摘 要：介紹了順序控制系統(tǒng)(SCS)在CFB鍋爐的應(yīng)用，并 對(duì)保定熱電廠技改工程125MW機(jī)組CFB鍋爐的順序控制邏輯進(jìn)行了分析。
關(guān)鍵詞：CFB鍋爐；順序控制；邏輯結(jié)構(gòu)
1 概述
保定熱電廠技改工程2×125MW機(jī)組#8機(jī)組的鍋爐采用DG450/9.81-1型CFB鍋爐 ，是由東方鍋爐股份有限公司（DBC）在引進(jìn)美國(guó)福斯特·惠勒（FW）公司大型CFB鍋爐技 術(shù)的基礎(chǔ)上，自行研制的我國(guó)第1臺(tái)百萬(wàn)千瓦級(jí)燃用貧煤的電站CFB鍋爐。它采用飛 灰再循環(huán)的燃燒方式，不僅可增加鍋爐燃燒對(duì)燃料的適應(yīng)性，還可提 高鍋爐的燃燒效率，增大鍋爐的爐膛熱負(fù)荷，提高脫硫劑的利用效率，進(jìn)一步降低NO的排 放，擴(kuò)大鍋爐的負(fù)荷調(diào)節(jié)范圍。與其配套的汽輪機(jī)采用CC100-8. 83/0.98/0.196型單軸、雙缸兩排汽、高壓、反動(dòng)式、100MW雙抽汽凝汽式汽輪機(jī)。熱控系 統(tǒng) （DCS）中的順序控制系統(tǒng)(以下簡(jiǎn)稱SCS）是XDPS-400分散控制系統(tǒng) 的一部分。XDPS-400分散控制系統(tǒng)還包括模擬量控制系統(tǒng)（MCS）、燃燒器管理系統(tǒng)（BMS） 、 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)（DAS）、汽機(jī)電液控制系統(tǒng)（DEH）和電氣量控制系統(tǒng)（ECS）等。各系統(tǒng)之 間采用網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)高速公路進(jìn)行數(shù)據(jù)通訊，個(gè)別重要的信號(hào)采集還采用了硬件冗余配置，主保 護(hù)之間連鎖都通過(guò)硬線連接，以保證系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)的可靠性。
保定熱電廠技改工程#8機(jī)組CFB鍋爐的主要輔助設(shè)備包括2臺(tái)引風(fēng)機(jī)、2臺(tái) 一次風(fēng)機(jī)、2臺(tái)二次風(fēng)機(jī)、2臺(tái)播煤風(fēng)機(jī)、2臺(tái)J閥風(fēng)機(jī)和1臺(tái)點(diǎn)火增壓風(fēng)機(jī)。
2 SCS的功能和構(gòu)成
2.1 功能
SCS主要是用于熱力系統(tǒng)中主、輔機(jī)的自動(dòng)啟停操作和局部工 藝流程的運(yùn)行操作等。它根據(jù)各工藝流程的需要和特點(diǎn)，按照預(yù)定的工藝順序、 時(shí)序和邏輯條件的要求，使生產(chǎn)過(guò)程中的設(shè)備及輔助設(shè)施自動(dòng)地依次進(jìn)行一系列的操作。該 系統(tǒng)的使用可以有效地防止誤操作引起的設(shè)備故障或系統(tǒng)故障。
順序控制是將要啟動(dòng)的主設(shè)備及相關(guān)的輔助設(shè)備構(gòu)成的系統(tǒng)集中進(jìn)行啟動(dòng)或停止的邏輯控 制。它是以1臺(tái)主要的動(dòng)力設(shè)備或重要的系統(tǒng)設(shè)備為中心執(zhí)行順控邏輯的，例如引風(fēng)機(jī) 啟停子組、一次風(fēng)機(jī)啟停子組、二次風(fēng)機(jī)啟停子組、電動(dòng)給
水泵啟停子組、高壓加熱器投、 切子組等。以電動(dòng)給水泵為例，該順控子組包括電動(dòng)給水泵電機(jī)、輔助油泵、出口電動(dòng)門、 再循環(huán)門等相關(guān)設(shè)備的控制，主要用于自動(dòng)實(shí)現(xiàn)輔機(jī)的啟動(dòng)及并列、輔機(jī)的停運(yùn)及退出系統(tǒng) 等功能。各子組順序控制系統(tǒng)都能單獨(dú)操作，非常方便，同時(shí)也縮短了 機(jī)組的啟停時(shí)間。
XDPS分散控制系統(tǒng)提供了步序邏輯STEP功能模塊，用于實(shí)現(xiàn)順序邏 輯 控制。在機(jī)組中，送風(fēng)機(jī)（包括送風(fēng)機(jī)、導(dǎo)葉、出口擋板）、空氣預(yù)熱器（包括空氣預(yù)熱器 主電機(jī)、一次和二次風(fēng)門、煙道氣入口門）、引風(fēng)機(jī)（包括引風(fēng)機(jī)、導(dǎo)葉、出口擋板）、一 次風(fēng)機(jī)（包括一次風(fēng)機(jī)、導(dǎo)葉、出口擋板）、電動(dòng)給水泵（包括電動(dòng)給水泵、前置泵、電泵 輔助油泵、出口門）、高壓加熱器（包括給水進(jìn)、出口閥、抽氣隔離閥、止逆閥、高加疏水 閥）等都采用了順序邏輯控制。
