DCS控制要求及控制方案.pdf

操作指导及规定 DCS 控制要求及控制方案 第 1 页 共 14 页 DCS 控制要求及控制方案 第一章 界面操作 带检测控制点位号的工艺流程图 在运行时 主要操作画面在流程图上 在进行流程图操作时需要进行操 作画面切换 画面切换的方法如下 方法一 通过单击流程图画面下的操作按钮 即可进入相应的操作画面 方法二 可通过鼠标点击监控软件的快捷键进入操作画面 通过鼠标点击监控软件上的 前页 后页 翻页画面等快捷操作按钮方便地进行画面切换 以上各种单独的操作方式可以通过一定的组合进行 操作员可以根据自己的操作习惯进行自由的操 作 第二章 设备操作 锅炉部分的设备操作主要由电机 变频器 电动门及特殊设备构成 以下分别进行说明 操作指导及规定 DCS 控制要求及控制方案 第 2 页 共 14 页 图 1 a 电机及变频器操作 流程图中的电机用符号表示 点击电机上的显影框 弹出设备操作面板 设备操作面板见图 1 a b 图 1 a b 面板上的方框是操作按钮 当点击 启动 操作并确认此操作时 方框颜色变为红色 DCS 系统发出启动 信号 延时相关时间后状态信号应该正常显示 当点击 停止 操作并确认此操作时 方框颜色变为绿色 DCS 系统发出停止信号 延时相关时间后状态信号应该正常显示 在操作面板的下方会显示设备的各种状态 包括运行 停止 状态异常 启动故障 停止故障 电气故障 跳闸 等状态 同时 在流程图上显示设备的运行 红色 停止 绿色 异常 黄闪 在设备出现异常状态 时 点击操作面板上的 复位 按钮 使设备状态复位 设备处于 电气故障 时 点击复位按钮也无法使此状态消失 表明现场设备给 DCS 系统发送了一个故障 信号 只有使此信号消失后才会使此状态消失 处于 电气故障 时 设备不能在 DCS 上进行操作 当操作面板上出现 就地 时 设备处于就地操作状态 此时设备不能在 DCS 上进行操作 当操作面板上 没有 就地 时 设备处于 DCS 操作状态 此时设备才能在 DCS 上进行启动 停止操作 变频器或电机在正转时 不能进行反转操作 只有在停止后才能进行操作 反之亦然 需要自动启动或停止时 需要自定义自动启动或停止按钮 然后操作按钮 即可进入对应的 自动状态 条件满足时 自动进行操作 在设备停止时在设备停止时 需要解除自动需要解除自动 防止出现误动损坏设备防止出现误动损坏设备 在部分设备的操作面板下方 还集合了其它的操作按钮 比如 备用 按钮使设备处于备用状态 计 数清零 清设备在 5 分钟内的反转次数值 同操 分操 按钮使两个设备同时 单独进行操作 联锁 解除 按钮使设备进入与其它设备的联锁或解除联锁的状态 在设备停止时在设备停止时 需要解除联锁需要解除联锁 防止出现联防止出现联 锁误动损坏设备锁误动损坏设备 在部分设备的操作面板下方 还集合了模拟量操作按钮 此类说明在控制回路操作中进行说明 电动门或气动门 流程图中的电动门 电磁阀及气动阀用符号表示 点击设备上的显影框 弹出设备操作面板 设备操 操作指导及规定 DCS 控制要求及控制方案 第 3 页 共 14 页 作面板见图 2 图 2 面板上的方框是操作按钮 当按钮操作为 开 时 方框颜色变为红色 DCS 系统发出开阀门信号 延时相 关时间后状态信号应该正常显示 当按钮操作为 关 时 方框颜色变为绿色 DCS 系统发出关阀门信号 延时相关时间后状态信号应该正常显示 在操作面板的下方会显示设备的各种状态 包括运行 停止 状态 异常 正在开 正在关 开故障 关故障 电气故障等状态 同时 在流程图上显示设备的运行 红色 停止 绿色 正在开 红闪 正在关 绿闪 异常 黄闪 在设备出现异常状态时 点击操作面板上的 复位 按钮 使设备状态复位 设备处于 电气故障 时 点击复位按钮也无法使此状态消失 表明现 场设备给 DCS 系统发送了一个故障信号 只有使此信号消失后才会使此状态消失 处于 电气故障 时 设备不能在 DCS 上进行操作 当操作面板上出现 就地 时 设备处于就地操作状态 此时设备不能在 DCS 上进行操作 当操作面板上 