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摘要:本文對NT6000控製係統在新能源發電(生物質能、垃圾焚燒發電、煤氣發電)的實際應用情況的進行了歸納和總結,介紹了NT6000分散控製係統在新能源領域的成功應用。
關鍵詞:NT6000、分散控製係統、生物質能發電、垃圾焚燒發電、煤氣發電
隨著我國經濟的不斷增長,電力的供應日益緊張,據新華社電國家電監會10月20日表示,今冬明春全國用電形勢緊張,最大電力缺口約2600萬千瓦,而導致電力缺口如此之大的原因之一就是電煤緊缺。
為此國家大力要求增加新能源發電的比例。科遠股份積極響應,NT6000分散控製係統近年來頻頻在新能源領域內成功投運,助力新能源發電事業。
一、NT6000在生物質能發電控製的應用
0 引言
weilegaibianriyijinzhangdedianmeigongying,poqiexuyaoxunzhaoqitaranliaolaitidai,cishishengwuzhifadianjiuchuxianzairenmendeyanqian。shengwuzhiyunhanliangjiqifengfu,shikezaishengnengyuandezhuyaozuchengbufen。shengwuzhifadianmeiniankejianpaiCO2超10億噸,同時也使農民每年增收超過3000億元。我國為農業大國,生物質發電發展前景一片光明。
作為國內領先的熱工自動化與電廠信息化技術、產品與解決方案供應商,南京科遠V3A係統在生物質發電機組上也有較好的應用。已投運的項目有:江蘇國信淮安楚州秸稈發電DCS、國信鹽城生物質發電廠DCS、安能熱電集團宜城生物質發電2*12MW機組工程DCS、國信如東生物質發電廠DCS等,且目前已和武漢凱迪形成戰略合作夥伴,調試的生物質機組有1個,在生產的項目有5個。
下麵就以安能熱電集團宜城生物質發電2*12MW機組工程DCS項目為例,將南京科遠V3A係統在生物質發電機組上應用做簡單介紹。
1 安能熱電集團宜城生物質發電2*12MW機組工程DCS項目介紹
該工程建設規模為2台華西能源工業股份有限公司的75t/h生物質焚燒鍋爐和2台青島汽輪機廠的15MW抽凝式汽輪發電機組。給水係統采用單母管製係統,設3台電動給水泵,2台除氧器。回熱係統采用兩級高壓加熱器,一級除氧器和兩級低壓加熱器組成五級回熱係統。汽凝結水係統為母管製,設3台凝結水泵,正常為兩台運行,一台備用。
本工程主要燃料為秸稈,煙風係統采用單風機係統,鍋爐設送風機、引風機各一台。鍋爐點火采用天然氣點火。鍋爐設置一套連續排汙及定期排汙係統。
本工程為2爐2機母管製機組,采用機爐電集中控製方式。2爐2機及循環水係統的控製設在一個集中控製室內。操作台由LCD操作員站組成。DCS的機櫃也設在機爐電集中控製室。部分機櫃可能安裝在現場,安裝在現場的機櫃必須能適應現場的工況條件,現場不設空調等設施。
生物質發電係統圖如下:

2 NT6000係統配置
NT6000 DCS控製係統由人機界麵MMI(操作員站、工程師站)、控製網絡(ENET)、分散處理單元DPU(KM940)、I/O網絡(EBUS)和IO模件組成。本次工程單台鍋爐配置了1對KM940冗餘控製器和2台操作站、汽機配置了1對KM940冗餘控製器和2台操作站、公用係統配置了1對KM940冗餘控製器和2台操作站。DCS網絡配置圖如下:
由上圖可以看出DCS網絡是完全對等的網絡結構,數據傳輸采用組播上行方式,克服了客戶機/服務器等網絡主-congyilaidequeqian。ciwaishuanghuanxingwangluozaiwulidizhishangshiwanquanfenkaide,zhejiubaozhenglerenheyiwangluofashengyichangbuhuiyingxiangdaolingwaiyiceng,zaibaozhenglezuidaxianduderongyudetongshijiangwangluoguzhangyingxiangdaojizuzhengchangyunxingdejilvjiangdaozuixiao。
公用係統中的循環水係統采用遠程IO櫃的方式,NT6000 V3A係統IO模件采用了金屬密封的模塊化結構具有良好的散熱及電磁屏蔽性能,能較好克服現場複雜環境產生的幹擾。遠程IO櫃采用光纖通訊介質,提供了較高通訊速率的同時,也能避免周圍環境產生的電磁幹擾,保證了遠程IO櫃正常運行。
NT6000 V3A係統冗餘控製器KM940采用了雙核400MHZ RISC 8247芯片,內置航天級實時操作係統-VxWorks,平均控製周期小於50ms。10ms的快速處理能力,適應FSSS、ETS等快速應用場合。該控製器極限工作溫度為-40℃~120℃,能適應各複雜的工作環境。
3 結束語
安能熱電集團宜城生物質發電2*12MW機組工程於2010年8月9日投運,投運至今DCS硬件利用率為100%,自動投入率高,滿足了機組安全生產。NT6000 V3A係統IO模件支持熱插拔,控製器組態支持在線下載無擾功能,同時也為DCS日常維護帶來了大大的便利,得到了用戶高度讚揚。NT6000 V3A係統在滿足了客戶各項需求的同時,也是節能減排工作做出卓越貢獻!
