煤粉直接喷吹控制系统在攀钢钒高炉中的应用

DOI:10.19551/ki.issn1672-9129.2021.10.059NT6000DCS控制系统在朱家坪煤电一体化项目中的运用贺扬华(上海电气电站工程公司㊀上海㊀201199)摘要:在我国火电力发电DCS厂商中,国产厂商早已异军突起,在众多火力发电公司中占据了一席之地㊂朱家坪煤电一体化项目地处内蒙古自治区准格尔旗魏家峁,一期计划安装两台660MW燃煤机组,预计将于2021年7月全部投产㊂全厂主要系统均由DCS控制系统控制,采用南京科远公司的NT6000V4DCS控制系统㊂本文将分别介绍NT6000的软件和硬件,并进一步分析朱家坪煤电一体化项目中主要系统的控制回路㊂关键词:集散控制;NT6000;DCS中图分类号:F426.21;F426.61㊀㊀㊀文献标识码:A㊀㊀㊀文章编号:1672-9129(2021)10-0060-02㊀㊀1㊀朱家坪项目概况内蒙古华厦朱家坪电力有限公司一期2ˑ660MW超超临界机组工程两台机组,该机组主要设备情况如下:锅炉:型号为SG-1885/29.3-M602,为上海锅炉厂设计制造超超临界参数变压运行直流锅炉,一次再热㊁单炉膛单切圆燃烧㊁平衡通风㊁固态排渣㊁紧身封闭布置㊁全钢构架㊁全悬吊π型结构㊂汽机:型号为NZK660-25/600/620型三缸两排汽型式㊂发电机:型号为QFSN-660-2两极水氢氢汽轮发电机㊂2㊀NT6000DCS控制系统介绍2.1硬件㊂NT6000DCS硬件系统是由南京科远公司根据我国国内各工业领域及工艺开发而成,通过先进IT以及通讯技术,以稳定㊁可靠㊁先进等理念作指导,通过现代高速控制器和安全通讯技术为基础,打造出的适用于多种工业体系㊁符合我国国情㊁达到国际先进水平的国产高级控制算法平台㊂NT6000硬件系统主要由配置站㊁历史站㊁操作员站㊁及接口站组成的E-NET(控制网络),DPU(分散处理单元)控制器㊁I/O卡件㊁预制线组成的本地I/O网络,服务器㊁客户端组成的因特网所构成㊂(1)DPU配置㊂DPU配置按照工艺每台机组分为5个系统:锅炉系统㊁汽机系统㊁化水系统㊁灰网系统和脱硫系统,其中锅炉系统分配16对DPU控制器㊁汽机系统分配17对DPU控制器㊁化水系统分配10对DPU控制器㊁灰网系统分配3对DPU控制器㊁脱硫系统分配9对DPU控制器㊂DPU 控制器均为科远最新型控制器KM950,该控制器具有6路并行的eBus通信且总线速率达到3.125Mbps,能全面诊断监控设备,共有24个分支可灵活配置为本地或远程㊂(2)机柜配置㊂NT6000电源柜分为电源柜和控制柜,控制柜又可分为远程柜㊁扩展柜㊁主机柜三种㊂主机柜放置DPU控制器,扩展柜是由于主机柜卡件位置不足而设置的由同一DPU控制的且与主机柜放置在同一地点的机柜,每个主机柜中有两块DPU控制器㊂(3)I/O点配置㊂NT6000中同类型通道集成在同一型号模件上㊂共有DI㊁DO㊁AI㊁AO㊁RTD㊁TC-K㊁PI等类型通道,分别对应数字输入模件KM234A㊁数字输出模件KM235B㊁电流输入模件KM231A㊁模拟量输出模件KM236A㊁热电阻输入模件KM232A㊁热电偶输入模件KM233A㊁频率输入模件KM237A㊂根据设计所要求的点数及备用进行优化配置,在分配测点时,尽可能使同一系统的信号由同一系统的DPU控制器控制㊂(4)集控室及工程师站配置㊂集控室每台机组为操作员配置5台计算机,并在背景大屏幕上显示报警信号㊂集控室及操作员站主要是提供各运行工况信息以及供运行人员监控和控制系统设备㊂工程师站共配备8台计算机用于系统诊断㊁编写控制系统逻辑组态㊁数据库和系统画面编辑,以及调用历史曲线㊁配合单体及分系统调试和试运