没有 就地 时 设备处于 DCS 操作状态 此时设备才能在 DCS 上进行启动 停止操作 第三章 控制回路操作 控制回路的操作主要是对调节阀的操作 操作方式如下 流程图中的调节阀用符号表示 点击控制的数据框 弹出设备操作面板 设备操作面板为系统自带面 板 点击系统自带回路面板的手自动按钮时 进行自动 手动切换 自动时 根据设定值进行自动控制 手动 时 点击下方的四个按钮 进行手动操作 或者手动输入阀位值进行操作 锅炉部分的控制回路设定值有部分是由负荷控制推算出来的 其余全由操作人员手动设定 在流程图上的调节阀符号上 当反馈阀位在 0 5 开度时候显示绿色 当反馈阀位在 6 94 开度时候显示 粉色 当反馈阀位在 95 100 开度时候显示红色 同时在回路自动的情况下 出现测量值异常 测量值 与设定值偏差大 反馈值异常 反馈值与输出值偏差大时 显示 故障 并在流程图上的调节阀符号进 行 15 秒钟的黄色闪烁 并弹出报警画面 但是报警结束需要手工进行关闭该报警画面 在测量值异常 测量值与设定值偏差大 反馈值异常 反馈值与输出值偏差大时 显示 故障 不能进 操作指导及规定 DCS 控制要求及控制方案 第 4 页 共 14 页 行自动投运 处于自动时 也会自动切到手动 在设备正常 信号正常 工艺运行稳定的情况下 才能进行自动投运 在投运前 手动修改设定值 使设 定值尽量与实际值一致 这时投入自动 进行自动调节 此时 再修改设定值到需要控制的值上 投入自 动后 需要对控制参数进行观察 防止出现控制对象无法及时调节的情况 此时 需要切回手动 调节稳 定后再进行自动的投运 第二部分 本项目方案 1 锅炉顺序控制系统 BSCS 锅炉风机大联锁 启动时 先启引风机 后启送风机 停机时 先停送风机 后停引风机 两台引风机任意一台未启动 送风机不能启动 MFT 联锁后 将送风机 引风机变频控制由自动切为手动操作 单侧风机跳闸 送风机 1 跳闸 负荷调至 50 引风机 1 停机 送风机 2 跳闸 负荷调至 50 引风机 2 停机 引风机 1 跳闸 负荷调至 50 送风机 1 停机 引风机 2 跳闸 负荷调至 50 送风机 2 停机 2 台送风机同时跳闸 MFT 动作 引风机停 1 台 另 1 台人工控制停机 不参与连锁 2 台引风机同时跳闸 MFT 动作 2 台送风机同时停机 当风机启动后 开启风机出 入口挡板 调节变频信号直至规定负荷为止 引风机 允许启动条件 引风机在远控位 引风机入口调门开度 5 引风机出口调门开度 5 轴承温度无报警信号 电机轴承温度无报警信号 电机线圈温度无报警信号 电气无故障信号 跳闸条件 以下温度及振动任意一个条件满足就触发联锁 需要取通道故障检测并报警 引风机轴承温度 75 报警 85 延时 3 秒 停机 电机轴承温度 90 报警 95 延时 3 秒 停机 操作指导及规定 DCS 控制要求及控制方案 第 5 页 共 14 页 电机定子温度 135 报警 145 延时 3 秒 停机 引风机轴承振动 6 3mm s 报警 7 1mm s 延时 3 秒 停机 送风机 允许启动条件 送风机在远控位 送风机出口调门开度 5 控制为点动 轴承温度无报警信号 电机轴承温度无报警信号 电机线圈温度无报警信号 电气无故障信号 跳闸条件 以下温度及振动任意一个条件满足就触发联锁 需要取通道故障检测并报警 送风机轴承温度 75 报警 85 延时 3 秒 停机 电机轴承温度 90 报警 95 延时 3 秒 停机 电机定子温度 135 报警 145 延时 3 秒 停机 送风机轴承振动 6 3mm s 报警 7 1mm s 延时 3 秒 停机 引风机全停 风机与进出口挡板的联锁 单台引风机停止 联锁关闭该引风机的进出口挡板 所有引风机停止 全开引风机出入口挡板 单台送风机停止 联锁关闭该送风机的出口挡板 所有送风机停止 全开送风机出口挡板 汽包紧急放水门 逻辑说明 设置联锁开关 汽包水位高二值 100mm 联开汽包紧急放水电动门 汽包水位值 0mm 联关汽包紧急放水电动门 汽包紧急放水电动门设计为全开全关电动门 