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三维发电有限责任公司12 机组锅炉燃烧优化及机炉协调控制系统操作手册 大连凯博科技发展有限公司 主题 一 控制系统介绍二 控制系统原理简介三 主要操作界面四 详细操作五 系统安全设计及操作注意事项 系统介绍 本项目是对三维公司460T H循环流化床锅炉机组控制系统进行优化 460T H循环流化床机组的控制系统为上海新华公司的系统 燃烧优化控制系统采用大连凯博科技发展有限公司开发的CFB锅炉燃烧过程优化控制系统 KB APC 作为控制平台 通过GTW通讯协议建立该系统与DCS系统的通讯 控制现场设备 最终实现主汽压力自动 一次风自动 二次风 氧量自动 引风自动 床压自动最终实现机炉协调控制 由于循环流化床机组燃烧方式的独特性 锅炉对负荷响应的大惯性 纯迟延环节 风量的强耦合性 给机组自动控制系统控制策略的设计及控制参数的整定带来很大难度 本项目就是针对目前循环流化床机组自动投运率低而开发的 本项目采用凯博公司KB APC先进控制软件包为平台 开展 460T HCFB机组燃烧过程优化及机炉协调控制系统 项目 460T H循环流化床锅炉燃烧过程先进控制系统由主蒸汽压力控制系统 一次风 风煤比 控制系统 床压控制系统 引风 负压控制系统 二次风控制 氧量控制系统和机炉协调控制系统组成 先进控制系统的输出的控制指令通过GTW通讯送到DCS系统上相应的新加操作点 通过无扰动切换来实现控制值的切换 也就是说 先控系统需要在DCS系统的控制模块处于手动状态下实现 实际上由软件系统代替目前的手动操作 系统介绍 CFB锅炉燃烧过程优化控制系统软件为加挂在DCS系统上的上位软件 软件本身并不直接与现场硬件设备发生任何联系 而是通过DCS系统输入输出数据 通过GTW协议读取实时数据 并将输出数据送给DCS的DPU模块 最终由DCS传送到相应的I O点 来控制现场的设备 主题一 控制系统原理简介 一次风控制系统 二次风 氧量控制系统 主汽压力控制系统 引风控制系统 床压控制系统 机炉协调控制系统 主汽温度控制系统 一次风控制系统图 二次风 氧量控制系统图 引风控制系统图 床压控制系统 主汽温度控制系统 主题二 主要操作界面 1 主题二 主要操作界面 2 主题二 主要操作界面 3 主题二 主要操作界面 4 主题二 主要操作界面 5 主题三 详细操作 燃烧控制回路操作一次风控制器操作二次风 氧量控制器操作负压回路 引风控制 操作床压控制操作负荷控制操作再热温度控制操作主汽温度控制操作 1 主汽压力回路 燃烧控制 控制器切换操作 打开 燃烧优化控制 图中 出现左面所示界面 其中 主要功能是 实现手自动的投切 压力过程值的显示 压力设定值的输入 且要保证在手动状态时 压力给定值跟踪压力过程值 打开燃烧控制按钮时 出现左面所示界面 其中 1 切 AUTO 按钮 按此按钮投自动 2 切 MAN 按钮 按此按钮切手动 3 自动状态 当按下切自动按钮 当KB APC平台判断可以投自动时 系统将自动状态变为红色 否则为灰色 同时 自动改写给煤控制输出 4 手动状态 当按下切手动按钮 系统将手动状态变为绿色 将自动状态变为灰色 没投入时是红色 M 状态 5 当手动状态时 仪表的设定值跟踪过程值 切换时均为无扰动切换 6 当自动状态时 仪表的设定值通过压力设定增加键 减小键 增加 减小设定值 当手动状态时 原系统给煤控制方式不变 当自动状态时 原系统给煤控制不起控制作用 7 DCS逻辑修改方案 在原来逻辑上增加一无扰动切换逻辑 切换条件为 当新加的优化控制回路投入自动时 即当主汽压力回路自动 1 输出 分别输出六台给煤机控制指令 到六台给煤机控制指令点 当为手动状态时 输出 分别输出六台给煤机手动控制指令 原来的手动操作值 给煤机偏置量的设定 在DCS给煤画面上添加了 给煤机偏置给定 设置按钮 见下图 在投自动时 每台给煤机均可以单独设置需要的偏置量 举例如下 KB APC系统将1 2 3给煤机分为一组 4 5 6 给煤机分为一组 如在投自动以前四台给煤机给煤量分别为GM1 8T H GM2 10T H GM3 11T H GM4 12T H GM5 9T H GM6 T H KB APC为跟踪状态 投入自动后 