鍋爐供熱系統(tǒng)節(jié)能改造中dcs技術(shù)應(yīng)用

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1、鍋爐供熱系統(tǒng)節(jié)能改造中DCS技術(shù)應(yīng)用　　摘要：隨著DCS（集散控制系統(tǒng)）可靠性的提高，價格也不斷下降，過去只有大型熱鍋爐才用DCS狀況得到了改變，現(xiàn)在中、小型鍋爐供熱系統(tǒng)也可以使用。DCS自控系統(tǒng)提高了中、小型鍋爐供熱系統(tǒng)的經(jīng)濟性、可靠性和節(jié)能性。本文結(jié)合實際，簡單探討了DCS技術(shù)在鍋爐供熱系統(tǒng)節(jié)能改造中的應(yīng)用及產(chǎn)生的效益，明確了DCS技術(shù)的優(yōu)勢，供大家參考。關(guān)鍵詞：DCS（集散控制系統(tǒng)）技術(shù)；鍋爐供熱系統(tǒng)；節(jié)能；改造中圖分類號：TU833文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A文章編號：某鍋爐供熱為間接供熱，系統(tǒng)全部供熱面積9

2、2萬平方米，熱源是四臺燃煤熱水鍋爐，最大出力35MW，設(shè)四換熱站，用板式換熱器。鍋爐供熱年耗煤24700噸，耗電363萬度，耗水83300噸，能耗偏大，原因有三：原蘇聯(lián)保守設(shè)計理念；設(shè)備陳舊老化，技術(shù)水平落后；調(diào)節(jié)控制手段有限，設(shè)備運行效率低。2013年，公司對供熱系統(tǒng)進行自控節(jié)能改造，以便于改善鍋爐、循環(huán)泵等運行，提高運行效率，達(dá)到降耗、減排。節(jié)能改造涉及熱力站、鍋爐房、熱力管網(wǎng)等設(shè)備，技術(shù)有節(jié)電、節(jié)水、節(jié)煤、計量、環(huán)保等節(jié)能技術(shù)。6公司對鍋爐供熱系統(tǒng)配備了完整的DCS自控系統(tǒng)，實時監(jiān)控系統(tǒng)內(nèi)各主要用

3、能設(shè)備。用DCS技術(shù)控制此供熱系統(tǒng)，因為鍋爐燃燒較為復(fù)雜，如配風(fēng)、煤質(zhì)、負(fù)荷變化、風(fēng)煤比等都會造成影響。再者，集中控制供熱系統(tǒng)是典型控制模擬量的復(fù)雜過程控制，需考慮鍋爐設(shè)備自身的滯后。所以，傳統(tǒng)的儀表控制和手工操作已無法有效地控制好鍋爐，而DCS自控系統(tǒng)以過程控制為主，功能塊編程語言以模擬量控制為主，程序更簡潔。一、DCS技術(shù)簡介DCS為分散控制系統(tǒng)（DistributedControlSystem）的簡稱，其是一個由過程控制級和監(jiān)控級組成的、以通信網(wǎng)絡(luò)為紐帶的多級計算機系統(tǒng)，綜合了通訊、計算機、顯示和

4、控制等技術(shù)，具有高開放性、高可靠性、高靈活性、高協(xié)調(diào)性、易于維護等優(yōu)點。二、DCS技術(shù)在鍋爐供熱系統(tǒng)節(jié)能改造工程中的應(yīng)用DCS技術(shù)將供熱系統(tǒng)分熱源和換熱站兩部分，熱源部分監(jiān)控設(shè)備有四臺燃煤熱水鍋爐和鍋爐輔機，換熱站模塊監(jiān)控設(shè)備主要有兩臺循環(huán)泵和補水泵，總計345個監(jiān)控點位。6DCS自控系統(tǒng)有三個總控操作臺，四個分控操作臺。總控操作臺位于鍋爐房總控制室內(nèi)，其既可以對四臺燃煤熱水鍋爐及鍋爐輔機實時監(jiān)控，也可以對各分控操作臺監(jiān)控數(shù)據(jù)實時調(diào)用、分析、設(shè)定和修改。四個分控操作臺分設(shè)四個換熱站中，各自只實時監(jiān)控自己

