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DCS控制系统在煤矿循环流化床锅炉的应用

发表时间：2020/10/10 来源：《基层建设》2020年第17期作者：段永猛

[导读] 摘要：随着我国科技和经济水平的不断进步，我国的各项能力都在不断地提升和发展。

        中煤科工集团沈阳设计研究院有限公司辽宁沈阳 110000
        摘要：随着我国科技和经济水平的不断进步，我国的各项能力都在不断地提升和发展。当前在煤矿循环流化床锅炉中DCS控制系统就已经有了很大的用处。本文通过介绍循环流化床锅炉的DCS集散控制系统的各部分硬件及其功能，并且结合相关的整个系统的整体组成等等各个方面进行综合研究分析。这套系统具有采集相关的场景的录像功能，其在工作的过程中还具有较高的自动化，从而保证在使用过程中更加方便、精准，同时还可以很好的控制煤矿的循环流化床的锅炉，进而保障其系统可以正常进行工作。
        关键词：循环流化床锅炉；DCS集散控制系统；功能
        在近几年，各种新型的燃煤技术相继出现，循环流化床就是这个过程中的一个新兴的技术，其相对于其他技术来说对于煤种的适应性较强，并且其还可以燃用劣质的燃料，同时如果想要达到脱硫的效果，还需要向炉内添加石灰石，也就可以达到脱硫的效果。这样就可以达到有效减低空气中二氧化硫的含量和对于大气污染程度的降低，还可以减少酸雨的产生。这些都对于环境来说是一种非常好的选择和新兴技术的使用。
        一、DCS系统配置
        DCS系统配置是专门对于15t/h×2的一种循环流化床锅炉来使用的一种符合设计要求的集散控制系统，其在工作过程中主要有现场一次仪表和执行器等等部分组成。
        1.1硬件设施
        主要有上位计算机操作站和过程控制单元以及网络三部分组成。首先，上位计算机操作站就是一种系统为了对于计算机操作站进行控制所设计的一种配合两台工业级控制的一个设备，其可以对于人机的交互工作很好的完成。在进行操作过程中主要使用的是标准为RJ45的网口连接方式，同时执行相关的TCP/IP协议，也就为每个客户端进行访问提供了便利，同时在进行操作的过程中，每个操作站都可以对于两个锅炉进行同时监控，进而辅助这些设备进行工作保证数据的共享性和操作过程的相互性。进行计算机的控制过程，更需要对于各个操作站进行监控管理，这些实现了相对应的各个设备方面的数据和系统总览图等方面的控制和记录，包括数据查询工作。在实际的应用过程中，工程师可以根据实际情况进行整个DCS系统的监控和管理。同时完成多方面的任务，提升工作效率。
        除此之外，还需要对于过程控制单元进行管理，这就需要采取UMC800控制器来进行管理，这是在两台锅炉上都安装这种控制单元，进而完成数据的采集和使用过程中的保护以及对于逻辑的顺控，使得工作可以顺利的进行下去。最后所使用的网络主要是MPI网，其符合相关的要求，同时满足循环流化床锅炉的使用要求。
        1.2系统软件
        除了硬件设备之外还需要系统软件辅助其完成工作。这主要包括上位机软件和下位机软件两个部分，同时还需要根据现场的实际情况和其对于控制方面的要求来判断下位软件送使用的处理器或者是语言编程软件是否符合相关要求，是否可以胜任对于基本控制功能的实现和完善。

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而上位机软件则使用的是Forcecontroll组态的一种监控软件，这是一种人机交互的软件，在使用时可以完成图形模拟和实时数据的输入以及历史数据库的掌握，进而对于实时的数据进行系统的输入并进行系统联网通信状态下的分析，进而满足客户所希望的对于监控的要求。
        二、系统功能
        2.1数据采集监视功能
        在进行系统的监控过程中，数据采集的监视可以更加准确迅速的对于生产过程中所产生的数据进行采集和进一步处理分析，进而将其记录在相应的历史数据库中，之后对其进行数据模拟和相关的各种方式的具体处理。得到模拟图、操作曲线等等方式在上位机的CRT上显示。这些图像方便操作人员进行具体的设备情况的掌握，并且对于设备的具体情况也有一定的报警提示作用。DA系统就是主要进行的数据采集和监视的工作，让其在进行具体的工作过程中可以更好的进行处理和分析，同时对于数据进行监控。这个系统还可以将数据记录到硬盘之中，为未来的调用奠定基础。
        2.2模拟量控制
        模拟量控制简称为MCS，这是使用燃烧控制和汽包水位三冲量控制以及护膛负压控制还有减温控制技术实现的。在进行控制管理的过程中，需要对于这几种技术进行具体的了解和实际的更加方便的操作管理。对于循环流化床锅炉来说，其是一种相对于更加复杂的多变量输入体系，其在进行使用时是多变量输出的工艺，系统的控制效果的好坏并不取决于循环流化床，而是对于系统的控制来说的。模拟量的控制是进行操作的关键问题，其对于系统的稳定和负荷的自我调节强度等方面的影响都是相当大的。相对于不同负荷情况下的锅炉运行过程中，需要根据不同的参数范围和其耦合关系进行分析，进而使得系统的设计采用自身的调节和控制方法，进而实现对于锅炉工况的分析和调控，也就使得其耦合效果更加强大。在实际的操作过程中可以在不同的数据区间中进行不同的模型的设计，进而通过对于含氧量的束缚来进行主汽压力构建环节的调控管理，实现配风调节等等。但是在实际的操作过程中需要结合不同情况来对于气压和燃烧程度等方面进行综合调节，进而实现其对于各方面的控制和进一步的管理分析。流化床的床温过高也会导致不同方面的问题出现，同时如果发生燃烧就会导致其温度过高，严重时会发生结焦现象，进而影响锅炉在工作过程中的稳定性。
        结束语
        在实际的操作过程中，影响循环流化床锅炉的因素是非常多的，比如温度和压力以及其相关的汽包水位三冲量的控制效果。这些在锅炉的正常运行过程中的作用是非常大的，并且其可以在正常的运行过程中将锅炉的各个影响因素进行合理的调节，进而保证锅炉可以顺利的运行下去。这些方面的影响都可以结合实际情况来进行具体的分析，进而对其的影响因素进行控制和分析，从而实现对于锅炉工作过程中的数据的监控以及锅炉的正常工作运行。
        参考文献
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        [3]徐志勤.精馏装置DCS控制系统及评分软件升级改造方案[J/OL].当代化工研究,2019(13):103-105[2019-11-14].http://kns.cnki.net/kcms/detail/10. 1435.TQ.20191031.1601.092.html.