集散系统在电厂汽机锅炉中的应用

集散系统在电厂汽机锅炉中的应用

贾鸣飞

大唐内蒙古多伦煤化工有限责任公司 内蒙古锡林郭勒 027300

摘要：集散系统是多种先进技术的结合体，如计算机技术、电子信息技术等，对电厂汽机锅炉工作参数的搜集与分析、实时监控与调节等过程具有重要影响，需要不断优化其内部结构，提高配置的科学性。本文主要阐述了集散系统在电厂汽机锅炉中的重要应用。

关键词：集散系统；电厂汽机锅炉；结构及功能；

社会的科学技术水平不断提高，电厂的结构及性能发展面临着较大的挑战，需要调整其运行参数信息，降低扰动作用，满足在复杂环境中的控制需求。

一、集散系统应用背景分析

目前，电力行业的管理水平及设备技术水平不断提高，能够帮助企业完成精准控制的任务，提高电厂汽机锅炉的管理水平，以便达到精细化管理的目标。在此过程中，需要有效监测电厂汽机锅炉的工作情况，加大改进强度，确保集散系统维持平稳的工作状态。

汽机锅炉需要耗费较多能量，需要精准控制其能耗状况，获得良好的节能效果。调节锅炉汽机的参数工作较为复杂，存在着较大扰动参数，可能会对监测结果的精确度造成影响。将模拟信号作为基础的自动控制系统难以满足汽机锅炉发展的需求，需要积极引进国外的先进技术，提高电机生产企业的安全水平，提高经济管理的质量与效率。

二、集散系统的主要构成分析

（一）集散系统的设计理念分析

集散系统将工业领域中的模块化设计作为基础，根据企业的实际需求选择硬件设备，并以功能需求导向完成软件组件选择工作，能够迅速建设起满足厂家基本需求的集散系统，能够实现高效控制的目标。集散系统设计遵循高效节能原则，可以使得电厂获得理想的经济效益。

（二）集散系统结构设计分析

管理员站点、锅炉控制站点和汽机控制站点是组成集散系统的重要部分。其中，锅炉控制站点主要监控电厂锅炉的运行状态，实时监测相关参数信息，记录其动态变化情况，并将参数上传到共享平台上，以便让更多的人了解现场工作情况。汽机控制站对于连锁控制汽机的运行状态具有重要意义，管理员需要完成对集散系统的管理任务，在线监测数据变化，做好记录工作，并具体分析数据变化趋势。

（三）集散系统单站设计结构分析

在硬件组成方面，单个站点主要由现场控制和基础背板两个部分组成。其中，现场控制模块能够给集散系统的正常工作提供数据支撑，包括基础控制、顺序控制、批量控制及换算数量单位等多种功能。通常情况下，现场控制系统需要接收传感器的数据信息，将其转化成为统一通信协定下的数字信号，完成记录工作。可以根据预先假设的条件完成人机交互指令，使得管理对象能够控制参数的动态变化过程。处理的频率值较高，需要在合理的动作阈值之下进程，顺应参数的多样化变化趋势。为此，需要确保汽机锅炉在运转过程中时刻保持最佳的参数水平，获得最优化的运行方式。

（四）集散系统硬件层的设计结构分析

集散系统中包含着通用的CPU槽孔和网络耦合器装置，可以控制不同规模设备的运行状态，满足高精度的运算需求。除此之外，集散系统中安装着与现场控制功能相对应的I/O模块，能够接收传感器的动态变化信号，感知设备参数信息。电源模块的能耗应与现场控制功能模块的能耗情况相统一，具备备用电源平滑切换结构，使得电源保持较长的续航能力，能够长时间维持数据信息。可以根据重点设备的工作情况及恶劣环境的工作需求将硬件层设置成为备份冗余结构，确保系统维持长时间工作状态。

二、集散系统的功能分析

（一）数据采集系统的功能分析

数据采集系统主要由数据转化装置、信号隔离装置、滤波器等多个部分组成，能够完成现场搜集与处理的任务。在软件处理的过程中，为了有效避免信号的干扰性，提高数据系统的稳健性，需要采取误差补偿、累积及开放策略。可以在监控软件上方显示出数据采集系统获得的数据信息，确保操作人员能够及时发现问题，提高解决问题的效率。