汽包水位以正常水位为基准 锅筒中心线下 180mm 80mm 或 80mm 报警 200mm 或 200mm MFT 动作停炉 对空排汽门 逻辑说明 集汽集箱过热蒸汽压力 设定值设定值 联锁起跳对空排汽门 若安全阀未动作紧急停炉 集汽集箱过热蒸汽压力 设定值设定值 紧急停炉 锅炉本体报警 操作指导及规定 DCS 控制要求及控制方案 第 6 页 共 14 页 汽包水位以正常水位为基准 锅筒中心线下 180mm 80mm 或 80mm 报警 汽包上下壁壁温差 50 报警 炉膛压力 设定值或 设定值报警 正常运行时 燃烧器前混合煤气压力 4000Pa 报警 正常运行时 炉膛尾部 CO 含量 0 05 报警 辅助系统报警 联锁及保护 给水泵 四用一备自动切换 联锁启备用泵时泵出口电动门联锁开 给水泵根据出口压力调节变频 在用泵允许启动条件 给水泵在远控位 给水泵出口电动门全关 轴承温度无报警信号 电机轴承温度无报警信号 电机线圈温度无报警信号 电气无故障信号 在备 用泵跳闸条件 给水泵推力轴承 90 高高报警并停机 给水泵径向轴承温度 90 高高报警并停机 给水泵电机径向轴承 80 高高报警并停机 给水泵电机定子温度 155 高高报警并停机 给水泵稀油站出口总管油压 0 1MPa 报警并启动辅助油泵 0 05MPa 低低报警停主机 给水泵出口母管压力联锁备用泵启动 当压力 设定值 时报警并启动备用给水泵 炉膛吹扫条件详见 FSSS 吹扫逻辑图 锅炉点火条件及点火步骤详见 FSSS 逻辑说明书 锅炉正常启动顺序说明为 人工确认眼镜阀全开状态 开煤气放散阀 通入氮气进行置换 检测氮气是否 合格 放散阀取样口取样检测置换是否合格 置换完成后 关煤气放散阀 开荒煤气阀门 HV10105 HV10110 引风机 送风机 开点火 风门 手动 荒煤气点火枪启动 荒煤气燃烧器启动 下层燃烧器启动 上层燃烧器启动 关点火管路 阀门 暂时不进入 DCS 顺序控制 锅炉正常停止顺序为 上层燃烧器停止 下层燃烧器停止 开煤气放散阀 停送风机 停引风机 暂时 不进入 DCS 顺序控制 送风机和引风机轴承温度 75 报警 85 停机 相应的电机轴承温度 90 报警 95 停机 电机 定子温度 135 报警 145 停机 送风机和引风机轴承振动 6 3mm s 报警 7 1mm s 停机 风机变频转工频逻辑为 变频器故障 手动按停止 接收到运行停止反馈信号 DI 后 手动启动 给水泵推力轴承温度 75 报警 操作指导及规定 DCS 控制要求及控制方案 第 7 页 共 14 页 给水泵径向轴承温度 75 报警 给水泵电机径向轴承温度 75 报警 给水泵电机定子温度 150 报警 给水泵轴承振动 0 07mm 报警 给水泵稀油站出口总管油压 0 1MPa 报警 0 05MPa 低低报警 油站出口油压单泵工作时设定在 0 25MPa 0 4MPa 给水泵稀油站滤油器差压 0 1MPa 报警 给水泵油箱液位 305mm 报警 除氧器水位以水箱中心线为基准 550mm 报警并关闭给水泵出口电动门 950mm 报警 1050mm 开启 排污电动阀并报警 1150mm 开启排污电动阀和溢流电动门并关闭加热蒸汽进口电动门 2 锅炉 FSSS 控制 炉膛吹扫 吹扫允许条件 所有燃烧器火检无火 任一引风机运行 任一送风机运行 无 MFT 条件存在 锅炉水位正常 3 取中 总风量不小于 30 HV101O6 HV10107 HV10108A D 关闭 HV10102 HV10121A C HV10122A C 关闭 燃气泄露实验完成 手动确认已完成 设置人工确认按钮 吹扫完成的合格标准为尾部烟道一氧化炭检测值小于设定值 不进入联锁条件 作为操作规程 主燃料跳闸 MFT 跳闸条件 所有条件单独设置投切开关 引风机全停 送风机全停 锅炉总风量低 定值待定 汽包水位小于 200mm 3 取 2 延时 3 秒 LT20102A C C 待增加 汽包水位大于 200mm 3 取 2 延时 3 秒 LT20102A C C 待增加 炉膛压力大于 1200Pa 3 取 2 延时 3 秒 