2.2 構(gòu)成
保定熱電廠技改工程#8、#9機(jī)組SCS包括子組級(jí)順控和設(shè)備級(jí)控。
子組級(jí)順控是將某臺(tái)輔機(jī)及其附屬設(shè)備作為一個(gè)整體進(jìn)行控制。為了減輕操作人員的操作負(fù) 擔(dān)和縮短機(jī)組的啟停時(shí)間，子組級(jí)順控設(shè)計(jì)用于自動(dòng)完成輔機(jī)的啟動(dòng)及并列或輔機(jī)的停運(yùn)及 出系。各順控子組項(xiàng)的啟、停均可獨(dú)立進(jìn)行操作。通過(guò)CRT可以顯示每個(gè)子功能組及相關(guān) 設(shè)備的系統(tǒng)流程圖，包括設(shè)備的狀態(tài)、操作方式、允許條件、操作順序及下一步動(dòng)作等， 還提供輔機(jī)設(shè)備的手動(dòng)啟動(dòng)、停止操作的操作順序說(shuō)明和操作指導(dǎo)。子組級(jí)順控充分考慮了 輔機(jī)設(shè)備的安全保護(hù)條件，并能在CRT屏幕上顯示出重要的輔機(jī)跳閘條件。
設(shè)備級(jí)（驅(qū)動(dòng)級(jí)）控制包括單臺(tái)設(shè)備的基本控制回路和聯(lián)鎖保護(hù)邏輯，可以由上一級(jí) 順控指令或由操作人員在CRT上對(duì)進(jìn)入順控系統(tǒng)的每個(gè)受控設(shè)備進(jìn)行操作。
主要子組控制有：
a. 鍋爐側(cè)：引風(fēng)機(jī)子組、一次風(fēng)機(jī)子組、二次風(fēng)機(jī)子組、J閥風(fēng)機(jī)子組、播煤風(fēng)機(jī)子組、點(diǎn) 火增壓風(fēng)機(jī)子組、石灰石送粉風(fēng)機(jī)子組、給煤機(jī)控制子組。
b. 汽機(jī)側(cè)：電動(dòng)給水泵控制子組、高加子組、低加子組、凝結(jié)水泵子組、射水泵子組。
c. 電氣側(cè)：發(fā)電機(jī)并網(wǎng)子組。
XDPS-400分散控制系統(tǒng)中專有的步序邏輯模塊STEP算法定義了子組級(jí)順控的標(biāo)準(zhǔn)實(shí)現(xiàn)方法。 其主要功能為：步序邏輯的啟動(dòng)、中止和結(jié)束；步序邏輯的超馳（保護(hù)條件）；步序邏輯的 允許（閉鎖條件）；置相關(guān)設(shè)備為順控方式；步序動(dòng)作完成后的自動(dòng)進(jìn)步；故障時(shí)步序的中 止；步序
超時(shí)限終止；運(yùn)行人員跳步和置步；步序狀態(tài)和步序操作時(shí)間顯示；步序故障顯示 和操作指導(dǎo)。
步序的執(zhí)行既是條件觸發(fā)的，同時(shí)又是時(shí)基的。當(dāng)前步的操作成功（反饋信號(hào)到達(dá)或達(dá)到設(shè) 定時(shí)間）后，程序自動(dòng)進(jìn)行下一步。如出現(xiàn)故障并經(jīng)一定時(shí)間延遲后仍未消失或達(dá)到步序設(shè) 定時(shí)間操作仍未完成，步序邏輯將被中止。當(dāng)順控邏輯啟動(dòng)后，運(yùn)行人員可以在任意時(shí)刻人 工中止程序或選擇跳步、置步。跳步和置步操作在滿足設(shè)備安全條件下才被執(zhí)行。
3 順控子組的步序過(guò)程
下面以一次風(fēng)機(jī)和二次風(fēng)機(jī)來(lái)說(shuō)明順控子組的步序過(guò)程。
3.1 一次風(fēng)機(jī)順控子組
3.1.1允許啟動(dòng)條件
允許啟動(dòng)的條件為：空氣通路建立；任1臺(tái)J閥風(fēng)機(jī)運(yùn)行；無(wú)1次風(fēng)機(jī)跳閘條件存在；任1臺(tái)引 風(fēng)機(jī)運(yùn)行。
3.1．2一次風(fēng)機(jī)啟動(dòng)步序
第1步：關(guān)閉一次風(fēng)機(jī)出口、入口擋板（如果另1臺(tái)一次風(fēng)機(jī)已運(yùn)行且出、入口擋板已開(kāi)，則 跳過(guò)此步）。
第2步：?jiǎn)?dòng)一次風(fēng)機(jī)馬達(dá)。
第3步：延時(shí)30s，開(kāi)一次風(fēng)機(jī)出口擋板，釋放入口調(diào)節(jié)擋板。
