關(guān)于垃圾焚燒DCS系統(tǒng)控制后備手操完善的必要性

王彥峰+劉占斌+張志廣+許文君

【摘 要】熱工自動(dòng)化在垃圾焚燒企業(yè)中占有十分重要的地位，它對(duì)于保證機(jī)組安全運(yùn)行、提高經(jīng)濟(jì)效益、減輕操作人員的勞動(dòng)強(qiáng)度起著重要的作用；在一個(gè)現(xiàn)代化的垃圾焚燒廠(chǎng)，多采用分散控制系統(tǒng)（DCS system），垃圾焚燒廠(chǎng)的DCS系統(tǒng)設(shè)計(jì)優(yōu)化能方便操作人員在控制室實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的啟動(dòng)、運(yùn)行和調(diào)整。

【Abstract】Thermal automation plays an important role in waste incineration enterprises. It plays an important role in ensuring the safe operation of the unit， improving the economic efficiency and reducing the labor intensity of the operators. In modern waste incineration plants， most of them use DCS system， the optimization of DCS system design in waste incineration plant can facilitate operators in control room system start-up， operation and adjustment.

【關(guān)鍵詞】DCS（分布式控制系統(tǒng)）；垃圾焚燒爐；信息網(wǎng)絡(luò)

【Keywords】DCS（distribute control system） ； waster incinerator ； information network

【中圖分類(lèi)號(hào)】TM619 【文獻(xiàn)標(biāo)志碼】A 【文章編號(hào)】1673-1069（2017）05-0139-02

1 概述

太原市同舟能源有限公司投產(chǎn)于2007年，是山西省日垃圾處理量最大的一座垃圾焚燒發(fā)電廠(chǎng)，設(shè)計(jì)安裝三臺(tái)焚燒爐，日處理垃圾1000t；焚燒爐采用TIF型雙內(nèi)循環(huán)流化床鍋爐燃燒工藝。系統(tǒng)燃燒的控制采用DCS系統(tǒng)集中控制模式。該DCS系統(tǒng)采用上海山武自動(dòng)化技術(shù)公司的產(chǎn)品和技術(shù)，它的硬件特點(diǎn)是DOPC站主控制器MSC的數(shù)量冗余三塊配置，執(zhí)行三取二的邏輯判斷工作模式，即必須同時(shí)滿(mǎn)足至少有兩塊控制器處于正常工作模式，控制站才能正常工作，這樣的配置和工作模式比常規(guī)的雙冗余工作模式提高了系統(tǒng)的可靠性；除此以外，該系統(tǒng)的控制總線(xiàn)及上位機(jī)通信、網(wǎng)絡(luò)交換、工作電源模塊配置模式均為雙冗余硬件配置，每站均根據(jù)I/O點(diǎn)數(shù)配置相應(yīng)數(shù)量的AO、AI、DO、DI模件，同舟公司的DCS系統(tǒng)依據(jù)焚燒爐工藝的設(shè)計(jì)整體布局，焚燒爐主控制站包括四個(gè)，分別是：A、B、C線(xiàn)焚燒爐控制站和公用系統(tǒng)設(shè)備控制站；同時(shí)，每個(gè)主站配有相應(yīng)的I/O模件柜。遠(yuǎn)程輔助I/O站三個(gè)，分別控制生產(chǎn)水泵系統(tǒng)、循環(huán)冷卻水系統(tǒng)、化學(xué)水系統(tǒng)，遠(yuǎn)程輔助I/O站的功能是通過(guò)光纖傳輸把遠(yuǎn)程站點(diǎn)的A/D信號(hào)模件和光電信號(hào)模件與DOPC控制站連接起來(lái)，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程的數(shù)據(jù)接入和控制就地設(shè)備；同舟DCS系統(tǒng)的外圍驅(qū)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)采用的是電氣高壓設(shè)備保護(hù)裝置、電動(dòng)執(zhí)行器、氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)配套智能定位器或調(diào)節(jié)器、ZJK角行程執(zhí)行器，DCS系統(tǒng)的外圍輸入信號(hào)除無(wú)源數(shù)字量輸入節(jié)點(diǎn)信號(hào)外，就是模擬高電平電壓信號(hào)（溫度）、智能變送器（4-20MPa）信號(hào)（壓力、流量等）。[1]

2 完善前的系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)

