锅炉吹灰器PLC控制系统改DCS控制系统

2014-05-11 10:50
中国新技术新产品 2014年7期
关键词:单台预器吹灰

马 胜

(茂名臻能热电有限公司,广东 茂名 525000)

1 改造前设备状况及改造方案

1.1 改造前设备状况

#5机组吹灰PLC控制系统改造前采用美国戴梦德公司产品,型号为PCE984-265,是一种用于操作和监测锅炉吹灰设备的PLC控制器,用于控制42台IR吹灰器(短吹),18台IK吹灰器(长吹),4台空预器吹灰器,6台电动门及2台压力气动调阀。它是一个分布式系统,由OIU(操作员接口装置)和BIU(吹灰器输入、输出接口装置)两个主要部件组成。OIU安装在控制室,包括键盘、控制器、显示器,BIU安装在电子间,BIU有220VAC输出和24VDC输入电路,有直流模拟输入。但由于PLC控制器设备老化现象严重,DO输出模块无故失控,程序混乱现象经常发生,锅炉吹灰器无法正常运行,造成炉管结焦而引起过热汽温升高,锅炉出力下降等不良现象,从而影响锅炉的安全和经济运行。

1.2 改造方案

改造后的吹灰器控制系统由上海新华控制有限公司的DCS实现,通过DCS通讯卡并入原#5炉输灰控制系统,在原输灰操作员站上实现操作、显示、报警等功能。保留原有BIU柜及吹灰动力柜,并新增1只脱硝吹灰器动力柜。

2 吹灰系统构成和功能

整套吹灰系统包括2只DCS机柜、1只BIU柜、3只吹灰器动力柜及新增1只脱硝吹灰器动力柜都安装在控制电子间。现场原有设备:2台吹灰主蒸汽阀、1台辅助蒸汽阀、3台疏水阀,64台锅炉吹灰器;现现场新增设备:1台脱硝反应区吹灰主蒸汽阀、1台疏水阀12台吹灰器。

2.1 对操作画面的设置如下:

2.1.1 参照原吹灰器的操作界面作部分修改,中央为吹灰器在锅炉上分布的展开示意图,共分为三个操控区域:左侧为本体吹灰器操控区,右上为省煤器吹灰器操控区,右下为空预器吹灰器操控区。其中,IR01~IR42为短行程吹灰器;IK01~IK12为长行程吹灰器;IKEL1~IKEL8为省煤器长行程吹灰器;IKAH1~IKAH4为空预器长行程吹灰器。画面的下部为其他操作画面选择按钮及系统状态报警框。脱硝反应区吹灰器操作画面另单独设置。

2.1.2 吹灰系统分手动、程控两种状态。手动时,可以对任何阀门、吹灰器单独进行操作。为便于检修,在手动状态下又设置了远方、就地两种形式,使检修人员能够在现场试验吹灰器。程控时,根据实际情况选择吹灰区域、吹灰方式(单吹、对吹)和需屏蔽的吹灰器后,执行顺序吹灰。程序吹灰可以中途暂停、提前结束,控制系统还可根据MFT动作、蒸汽压力异常、吹灰启动失败、吹灰器过流、过载、吹灰超时等异常情况提供必要的报警及联锁,以保护设备的安全。

2.1.3 左侧吹灰器电流:显示分布在左前墙的吹灰器运行时的电流值。

2.1.4 右侧吹灰器电流:显示分布在右后墙的吹灰器运行时的电流值。

2.1.5 左侧吹灰器过载:显示分布在左前墙的过载吹灰器。

2.1.6 右侧吹灰器过载:显示分布在右后墙的过载吹灰器

2.1.7 现场吹灰器到DCS柜的反馈信号共有以下几点:

左侧吹灰器IR、IK前进:Gl;后退:El;过载:Hl

右侧吹灰器IR、IK前进:G2;后退:E2;过载:H2

空预器吹灰器IKAH1、3前进:G3;后退:E3;过载:H3

空预器吹灰器IKAH2、4前进:G4;后退:E4;过载:H4

省煤器吹灰器IKEL1、2、6、7前进:G5;后退:E5;过载:H5

省煤器吹灰器IKEL3、4、5、8前进:G6;后退:E6;过载:H6

2.2 对吹灰控制逻辑设计

本体吹灰器控制

图1 本体吹灰器操作画面

由于原单台吹灰器到DCS机柜的指令信号仅有启动指令,反馈信号也仅有前进、后退、过载三个,而且是左侧吹灰器组共用信号、右侧吹灰器组共用信号,没有单台到位反馈。这就给程序设计带来一定的困难,必须根据现有反馈信号实现对吹灰器的正常完成、过载,故障处理等情况的判断。

2.2.1 吹灰器正常、异常的逻辑判断

对正常完成的判断是:取吹灰器后退信号的逻辑非,即下降沿产生一个0.5秒脉冲,此信号作为吹灰正常完成。具体到每台吹灰器则以该吹灰器指令发出,RS触发器保持该指令,直到吹灰正常完成信号(后退信号消失)来复位该指令,然后取逻辑非延时2s作为该吹灰器的正常完成判断。

对启动失败的判断是:单台吹灰器指令发出后,在20s内前进信号没来,即认为该吹灰器启动失败。

对过载的判断是:单台吹灰器指令发出后,出现过载信号,即认为该吹灰器过载。

2.2.2 吹灰器顺控逻辑

锅炉吹灰顺控逻辑又分为本体吹灰顺控逻辑、本体短吹顺控逻辑、本体长吹顺控逻辑、省煤器吹灰顺控逻辑以及空预器吹灰顺控逻辑。本体吹灰顺控逻辑设计,包括开吹灰疏水阀和减压阀,开进汽门疏水5min后关疏水门,然后开始走短吹顺控和长吹顺控。

在短吹顺控逻辑中,当对吹的两台吹灰器正常完成吹灰后,顺控会自动执行下一步,如果发生过载等异常情况,吹灰顺控会中断,直到消除过载信号,触发主画面上的吹灰继续,顺控程序才会继续在当前步骤往下执行。

为防止过载或者异常的吹灰器造成整个吹灰顺控无法执行,增加了屏蔽吹灰器的功能,当吹灰器屏蔽后,吹灰顺控会自动忽略该吹灰器,不发指令,继续执行其余步骤。

长吹灰器动作原理与短吹灰器基本一样,只是由于其机构庞大,保护措施相对要完善一些。例如,对过流、蒸汽压力等情况,必须将长吹灰器退回,防止烧坏。

空预器吹灰包括AH1~AH4四台吹灰器,AH1、AH2两台旧吹灰器动作原理与IK长吹灰器一样,而AH3、AH4两台吹灰器是步退式吹灰,既可以使用蒸汽吹灰,也可以用高压冲洗水冲洗,因此控制逻辑需增加冲洗泵及水泵阀控制。

2.2.3 脱硝反应区吹灰器控制逻辑

由于脱硝反应区吹灰器有单独前进到位及后退到位信号,对其逻辑设计简单明了,在此不作叙述。

结语

茂名臻能热电有限公司#5锅炉吹灰PLC控制系统改为DCS控制系统后,消除了原PLC控制程序混乱、输出模块不受控制等缺陷,实现了新旧系统的兼容和对接,使用效果良好,为同类系统的改造提供一个在参考。

[1]吹灰控制系统在DCS系统中的设计实现[Z].中国自动化网.

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