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    浙江省寧波經濟技術開發區熱電有限責任公司現有兩臺無錫鍋爐廠的UG-75/3.82-M38型75t/h循環流化床鍋爐，采用母管制運行方式。配套的汽輪機為青島捷能汽輪機廠的B6-3.43/0、981型6MW背壓機一臺。第一臺循環流化床鍋爐于2002年7月投產運行，第二臺于2002年9月投產運行。鍋爐正常運行負荷可以達到80t/h以上，最高負荷可以達到90t/h。目前運行狀況良好，系統穩定。

    該廠選用的DCS系統為北京和利時系統工程有限公司的最新一代采用現場總線結構的MACS系統。系統規模為1800點I/O，配置控制機柜7個，操作員站7個（2臺鍋爐共4個、汽機共2個、化學水處理1個），值長站1個，工程師站1個，多功能站1個。

1   MACS系統的特點和應用

        MACS系統是北京和利時公司在90年代末期開發的新一代DCS系統。其特點是采用了Profibus-DP現場總線結構，因此可以采用遠程I/O模塊，從而節省了大量電纜，并且縮短了施工工期。特別是在化學水處理車間和電氣主控制室，采用了現場總線技術，效果十分理想。

1.1   在化學水處理車間的應用

        該廠化學水處理車間和主廠房相距300多米遠，由遠程I/O模塊來實現信號的采集和傳遞，并且接受主控單元來的順控指令實現順序控制功能。遠程I/O模塊和機爐集控室之間采用光纜連接。

        由于有了現場總線和遠程I/O模塊，在300多米遠的機爐集控室內的CRT上和值長站的CRT上都可以隨時一目了然地掌握和監視化水車間的運行情況。

        與此同時，還在化學水處理車間設置了一臺就地的CRT操作員站，負責監視和控制化學水處理車間和附近的循環水泵房、生活水泵房和燃油泵房的運行狀況，從而大大減少了在化水車間的運行人員。

1.2   在遠程加藥站的應用

        該廠加藥站距離DCS控制室150米左右，距離化水車間500米左右，也采用了Profibus-DP現場總線結構，并且配置了遠程I/O模塊進行數據采集和控制。由于加藥站本身采用了單片機方式的分離儀表，儀表具有信號輸出端口，現場的數據只要采用簡單的AI和AO遠程模塊，就可以實現DCS系統的控制。目前，該廠規定是由化水車間內的CRT操作員站進行操作，實際上，通過授權，有關的操作人員申報密碼后，在全廠任何一臺CRT操作員站上都可以實現監視和控制。因此，加藥站全面實現了無人值班，體現了較高的自動化水平。

1.3  在電氣主控制室的應用

        該廠電氣主控制室和機爐集控室相距50多米，在電氣主控制室也采用了現場總線結構。重要的電氣參數（如發電機的電壓、電流、有功功率、無功功率、電度量等）和斷路器、空氣開關等狀態信號都可以方便地采集到MACS系統中來。在MACS系統的任何一個操作員站的CRT上，有關運行人員通過授權并申報口令后，都能監視和了解電氣部分的運行狀況。

        與此同時，在電氣主控制室內設置了一個值長站。在這個值長站的CRT上，不僅能夠監視和掌握全廠電氣設備的運行狀況，同時也能全面看到機爐運行情況。

        綜上所述，由于該廠采用了先進的、具有Profibus-DP現場總線結構的DCS系統，因此可以方便地把距離機爐集控室50米遠的電氣控制室和距離300米遠的化水車間納入DCS的控制范疇。實現了化學水處理控制系統、電氣監控系統和全廠DCS系統的“無縫連接”，滿足了“全廠一體化”的要求。

2   MACS系統實現的功能

        該廠目前的MACS系統實現的功能為：數據采集系統（DAS）、模擬量控制系統（MCS）、順序控制系統（SCS）、爐膛安全監視系統（FSSS）、汽機跳閘保護（ETS）及化學水處理車間的遠程監控和重要電氣設備的遠程監控。

(1)  全廠的數據采集系統（DAS）

        DAS可以滿足操作員站在正常或異常情況下對全線設備進行全面的監控，可以顯示各種流程圖畫面，如燃燒系統圖、汽水系統圖、煙氣系統圖、點火系統圖、FSSS系統圖、汽輪機總貌圖和除氧給水系統圖等。全面顯示過程信息，可對任意控制回路進行操作。還可以實現控制分組畫面的顯示。按類似常規調節表和指示表的形式顯示回路和測量指示點的信息，如變量值、設定值、輸出值、控制方式（MAN/AUTO/CASC）和高低報警（無報警時不出現）等。從分組畫面可以直接對模擬回路和數字回路進行操作。還有各種趨勢曲線畫面顯示，報警匯總畫面和報警功能顯示，報表功能和歷史數據記錄和再現功能等。此外，MACS系統還可以實現SOE功能，分辨率高達1毫秒。

