DCS-2001集散型控制系統(tǒng)在垃圾焚燒電廠中應(yīng)用

近幾年來．垃圾焚燒發(fā)電悄然進入了工控行業(yè)人士的視野。作為傳統(tǒng)行業(yè)派生的新行業(yè)，它告別了垃圾添埋時代，進入了節(jié)約資源、清潔環(huán)保、再生能源的新世紀，垃圾焚燒目前越來越受到大家重視。我國的垃圾發(fā)電技術(shù)的發(fā)展還剛剛起步，大部分都是成套引進國外設(shè)備，成本極高。為了滿足國內(nèi)垃圾處理市場的迫切需求，實現(xiàn)垃圾焚燒技術(shù)的國產(chǎn)化勢在必行。

垃圾焚燒發(fā)電的方式很多．主要有回轉(zhuǎn)型焚燒爐、流化床焚燒爐和機械爐排焚燒爐等幾種方式，我國使用的爐型以后兩者居多。

廣東東莞市區(qū)垃圾處理廠使用的是北京中科通用能源環(huán)保有限公司設(shè)計的循環(huán)流化床垃圾焚燒爐。它的控制系統(tǒng)是DCS一2001系統(tǒng)，這是一個垃圾焚燒電廠設(shè)備徹底國產(chǎn)化的工程實例。

1 焚燒電廠的組成

東莞市區(qū)垃圾處理廠共有三臺55t／h、日處理垃圾能力400t的流化床垃圾焚燒爐，兩臺15．0MW凝汽式汽輪發(fā)電機組。除此之外它還有化學水及廢水處理控制系統(tǒng)、垃圾抓斗控制系統(tǒng)、除灰控制系統(tǒng)等，中低壓電氣、電視監(jiān)視系統(tǒng)、煙氣連續(xù)測量監(jiān)視系統(tǒng)及尾氣凈化系統(tǒng)。

全廠設(shè)置一套集散控制系統(tǒng)—DCS200l控制系統(tǒng)．集中操作與各輔助設(shè)備分散控制相結(jié)合的系統(tǒng)運行模式。

整個系統(tǒng)共配置了8臺操作員站、l臺工程師站、l臺值長站、2臺服務(wù)器、5套冗余的現(xiàn)場控制站、3套尾氣控制站（如圖1所示）。控制系統(tǒng)通信擁有高速的以太網(wǎng)（10／100LAN），冗余的通信設(shè)備，通訊協(xié)議為TCP／IP協(xié)議。



系統(tǒng)實際I／0總點數(shù)為4189點，鍋爐部分l439點，汽機部分537點，公用478點，電氣735點，其它為尾氣部分點數(shù)。

2 DCS一2001的控制功能

分散控制系統(tǒng)的主要功能包括數(shù)據(jù)采集（DAS）、模擬量控制（MCS）、順序控制（SCS）和聯(lián)鎖保護（PRO）等系統(tǒng)功能。

1）數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)DAS

數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)DAS的功能是連續(xù)采集和處理所有與系統(tǒng)有關(guān)的所有測點信號及設(shè)備狀態(tài)信號，以便及時向操作人員提供有關(guān)的運行信息．實現(xiàn)系統(tǒng)的安全運行。一旦發(fā)生任何異常工況．及時報警，保障系統(tǒng)的安全運行，提高系統(tǒng)的可利用率。DAS信息通過操作員站反映出來的功能由幾部分組成。顯示功能包括：操作顯示、表格顯示、棒狀圖顯示等：趨勢記錄功能包括：歷史趨勢記錄、實時趨勢記錄，歷史數(shù)據(jù)存儲和檢索：報警記錄功能：既有模擬量報警記錄又有開關(guān)量記錄等。

2）閉環(huán)控制系統(tǒng)MCS

主要的閉環(huán)控制系統(tǒng)MCS包括如下控制：爐膛壓力控制、一次風量、溫度控制、二次風量、溫度控制、給料控制、爐膛出口溫度控制、過熱蒸汽溫度控制、汽包水位控制、旁路減溫減壓調(diào)節(jié)、給煤控制、垃圾給料控制、排渣控制、凝結(jié)水再循環(huán)控制、除氧器水位控制、除氧器壓力控制、低加水位控制、減溫減壓裝置壓力、溫度控制等。

3）順序控制系統(tǒng)SCS

按照工藝系統(tǒng)及主要輔機的要求劃分成若干功能子組進行控制，如程控點火等順序控制。操作員能通過CRT／鍵盤對各個子功能組進行順序啟、停，對其中的單個設(shè)備進行啟、停、或開關(guān)操作。

4）連鎖保護

垃圾電廠機組的連鎖基本上與普通電廠中的連鎖保護是一樣的：它包括引風機、一次風機、二次風機、返料風機之間的風機大連鎖；給料機中大滾筒、小滾筒、撥輪、大鏈板、小鏈板之間的連鎖；出渣系統(tǒng)中各個設(shè)備之間的連鎖；MFT信號連鎖停給料、出渣、二次風機的連鎖；各種風機、泵與其進出口擋板、門之間的連鎖

3 S2001控制系統(tǒng)特性

1）冗余配置

控制系統(tǒng)提高有可靠性的措施就是冗余。

a．控制站冗余

控制器CPU的負荷率≤70％（最忙時）；

b．重要測點I／O通道冗余

I／O模件槽裕量l0％，I／O點裕量15％：

C．電源冗余

系統(tǒng)電源負荷裕量30％：

d．數(shù)據(jù)通訊總線冗余

冗余配置的數(shù)據(jù)通訊總線在任何時候都同時工

作，通訊總線負荷率≤30％（以太網(wǎng)≤15％）；

e．操作站冗余

操作員站CPU的負荷率≤40％（最忙時）。

2）用開放式網(wǎng)絡(luò)通訊協(xié)議

3）靈活的I／O擴展方式

4）高強度工業(yè)硬件平臺：耐振動，耐高溫以及各種工業(yè)環(huán)境下的電氣干擾

5）信號隔離，具有先進的控制算法。可以任意組態(tài)生成系統(tǒng)

6）高可靠性、高穩(wěn)定性