二、NT6000在垃圾焚燒發電控製的應用
0 引言
suizhewoguoshehuidegaigekaifang,jingjidefazhan,chengshirenkoudezengjiaherenminshenghuoshuipingdetigao,dazhongchengshidelajipaifangliangyurijuzeng,yuanyuanchaochulechengjiaodexiaonaheziranjinghuanengli,yanzhongwuranlehuanjing。2005年《各地區城市市容環境衛生情況》顯示,當年全國生活垃圾無害處理率僅為51.7%。建設部2006年調查表明,全國600多座城市,有1/3以上被垃圾包圍。全國城市垃圾堆存累計侵占土地5億平方米,相當於75萬畝。有媒體報道稱,中國1/3以上的城市均深陷垃圾圍城困局。另有數據指出,現在中國除縣城之外的668個城市中,有2/3的城市處於垃圾包圍之中,1/4已經無垃圾填埋堆放場地。全國城市垃圾堆存累計侵占土地超過5億平方米,每年的經濟損失高達300億元。
垃圾的處理辦法,目前國內外主要采用堆埋法、堆肥法、焚燒法等。垃圾中含有大量有機物等可燃物質,也就是含有大量能量,焚燒是垃圾處理的一種新興的優良方法,具有減量化、wuhaihuaheziyuanhuadetedian。fazhanlajiguolu,jianglajizaiguoluzhongfenshao,liyongfenshaodereliangchanshengzhengqi,yongyugongrehefadian,shijiejuechengshilajideyouxiaotujing。
作為國內領先的熱工自動化與電廠信息化技術、產品與解決方案供應商,南京科遠N6000 V3A係統在垃圾發電機組上也有較好的應用。已投運的項目有:重慶三峰卡萬塔江蘇泰興垃圾發電廠DCS、如東天楹環保能源公司DCS等。下麵就以重慶三峰卡萬塔江蘇泰興垃圾發電廠DCS項目為例,將南京科遠NT6000 V3A係統在垃圾發電機組上的應用做簡單的介紹。
1 重慶三峰卡萬塔江蘇泰興垃圾發電廠簡介
該項目屬於改造項目,此次納入DCS控製範圍的有鍋爐、公用係統(除氧給水)以及鍋爐電氣。改造的垃圾焚燒爐日處理垃圾量300噸,采用1條從德國馬丁公司引進技術的垃圾焚燒線,每天24小時連續運行。工藝方框流程如下圖所示:
圖1 垃圾焚燒發電廠工藝流程圖
2 NT6000 控製係統配置結構簡介
NT6000控製係統(DCS)由人機界麵MMI(包括操作員站和工程師站)、控製網絡(ENET)、分散處理單元(DPU)、I/O網絡(EBUS)和I/O模件等部分組成。
另外,DCS還通過Modbus或Profibus分別與空壓機係統、燃燒係統、液壓係統、吹灰係統、除塵係統等進行通信,操作員能直接在DCS畫麵上對這些係統進行監視操作。
圖2 DCS係統配置圖
DCS控製係統由3對DPU共6隻機櫃組成,所有機櫃均布置於電子設備間,本套DCS網絡配置簡單,隻有一層控製網,各個機櫃之間的通訊通過控製網完成。IO網絡在機櫃內部,通過預製電纜實現控製器與IO卡件的聯接,施工方便,布線明顯。機櫃內部隻有少量的布線,結構清晰,空間大,由於內部機櫃布線少、聯接方便、IO卡件通過接插件聯接等工藝,保證了機櫃內部接線錯誤可能性很小。
3 垃圾焚燒爐的自動控製
垃圾焚燒爐的自動控製,難點在於燃燒的自動控製(ACC),由於鍋爐負荷、垃圾熱值、給料量、一次風流量、料層厚度之間存在較強的耦合性,如何做好這些參數的解耦,是燃燒自動控製的關鍵。
ACC控製方案主要通過ACC計算、主蒸汽流量調節、一次風流量調節、垃圾層厚調節、推料器和上下爐排速度控製、熱灼減量和燃燒位置控製、爐膛溫度和爐膛出口氧量控製、垃圾平均熱值計算等控製回路,實現對垃圾焚燒爐燃燒的自動控製。
