浅析DCS锅炉自动控制系统的实现
时间：2022-11-13 来源：博通范文网 本文已影响 人 
【摘 要】对于锅炉控制系统而言，在设计层面上的要求主要是安全、环保并借节能。基于此，本文主要对DCS锅炉自动控制系统的设计与实现进行了探讨。
【关键词】DCS；锅炉自动控制系统；实现
借助于PC所擁有的丰富的资源，实现较好的作业界面，借助于以太网结构，实现与PLC机之间的及时通信，及时采集处理锅炉现场数据，最终实现安全、节能、环保的目的，另外使用PLC和DCS对系统进行控制，保证了EIC系统的一体化全面作业。
1、DCS系统的主要构成
DCS系统，也就是计算机集散控制系统，它的主要构成包括了上下位系统。借助于工业控制计算机对上位系统进行全方式的控制，包括了使用WinCC组态软件实时的对现场数据进行显示、处理，对各种参数进行设定，对所有数据进行存储，对可能出现问题的数据实现自动报警，最终数据的输出功能等等。下位系统为了实现与现场设备之间的互相连接性，主要的构成为PLC。上下位系统间借助于Ethernet进行通讯，这样数据的实时监控需求就可以得到满足。对于基础的自动化系统的组成来讲，其为S7－200系列PLC硬件，构成系统平台的主要界面为Windows 2007，监控软件为WINCC V6.0，STEP 7 V5.3则是系统中使用的编程软件，这些软件的组合，构成了一个完整的系统，最终实现人机之间的通讯。
2、锅炉自动系统的控制方案
2.1控制任务的运行
（1）自动的调节。对参数的自动调整，保证了参数与外界负荷之间的一致性，同时使得锅炉的运行经济有效。（2）自动的检测。使用检测器件对各种参数进行动态的、时事的显示，为自动调节提供依据，为安全保护提供支持。（3）连锁保护。系统必备的报警功能有：水位的不正常、压力的不正常等等，系统必备的保护功能有压力和水位异常情况下的连锁保护。为了防治在开启和关闭设备的过程中，因为错误操作出现事故，所以就需要建立电气联锁保护。（4）程序控制。程序控制的目的是为了保证锅炉操作的自动化作业，比如对于系统的启动，就要遵守一定的启动顺序自动进行。
2.2 控制系统本身的功能
（1）控制燃烧系统：对燃烧系统进行控制是为了蒸汽母管压力的稳定，也是为了蒸汽要求得到满足。为了让燃烧进行得更加经济，在调节负荷或者燃料的同时，就需要及时地对送风和引风量进行调节改变。如果负荷增减的度量较大，可以采取的调节措施为停开数层或者某一层。（2）自动控制锅炉送风：对送风的控制参数主要为送风以及煤气压力，这两个参数使得锅炉热效率得到保证，借助于不断的对送风机挡板开度的调整，来实现送风压力的自动调节；如果同时运行两台送风机，需要固定一个，或者让两个并列运转，这个需要设定。（3）调节炉膛负压：平衡量与引风量，目标在于锅炉运行中，稳定状态要保持为微负压，这样系统就可以有效的并且安全的运行。借助于调节风门开度（引风机入口）实现自动控制炉膛负压，让负压保持在－20～10Pa之间，这样锅炉就会处于正常安全的燃烧状态。如果同时运行两台引风，需要固定一个，或者让两个并列运转，这个需要设定，另外对于炉膛负压，还要进行高、低报警的设置。（4）控制汽包水位：在给水系统环节，锅炉会同时有两个不同的给水调节阀，主调节阀为DN150，如果负荷正常或者较高，这个调节阀就发挥着主要的作用；备用阀为DN100，其位于旁通管，在负荷较低的情况下采用。如果系统处于自动给水情况下，只能有一个阀门被允许调节给水。在整个程序开始运作之前，操作员需要确定自动投入对应的调节阀。如果没有进行相关的设定，系统将会自动按照上一次的设定运作。（5）自动调节蒸汽温度：自制冷凝水喷水装置的使用可以用来自动的调节蒸汽的温度，尤其是锅炉内的蒸汽温度过高的时候，其工作原理为按照蒸汽出口温度测量的结果，自动的打开调节阀，对温度进行调整，保证温度处于正常的范围之内，也就是430～450℃之间。如果温度过低，减温水的水量就会被自动的减少，如果温度过高，则减温水的水量就会被自动的增加，实现蒸汽温度稳定的保证。
3、对DCS控制系统给予的控制联锁保护
3.1锅炉
为了安全的监控炉膛，较好的保证稳定的锅炉燃烧状况，需要控制DCS软、硬件。在具体的运行过程中，从燃烧器出发，将焦炉煤气和高炉煤气分别送至炉膛。使用鼓风机供应燃烧所需空气。若煤气压力过低，或者引风机、鼓风机停止运作，这样就会引发回火爆炸，产生重大安全事故，故而对于锅炉的所有气动阀来讲，在切断层面上都要进行连锁控制，保证在出现异常的时候，所有的安全气阀都可以被自动的连锁切断，也就是说点火煤气压力控制点火小喷气动阀、高炉煤气压力控制高炉大喷气动阀，它们之间实现连锁切断，对于所有的气动阀来讲，引风机和鼓风机进行全部的控制，一旦出现鼓风、引风机停止作业，所有气动阀都会被连锁的切断，实现安全的保证。
3.2汽机
机组运行的过程中，控制系统要予以及时地协调，比如监视机组的辅机出力要得到限制，平衡机组的能量。气轮发电机的经济安全运行如果需要得到保证的话，凝汽器的真空度需要得到维持，这样就需要对射水抽空气系统进行一定的设置。对于汽机停机连锁而言，有以下相关的参数可以成为考虑的重点：主保护动作、轴向的位移、汽机转数、抽汽压力、发电机拖网以及润滑油压等等。
4、结论
DCS锅炉自动控制系统具有诸多的优越性，比如对能源使用率的提高，高效安全运行的保证，在出水的时候，温度比较稳定，舒适性较强，温度上升的速度和效率也很快，调节也很及时，波动较小，运行稳定性较差，还能够很好的节省能源的消耗，降低能源的浪费比率，提升企业在这个层面的经济效益。
参考文献
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