YL 1 GG YL 1 GGG YL 1 GGGG 炉膛压力小于 1200Pa 3 取 2 延时 3 秒 YL 1 DD YL 1 DDD YL 1 DDDD 燃料丧失 HV10104 或 HV10109 与 HV10105 或 HV10110 与 HV10108A 与 B 与 C 与 D 来自 DCS 根 据 FSSS 逻辑图 操作指导及规定 DCS 控制要求及控制方案 第 8 页 共 14 页 炉膛灭火 1 12 无火检信号 分四组 每组 3 取 2 同时满足 来自 DCS 根据 FSSS 逻辑图 荒煤气压力低 3取2 PT10117A B C 2000Pa 与 解析气压力低 3取2 PT10116A B C 2000Pa 风量小于 30 MCR 送风流量 FT10101A B 烟道 CO 含量过高 AT10102A B 任一值 手动 MFT 包括就地手动 MFT 控制室手动 MFT 来自操作台按钮 延迟点火 MFT 复位后 5 10min 仍未点火 MFT 动作结果 关闭解析气快关阀 HV10104 HV10109 关闭荒煤气快关阀 HV10105 HV10110 关闭所有燃烧器进气阀 HV10106 HV10108A B C D 关闭所有点火器进气阀 HV10107 打开放散阀 HV10115 HV10120A B HV10118 送风机自动切为手动 MFT 发出信号 DCS 软逻辑实现 引风机自动切为手动 MFT 发出信号 DCS 软逻辑实现 关闭过热器减温阀 位号为 MB20103 MFT 动作结果加入到 SOE 点表里 解析气和荒煤气压力低联锁 荒煤气压力低 3 取 2 PT10117A B C 2000Pa 快关阀 HV10104 解析气压力低 3 取 2 PT10116A B C 2000Pa 快关阀 HV10105 燃气允许条件判断 MFT 已复位 吹扫已完成 燃气控制逻辑说明 点火顺序 按参考组态做 引气结束后 首先将前后墙最下一排高能点火枪及煤气枪同时推进到点火位 置 进到位 DCS 送点火枪点火信号 延迟 1 秒开煤气点火支管快关阀 由高能点火枪点燃荒煤气 8 10 秒后 DCS 停点火信号 延迟 1 秒高能点火枪后退 350mm 点火枪退到位 每点燃一支煤气枪 判断火检信 号 10 秒内若火检信号无效 发点火失败报警信号 并及时调整配风 人工控制点火风门 当下层 6 只燃烧器煤气枪点火成功 且燃烧稳定后 人工依据工业电视判断 再引燃下层煤气燃烧器 其操作顺序 a 先打开前墙 后墙 下层的煤气调节阀 开度为约 10 根据炉前煤气压力决定开度大小 煤气压力大 开度小 反之就大 人工操作 b 燃烧风门的开度不大于 5 人工操作 c 然后打开前墙 或后墙 下层的气动快切阀送解析气到炉膛 使该组 前墙或后墙 的每个煤气燃烧器 同时着火燃烧 人工操作 从打开快切阀开始至 10 秒钟后 如前墙 或后墙 下层 3 个燃烧器中有 2 个探测不到火 应立即关闭 操作指导及规定 DCS 控制要求及控制方案 第 9 页 共 14 页 该层煤气快切阀及无火燃烧器中的煤气枪 查出原因并消除后 再投煤气 投煤气前应先点煤气枪 当 前墙 或后墙 下层燃烧器煤气着火后 应及时调整配风 当煤气量增大时 应调小点火风量 增大燃 烧风量 当下层煤气燃烧器燃烧稳定且负荷大于 35 蒸汽量 的锅炉额定负荷时 可投入上层煤气燃 烧器 先投前墙也可先投后墙 投入上排燃烧器时 其煤气调节阀开度一般不小于 30 10 秒钟后 如 前墙 或后墙 3 个燃烧器中有 2 个探测不到火 应立即关闭该组煤气快切阀 查出原因消除后 再投 煤气 人工操作 煤气燃烧器着火稳定后 根据锅炉汽温 汽压上升速度要求 运行人员可开大各组煤气燃烧器调节阀 并及时调节配风和炉膛负压 使燃烧稳定 此时火焰呈浅兰色 人工操作 点火时炉前的煤气压力不得低于 3000Pa 燃气阀门连锁 1 点火时 每台锅炉先打开荒煤气管 HMQ 204 1420 上气动密封蝶阀 10105 10110 再打开点火气管 DHQ 304c 125 上气动密封蝶阀 10107 