会保持每台给煤机的现有给煤量 如需要加煤 如需增加1 2吨煤 则会将每台给煤机在原来的基础上各增加0 2吨 给煤偏置的设定A给煤机偏置以A给煤机为主如果想让A给煤机增加2吨B C给煤机减少1吨就在A给煤机偏置输入2 如果想让A给煤机减少2吨B C给煤机增加1吨就在A给煤机偏置输入 2 其余给煤机偏置调整机理相同 注 总给煤偏置主要是调整左右两侧给煤量的偏置 如希望把1 2 3 给煤机的总给煤量减少3吨 加到4 5 6 给煤机上 只需要在总给煤偏置内设置成 3 则系统会自动的将1 2 3 给煤机的给煤量各减少1吨 同时将4 5 6 给煤机的给煤量各增加1吨 在手动状态时 此偏置量会被清零 2 一次风控制器操作 打开 燃烧优化控制 图中 主要功能是 实现手自动的投切 打开一次风控制按钮时 出现左面所示界面 其中 1 切自动按钮 按此按钮投自动 2 切手动按钮 按此按钮切手动 3 自动状态 当按下切自动按钮 当DCS平台判断可以投自动时 系统将自动状态变为红色 否则为灰色 同时 自动改写一次风机变频控制输出 4 手动状态 当按下切手动按钮 当KB APC平台切为手动时 系统将手动状态变为灰色 切换时均为无扰动切换 5 当手动状态时 仪表的设定值跟踪过程值 6 当自动状态时 仪表的设定值通过压力设定增加键 减小键 增加 减小设定值 给定值在手动状态时跟踪一次风总量过程值 当手动状态时 原系统一次风控制方式不变 当自动状态时 原系统一次风控制不起控制作用 只跟踪KB APC指令 7 DCS逻辑修改方案 在原来逻辑上增加一无扰动切换逻辑 切换条件为 当新加的优化控制回路投入自动时 即当一次风回路自动 1 输出 分别输出A B一次风机控制指令 到A B一次风机控制指令AO点 当为手动状态时 输出 分别输出A B一次风机手动控制指令 原来的手动操作值 跟踪KB APC的输出值 按键 出现左图 3 二次风 氧量控制器操作 打开 燃烧优化控制 图中 按键时 出现左图 主要功能是 实现手自动的投切 氧量过程值的显示 氧量设定值的输入 且要保证在手动状态时 给定值跟踪过程值 当打开二次风控制按钮时 出现左面所示界面 其中 1 AUTO 按钮 按此按钮投自动 2 MAN 按钮 按此按钮切手动 3 自动状态 当按下切自动按钮 当KB APC平台判断可以投自动时 系统将自动状态变为红色 否则为灰色 同时 自动改写二次风机入口挡板控制输出 4 手动状态 当按下切手动按钮 系统将手动状态变为绿色 将自动状态变为灰色 切换时均为无扰动切换 5 当手动状态时 仪表的设定值跟踪过程值 6 当自动状态时 仪表的设定值通过氧量设定增加键 减小键 增加 减小设定值 给定值在手动状态时跟踪氧量过程值平均值 当手动状态时 原系统二次风控制方式不变 当自动状态时 原系统二次风控制不起控制作用 跟踪KB APC的输出值 7 DCS逻辑修改方案 在原来逻辑上增加一无扰动切换逻辑 切换条件为 当新加的优化控制回路投入自动时 即当二次风回路自动 1 输出 分别输出A B二次风机入口挡板控制指令 到A B二次风机控制指令AO点 原来的手动操作指令跟踪KB APC的输出值 当为手动状态时 输出 分别输出A B二次风机手动控制指令 原来的手动操作值跟踪KB APC的输出值 4 负压回路 引风控制 操作 打开 燃烧优化控制 图中 主要功能是 实现手自动的投切 炉膛负压过程值的显示 负压设定值的输入 且要保证在手动状态时 给定值跟踪过程值 打开引风控制按钮时 出现左面所示界面 其中 1 切 AUTO 按钮 按此按钮投自动 2 切 MAN 按钮 按此按钮切手动 3 自动状态 按下切自动按钮 当KB APC平台判断可以投自动时 系统将自动状态变为红色 否则为灰色 同时 自动改写引风控制输出 4 手动状态 当按下切手动按钮 系统将手动状态变为绿色 将自动状态变为灰色 切换时均为无扰动切换 5 当手动状态时 仪表的设定值跟踪过程值 6 当自动状态时 仪表的设定值通过压力设定增加键 减小键 增加 减小设定值 当手动状态时 原系统引风控制方式不变 当自动状态时 原系统引风控制不起控制作用 7 DCS逻辑修改方案 在原来逻辑上增加一无扰动切换逻辑 切换条件为 当新加的优化控制回路投入自动时 即当炉膛负压回路自动 1 输出 输出A B引风机控制指令 到A