TPS系统在260t-h循环流化床锅炉中的应用.docx

    TPS系统在260t/h循环流化床锅炉中的应用    摘要：本文介绍了美国HoneywellTPS基本机构和特点，并结合中石化长岭分公司动力厂循环流化床锅炉的实际，论述了美国HoneywellTPS系统在循环流化床锅炉控制中的应用关键词：TPS系统循环流化床锅炉控制一、TPS系统结构长岭动力厂一，二期锅炉项目均采用了美国HONEYWELL公司的TPS控制系统，实现生产过程的数据采集、监视、控制等功能TPS系统采用三层网络结构：最上层工业以太网；第二层为LCN控制网，工程师站、操作员站和数据采集站都挂在LCN网上；第三层为UCN控制网，各子系统控制器都挂在UCN网上在长岭动力厂，一期锅炉配置2套冗余控制器，二期锅炉配置3套冗余控制器，汽机公用部分配置3套冗余控制器，全厂共配置8套冗余控制器配置2套冗余的NIM，2套HM二、TPS系统的特点：TPS系统除具备一般DCS系统具有的功能，还有很多自身的特点：1．系统供电冗余功能除了供电来源可以配置冗余外，TPS系统有能够电流均衡输出并可并联运行的电源设备，任何一路电源故障时能自动切换到另一路，以保证任何一路电源的故障均不会导致系统的任一部分失电；2．操作员站和工程师站能互为冗余。

所有操作员站和工程师站组态相同，可互为备用，即操作员站和工程师站都能对现场设备进行监视和控制；3．系统支持下载，并且具备单点下载功能，在进行单点下载时，不影响其他点，降低了下载的风险4．有独立的SOE卡件，可以实现毫秒级的数据采集有直观，功能多样的SOE记录画面，能方便的查看事件发生的记录5．有完整，丰富的功能块，可以方便的实现PID控制，前馈控制，逻辑控制等功能6．HPM冗余功能当主HPM处于执行方式时，备HPM处于热备用方式，并通过冗余链不断接收主HPM的模件的所有数据拷贝输出，使主从HPM处于同步状态，一旦主HPM出现故障或离线状态，备HPM可以立即无扰动切换为主HPM7．通讯网络的冗余TPS系统的LCN网，UCN控制网均设有冗余的网络，以保证可靠和高效的系统通讯任一网络的故障，不会导致系统瘫痪或影响其它联网系统和设备的工作；8．I/O卡件的冗余功能对重要的输入/输出点能实现了I/O通道冗余，提高了系统的可靠性三、TPS系统在循环流化床锅炉的应用循环流化床锅炉的DCS应用，除了要完成生产过程的数据监控，报警，报表制作等功能，还要完成生产过程的控制和装置的保护由于循环流化床锅炉的控制过程繁复杂，和装置安全性要求高，所以对DCS的可靠性，稳定性等提出了很高的要求。

在长岭动力厂的一，二期CFB项目中，TPS系统的供电冗余功能，HPM冗余功能，通讯网络冗余功能，I/O卡件冗余功能等特点都得到了很好的应用，从而大大提高了循环流化床锅炉的控制稳定性，生产安全性TPS系统支持的，单点下载功能，操作员站和工程师站的冗余功能，为DCS系统日常维护工作提供了便利，更是降低了维护工作的风险性由于TPS系统有完整，丰富的功能块，对循环流化床锅炉实现复杂的过程控制和联锁逻辑的要求，也能方便的实现1．汽包液位控制每台锅炉的汽包水位通过调节其给水管道上给水调节阀开度实现，正常运行时的控制应是由蒸汽流量、汽包水位和给水流量组成的三冲量控制系统，能有效的控制虚假液位在TPS系统中，用两个功能块实现锅炉的三冲量控制2．主蒸汽温度控制主蒸汽操作温度在540℃，主蒸汽温度调节系统分前后两级和左右两侧减温调节：a.一级过热蒸汽温度调节改变一级左右两侧减温水调节阀开度，调节一级过热器出口蒸汽温度b.二级过热蒸汽温度调节改变二级左右两侧减温水调节阀开度，调节二级过热器出口蒸汽温度TPS系统用两个PID功能块就可以完成各级蒸汽的温度控制，并且PID有自动跟踪功能，能实现手动到自动的无扰动切换。

而且能直观的监控各参数的状态除了三冲量控制，主蒸汽温度的控制，循环流化床锅炉还有很多其他复杂的控制，如主蒸汽负荷控制，总风量控制，燃料量控制，石灰石投入量控制，炉膛压力控制等，TPS系统都能方便的实现另外，TPS系统对实现逻辑控制也有自己的特征列举以下：1．锅炉的主联锁主联锁是锅炉的某种异常条件下，防止发生不安全的状态，将切断正在使用的全部燃料，使锅炉处于安全状态CFB锅炉的主联锁的条件多，逻辑复杂，但TPS系统可以通过填表格的形式方便，直观的实现联锁逻辑2．引风机保护逻辑引风机的主要作用是使炉膛内产生的烟气能够顺利排除，并使炉膛内维持一定的负压，让锅炉能够有充足的氧气得到良好的充分燃烧当炉膛压力PIT81210A/B/C任意两个低于-3430Pa，或引风机出口电动门关闭，引风机均要联锁分闸停机炉膛负压过高，会使炉膛憋坏引风机出口门在关闭时，引风机如果不停下来，会使引风机憋压，损坏引风机以下是实现方法3．一二次风机保护逻辑一次风的作用是流化炉内原料，同时给炉膛下部密相区燃料提供氧量，提供燃烧，一次风由一次风机供给二次风的作用主要是补充炉内燃烧的氧气和加强物料的掺混，另外CFB的二次风被适当调整炉内温度场的分布，对防止局部温度过高，降低NOX排放量起着很大作用，二次风一般由二次风机供给。

所以一，二次风机是循环流化床锅炉的重要辅机，对其保护至关重要，以下是实现方法TPS系统能方便的实现逻辑控制，并且可以实现首出记忆，可以方便查看事件的记录，便于分析事故原因TPS控制系统功能强大，有很多优越性，其控制精度和可靠性完全满足循环流化床锅炉的生产要求一期循环流化床系统已投入使用3年多，总体稳定，平时维护量也少四：参考文献：1.《循环流化床锅炉的基本原理》，西安热工研究院，肖平2.《控制系统理论及应用》，北京邮电大学出版社，王枞编著3.《TPS控制系统手册》天津霍尼韦尔自动化学院石兴福  -全文完-。