㊂(5)网络配置㊂NT6000DCS系统通过eNET网构成的冗余网络控制串联起控制站与工程师站㊁操作员站,历史站等工作站㊂交换机均为2ˑ2冗余,通过光纤完成各站点间数据传输与通讯,速率达100Mbps㊂操作员站和工程师站都具有独立的存储以及数据处理能力,任一台工程师站和操作站出现故障不影响其站点的正常工作㊂DCS机柜与远程机柜由网线连接改为光缆连接,提高系统的可靠性㊂2.2软件㊂(1)软件概述㊂NT6000DCS软件系统提供了一个全厂各系统相互通用㊁系统配置㊁组态㊁操作等一体化集成的控制平台,将整个厂区各设备以及系统的按规定与编译的组态与逻辑连接起来,形成一个能够高度智能运行全厂各系统工艺流程的控制系统㊂同时集成了实时监控与报警系统㊁快速诊断系统故障㊁更好更快的事前预测,调用历史曲线分析等功能㊂该软件系统由以下几个部分组成:控制逻辑组态软件㊁画面组态软件㊁集成开发环境㊁系统诊断软件㊁报警服务程序㊁日志查看程序㊁历史数据库㊁历史曲线及报表㊂其中最主要的两个软件为控制逻辑组态软件和画面组态软件㊂(2)控制逻辑组态软件㊂该软件主要功能是对设备及各系统的组态逻辑的编译和修改,从而达到智能化控制系统与各设备㊂另外,工程中的I/O对点㊁通道检验㊁单体调试㊁分布试运㊁以及组态逻辑校验等工作均已该软件为主体㊂工程师可以通过该软件对个卡件及I/O点进行配置,并运用软件中的各种模块编译组态逻辑㊂(3)画面组态软件㊂画面组态软件主要是用于绘制各种系统画面,绘制完成并与对应组态逻辑关联后的系统画面主要用于操作员站人员即运行人员使用,运行人员可以通过系统画面实时监控以及控制各系统及设备,也可以用于分析趋势,故障预警以及查看历史曲线分析等㊂3㊀主要系统控制回路设计3.1机组指令主控回路㊂机组的负荷设定值生成回路是根据机组的状态来调整负荷目标值的大小和生成速率,并㊃06㊃实现机组侧指令和远控指令无扰切换㊂负荷指令包括内部和外部负荷指令,其中,外部负荷指令包括:运行人员手动给定㊁AGC指令㊁电网频率调整指令;内部指令包括:RB㊁闭增㊁闭减指令㊁跟踪指令㊂机组负荷设定值的来源共三处: AGC模式下的远方调度指令㊁本地CCS模式下的手动设定值以及指令跟踪回路㊂机组负荷设定值回路的判断规则如下:AGC投入:自动设定,负荷来自调度;CCS模式:手动设定,负荷通过运行人员手动画面设定;非CCS模式:负荷跟踪,负荷指令跟踪实际功率; 3.2锅炉主控回路㊂在机组协调控制中,锅炉主控负责对包括风㊁煤㊁水等子系统在内的锅炉侧进行控制,相较汽轮机控制,锅炉侧存在控制点多㊁较大惯性迟延㊁来自外部的扰动多等特点㊂锅炉主控调整的品质直接关系整个协调控制系统,给水主控㊁燃料主控㊁总风量控制等控制指令均服从于锅炉主控指令,从而达到机组温度㊁压力㊁流量以及负荷等参数要求㊂锅炉内各参数的变化波动均可都通过主蒸汽压力表现出来㊂因此,机炉协调控制的主要目标就是保持主蒸汽压力稳定,保证主蒸汽压力与定值偏差在极小范围内㊂通过将主蒸汽压力偏差反馈至锅炉侧,从而使主蒸汽压力调节回路发挥作用㊂采用前馈负荷指令调节反馈综合主汽压以克服锅炉内部扰动偏差的方案被广泛采用㊂控制方式如下:将负荷指令作为主功率平衡信号,并行控制汽机侧和锅炉侧㊂对锅炉侧而言,负荷指令即是基本的锅炉输入需求信号(负荷与煤量对应曲线);在此之上叠加主蒸汽压力调节分量,形成锅炉主控指令(BID),用BID指令并行控制锅炉各子系统㊂此外,由于机组变负荷时,物料平衡无法精确配平,水㊁煤参数会暂时性失衡,在压力㊁温度受控前提下,锅炉调节量不宜过强,主要应由锅炉动态前馈发挥作用,并将调节器参数分别乘系数从而将锅炉主控调节放弱㊂锅炉主控BID=MWD(负荷指令对应的煤量基准线) +әPt