在ACC控製方案中,各個控製回路通過串級模式、自動模式或手動模式(由操作員根據焚燒爐的運行情況進行選擇)對控製器的設定值或輸出值進行無擾切換控製,保證在焚燒爐任何情況下,都有合適的控製模式。
串級模式C:調節器的設定值是通過控製回路的計算值。
自動模式A:調節器的設定值是操作員手動設定值,輸出值是控製回路的計算值。
手動模式M:調節器的輸出值是操作員手動設定值。
從C-A、A-C、A-M、M-A都采用無擾切換原則,保證輸出不產生跳變。
圖3 垃圾焚燒爐ACC
4 結束語
該項目自投運以來,未出現一次硬件、軟件故障;各種控製功能完善,自動化程度高,大大減輕了操作人員的勞動強度,為垃圾發電廠節約了人力成本,贏得了用戶的高度讚揚。
三、NT6000在煤氣發電控製的應用
0 引言
近年來,高爐煤氣發電技術的應用推廣迅速,各大鋼鐵集團出於節能降耗、huanjingdabiaodemude,xiangjijianchengbingtouchanleduogeliyongfuyugaolumeiqifadiandeqiyedianchang,youdeshenzhiyijingyuguojiadianwangbingwang,jingjixiaoyiheshehuijiweixianzhu。lingwai,jiaolumeiqiweijiaohuaqiyefuchanpin,jiaolumeiqifadianjishudetuiguangyingyong,jishixianlejiaohuaqiyedejienengjianpai,tongshiyouhuanjielequanguoxingdafanweidianlihemeitangongyingjinzhangdexingshi。
作為國內領先的熱工自動化與電廠信息化技術、產品與解決方案供應商,南京科遠N6000 V3A係統在鋼廠煤氣發電項目上也有較好的應用。已投運的項目有:南鋼1×220t/h鍋爐+1×50MW機組DCS等。下麵就以南鋼1×220t/h鍋爐+1×50MW機組DCS項目為例,將南京科遠NT6000 V3A係統在煤氣發電機組上的應用做簡單的介紹。
1 南鋼1×220t/h鍋爐+1×50MW機組簡介
該工程建設規模為1×220t/h高溫高壓煤氣鍋爐和1×50MWgaoyachunningshiqilunfadianjizu。geishuixitongcaiyongdanmuguanzhixitong,geishuibengchukoushelengmuguan,gaoyajiareqichukousheremuguan,bingsheyoulenggongguan。sheyouliangtaidiandongdingsugeishuibeng。geishuicaozongtaicaiyonglianglufuhetiaojiexitong,fanweifenbiewei:主回路100%,旁路50%。除(chu)氧(yang)器(qi)一(yi)台(tai)。回(hui)熱(re)係(xi)統(tong)采(cai)用(yong)兩(liang)級(ji)高(gao)壓(ya)加(jia)熱(re)器(qi),一(yi)級(ji)除(chu)氧(yang)器(qi)和(he)三(san)級(ji)低(di)壓(ya)加(jia)熱(re)器(qi)組(zu)成(cheng)六(liu)級(ji)回(hui)熱(re)係(xi)統(tong)。汽(qi)輪(lun)機(ji)設(she)有(you)六(liu)段(duan)抽(chou)汽(qi)口(kou),其(qi)中(zhong)一(yi)段(duan)抽(chou)汽(qi)用(yong)於(yu)除(chu)氧(yang)器(qi)及(ji)三(san)段(duan)抽(chou)汽(qi)母(mu)管(guan);四段抽汽用於3號低壓加熱器加熱;五、六段抽汽分別用於2號、1號低壓加熱器加熱。其中二段抽汽為經減溫減壓後進入南鋼供熱管網。設2台110%容量的凝結水泵,正常為一台運行,一台備用。
