DCS-2001集散型控制系統在垃圾焚燒電廠中應用

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

垃圾焚燒發電的方式很多．主要有回轉型焚燒爐、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。

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

1 焚燒電廠的組成

東莞市區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凝汽式汽輪發電機組。除此之外它還有化學水及廢水處理控制系統、垃圾抓斗控制系統、除灰控制系統等，中低壓電氣、電視監視系統、煙氣連續測量監視系統及尾氣凈化系統。

全廠設置一套集散控制系統—DCS200l控制系統．集中操作與各輔助設備分散控制相結合的系統運行模式。

整個系統共配置了8臺操作員站、l臺工程師站、l臺值長站、2臺服務器、5套冗余的現場控制站、3套尾氣控制站（如圖1所示）。控制系統通信擁有高速的以太網（10／100LAN），冗余的通信設備，通訊協議為TCP／IP協議。



系統實際I／0總點數為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。

2 DCS一2001的控制功能

分散控制系統的主要功能包括數據采集（DAS）、模擬量控制（MCS）、順序控制（SCS）和聯鎖保護（PRO）等系統功能。

1）數據采集系統DAS

數據采集系統DAS的功能是連續采集和處理所有與系統有關的所有測點信號及設備狀態信號，以便及時向操作人員提供有關的運行信息．實現系統的安全運行。一旦發生任何異常工況．及時報警，保障系統的安全運行，提高系統的可利用率。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，歷史數據存儲和檢索：報警記錄功能：既有模擬量報警記錄又有開關量記錄等。

2）閉環控制系統MCS

主要的閉環控制系統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、旁路減溫減壓調節、給煤控制、垃圾給料控制、排渣控制、凝結水再循環控制、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SCS

按照工藝系統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，對其中的單個設備進行啟、停、或開關操作。

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；出渣系統中各個設備之間的連鎖；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控制系統特性

1）冗余配置

控制系統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

系統電源負荷裕量30％：

d．數據通訊總線冗余

冗余配置的數據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≤15％）；

e．操作站冗余

操作員站CPU的負荷率≤40％（最忙時）。

2）用開放式網絡通訊協議

3）靈活的I／O擴展方式

4）高強度工業硬件平臺：耐振動，耐高溫以及各種工業環境下的電氣干擾

5）信號隔離，具有先進的控制算法。可以任意組態生成系統

6）高可靠性、高穩定性