(主汽压力偏差调节)+FF(负荷变动时的动态前馈);3.3燃料主控回路㊂经过锅炉主控回路的计算,锅炉指令被下分到包括风㊁煤㊁水各个子系统在内的主要控制回路㊂燃料主控负责将锅炉指令转化为燃料量的控制,是建立在给煤机㊁磨煤机控制子系统和协调控制系统之间的燃料控制系统㊂在燃料主控回路中,经过BTU校正后的燃料量和锅炉指令对应的燃料量进行比较,输出给煤机的平均给煤量㊂,燃料主控回路中实际燃料量的反馈等于经过BTU校正后的燃煤量和燃油折算量之差,其中燃油折算量根据设计煤种发热量和设计燃油发热量计算㊂燃料主控回路将以投入自动运行的给煤机的数量自动调整回路偏差的增益㊂通过燃料主控回路计算后的结果作为给煤机的平均指令,各给煤机的实际出力在此基础上根据运行人员设置的偏差进行调整,在非工作状态下,燃料主控回路跟踪给煤机平均指令㊂3.4主燃料跳闸主控回路㊂主燃料跳闸(MFT)主控回路是锅炉安全保护的关键回路,是FSSS系统中最重要的安全功能㊂在出现任何危及锅炉安全运行的危险工况时,MFT 动作将快速切断所有进入炉膛的燃料,包括煤粉和油,从而保证锅炉安全,避免锅炉发生事故或防止事故进一步扩大㊂当MFT跳闸后,将显示跳闸原因;当MFT复位后,首出跳闸信号复位并及清除MFT跳闸历史记忆㊂3.5燃煤主控回路㊂燃煤控制包括各制粉系统的投入㊁切除操作,并在机组正常运行时监控所有煤层的重要参数,当运行工况出现问题时切断煤层煤粉,以保证机组各设备安全㊂满足煤层点火能量条件时,运行人员可以操作投入煤层㊂煤点火的允许条件适用于所有煤层㊂当点火的条件不满足时,无法对任何煤层下达点火指令㊂煤燃烧器投入以层为单位进行㊂以A煤层为例,当以下条件全部满足时,即认为A煤层已投运(1)A磨煤机主电机在运行;(2)A给煤机在运行达2分钟;(3)1号角㊁2号角㊁3号角㊁4号角中至少3个角火焰检测反馈为TRUE;说明:火检有火判断:火检有火且无故障且对应门已开(油㊁煤);4㊀结束语在此次朱家坪煤电一体化项目中,使用NT6000DCS系统对锅炉㊁汽轮机㊁发电机以及公用系统及部分外围等全厂系统实施控制,实现了集中操作与各系统分散控制的结合,保证了项目各工段生产过程的实时监控㊁生产操作㊁质量控制㊁事故报警㊁联锁保护动作等,提高了整个项目的自动化和智能化水平㊂在项目实施过程中,由南京科远公司开发的NT6000DCS系统软硬件出现故障率极低,各控制功能完善,操作方便,智能化程度高,在保证安全可靠的同时降低了调试及试运人员的工作量㊂另外,相比结构复杂的欧美等外国DCS控制软件,NT6000DCS控制系统结构较为简单,符合国人习惯,上手极快,有效的提升了工作效率㊂参考文献:[1]朱光衡.NT6000控制系统在电厂制粉系统中的应用[J].煤炭技术,2013,1:52-53[2]张京,徐建国.NT6000DCS控制系统在承钢150t燃气锅炉上的应用[J].研究成果,2016,12:5-6[3]张京,徐建国,王鑫磊,蒋海滨.NT6000DCS控制系统在承钢150t燃气锅炉上的应用[J].工程技术研究,2016 (08):5-8.[4]李钟海.NT6000V4DCS系统在苏龙改造项目上的应用[J].科技创新导报,2015,12(26):62-63. [5]孙鑫泉.NT6000DCS在大唐南京发电厂烟气脱硫系统中的应用[J].中小企业管理与科技(上旬刊),2011 (12):252-253.[6]冯佩.科远NT6000分布式控制系统(DCS)在电厂烟气脱硫自动化工程中的应用[J].科技创新导报,2020,17 (16):40-41.[7]许立环.NT6000DCS在垃圾发电中的应用[J].自动化博览,2018,35(02):66-69.㊃16㊃。