B引风机控制指令AO点 当为手动状态时 输出 分别输出A B引风机手动控制指令 原来的手动操作值到AO 按键时 出现左图 5 床压控制操作 打开 燃烧优化控制 图中 主要功能是 实现手自动的投切 床压过程值的显示 床压设定值的输入 且要保证在手动状态时 给定值跟踪过程值 当打开床压控制按钮时 出现左面所示界面 其中 1 AUTO 按钮 按此按钮投自动 2 MAN 按钮 按此按钮切手动 3 自动状态 当按下切自动按钮 当KB APC平台判断可以投自动时 系统将自动状态变为红色 否则为灰色 同时 自动改写四台滚筒冷渣器的控制输出 4 手动状态 当按下切手动按钮 系统将手动状态变为绿色 将自动状态变为灰色 切换时均为无扰动切换 5 当手动状态时 仪表的设定值跟踪过程值 6 当自动状态时 仪表的设定值通过设定增加键 减小键 增加 减小设定值 当手动状态时 原系统床压控制方式不变 当自动状态时 原系统床压控制不起控制作用 跟踪KB APC的输出值 7 DCS逻辑修改方案 在原来逻辑上增加一无扰动切换逻辑 切换条件为 当新加的优化控制回路投入自动时 即当床压控制回路自动 1 输出 分别输出二台滚筒冷渣机控制指令 到四台滚筒冷渣机控制指令AO点 当为手动状态时 输出 分别输出二台滚筒冷渣机手动控制指令 原来的手动操作值 跟踪KB APC的输出值 按键 出现左图 6 负荷控制操作 打开 燃烧优化控制 图中 按键 出现左图 主要功能是 实现手自动的投切 电负荷过程值的显示 电负荷设定值的输入 且要保证在手动状态时 电负荷给定值跟踪电负荷过程值 当打开负荷控制按钮时 出现左面所示界面 其中 1 AUTO 按钮 按此按钮投自动 2 MAN 按钮 按此按钮切手动 3 自动状态 自动状态变为红色 否则为灰色 4 手动状态 手动状态变为灰色 5 当手动状态时 控制模块的设定值跟踪过程值 6 当自动状态时 仪表的设定值通过负荷设定增加键 减小键 增加 减小设定值 也可以在输入框中直接输入值 7 投负荷自动方法 炉侧操作人员首先在投入主汽压力控制回路的前提下 由机侧投入DEH遥控 然后投入负荷控制自动 7 一级减温A操作 打开 燃烧优化控制 图中 主要功能是 实现手自动的投切 一级减温A过程值的显示 一级减温A设定值的输入 且要保证在手动状态时 给定值跟踪过程值 当打开一级减温A控制按钮时 出现左面所示界面 其中 1 AUTO 按钮 按此按钮投自动 2 MAN 按钮 按此按钮切手动 3 自动状态 当按下切自动按钮 当KB APC平台判断可以投自动时 系统将自动状态变为红色 否则为灰色 同时 自动改写一级减温A的控制输出 4 手动状态 当按下切手动按钮 系统将手动状态变为绿色 将自动状态变为灰色 切换时均为无扰动切换 5 当手动状态时 仪表的设定值跟踪过程值 6 当自动状态时 仪表的设定值通过设定增加键 减小键 增加 减小设定值 当手动状态时 原系统一级减温A控制方式不变 当自动状态时 原系统一级减温A控制不起控制作用 跟踪KB APC的输出值 7 DCS逻辑修改方案 在原来逻辑上增加一无扰动切换逻辑 切换条件为 当新加的优化控制回路投入自动时 即当一级减温A控制回路自动 1 输出 输出一级减温A控制指令 到一级减温A控制指令AO点 当为手动状态时 输出 一级减温A手动控制指令 原来的手动操作值 跟踪KB APC的输出值 按键 出现左图 8 一级减温B操作 打开 燃烧优化控制 图中 主要功能是 实现手自动的投切 一级减温B过程值的显示 一级减温B设定值的输入 且要保证在手动状态时 给定值跟踪过程值 当打开一级减温B控制按钮时 出现左面所示界面 其中 1 AUTO 按钮 按此按钮投自动 2 MAN 按钮 按此按钮切手动 3 自动状态 当按下切自动按钮 当KB APC平台判断可以投自动时 系统将自动状态变为红色 否则为灰色 同时 自动改写一级减温B的控制输出 4 手动状态 当按下切手动按钮 系统将手动状态变为绿色 将自动状态变为灰色 切换时均为无扰动切换 5 当手动状态时 仪表的设定值跟踪过程值 6 当自动状态时 仪表的设定值通过设定增加键 减小键 增加 减小设定值 当手动状态时 原系统一级减温B控制方式不变 当自动状态时 原系统一级减温B控制不起控制作用 跟踪KB APC的输出值 7 DCS逻辑修改方案 