DCS-2001集散型控制系统在垃圾焚烧电厂中应用

近几年来．垃圾焚烧发电悄然进入了工控行业人士的视野。作为传统行业派生的新行业，它告别了垃圾添埋时代，进入了节约资源、清洁环保、再生能源的新世纪，垃圾焚烧目前越来越受到大家重视。我国的垃圾发电技术的发展还刚刚起步，大部分都是成套引进国外设备，成本极高。为了满足国内垃圾处理市场的迫切需求，实现垃圾焚烧技术的国产化势在必行。

垃圾焚烧发电的方式很多．主要有回转型焚烧炉、流化床焚烧炉和机械炉排焚烧炉等几种方式，我国使用的炉型以后两者居多。

广东东莞市区垃圾处理厂使用的是北京中科通用能源环保有限公司设计的循环流化床垃圾焚烧炉。它的控制系统是DCS一2001系统，这是一个垃圾焚烧电厂设备彻底国产化的工程实例。

1 焚烧电厂的组成

东莞市区垃圾处理厂共有三台55t／h、日处理垃圾能力400t的流化床垃圾焚烧炉，两台15．0MW凝汽式汽轮发电机组。除此之外它还有化学水及废水处理控制系统、垃圾抓斗控制系统、除灰控制系统等，中低压电气、电视监视系统、烟气连续测量监视系统及尾气净化系统。

全厂设置一套集散控制系统—DCS200l控制系统．集中操作与各辅助设备分散控制相结合的系统运行模式。

整个系统共配置了8台操作员站、l台工程师站、l台值长站、2台服务器、5套冗余的现场控制站、3套尾气控制站（如图1所示）。控制系统通信拥有高速的以太网（10／100LAN），冗余的通信设备，通讯协议为TCP／IP协议。



系统实际I／0总点数为4189点，锅炉部分l439点，汽机部分537点，公用478点，电气735点，其它为尾气部分点数。

2 DCS一2001的控制功能

分散控制系统的主要功能包括数据采集（DAS）、模拟量控制（MCS）、顺序控制（SCS）和联锁保护（PRO）等系统功能。

1）数据采集系统DAS

数据采集系统DAS的功能是连续采集和处理所有与系统有关的所有测点信号及设备状态信号，以便及时向操作人员提供有关的运行信息．实现系统的安全运行。一旦发生任何异常工况．及时报警，保障系统的安全运行，提高系统的可利用率。DAS信息通过操作员站反映出来的功能由几部分组成。显示功能包括：操作显示、表格显示、棒状图显示等：趋势记录功能包括：历史趋势记录、实时趋势记录，历史数据存储和检索：报警记录功能：既有模拟量报警记录又有开关量记录等。

2）闭环控制系统MCS

主要的闭环控制系统MCS包括如下控制：炉膛压力控制、一次风量、温度控制、二次风量、温度控制、给料控制、炉膛出口温度控制、过热蒸汽温度控制、汽包水位控制、旁路减温减压调节、给煤控制、垃圾给料控制、排渣控制、凝结水再循环控制、除氧器水位控制、除氧器压力控制、低加水位控制、减温减压装置压力、温度控制等。

3）顺序控制系统SCS

按照工艺系统及主要辅机的要求划分成若干功能子组进行控制，如程控点火等顺序控制。操作员能通过CRT／键盘对各个子功能组进行顺序启、停，对其中的单个设备进行启、停、或开关操作。

4）连锁保护

垃圾电厂机组的连锁基本上与普通电厂中的连锁保护是一样的：它包括引风机、一次风机、二次风机、返料风机之间的风机大连锁；给料机中大滚筒、小滚筒、拨轮、大链板、小链板之间的连锁；出渣系统中各个设备之间的连锁；MFT信号连锁停给料、出渣、二次风机的连锁；各种风机、泵与其进出口挡板、门之间的连锁

3 S2001控制系统特性

1）冗余配置

控制系统提高有可靠性的措施就是冗余。

a．控制站冗余

控制器CPU的负荷率≤70％（最忙时）；

b．重要测点I／O通道冗余

I／O模件槽裕量l0％，I／O点裕量15％：

C．电源冗余

系统电源负荷裕量30％：

d．数据通讯总线冗余

冗余配置的数据通讯总线在任何时候都同时工

作，通讯总线负荷率≤30％（以太网≤15％）；

e．操作站冗余

操作员站CPU的负荷率≤40％（最忙时）。

2）用开放式网络通讯协议

3）灵活的I／O扩展方式

4）高强度工业硬件平台：耐振动，耐高温以及各种工业环境下的电气干扰

5）信号隔离，具有先进的控制算法。可以任意组态生成系统

6）高可靠性、高稳定性