī)畫面設(shè)置

圖2

4 數(shù)據(jù)采集通道裝置設(shè)計(jì)與安裝的可靠性技術(shù)措施

4.1 關(guān)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(chǎn)品。一般功能模塊的實(shí)時在線診斷最簡單易行的方法是進(jìn)行在線的讀、寫操作檢驗(yàn),定時的訪問診斷。 對A/D 轉(zhuǎn)換器的工作狀態(tài)應(yīng)能實(shí)時跟蹤,當(dāng)診斷出其工作不正常時,能及時地向處理機(jī)匯報并報告故障源。

4.2 數(shù)據(jù)采集通道系統(tǒng)的自診斷和自恢復(fù)

為解決和克服偶發(fā)性“死機(jī)”現(xiàn)象,僅有一般的“看門狗”是不夠的,還應(yīng)有硬件的系統(tǒng)診斷與自恢復(fù)功能,即建立程序運(yùn)行監(jiān)視程序。在線診斷出運(yùn)行程序“死鎖”或“飛掉”時,無論系統(tǒng)處于什么狀態(tài),都能自動重新啟動程序運(yùn)行。

4.3 模擬量輸入信號預(yù)處理與信號互連技術(shù)

工業(yè)現(xiàn)場通常都存在由于強(qiáng)磁場機(jī)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(xiàn)的熱電偶效應(yīng),大地電位差等原因造成的噪聲干擾源。 系統(tǒng)設(shè)計(jì)者必須采取信號預(yù)處理措施和采用合理的信號連接技術(shù)將噪聲限制到容許的范圍內(nèi),以使數(shù)據(jù)采集處理裝置能適應(yīng)各種工藝環(huán)境。

5 結(jié)語

綜上所述，水泥廠余熱發(fā)電監(jiān)測系統(tǒng)對于發(fā)電機(jī)組的運(yùn)行狀況掌控來說，起到了極其重要的作用，但是監(jiān)測系統(tǒng)在進(jìn)行安裝設(shè)計(jì)的過程中，務(wù)必要針對其中所涉及到的多個方面重點(diǎn)方面加以處理，防止出現(xiàn)故障問題的可能性。 良好的對于各個部分所可能出現(xiàn)的問題加以解決，對于整個發(fā)電機(jī)組的長久運(yùn)行有著極為重要的作用。

［1］高世雄.余熱發(fā)電系統(tǒng)[J].水泥，1987（01）.

［2］胡亞民.水泥窯余熱發(fā)電技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀和發(fā)展前景[J].新世紀(jì)水泥導(dǎo)報，1999（06）.

［3］張才雄.亞洲水泥公司花蓮水泥廠3000t/d SP 窯帶余熱發(fā)電生產(chǎn)線簡介[J].水泥工程，1996（06）.