（二）模拟量控制系统的功能分析

将各项安全指标控制在科学范围内是确保锅炉安全经济运行的重要策略之一，需要使得气压条件、水压、水位高低及烟气氧量维持正常水平，做好动态调整工作，使其处于合理区间之内。集散系统能够提高锅炉和汽机之间的平衡能力，自动调整二者之间的温度状况及压力状况，确保系统维持安全平稳的工作状态。

首先，可以人工设置主汽压力的大小，将浆泵泵送速度作为调节变量，科学调整其变化范围。为了减少附带作用的干扰，需要加强反馈调节作用，消除内部结构的变化对于主汽压力产生的影响。负荷的变动会使得主汽压力变动，可以将其作为次变量，提高前馈变量的调节效率。

其次，在锅炉炉膛抽风及送风过程中会产生负压作用，可能会对锅炉的正常运行造成阻碍。为此，可以将负压作为变量，调整进风挡板的角度大小，使其维持在安全范围之内，提高对送风量的动态调节效率。

再次，电厂锅炉的水位是重要的控制对象之一。较高的水位线会严重影响供其质量，过低的水位线会造成锅底干烧的后果，甚至会产生爆炸问题。集散控制系统可以将水位变化情况、给水量情况及蒸汽量作为重点调节对象，有效控制各个参数，使其位于合理的区间范围之内。

（三）锅炉顺序控制及炉膛安全监控系统

锅炉顺序控制能够有效控制各个辅助机器的正常运行，主要采用分集式的逻辑控制结构，如炉排的启动与停止、风机的启动与停止、给水泵的启动与停止、温度连锁控制系统、水位报警系统及引风机的启动与停止等。

燃料燃烧的主要位置是炉膛，可能存在着点火难度较高、燃烧不够充分现象，需要控制其燃烧现象，避免发生严重的火灾及爆炸问题，降低燃料的浪费率，提高生产过程的安全性。安全控制是安全监控系统的重点要求，需要将炉膛点火、清扫炉膛及控制风机工作状态作为重要节点，自动调整挡板的工作情况，完成连锁控制阀门的目标。

（四）保护及监控汽轮机系统分析

集散控制系统的重点保护对象即为汽轮机。在工作过程中，汽轮机可能会发生移位、振动等情况，汽轮机和锅炉的负荷不相匹配。在异常情况下，集散控制系统会立即启动保护功能，实现自动调节温度及压力参数的目标，根据内部负荷的变化情况改变设备开关状态。在汽轮机发生故障时，系统会自动关闭电机，开启高压旁路机器，以达到保护汽轮机的作用。

三、集散系统软件分析

首先，在人机交互界面的定制方面，需要采用多种工艺流程图显示出来，如电气流程图、气体流程图及液体流程图等，内部蕴藏着多种管道与阀门，可以动态显示出来集散系统的变化情况，使得操作人员能够查看电厂的工作状态信息及工作逻辑关系。界面显示的方式能够节约人力投入，使得操作人员无需到现场进行检查，只需要在控制房间内即可了解工作情况。

其次，集散控制系统能够分析获得的数据信息，将其变化趋势及某种特点用报表的形式显示出来。用户可以根据自身需要演示参数的变动情况，使得客户能够有效监控过去、现在及将来的数据信息。

最后，集散系统能够完成报警操作任务，提高人机对话的效率。用户可以自行设置报警的范围及级别，采取多样化的信息储存方式，使得用户能够查询到对应时间段的信息，给追踪检查及维护工作提供了便利。

结束语：

综上所述，集散系统在汽机锅炉生产应用中具有较大的价值，能够完成自动调节龚总，提高保护工作的精确程度。但由于电气技术专业化人才的缺失，汽机锅炉的维护保养工作质量较差，使得集散控制系统难以发挥出自身性能，在发展进步中存在着阻碍力量，需要积极引进高素质人才，推动产业的迅速进步。

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