新华DCS系统在干除灰系统的应用及控制逻辑优化

新华 DCS 系统在干除灰系统的应用及控制逻辑优化

王国朋

大唐安阳电力有限责任公司 河南 安阳 45500

摘要：本文主要介绍了大唐安阳电力有限责任公司1、2号机组干除灰系统的DCS控制系统改造及控制逻辑讲解，结合现场设备情况对改造后的干除灰DCS控制逻辑进行了优化，使其能够保证干除灰系统的稳定运行，并分享了调试过程中遇到的一些问题及解决方法，供大家一起讨论学习。

关键词：DCS 新华XDC800 控制逻辑 程控 优化 稳定

0引言

大唐安阳电力有限责任公司1、2号机组2008年投产运行，除灰采用气力干除灰方式，控制系统为北京日立HIACS-5000M系统，至今已运行十多年，由于设备老化及部分重要备件已停产，对干除灰系统稳定运行极为不利。在2021年，结合我厂辅网一体化改造，对1、2号机组干除灰控制系统进行了改造，由北京日立HIACS-5000M系统改造为上海新华XDC800系统，目前已运行近半年有余，系统较为稳定，但由于DCS软件原因及现场设备原因，在运行过程中出现了一些不利于输灰程控运行的问题，针对这些问题我们对控制逻辑进行了相应的优化，保证了设备的稳定运行。

1新华XDC800系统的优点

根据以往的新华XDPS400维护经验及干除灰改造后半年的运行时间，相较于原先的北京日立HIACS-5000M系统，我觉得有以下几个优点：

1.1系统网络：新华 DCS系统采用对等网结构( PTP - PEER - TO - PEER ), TiSNet -XDCR00系统将操作级网络与控制级网络合二为一,所有站点直接上网,无中间通讯或服务器环节,并采用分布式最据库结构,各个子功能站高度自治、透明， 消除中间通讯或服务器环节带来的瓶预。由于没有中间服务器等数据通讯瓶预，数据链路最为先进、可靠。从根本上避免了 Clicnt Serve 网络结构的缺点。 Client / Scrver 网络结构必须指定通讯服务器，服务器成为整个网络通讯的瓶颈。另外,即使是冗余服务器,但一旦两个服务器出现问题，形成死机，所有的数据传输将中断，并造成不可恢复性的数据丢失等严重后果。

1.2硬件方面：新华DCS系统可以在线增加卡件，而不影响系统的正常运行，大大方便用户维护工作。

1.3软件方面：支持在线组态,包括参数整定、仿真、算法、控制策略的在线修改等,对控制策略有完善的在线调试功能,不需重新下装即可完成修改,大大方便了系统的调试和用户对组态的维护,保证了用户的连续生产。而不具备在线组态的 DCS 系统的数据修改和下装非常不方便 而且需要很长的时间。

2干除灰控制方式及功能的实现

2.1 控制方式

控制系统对整个除灰系统监控设备进行监视、管理和自动控制，并可以实现远方软手操。设置就地操作功能，并设置“远方/就地”操作切换开关，实现远方/就地切换闭锁功能。控制系统具有三种控制方式：自动、软手动和就地手操。

2.2 除灰系统各子系统间的连锁要求及工艺流程。

2.2.1 灰库系统

系统要求灰库库顶分路阀、布袋除尘器及排尘风机能通过DCS完成控制，状态信号能在CRT上显示。灰库料位开关信号、灰库连续料位计信号进入控制系统。并能在CRT上显示。库顶分路阀、布袋除尘器运行信号、灰库高料位开关信号作为输送系统运行条件。系统要输灰必须满足下列三条件

a）库顶分路阀切换到预定输送灰库侧。

b）本灰库库顶布袋除尘器已投入运行。

c）本灰库无高料位信号才允许系统装灰。

2.2.2 压缩空气系统

输灰系统需采集输送储气罐和仪用储气罐压力，储气罐输送压力、仪用压力达标作为输灰的联锁条件。

2.2.3输送系统连锁要求

2.2.3.1为描述方便，特取名如下：一电场1－1～1－2两台发送罐串联组成一个输送单元(1A单元)，采用一根输送母管输送（1A输灰主管子系统）;一电场1－3～1－4两台发送罐串联组成一个输送单元(1B单元)，采用一根输送母管输送（1B输灰主管子系统）; 二电场2－1～2－4四台发送罐串联组成一个输送单元)，采用一根输送母管输送;三电场的四台发送罐串联组成一个输送单元(3A单元)，四电场的四台发送罐串联也组成一个输送单元(4A单元)，五电场的四台发送罐串联也组成一个输送单元(5A单元)，3个单元合用1根输送母管(3A&4A&5A输灰主管子系统)，3个单元交替进行输送。

在CRT画面上，以输灰主管为子系统设计分画面，各输灰主管子系统分别设计“自动/手动选择”运行方式，在自动运行方式下，各输灰主管子系统的“程启”（程控开启）按钮负责向DCS发出启动信号，设计“程停”（程控停止）按钮负责向DCS发出停止信号，使子系统进入系统停止过程；这样保证了各输灰主管子系统运行的独立性，互不干扰。

子系统运行方式选择按钮选择为“自动”运行方式，触发“程启”键，灰库系统联锁信号满足条件，输送储气罐压力达标，仪用储气罐压力达标，控制系统未记忆堵管故障或紧急停止锁存信号系统进入自动运行状态。

