基于循环流化床锅炉DCS系统方案研究

摘 要：近几年来，循环流化床锅炉技术日渐发展，循环流化床锅炉高效节能、环保清洁是其显著特征，已被广泛应用到电站锅炉运行、废弃物处理应用等方面，日渐朝着大型循环流化床锅炉方向发展。循环流化床锅炉有效运行离不开DCS系统，火电厂要根据DCS系统运行特征、原理等，深化运行中的循环流化床锅炉，使其处于安全、稳定运行中，实现最大化的经济效益。因此，本文从多方面入手客观分析了基于循环流化床锅炉DCS系统方案。

关键词：循环流化床锅炉；DCS系统；方案

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.16.018

随着科学技术持续发展，燃烧技术日渐完善，循环流化床锅炉不断作用到火电厂中。在日常运行过程中，火电厂要科学应用DCS系统控制模式，优化完善循环流化床锅炉系统，有效控制床温、燃烧、传热等，包括各类运行风险，促使循环流化床锅炉处于高效运行中，充分发挥循环流化床锅炉功能作用，科学控制运行成本的基础上具有较高的运营效益。

1 循环流化床锅炉和DCS系统

1.1 循环流化床锅炉

作为清洁燃烧技术，循环流化床锅炉运行中具有明显的“高效率、低污染”特点，有着较高的燃烧效率，可以分层燃烧不同类型的煤炭颗粒。在循环硫化床锅炉运行中，细颗粒、粗颗粒分别在燃烧室上面、下面被燃烧。燃烧过程中，一定比例与粒度的石灰石、粉碎原煤可以起到辅助作用，进入竖井中，一次风空预器会对其进行必要的预热处理，再送到竖井底部风室，产生流化作用。以固体粉粒密度为基点，竖井内部可以分为三个区域，密相区、稀相区等。在风机一二次风作用下，煤粉粒得到科学燃烧，流化速度每秒在3.5-4.5米间。在煤粉粒充分燃烧之后，烟气会温度会达到800摄氏度，在稀相区作用下，进入到立式旋风分离器中，没有被完全燃烧的粗煤粉粒将会被分离。随后，回送装置会将其传输到密相区中，实现循环硫化，煤粉粒会进一步被燃烧。上部高温煤蒸汽会在一系列作用下排放到空气中。在应用过程中，循环流化床锅炉具有多样化优势，有着较广的燃料以及锅炉负荷范围，较高的锅炉效率、密封性能，脱硫效果也非常明显，可以最大化减少运行中二氧化硫排放量，真正达到节能环保的目的。

1.2 DCS系统

DCS系统属于信息网络系统，集计算、显示、通讯等技术于一体，由多种元素组成，现场控制站、人机操作站等。在计算机技术动态发展中，DCS系统日渐完善。近几年来，新分布式控制系统持续发展，DCS控制系统更加规范化，应用优势不断显现，极大地提高了工业生产自动化程度。同时，DCS系统具有多样化特点，灵活性、可靠性、开放性等。DCS系统可靠性较高，作用到循环流化床锅炉之后，可以最大化提高其运行效率以及质量。

2 循环流化床锅炉DCS系统方案

2.1 DCS系统配置方案

循环流化床锅炉控制体现在多个方面，主蒸汽温度、燃烧系统等方面控制，燃烧系统又可以分为多个子系统，比如，给煤量控制、炉膛负压控制，煤粉粒燃烧控制和燃烧系统的子系统密切相关。在配置DCS系统中，工作人员要根据循环流化床锅炉各方面控制，结合DCS系统特点、优势，科学制定配置方案，明确配置要素，对其进行合理化配置。其中的工程师站可以随时将循环流化床锅炉运行信息数据传输到DCS信息中心，将控制柜作为信号端子柜、分散处理单元柜二者间重要的总通信网络。分散处理单元为CPU模式，在网络通信作用下，随时动态监控运行中的智能模块，确保循环流化床锅炉运行数据可以被监控系统规范化采集、处理。其中的电源柜要具有较好的供电作用，UPS输出的双路稳压型电源可以实时得以科学转换，在双路冗余作用下，向循环流化床锅炉其他控制系统输送所需的工作电源。在此基础上，工作人员要在科学配置DCS系统基础上，深化多个环节，比如，数据采集、预警、操作监控，科学“统计、处理”循环流化床锅炉运行数据。此外，工作人员要根据锅炉运行原理，以DCS系统为基点，优化锅炉各方面控制，深化燃烧系统控制，科学控制送风量、给煤量等，确保煤粉粒燃烧过程中炉膛负压等在规定范围内，提高煤粉粒燃烧经济性，循环流化床锅炉能处于稳定运行中。工作人员要从DCS系統配置角度入手，完善主气温控制系统，科学设置双回路系统，自动化调节主气温，确保锅炉过热器出口温度适中，促使锅炉运行中机组处于高效运行中。

2.2 顺序控制与联锁保护、自动调节控制系统

在应用DCS系统过程中，火电厂要高度重视顺序控制以及联锁保护，降低各类因素对循环流化床锅炉运行的影响，降低故障发生率，实时延长其使用寿命。火电厂要根据循环流化床锅炉运行中跳闸情况，在合理化顺序控制基础上实现连锁保护，更好地发挥跳闸保护系统具体作用，促使循环流化床锅炉处于稳定运行中。此外，在应用DCS系统中，火电厂要根据锅炉自动调节控制系统运行情况，科学设计自动调节回路，自动化调节锅炉与性能中的温度、水位、给煤量等，有效满足锅炉运行中各方面控制要求。以此，在顺序控制、自动调节控制系统等作用下，DCS系统功能作用顺利发挥，循环流化床锅炉可以处于稳定运行中，防止运行过程中故障问题频繁发生。

3 结语

总而言之，在运行管理过程中，火电厂要借助DCS系统，深化运行中的循环流化床锅炉，燃烧效率、负荷调节性能等有效提高，降低各方面能耗与成本，真正达到环保节能的目的。以此，促使循环流化床锅炉运行中具有较好的“经济、社会、生态”效益。

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作者简介：李少冬（1972-），男，内蒙古人，本科，高工，研究方向：火力发电厂热能动力。