在原来逻辑上增加一无扰动切换逻辑 切换条件为 当新加的优化控制回路投入自动时 即当一级减温B回路自动 1 输出 输出一级减温B控制指令 到一级减温B控制指令AO点 当为手动状态时 输出 一级减温B手动控制指令 原来的手动操作值 跟踪KB APC的输出值 按键 出现左图 9 二级减温控制操作 打开 燃烧优化控制 图中 主要功能是 实现手自动的投切 主汽温度过程值的显示 主汽温度设定值的输入 且要保证在手动状态时 给定值跟踪过程值 当打开二级减温控制按钮时 出现左面所示界面 其中 1 AUTO 按钮 按此按钮投自动 2 MAN 按钮 按此按钮切手动 3 自动状态 当按下切自动按钮 当KB APC平台判断可以投自动时 系统将自动状态变为红色 否则为灰色 同时 自动改写二级减温控制的控制输出 4 手动状态 当按下切手动按钮 系统将手动状态变为绿色 将自动状态变为灰色 切换时均为无扰动切换 5 当手动状态时 仪表的设定值跟踪过程值 6 当自动状态时 仪表的设定值通过设定增加键 减小键 增加 减小设定值 当手动状态时 原系统二级减温控制方式不变 当自动状态时 原系统二级减温控制不起控制作用 跟踪KB APC的输出值 7 DCS逻辑修改方案 在原来逻辑上增加一无扰动切换逻辑 切换条件为 当新加的优化控制回路投入自动时 即当二级减温控制回路自动 1 输出 分别输出两侧二级减温控制指令 到两侧二级减温控制指令AO点 当为手动状态时 输出 二级减温控制指令 原来的手动操作值 跟踪KB APC的输出值 按键 出现左图 10 再热汽温控制操作 打开 燃烧优化控制 图中 主要功能是 实现手自动的投切 再热汽温过程值的显示 再热汽温设定值的输入 且要保证在手动状态时 给定值跟踪过程值 当打开再热汽温控制按钮时 出现左面所示界面 其中 1 AUTO 按钮 按此按钮投自动 2 MAN 按钮 按此按钮切手动 3 自动状态 当按下切自动按钮 当KB APC平台判断可以投自动时 系统将自动状态变为红色 否则为灰色 同时 自动改写再热汽温的控制输出 4 手动状态 当按下切手动按钮 系统将手动状态变为绿色 将自动状态变为灰色 切换时均为无扰动切换 5 当手动状态时 仪表的设定值跟踪过程值 6 当自动状态时 仪表的设定值通过设定增加键 减小键 增加 减小设定值 当手动状态时 原系统再热汽温控制方式不变 当自动状态时 原系统再热汽温控制不起控制作用 跟踪KB APC的输出值 7 DCS逻辑修改方案 在原来逻辑上增加一无扰动切换逻辑 切换条件为 当新加的优化控制回路投入自动时 即当再热汽温控制回路自动 1 输出 分别输出两侧再热汽温控制指令 到两侧再热汽温控制指令AO点 当为手动状态时 输出 再热汽温控制指令 原来的手动操作值 跟踪KB APC的输出值 按键 出现左图 主题四 系统安全设计及操作注意事项 先进控制系统中含有故障诊断和处理系统 对下述故障进行实时在线的诊断和处理 以保障控制系统的安全运作 1 密相温度测量故障 控制系统对密相温度测点均有在线的故障诊断 在计算中按照计算出的可信度自动剔除故障测点 若用于计算密相下温度的所有测点均出现故障 则控制系统输出的给煤量会维持在出现故障时的水平上 不再变化 此时操作员应切为手动操作 2 通讯故障处理 系统正常工作时 优化控制软件KB APC平台交替向DCS系统中的通讯检测点上写 0 1 信号 利用DCS系统中增加的功能模块来判断通讯故障 当KB APC平台出现故障时 包括通讯故障和软件运行故障 优化控制系统不再向DCS系统送出信号时 DCS功能模块经过判断 DCS系统会自动弹出 通讯故障 报警 并将所有自动回路切为手动方式 一 安全设计 并一直保持该状态 直到故障消除 如果此时为投自动状态 则DCS系统会自动将所有已投入自动的回路由 自动 状态强制切为 手动 状态 此切换为无扰动切换 3 给煤机故障 控制系统包括给煤连锁控制系统 若在自动状况下 某台给煤机出现故障 控制系统会自动的将该台给煤机减少的给煤量 如原给煤量给定值为6 出现故障后 给煤量为0 5 则减少的给煤量为5 5 按设定的协调方式分配给另一台或几台给煤机 但单台给煤机的控制都有上限 下限限制 4 一次风控制器上下限限制 为防止因为突然断煤或其他故障使控制器输出的入口挡板开度过大或过小 对控制器输出的开度值做了上下限