高炉制粉系统模糊控制方法孙圣明①（上海梅山钢铁股份有限公司　江苏南京２１００３９）摘　要　高炉制粉系统采用模糊控制方法可以实现全自动ＰＬＣ控制。

通过总结现场操作经验，设计了两组模糊控制器，分别交错控制制粉系统中的磨煤机出口温度和磨煤机进口吸力两个代表性参数，再结合干燥炉燃烧煤气和主排风机风量的辅助调节，满足制粉过程系统全自动调节。

该模糊控制方法现场实施后制粉系统调节响应快，超调小，实现了全自动控制，降低劳动强度及提高系统稳定。

关键词　高炉　磨煤机　制粉　模糊控制中图法分类号　ＴＦ５３８．６３ 文献标识码　ＢＤｏｉ：１０ ３９６９／ｊ ｉｓｓｎ １００１－１２６９ ２０２３ ０６ ０２０ＦｕｚｚｙＣｏｎｔｒｏｌＭｅｔｈｏｄｆｏｒＰｕｌｖｅｒｉｚｉｎｇＳｙｓｔｅｍｏｆＢｌａｓｔＦｕｒｎａｃｅＳｕｎＳｈｅｎｇｍｉｎｇ（ＳｈａｎｇｈａｉＭｅｉｓｈａｎＩｒｏｎａｎｄＳｔｅｅｌＣｏ．，Ｎａｎｊｉｎｇ２１００３９）ＡＢＳＴＲＡＣＴ　Ｔｈｅｂｌａｓｔ ｆｕｒｎａｃｅｐｕｌｖｅｒｉｚｉｎｇｓｙｓｔｅｍｃａｎｒｅａｌｉｚｅａｕｔｏｍａｔｉｃＰＬＣｃｏｎｔｒｏｌｂｙｆｕｚｚｙｃｏｎｔｒｏｌｍｅｔｈｏｄ．Ｔｗｏｓｅｔｓｏｆｆｕｚｚｙｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒｓｗｅｒｅｄｅｓｉｇｎｅｄｂｙｓｕｍｍａｒｉｚｉｎｇｔｈｅｅｘｐｅｒｉｅｎｃｅｏｆｆｉｅｌｄｏｐｅｒａｔｉｏｎ，ｗｈｉｃｈｉｎｔｅｒｌｅａｖｅｄｔｈｅｔｗｏｒｅｐｒｅｓｅｎｔａｔｉｖｅｐａｒａｍｅｔｅｒｓｏｆｐｕｌｖｅｒｉｚｉｎｇｍａｃｈｉｎｅｏｕｔｌｅｔｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅａｎｄｐｕｌｖｅｒｉｚｉｎｇｍａｃｈｉｎｅｉｎｌｅｔｓｕｃｔｉｏｎｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ．Ｃｏｍｂｉｎｅｄｗｉｔｈｔｈｅａｕｘｉｌｉａｒｙａｄｊｕｓｔｍｅｎｔｏｆｃｏｍｂｕｓｔｉｏｎｇａｓｉｎｄｒｙｉｎｇｆｕｒｎａｃｅａｎｄａｉｒｖｏｌｕｍｅｏｆｍａｉｎｅｘｈａｕｓｔｆａｎ，ｔｈｅａｕｔｏｍａｔｉｃａｄｊｕｓｔｍｅｎｔｏｆｐｕｌｖｅｒｉｚｉｎｇｐｒｏｃｅｓｓｓｙｓｔｅｍｗａｓｓａｔｉｓｆｉｅｄ．Ａｆｔｅｒｔｈｅｆｕｚｚｙｃｏｎｔｒｏｌｍｅｔｈｏｄｉｓｉｍｐｌｅｍｅｎｔｅｄｉｎｔｈｅｆｉｅｌｄ，ｔｈｅａｄｊｕｓｔｉｎｇｒｅｓｐｏｎｓｅｏｆｐｕｌｖｅｒｉｚｉｎｇｓｙｓｔｅｍｉｓｆａｓｔ，ｔｈｅｏｖｅｒｓｈｏｏｔｉｓｓｍａｌｌ，ｔｈｅａｕｔｏｍａｔｉｃｃｏｎｔｒｏｌｉｓｒｅａｌｉｚｅｄ，ｔｈｅｌａｂｏｒｉｎｔｅｎｓｉｔｙｉｓｒｅｄｕｃｅｄａｎｄｔｈｅｓｙｓｔｅｍｓｔａｂｉｌｉｔｙｉｓｉｍｐｒｏｖｅｄ．ＫＥＹＷＯＲＤＳ　Ｂｌａｓｔｆｕｒｎａｃｅ　Ｃｏａｌｍｉｌｌ　Ｐｕｌｖｅｒｉｚｉｎｇ　Ｆｕｚｚｙｃｏｎｔｒｏｌ１　前言高炉制粉系统作用是为高炉生产喷煤工段制备煤粉［１］，物料以原煤仓为起点，煤粉仓为终点。