点火成功后 先打开 HHQ 304a 1220 上气动密封蝶阀 10106 及下层两组燃烧器前支管的气动密封 蝶阀 10108C D 再打开 JXQ 204 1420 上气动密封蝶阀 10104 10109 及上层两组燃烧器前支 管的气动密封蝶阀 10108A B 关闭点火气管路 DHQ 304c 125 上气动密封蝶阀 停炉时 关闭所有气动密封蝶阀 打开放散阀 需要检修时 在出现问题的管段上开启气动放散密封球阀 将其间气体排入大气 2 DCS 模拟量控制的基本要求 如下有关锅炉调节 联锁和保护应以锅炉厂提供的锅炉控制及保护基本要求为准 2 1 1 锅炉系统主要有以下开 闭环调节回路 汽包水位调节 三冲量控制 锅炉主蒸汽温度调节 一二级减温调节 串级调节 锅炉主汽压力调节 串级加前馈调节 锅炉氧量调节 送风机风量调节 串级调节 炉膛压力调节 引风量加前馈调节 2 1 2 公用系统主要有以下开 闭环调节回路 除氧蒸汽压力调节 单回路 除氧水位调节 单回路 减温减压出口压力调节 单回路 减温减压出口温度调节 单回路 2 2 送风量控制系统 烟气含氧量控制系统 送风控制既要保证锅炉的安全燃烧 又要保证锅炉的经济燃烧 而送风控制系统最终是由保证最佳的炉膛 出口氧量来标志其燃烧工况的安全与经济性的 因此 送风控制系统 是以调节煤气的配风量为主 再以氧量校正回路串接在送风量控制回路中 删除的内容删除的内容 操作指导及规定 DCS 控制要求及控制方案 第 10 页 共 14 页 根据锅炉结构和燃料特点分析 风量和煤气燃料量的改变 必须实现交叉控制 即 先加风再加气 先减 气再减风 同时还要考虑速度限辐和输出限辐 以保证锅炉本体安全运行 DCS 修改上述逻辑 将增加送风控制输出工频与变频切换功能 变频切换工频后由运行人员手动控制送风 机出口挡板 控制原理参考如下 2 3 引风量控制系统 炉膛负压控制系统 根据经验判断实际工程 引风控制系统是以炉膛负压为主要控制参数 但可将送风总量信号作为前馈信号 DCS 修改上述逻辑 将增加引风控制输出工频与变频切换功能 图中的相应的某种煤气管道压力给定信号 值取自总管压力 变频切换工频后由运行人员手动控制引风机入口挡板 控制原理参考如下 操作指导及规定 DCS 控制要求及控制方案 第 11 页 共 14 页 2 4 主蒸汽温度控制系统 锅炉过热蒸汽温度控制是一个串级自动控制 以集汽联箱出口的过热蒸汽温度作为主调节器的输入 面式 减温器后的汽温作为付调节器的输入 通过改变减温水量 保证主蒸汽温度恒定 炉膛出口温度作为干扰 量引进作为输出前馈 控制原理参考如下 2 5 给水控制 汽包水位控制 正常的控制应是由蒸汽流量 汽包水位和给水流量组成的三冲量控制系统 当负荷小于 30 时采用只有汽 包水位的单冲量控制 当负荷大于 30 时切换至三冲量控制 应提供单冲量和三冲量控制之间的无扰切换 反之亦然 测量汽包水位的变送器 为三重冗余 并有压力补偿 比较和选择 经温度补偿的给水流量应加入喷水流量 得出总给水流量信号 蒸汽流量测量应有压力和温度补偿 并加入供热母管流量得出总蒸汽流量信号 被调量 汽包水位 操作指导及规定 DCS 控制要求及控制方案 第 12 页 共 14 页 调节量 给水流量 副回路输入信号 给水流量 前馈输入信号 主蒸汽流量 控制原理参考如下 燃料量控制系统燃料量控制系统 主蒸汽压力控制系统主蒸汽压力控制系统 1 锅炉压力的调整 可通过增减燃料量等方法来进行 不允许用破坏燃烧等方式调整汽压 在非事故状 况下 不应用对空排汽阀排汽来进行降压 2 若汽压达到安全阀动作值而安全阀拒动时 应立即关闭部份燃烧器 开启对空排汽阀进行降压 3 运行中应正确判断压力变化原因 以采取相应的措施 压力表指示值应经常校对 若有误差应及时修复 操作指导及规定 DCS 控制要求及控制方案 第 13 页 共 14 页 4 过热器出口的蒸汽压力波动范围及控制由用户在运行规程中制订 燃料量控制系统采用以控制锅炉出口蒸汽压力为主调 以控制锅炉主蒸汽流量和锅炉汽包压力代表的热 量信号为付调的串接系统 被调量 过热器出口