該工程主要燃料為高爐煤氣和焦爐煤氣,煙風係統采用雙風機係統,鍋爐設送風機、xifengjigeliangtai,lingwaizailengfengdaoneishezhirefengzaixunhuanguan。guoludianhuocaiyongjiaolumeiqidianhuo。guolushezhiyitaolianxupaiwujidingqipaiwuxitong。paiwushuijingguolufangjiluhoudegongyeshuiwuyapaishuilengquehouyouhuishoushuibengdaruningqiqixunhuanshuidechushuiguanjinrulengqueta。
該工程機爐采用分散控製係統完成主廠房內工藝係統的檢測和控製。DCS的功能主要包括DAS、MCS、SCS、FSSS及ETS。建立以CRT操作員站為監視和控製中心。運行人員在機爐控製室內,通過DCS實現機組啟動、停止、正常運行和異常工況的處理。
2 NT6000控製係統配置結構簡介
NT6000控製係統(DCS)由人機界麵MMI(包括操作員站和工程師站)、控製網絡(ENET)、分散處理單元(DPU)、I/O網絡(EBUS)和I/O模件等部分組成。
圖1 DCS係統配置圖
DCS控製係統由5對DPU(含DEH)組成(如圖1),除循環水機櫃布置於循環水泵房外,所有機櫃均布置於電子設備間,本套DCS網絡配置簡單,隻有一層控製網,各個機櫃之間的通訊通過控製網完成。IO網絡在機櫃內部,通過預製電纜實現控製器與IO卡件的聯接,施工方便,布線明顯。機櫃內部隻有少量的布線,結構清晰,空間大,由於內部機櫃布線少、聯接方便、IO卡件通過接插件聯接等工藝,保證了機櫃內部接線錯誤可能性很小。
另外,該工程的另一特點就是采用DCS與DEH一體化結構(如圖2),DEH液壓部件由南京汽輪發電機有限公司提供,DEH控製邏輯由汽輪廠的自控中心提供框圖,采用與DCS一致的軟硬件實現DEH的控製,從而提高了係統數據的共享性與操作維護的方便性。
圖2 DCS與DEH一體化
3 煤氣鍋爐的自動控製
與常規燃煤鍋爐類似,煤氣鍋爐按照各部分的功能大致分為汽水係統、風煙係統、燃燒係統、減溫減壓及公用係統幾個子係統。除燃燒子係統外,其它子係統的控製與傳統燃煤鍋爐類似。
高爐煤氣由外部接入,分為4路,分別進入鍋爐的4個角(每角4個燃燒噴嘴),參與燃燒;進入鍋爐和高爐煤氣混合燃燒的熱風分別進入鍋爐的4個角(每角4個燃燒噴嘴),參與燃燒;焦爐煤氣由外部接入,分為4路,分別進入鍋爐的4個角(每角2個燃燒噴嘴),參與燃燒。正常情況下,燃料為高爐煤氣,焦爐煤氣隻是在點火的時候用到,平時隻是作為保安氣(作為鍋爐燃燒過程中的爐膛溫度低時保護氣)。
燃燒過程中通過熱電偶和火焰觀測器來檢測爐膛溫度變化。通過調節高爐煤氣、焦爐煤氣、風的配比來調節鍋爐爐膛溫度(燃料配比一般為100%高爐煤氣,另外也有80%――90%高爐煤氣加20%――10%焦爐煤氣或者50%焦爐煤氣)。整個燃燒過程中爐膛溫度控製在1100±10℃左右。
4 結束語
該項目自投運以來,未出現一次硬件、軟件故障;各種控製功能完善,自動化程度高,大大減輕了操作人員的勞動強度,為鋼廠煤氣發電機組節約了人力成本,贏得了用戶的高度讚揚。
(敬請持續關注:科遠股份002380,NT6000分散控製係統DCS、SY係列智能一體化電動執行機構、SyncPlant管控一體化信息係統等,詳情請登錄 www.sciyon.com,關注新浪微博@科遠股份002380)
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