各子系统各单元输送分装灰与输灰两部分。各子系统各单元可同时装灰，装灰结束进入输灰等待过程，待控制系统判断输送储气罐压力达标且本子系统其他单元未在输灰状态，本单元进入输灰过程，待输送压力低于“关泵压力”本单元进入输灰结束过程。输送压力采集点在空气母管上的压力变送器。

2.2.4单元输送运行步骤（以3A&4A&5A输灰主管子系统为例子）

2.2.4.1装灰开始过程

开启3－1～3－4四台发送罐对应的透气阀、进料阀（被旁路发送罐的不开启）。旁路功能由CRT画面中的“旁路”按钮键完成。待3A单元任意一个发送罐料位计发讯（无论在软手操还是自动状态下，某一发送罐料位发讯后会自动关闭进料阀防止装灰过多）或装灰时间到达装灰时间设定值，3A单元进入装灰结束过程。装灰设定时间可在CRT参数设定画面中设定并可根据工艺调整设定值。4A装灰时间到达装灰时间设定值，4A单元进入装灰结束过程。5A装灰时间到达装灰时间设定值，5A单元进入装灰结束过程。装灰设定时间可在CRT参数设定。

2.2.4.2装灰结束过程（以3A单元为例）

关闭3A单元所有进料阀、透气阀。待3A单元所有装灰阀门关位信号返回后，进入输灰等待过程。如满足输送联锁条件进入输灰开始过程。（3A&4A&5A输灰主管子系统不允许3A单元、4A单元、5A单元同时输灰，哪个单元进入输灰等待状态条件到达，哪个单元先输送）；一般情况下是以3A最优先、4A次之、5A最低；但是4A、5A必须在一定时间内强制输送一次。

2.2.4.3输灰开始过程（以3A单元为例，4A、5A单元输送过程与3A单元相同）

开 启3A单元出料阀 开启3A单元进气阀 开启3A单元混灰器主进气阀，3只阀都打开系统进入输灰过程（在输灰过程中输送压力高于混副阀开压力则打开混灰器副进气阀，输送压力低于混副阀关压力，则关闭混灰器副进气阀）。

2.2.4.4当输送压力低于“关泵压力”系统进入输灰结束过程。输灰结束过程如下：

关 闭3A单元混灰器主进气阀 关闭3A单元进气阀 系统卸压阀开启10s后关闭 关闭3A单元单元出料阀，待上述所有输送阀门都关闭，表示单元输灰结束。3A单元又开始新一轮装灰，进入装灰开始过程。

若输灰过程中压力上升至“堵管”对应压力，所有阀门自动关闭，3A&4A&5A输灰主管子系统停止。同时要求在CRT画面上弹出“复位”按钮，只有按下“复位”键 ，系统才允许进入下一次运行状态。

2.2.5输灰子系统停止

触发CRT画面中的“程停”键，系统进入停止过程。在停止过程正在装灰的单元立即停止装灰，进入输灰等待过程，满足输送条件进入输灰过程，正在输灰的单元待本单元输灰结束，不进入新一轮装灰。待子系统3A单元、4A单元、5A单元都输灰吹扫一次后，所有输送阀门关位信号到达后，子系统停止。

3干除灰程控运行的问题及优化

目前，我国对燃煤电厂的环保要求非常严格，干除灰系统的稳定运行是保证烟囱出口烟尘数据达标的重要的手段，而且近期某电厂出现省煤器灰斗坍塌导致人员伤亡的事故，如何保证干除灰系统程控的稳定运行是我们热工人员的一项重要工作。我们厂干除灰系统的就地阀门设备备件都是翻修门，故障率很高，就带环境灰尘大，阀门经常会出现卡涩、操作不动等现象，导致行程开关信号异常，通常情况下运行人员一般都是要求热控人员去现场移动行程开关老保证输灰程控的运行，大大加深了加大了热控值班人员尤其是夜班值班人员的工作强度，针对于此，我们对干除灰系统的控制逻辑进行了优化。

3.1在DCS改造调试干除灰程控运行的过程中，偶尔会出现某个阀门会无缘无故切换到手动模式（询问新华DCS厂家也没有解释清楚），导致程控无法运行下去。针对于此，我们将总的“自动”投入的逻辑增加了一个持续脉冲信号，即使某个阀门切换到“手动”状态，再下一个自动脉冲信号触发后，就会切回“自动”状态。

3.2针对现场阀门经常会出现双信号的情况，我们将阀门的开、关信号反馈与上了各自的开关指令，即只有在阀门开信号与开指令同时满足时才确定为“阀门已开”。

3.3在输灰运行过程中一般要求透气阀打开后，进料阀才允许开，但是由于我厂阀门原因经常透气阀开信号过不来，导致进料阀也无法打开，针对于此，我们将其优化为透气阀未关闭就允许进料阀打开。

3.4在干除灰CRT画面上增加了各个电场的输灰曲线，方便运行人员及时发现输灰异常。

4结束语

经过对干除灰程控逻辑的优化，大大提高了输灰程控的稳定运行，也降低了热工人员的劳动强度，投运半年来，效果非常明显。但是前提是必须要结合现场实际情况，如果现场设备运行就很稳定，有些优化就没有必要了。我们热控人员一定要善于思考与探索，设计出更好的控制逻辑去应用于现场设备，保证设备的稳定运行。

参考文献

〖1〗 大唐安阳电力有限责任公司热控检修规程，作者：王国朋 王海霞 张开 刘寅