第4步：關(guān)閉另1臺(tái)一次風(fēng)機(jī)的出、入口擋板（如果另1臺(tái)一次風(fēng)機(jī)已運(yùn)行，則跳過(guò)此步）。
3.1．3一次風(fēng)機(jī)停止步序
第1步：關(guān)閉一次風(fēng)機(jī)入口擋板。
第2步：停止一次風(fēng)機(jī)馬達(dá)。
第3步：延時(shí)30s，關(guān)閉一次風(fēng)機(jī)出口擋板。
3.2 二次風(fēng)機(jī)順控子組
3．2.1允許啟動(dòng)條件允許啟動(dòng)的條件為：空氣通路建立；任1臺(tái)J閥風(fēng)機(jī)運(yùn)行；無(wú)二次 風(fēng)機(jī)跳閘條件存在；任一臺(tái)引風(fēng)機(jī)運(yùn)行。
3.2．2二次風(fēng)機(jī)啟動(dòng)步序
第1步：關(guān)閉二次風(fēng)機(jī)出口、入口擋板（如果另1臺(tái)二次風(fēng)機(jī) 已運(yùn)行且出、入口擋板已開(kāi)，則跳過(guò)此步）。
第2步：?jiǎn)?dòng)二次風(fēng)機(jī)馬達(dá)。
第3步：延時(shí) 30s，開(kāi)二次風(fēng)機(jī)出口擋板，釋放入口調(diào)節(jié)擋板。
第4步：關(guān)閉另1臺(tái)二次風(fēng)機(jī)的出、 入口擋板（如果另1臺(tái)二次風(fēng)機(jī)已運(yùn)行，則跳過(guò)此步）。
3.2．3二次風(fēng)機(jī)停止步序
第1步：關(guān)閉二次風(fēng)機(jī)入口擋板。
第2步：停止二次風(fēng)機(jī)馬 達(dá)。
第3步：延時(shí)30s，關(guān)閉二次風(fēng)機(jī)出口擋板。
4 CFB鍋爐中與SCS相關(guān)的主要保護(hù)（MFT）
當(dāng)滿足以下任一條件時(shí)，鍋爐將切斷所有燃料，MFT保護(hù)動(dòng)作，使?fàn)t膛滅火。
a. 手動(dòng)MFT（同時(shí)按下CRT操作臺(tái)上的2只MFT按鈕）
b. 平均床溫大于990℃
c. 爐膛壓力高（+2489Pa）的開(kāi)關(guān)動(dòng)作，延時(shí)5s后。
d. 爐膛壓力低（-2489Pa）的開(kāi)關(guān)動(dòng)作，延時(shí)5s后。
e. 汽包水位高二值（+125mmH2O）、高三值（+200mmH2O）信號(hào)同時(shí)存在。
f. 汽包水位低二值（-150mmH2O）、低三值（-280mmH2O）信號(hào)同時(shí)存在。
g. 2臺(tái)引風(fēng)機(jī)均跳閘(ZS1401A，ZS1401B)
h. 2臺(tái)一次風(fēng)機(jī)均跳閘(ZS1103A，ZS1103B)
i. 2臺(tái)二次風(fēng)機(jī)均跳閘(ZS1203A，ZS1203B)
j. 2臺(tái)J閥風(fēng)機(jī)均跳閘(ZS1301A，ZS1301B)
k. 一次風(fēng)機(jī)入口風(fēng)量（標(biāo)準(zhǔn)風(fēng)量）小于25％總風(fēng)量，延時(shí)5s。
l. 平均床溫（上層）小于650 ℃且床下風(fēng)道點(diǎn)火油槍均未投。
m. 任一旋風(fēng)筒料位高高（就地開(kāi)關(guān)動(dòng)作），延時(shí)5s。
n. 所有給煤增壓風(fēng)機(jī)停運(yùn)且旁路門未開(kāi)啟
o. 汽輪機(jī)主汽門關(guān)閉
p. 超過(guò)啟動(dòng)時(shí)間（3600s）
5 結(jié)論
隨著熱控系統(tǒng)自動(dòng)化水平的不斷提高，順控系統(tǒng)也有了進(jìn)一步的發(fā)展，順控功能已不再局限 于對(duì)設(shè)備啟停的簡(jiǎn)單步序操作，而發(fā)展成為包含步序控制、連鎖保護(hù)、動(dòng)態(tài)試驗(yàn)等多功能的 綜合控制系統(tǒng)。順序控制系統(tǒng)在保定熱電廠技改工程#8、#9 CFB機(jī)組上的使用，減少 了運(yùn)行人員的工作強(qiáng)度，減少了誤操作的可能。該系統(tǒng)自調(diào)試工作開(kāi)始至機(jī)組生產(chǎn)運(yùn)行，所 有功能組全部投入了運(yùn)行，聯(lián)鎖保護(hù)投入率達(dá)到了100%，對(duì)機(jī)組經(jīng)濟(jì)、高效生產(chǎn)起到了安 全保障作用。
參考文獻(xiàn)
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