DCS在熱電廠鍋爐控制中的應用

王 鵬

（天津市中環自動化技術控制設備有限公司，天津 300384）

在供熱企業運行及發展中，DCS系統作為一種核心的微控制軟件，結合了計算機使用原理，通過現代技術、遠程技術以及顯示技術的綜合運用，形成一種多功能的網絡工程模式，將該種系統運用在熱電廠供熱中，可以滿足供熱系統的多功能運行需求，實現供熱系統控制的最終目的。但是，現階段的大部分DCS系統只是運用在電氣系統以及汽機系統之中，為了改變這種限制性問題，應該將熱電廠鍋爐系統的運用作為重點，通過控制系統以及控制方案的科學設計，提高熱電廠鍋爐系統運行的穩定性，為電氣系統的運行提供支持。

1 熱電廠鍋爐控制系統的組成

1.1 MCS系統

MCS系統是模擬量控制系統的簡稱，主要是根據發出控制信號形式進行中間繼電器的使用，實現對設備現場運行狀況的實時控制。例如，在鍋爐制粉系統運行中，其結果如圖1所示?？刂葡到y會通過負荷能量以及能量質量的分析，進行信號的直接、快速反饋，從而形成一種閉環反饋控制系統，通過對控制系統信號的優化補償，實現靜態系統、動態系統的穩定協調。而且，對機組進行自動補償以及修整中，應該將自動化的控制系統控制在特定的范圍內，實現自動化的設備監控，保證供熱系統的穩定運行[1]。

1.2 FSSS系統

熱電廠鍋爐控制系統運行中，通過安全監控系統（FSSS）的運用，可以實現對鍋爐爐膛的安全監控，保證系統運行的安全性、穩定性。而且，在燃燒器控制中，通常需要在鍋爐點火準備的狀態下，將燃燒控制器融入在點火槍之中，通過啟動鍵盤上的燃燒點火鍵，使燃料在安全的范圍內有序操作，提高鍋爐膛安全運行的整體效率。

圖1 鍋爐制粉系統Fig.1 Boiler pulverizing system

圖2 DCS在熱電廠鍋爐控制系統中的調節Fig.2 Regulation of DCS in boiler control system of thermal power plant

1.3 SCS系統

在熱電廠鍋爐控制系統運行中，通過SCS系統的運用可以實現順序控制，實現各個電廠設備之間的自動啟動、主動運行以及中止運行等。在DCS系統運行中，通常會按照特定的指令進行邏輯順序的控制。所以，在DCS系統運行中，需要通過SCS系統對各個流程進行檢查，避免運行故障的發生，實現系統運行的安全性、穩定性[2]。

2 DCS在熱電廠鍋爐控制中的應用

2.1 鍋爐燃燒控制系統的運用

伴隨熱電廠的發展，一些鍋爐燃燒系統的運用不能及時、準確測得給煤量，增加鍋爐燃燒控制中的風煤比，無法實現熱電廠系統運行的安全性、穩定性。在鍋爐燃燒系統運行中，通過鍋爐進風量以及鼓風機轉速關系的協調，可以實現對鍋爐風煤比的控制。通常狀況下，在鍋爐燃燒控制系統運用中，其運行過程包括以下內容：第一，在控制鍋爐燃燒中，應該考慮到媒質的變化狀態，當煤質量發生一定的轉變時，會對風煤比帶來影響。因此，在鍋爐燃燒控制系統中，為了實現風煤比的合理靈活運用，應該通過控制值的確定提高系統轉變的有效性，實現鍋爐燃燒系統的穩定運行；第二，在系統初投運行中，可以通過對以往經驗的分析以及試驗項目的初步確定，進行風煤比的協調，之后按照系統運行的狀態定時啟動尋優功能，系統中的爐膛溫度會按照特定的變化以及含氧量運行，提高鍋爐熱燃燒的經濟價值，實現熱控制系統的穩定運行。因此，在熱電廠鍋爐控制系統運行中，為提高設備運行的穩定性，項目管理者應該認識到DCS系統的使用功能，通過設備組成、設備運行以及設備控制狀況的分析，進行熱電廠鍋爐系統運行的調節，以保護系統運行的安全性，實現熱電廠的經濟發展。