AB-PLC系统在高炉喷煤中的应用摘要：AB-PLC系统是一种新型技术系统，他是伴随信息时代以及高科技系统而直接产生的计算机系统形式。

在使用这个系统的时候，我们需要考虑多个方面的影响因素，针对系统发展中出现的问题进行有效处理，如何提升他在高炉喷煤中的作用，如何实现它的有效处理，是本文主要探讨的问题。

关键词：AB-PLC系统；高炉喷煤；计算机系统1工艺控制要求以及控制方案1.1工艺流程以及控制要求1.1.1储存和运输系统原煤在喷煤之前需要经过一系列处理和运输，首先是经过皮带运输到烟煤仓以及无烟煤仓，在传输之前需要首先保证喷煤的原材料的质量，无论是使用哪种处理工具，都需要保证喷煤原材料的性质稳定，因此在原煤存储和运输过程中，需要结合工艺的需求对原煤进行保存和处理。

对于原煤储存系统来说，在进行比例控制的时候，需要实行自动喷煤，按照总量对使用适当工艺来实现自动配煤，这样就能实现原煤储运系统的高效运转。

1.1.2粉制系统粉制系统会包含更多的步骤，在粉制之前，需要对煤进行称重，让煤到达煤机之后进行快速研磨。

原煤经过粉碎和干燥之后经过管道通入布袋粉碎收集器，从而将他存在煤粉仓中，这样的话，粉制系统就会进行自我调节，其中包括温度以及压力的调节，对于粉制系统来说，对于系统的相关特征的要求比较高，这是基于粉制系统整体功能的实现而存在的一种特性。

为了达到粉碎的目标，我们需要对原煤进行化学处理和物理处理，之后经过清洗。

然后在进行粉碎，这样最后得到的效果会更好。

1.1.3喷吹系统喷吹系统是采用高压并列式喷吹罐将煤粉向高炉运输，保持喷吹系统持续稳定以及气压的持续性，是维持高炉喷吹稳定的关键所在。

喷吹系统是整个系统中的重要系统，在喷吹的时候不但需要实现自动喷吹，同时也要减少喷吹带来的能量损失。

1.2控制方案采取网络进行规划，可以实现网络通讯的提升。

在进行高温锅炉练煤的过程中，我们需要使用网络系统进行适当调节，由于整个锅炉练煤系统是一个大型系统，因此使用网络规划是非常必要的。