分散控制系统DCS在热电厂应用技术改进

刘静文

摘 要：目前，分散控制系统DCS已被广泛运用到各热电厂，在使用中实现了集危险分散、控制分散及管理集中的管理特点，为企业经济效益奠定了基础。本文在分析了分散控制系统DCS框架图的基础上，重点阐述了DCS控制系统在应用中锅炉汽包液位测量存在较大偏差及燃烧控制系统无法投自动的问题，进一步提出技术改造方案，得出结论。

关键词：分散控制系统；热电厂；自动化控制；技术改造

中图分类号：TM769 文献标识码：A

分散控制系统我们一般把它简称为DCS，它是由自动化与计算机技术演变逐步发展过来的，它集危险分散、控制分散及管理集中等特点，并采用多层分级、合作自治的结构形式在现在诸多的工业热电厂中使用得比较广泛，这个系统它能实现电厂的日常操作管理，有利于实现电厂的自动控制，提高经济效益，适应了现代化生产和企业管理的要求。但是随着经济和科学技术的发展，DCS控制系统在热电厂长期运行期间，发现有的锅炉在负荷变化较大的工况下，控制过程中出现了锅炉汽包液位测量存在较大偏差以及燃烧控制系统无法投自动的问题，严重影响了热电厂的正常使用和经济效益。为使这一现象得到改观，热电厂对其系统进行了大胆尝试，进行技术改进，满足生产需求。在进行技术改造前，首先我们分析下分散控制系统DCS框架图及工作特征。

1 分散控制系统DCS框架图

一般地，分散控制系统DCS框架图是由带I/O部件的控制器、人机界面和通讯网络三大部分组成，具体如图1所示。从图1中我们可以看到，控制器I/O它与生产过程紧密相连，接收现场设备的信号。人机界面是操作人员与DCS相互交换信息的设备，它另一个重要作用是实时数据接口，它是和实时信息系统的接口及和信息系统的隔离设备。它的特点是数据只能上行，不能下行。通讯网络系统将控制器和人机接口联系起来形成完整的一个统一体。经过实际应用分析我们知道，分散控制系统它具有层次化清晰、可靠性高、操作方便、自动调节及功能分散、数据共享、可冗余等特点。具体来说，在层次化清晰方面，它主要体现在过程控制与管理控制，并和现场温度仪表、执行器以及变送器等设备连接层面上，完成数据的采集与处理工作，实现信息上的交换；在可靠性上当遇到故障发生时它会用容错及冗余技术处理突发情况，不会影响到其他系统的运行情况。操作上，工作人员可以对热电厂的整个系统进行全程的控制与监测，并能对及时作出判断分析，便于进行有效处理，能实现数据的检索及储存功能以及历史记录等多项功能。除此之外，分散控制系统不仅使投入率与主参数中的控制精度实现自动调节，而且还能够较好地达到节约能源及提高效益的作用。在明确了它的工作原理、架构图和工作特点外，我们再对其进行技术方面的改造。

2 分散控制系统DCS改造应用分析

2.1 汽包液位測量存在较大偏差技术改进。实际应用中如果出现了供水量突然降低或者出口蒸汽流量突然增大，而锅炉传给汽包的热量一般情况下是不变的，再加上汽包液位系统没有自平衡能力，这个时候就会出现液体大量汽化的现象。相反来说，如果当供水量突然增大或出口蒸汽流量减小时，此时就会出现汽包虚假液位现象，从而进一步出现我们经常说的汽包液位测量存在较大偏差，这样会影响汽包液位控制的平稳。我们可以引入压力补偿进行对其技术改造。我们设ρ′为水的密度，ρ″为蒸汽密度，进而得出如下表所示的比值。经过上面的分析得出，在热电厂的实际运行中由于各种因素的影响，给水流域和主蒸汽流量一般情况下是不可能相等的。所以在这种情况下我们要想法把汽包液位产生静差控制住，于是我们再给出图2的消除静差的改造技术方案。

2.2 燃烧控制系统技术方面的改进。在原有的控制功能设计上改为炉膛负压控制送风机出口挡板，同时降低氧含量的作用。经过实际运行，该技术改造后的燃烧控制系统是可行的。

3 技术改造后的应用分析总结

经过上文的技术改造和实际应用来看，改变了汽包液位测量存在较大偏差及燃烧控制系统无法投自动的实际问题，进一步提高了机组运行的可靠性并降低运行人员的劳动强度，同时实现了自动调节功能更加精确稳定，使参数维持在最佳状况。同时，分散控制系统DCS技术改造后完善的机组监控功能和主辅设备的操作更加实现了控制、管理一体化，了解现场经济运行状况，减少了工作人员的工作负担。

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