2.2 煙氣含量控制系統的運用

通過對煙氣中含氧量的分析，在排煙系統熱損失增大的狀況下，爐膛的問題會不斷降低，這種狀況下系統中的含氧量以及空氣系數必然存在，當煙煤控制系數為1.3～1.5時，需要通過檢測爐膛內的煙氣含量進行空氣系數的計算，以提高系統運行的安全性、穩定性[3]。

2.3 爐膛負壓控制系統的運用

DCS在熱電廠鍋爐控制中，當鼓風量發生變化時，引風量會在爐膛負壓的狀況下進行偏差控制，之后通過對風變頻器的調節，提高引風量的穩定性，避免爐膛內負壓波動現象的發生。因此，在爐膛負壓設計中，應該通過前饋——反饋系統的構建，提高信號輸出的準確性，保持爐膛負壓的恒定運行。

2.4 供熱運行系統的控制

DCS在熱電廠鍋爐控制系統運行的過程中，不僅需要滿足鍋爐經濟燃燒的需求，而且也應該保證用戶負荷的基本需求，使系統的運行達到節能、恒定的最終目的。其結果如圖2所示。因此，在供熱系統中，應該同鍋爐控制的狀況進行不同負荷變化的分析，之后靈活地調節出水溫度，保證控制系統運行的安全性、穩定性。通常狀況下，DCS在熱電廠鍋爐供熱運行系統中，為了提高系統運行的穩定性，應該做到以下內容：第一，鍋爐出水系統會受到鍋爐經濟燃燒之外的影響。鍋爐出水系統的溫度會直接影響用戶對系統的使用狀況，整個過程中為了保證用戶對符合的使用需求，應該提高節能運行的穩定性，保證水溫度的平衡狀態，不斷延長鍋爐系統的使用壽命，實現對供熱運行系統的科學控制；第二，在鍋爐出水中，當發生鍋爐流量、進水溫度、煤質等因素變化時，會對鍋爐系統的運行帶來影響，針對這種問題，供熱運行系統可以通過調節爐膛溫度進行煤量控制，避免燃動對鍋爐系統運行帶來的影響。相關人員可以根據系統的出水溫度進行給定值偏差的確定，實現供熱系統的穩定運行[4]。

2.5 聯鎖保護系統的運用

在熱電廠鍋爐系統運行中，通過聯鎖保護控制系統的運用，可以結合系統運行的狀態，進行調節項目的構建。通常狀況下，在鍋爐出水溫度超過了超高限或是出水壓力的超低限時，系統程序會按照先停爐排、再停鼓風、最后停引風的流程進行自動運行，充分保證系統運行的安全性、穩定性。當爐膛內的壓力為正時，爐膛內的火焰噴出，這種現象會對人員以及設備的安全運行造成影響，這種狀況下應該通過強制技術的運用改變鼓風量以及引風量，保證熱電廠鍋爐系統維持在成長狀態，提高系統運行的整體效率[5]。

3 結束語

總而言之，DCS在熱電廠鍋爐控制系統的運用中，為提高設備運行的穩定性，項目管理者應該認識到DCS系統的使用功能，通過設備組成、設備運行以及設備控制狀況的分析，進行熱電廠鍋爐系統運行的調節，以保護系統運行的安全性、穩定性。一般情況下，在DCS系統中，應該通過爐燃燒控制系統的運用、煙氣含量控制系統的運用、爐膛負壓控制系統的運用、供熱運行系統的控制以及聯鎖保護措施的運用，實現熱電廠鍋爐控制系統的穩定運用，推動電廠運行的穩步發展。