同舟公司的焚燒爐燃燒及主要轉(zhuǎn)機(jī)控制全部由DCS系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)，具體操作由司爐在DCS系統(tǒng)的操作員站D0SS通過(guò)操作控制界面進(jìn)行啟動(dòng)、停止操作，指令通過(guò)確認(rèn)和IP協(xié)議通訊到達(dá)DOPC控制站運(yùn)算，并將運(yùn)算指令通過(guò)控制總線(xiàn)發(fā)送到對(duì)應(yīng)的DO或AO模件的通道，數(shù)字指令通過(guò)隔離繼電器控制電動(dòng)設(shè)備，模擬指令直接控制智能設(shè)備；這樣的設(shè)計(jì)能夠滿(mǎn)足焚燒系統(tǒng)正常情況的操作，設(shè)計(jì)思路簡(jiǎn)單——實(shí)現(xiàn)分散集中控制功能，但是，忽略了DCS系統(tǒng)故障情況下對(duì)外圍設(shè)備的控制。給整個(gè)系統(tǒng)的安全運(yùn)行和故障應(yīng)急操作帶來(lái)隱患。結(jié)合電力安全25項(xiàng)反事故措施要求，公司決定對(duì)DCS系統(tǒng)控制的主設(shè)備增加遠(yuǎn)程后備手操，并能夠與DCS系統(tǒng)控制輸出電源進(jìn)行有效切換，實(shí)現(xiàn)故障應(yīng)急和檢修狀態(tài)下操作功能。

3 設(shè)計(jì)思路

在不改變和不影響原DCS系統(tǒng)整體功能的情況下，在DCS系統(tǒng)I/O機(jī)柜與受控執(zhí)行設(shè)備之間，物理安裝手動(dòng)控制盤(pán)柜，并且，此控制盤(pán)柜由DCS系統(tǒng)數(shù)字量控制電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的電源接入上采用手動(dòng)、自動(dòng)轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)，實(shí)現(xiàn)與DCS的分別獨(dú)立控制；而具有模擬量輸出實(shí)現(xiàn)智能控制的操作器的工作電源采用熱工系統(tǒng)UPS輸出電源接入，從而保證廠(chǎng)用電出現(xiàn)異常失電故障狀態(tài)時(shí)，能夠有效地通過(guò)DCS系統(tǒng)的UPS電源正常供電，同時(shí)，智能操作器面板有遠(yuǎn)方就地轉(zhuǎn)換功能和高負(fù)載直流電源型輸出功能，可以很方便地實(shí)現(xiàn)DCS系統(tǒng)模擬量直接輸出控制和由智能操作器面板切換至本地手動(dòng)輸出模擬信號(hào)來(lái)控制。根據(jù)同舟公司焚燒爐實(shí)際運(yùn)行可能出現(xiàn)的應(yīng)急安全操作，分析決定對(duì)外圍五個(gè)設(shè)備增加手動(dòng)操作功能，主要是：引風(fēng)機(jī)電機(jī)的啟停、汽包事故放水電動(dòng)門(mén)、汽包安全一次電動(dòng)門(mén)、汽包安全調(diào)節(jié)二次門(mén)和主給水調(diào)節(jié)門(mén)。

控制盤(pán)柜內(nèi)部接線(xiàn)電路圖如圖1、圖2所示：

4 改造后的投運(yùn)效果

①為DCS系統(tǒng)增加了后備手操功能，提高了同舟公司焚燒爐控制系統(tǒng)的安全可靠性，避免了DCS系統(tǒng)整體故障、失電、通信錯(cuò)誤導(dǎo)致的應(yīng)急措施無(wú)法實(shí)施的現(xiàn)象發(fā)生；②給焚燒爐正常運(yùn)行過(guò)程中消缺增加了一種安全閉鎖環(huán)節(jié)，這樣可以保證人員在對(duì)外圍設(shè)備進(jìn)行檢修時(shí)，通過(guò)切該后備手操控制換到遠(yuǎn)方手動(dòng)狀態(tài)，就可避免運(yùn)行人員DCS誤操作導(dǎo)致的人員、設(shè)備的危害；③在控制功能上很好切入到原設(shè)計(jì)系統(tǒng)，使得后備手操的控制功能很好的作為焚燒控制的補(bǔ)充，整體完善了同舟公司的垃圾焚燒安全設(shè)施措施。[2]

5 結(jié)語(yǔ)

對(duì)垃圾焚燒線(xiàn)和部分公用工程進(jìn)行集中監(jiān)視管理和分散控制，監(jiān)控層級(jí)具有熱備用操作站，控制級(jí)具有冗余配置的控制功能；符合工業(yè)自動(dòng)化控制的發(fā)展方向，且已經(jīng)非常成熟，但是，同舟公司單純以CRT和操作鍵盤(pán)為主要監(jiān)視、操作手段，并不能完全保證焚燒爐的安全運(yùn)行，應(yīng)當(dāng)結(jié)合已經(jīng)很成熟的燃煤發(fā)電廠(chǎng)自動(dòng)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)思路，在集控室設(shè)計(jì)少量重要參數(shù)及回路的監(jiān)視和控制儀表，實(shí)踐證明同舟公司重要設(shè)備和參數(shù)儀表的后備手操在保證安全運(yùn)行方面是非常必要的。

【參考文獻(xiàn)】

【1】楊征.城市垃圾焚燒發(fā)電發(fā)展現(xiàn)狀與展望[J].中國(guó)資源綜合利用，2016（12） ：33-35.

【2】劉益成.垃圾焚燒發(fā)電廠(chǎng)燃燒控制對(duì)策[J].山東工業(yè)技術(shù)，2017（04）：183-184.