5、控制的換熱站分站。總控與分控用國際標(biāo)準(zhǔn)GPRS協(xié)議通信。DCS結(jié)構(gòu)圖同時，公司改造了一次網(wǎng)泵房及四換熱站內(nèi)補水泵和循環(huán)泵變頻控制柜內(nèi)控制回路，以便于可以遠(yuǎn)程監(jiān)控，更好的接入DCS自控系統(tǒng)。循環(huán)泵工頻用軟啟動，如有故障可自動倒換到工頻回路運行，不影響供暖效果。循環(huán)泵頻率據(jù)實測壓差值自動調(diào)節(jié)，一次網(wǎng)泵房循環(huán)泵頻率根據(jù)鍋爐進、出水總管實測壓差值自動調(diào)節(jié)，四個換熱站循環(huán)泵頻率根據(jù)二次網(wǎng)供、回水總管實測壓差值自動調(diào)節(jié)。為保證供熱系統(tǒng)高效管理、準(zhǔn)確控制、安全運行，還在DCS系統(tǒng)重點部位設(shè)置壓力傳感器、溫度傳感器、電

6、動調(diào)節(jié)閥、液位開關(guān)、電量表和熱量表等。鍋爐供熱自控系統(tǒng)各能耗數(shù)據(jù)可經(jīng)DCS自控系統(tǒng)OPC協(xié)議遠(yuǎn)傳至集中供熱量化管理分布式能效服務(wù)平臺，同時核算出供熱系統(tǒng)的供熱效率與成本，提供完整準(zhǔn)確的耗能分析報告。三、鍋爐供熱DCS自控系統(tǒng)控制策略1、熱負(fù)荷按需供熱策略DCS自控系統(tǒng)可根據(jù)室外溫度均值和二次6側(cè)供水溫度自動調(diào)節(jié)一次側(cè)供水電動調(diào)節(jié)閥的開度，從而改變一次側(cè)供水流量，控制二次側(cè)供水溫度，調(diào)整熱源和熱力管網(wǎng)的運行工況，以實現(xiàn)按需供熱和降低供熱能耗。該策略中引入了室外溫度均值算法和電動閥閥門特性曲線對水流量影響的

7、特性值算法。在常規(guī)設(shè)計中一般只設(shè)置一室外溫度監(jiān)測點，但由于施工技術(shù)水平或安裝條件限制以及室外溫度傳感器質(zhì)量等諸多方面因素造成該值與實際戶外溫度值相差較大，而在該策略中需通過室外溫度精確計算需熱量，因此對室外溫度精度要求就較高，公司通過設(shè)置一組室外溫度點，根據(jù)其安裝位置不同取其不同權(quán)重值，從而計算出室外溫度均值，該值能精確反應(yīng)出室外溫度，且該值的滯后性較小。而電動閥閥門特性曲線對水流量影響特性值算法是通過分析水閥特性曲線和實測閥門閥桿位置與水流量變化曲線這兩條曲線擬合而成的一特性曲線值。在實際控制過程中，

8、既可根據(jù)不同工況下的不同數(shù)據(jù)模糊計算出該特性值，也可通過人為設(shè)置給出該特性值，避免了因突然降溫而引起供熱量不足情況的發(fā)生。在引入該特性值之前，測試實際供熱量遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于需熱量，而引入該特性值之后，實際供熱量就基本接近需熱量了，且此特性值總保持在1.04～1.1之間。2、熱源自動調(diào)節(jié)策略6DCS自控系統(tǒng)能夠依據(jù)室外溫度均值計算鍋爐的供熱負(fù)荷值，再根據(jù)一次水流量計算出鍋爐理論出水溫度，通過與鍋爐實際出水溫度相比來調(diào)節(jié)鍋爐爐排電機變頻器的頻率，調(diào)節(jié)爐