(2)  75t/h循環流化床鍋爐的模擬量控制系統（MCS）

        該廠75t/h循環流化床鍋爐的模擬量控制系統（MCS）設有下列自動調節系統：母管壓力調節系統、主蒸汽壓力調節系統、一次風量調節系統、二次風量調節系統、爐膛壓力調節系統、床壓調節系統、給水調節系統、主蒸汽溫度調節系統等。

        特別指出，由于無錫鍋爐廠的返料方式為高溫返料，因此鍋爐床溫控制主要是通過一、二次風配比調節和給煤量的小范圍調節來實現，因此沒有單獨的床溫調節系統，而是在構造一次風量調節系統和給煤量調節系統時，加上了床溫修正回路。如果床溫偏高，增加一次風量；如果床溫偏低，則減小一次風量。必要時，進一步修正給煤量，從而來實現床溫的調節控制。

(3)  順序控制系統（SCS）

        循環流化床機組配有大量輔機及設備，如引風機、一次風機、二次風機、給煤機、石灰石給料機、排渣機、給水泵、疏水泵、煙氣再循環風機及吹灰器等。輔機及設備的程序啟停和機組的聯鎖保護由順序控制系統（SCS）來實現。

        該廠的SCS系統設有：鍋爐引風機子功能組、鍋爐二次風機子功能組、鍋爐一次風機子功能組、鍋爐給煤機子功能、鍋爐排渣子功能組、鍋爐電動給水泵子功能組、鍋爐定期排污子功能組、除氧器子功能組、汽機疏水系統子功能組、汽機油系統子功能組、發電機冷卻系統子功能組等。

此外，SCS系統中還設置有鍋爐大聯鎖順序：引風機跳→一次風機跳→二次風機跳→螺旋給煤機跳→稱重給煤機跳。

        設置鍋爐基本停爐順序：稱重給煤機停→螺旋給煤機停→二次風機停→一次風機停→引風機停。

(4)  75t/h循環流化床鍋爐的保護（FSSS）

        鍋爐系統的保護采用簡單的爐膛安全監控系統爐的保護（FSSS）。它在鍋爐正常運行和啟停等各種運行方式下，密切監視系統的大量參數和狀態，防止鍋爐發生危險，引發爐膛爆炸或者是汽包水位異常。

        在機組啟動階段，簡單的FSSS對進入鍋爐的燃料和空氣進行管理和控制，使鍋爐按預定的啟動方式點火啟動。點火風室及爐膛的吹掃主要發生在點火時產生熄火后的情況。此時，點火油槍系統將處于強制閉鎖狀態。啟動吹掃前須滿足爐膛吹掃的許可條件如下：

?  DCS閉鎖所有的燃料進入爐膛；

?  DCS確保有30%的風量；

?  DCS檢測爐膛負壓在正常限值之內；

?  DCS檢測床溫在設定床溫以下（一般在650℃以下）。

發生下列情況時，主燃料切斷（MFT）保護動作：

?  引風機跳；

?  所有風機跳；

?  床溫的上限為1050℃，下限值為600℃；

?  主汽溫度持續超溫達到第二極限值；

?  汽包水位達到第二極限值3秒鐘后；

?  系統壓力升高到第二極限值，聯鎖向空排汽閥開啟仍無法使系統得到有效地泄壓。

(5)  汽機跳閘保護系統（ETS）

    該廠的MACS系統可以實現汽機緊急跳閘保護系統（ETS）的要求，完成汽輪機的各種跳閘保護功能，并使系統能在機組的各種運行工況下可靠、安全、正確、連續運行。汽機保護停機主要項目包括：潤滑油壓過低、軸承回油溫度過高、轉子超速過高、軸向位移過大、凝汽器真空低、鍋爐MFT動作、發電機保護動作、手動緊急停機等監視及保護功能。

3   運行效果

    該廠的MACS系統自投運以來，一直比較穩定可靠，人機界面美觀實用，操作直觀方便。對機組運行過程中出現的故障，MACS系統能夠及時地進行報警處理并且及時地投入保護。

    根據該廠運行的實踐發現，采用一次風作為返料風效果不太理想。往往由于作為返料風的一次風壓頭不夠，而導致高溫的循環灰在返料閥內滯留的時間過長，從而使得返料閥被燒得通紅，嚴重威脅鍋爐的安全運行。而且為了保證壓頭，不得不保持一次風機的高轉速運行方式，能量的損失過大，因此，該廠新增加了一臺13500Pa的離心式風機作為返料的增壓風機。用MACS系統來控制增壓風機入口擋板開度的方式來調節返料風的壓頭和風量，從而確保了循環灰在返料閥里暢通無阻，取得了良好的運行效果。同時可以采用其他方式降低風機轉速，僅需維持最低的燃燒保證即可，從而提高風機的利用效率。