DCS係統作為一種先進的控製係統 ，隨著軟 、硬件技術的發展 ，其可靠性高 、維護成本低 、能實現複雜控製 ，成為傳統控製儀表的直接替代者 。

    循環流化床鍋爐控製與煤粉爐和鏈條爐不同 ，係統複雜 、控製變量多 、關聯耦合性強 、滯後性大 。用常規儀表很難取得滿意的控製效果 ，自動投入率低 。為提高鍋爐的運行水平 ，提高自控投運率 ，石獅熱電有限公司在一期續建#3號75t／h循環流化床鍋爐及6MW汽輪機組工程中選用了SUPCON JX—300 DCS係統進行控製 ，與#1 、#2號35t／h循環流化床鍋爐應用常規儀表控製比較 ，DCS係統減少了控製室的占地麵積 ，使控製儀表集中 、便於監視和操作 ，解決了循環流化床鍋爐自動控製的一些難題 ，改善了鍋爐的供汽品質 ，提高了係統的可靠性和自動投入率 ，保證生產安全、穩定 、連續 、經濟運行 。本文主要從提高鍋爐運行可靠性 、提供輔助運行分析 、操作指導和實現複雜控製等方麵作一介紹 。

    1．提高了鍋爐運行的可靠性

    對於循環流化床鍋爐控製而言 ，測量的準確性至關重要 ，測量故障將影響到機組安全 、經濟運行 ，嚴重時還會造成運行事故 。與常規儀表對比 ，DCS有以下特點 ：

    1．1  DCS測量的可靠性 、準確性高 ，設備係統性強 ，解決了常規儀表種類多 、故障率高 、難於維護等缺點 ，提高了監控係統的可靠性 ，減少了熱工人員的維護工作量 ，能準確地提供鍋爐運行的各種參數 ，保證鍋爐安全運行 。

    1．2  DCS係統的輸出精度高 、穩定性好 ，為可靠運行操作提供了保證 ，使操作結果與所要求的操作相同 ，減少了由於儀表故障造成的控製誤差 ，提高了運行的經濟性和安全性 。

    2 ，係統維護方便 ，改進控製方案容易

    2．1  係統維護方便

    由於DCS係統采用分散控製 ，組態信息位於控製站 ，信號輸入/輸出卡(I/O)卡為通用型號 ，更換卡件時不必重新組態且可以帶電插拔 ，減少維護的工作量 。

    2．2  容易改進控製方案  。

    在調試和生產過程中 ，由於設計不當或工藝改變時 ，常規儀表很難改變控製方案 ，而DCS係統由於使用編程控製 ，可以很好的適應這些改變 ，使用一些更符合實際的先進控製方案 ，而不會增加設備投資。

    3．提供輔助分析和操作指導功能

    以往鍋爐控製主要依靠鍋爐運行人員的經驗和對工作的認真態度 ，缺少對係統的分析依據和操作提示 。在事故發生時 ，往往對事故處理不當 ，造成事故的擴大 。應用DCS係統後 ，這些問題就可以得到很好的解決 。

    3．1  DCS係統提供調整畫麵 ，以即時曲線形式為運行人員判斷鍋爐參數變化趨勢 ，提供操作提示，供操作人員分析鍋爐各參數的變化趨勢 ，提前進行操作 ，並可輕鬆觀察調整後各參數變化 ，使操作簡單明了 。

    3．2  DCS係統提供趨勢圖畫麵 ，詳細記錄鍋爐運行過程的各種參數 ，形成趨勢曲線 ，供運行人員及管理人員進行曆史數據查詢及事故追憶 ，為提高運行水平 、事故分析和預防提供了可能 。

    3．3  DCS係統提供報警功能 ，它不但提供普通參數(如溫度 、壓力等)的超限報警 ，還能對一些特殊運行狀態故障進行報警 ，例如 ：循環流化床鍋爐斷煤是一件經常發生且很嚴重的事故 ，當鍋爐斷煤時，鍋爐氧量快升 ，爐膛出口溫度下降 ，爐床溫度快降 ，采用常規儀表運行人員很難得到及時提示 ，並及時處理 ，往往造成鍋爐供汽品質下降 ，輔助設備的損壞 ，甚至造成熄火等事故 ，而DCS係統能綜合考慮各參數變化 ，及時 、準確地報警 ，為事故處理贏得寶貴時間 。

    4．實現智能處理和複雜控製

早用常規儀表對循環流化床鍋爐進行自動調節是很困難的 ，循環流化床鍋爐是一個大滯後 ，多變量 、強耦合 、多擾動的係統 ，應用簡單的常規控製很難達到預期的目的 ，DCS係統利用自身優勢 ，可進行一些特殊處理 ，實現複雜的控製方案 ，達到滿意的控製效果 。

    4．1  減少測點 ，簡化係統

    DCS係統可以對測點數據進行處理後使用 ，或一個數據點多處使用 ，可減少一次元件的數量 ，減低投資成本 。如 ：常規儀表係統測量主蒸汽溫度使用雙支熱電偶 ：一支顯示溫度 ，另一支作為主蒸汽流量溫度補償 。而DCS係統隻要單支熱電偶就可以完成此功能 ；DCS係統提供豐富的信號處理功能 ，如 ：開方 、濾波 、溫壓補償 、流量累積 、報警 、記錄等功能 ，大大降低用戶的設備投資和維護成本 。

    4．2  采用專家智能控製等複雜控製方案，提高控製品質

以鍋爐水位控製為例 ；供熱鍋爐運行時負荷波動很大 ，經常出現10％以上波動 ，采用串級三衝量控製也很難克服負荷變化對水位的影響 ，嚴重影響了蒸汽品質和鍋爐的安全運行 ，采用DCS係統後完全改變了以前的控製方案 ，引入了專家智能控製思想 ，應用物質平衡算法 ：

鍋爐進水量＝鍋爐產汽量+鍋爐排汙量

同時根據鍋爐水位的變化和負荷情況以規則控製方式對給水量進行輔助調節 ，模仿運行人員的操作方法進行調節 ，經過實際運行證明完全可把水位控製在政黨範圍以內 ，克服了虛假水位的影響 。

    4．3  實現常規係統很難完成的工作

小型循環流化床鍋爐多采用麵式減溫器 ，總給水閥 、減溫水閥 、中間給水閥三閥耦合嚴重 ，存在如下關係 ：

總給水管路阻力＝減溫水管路阻力+中間給水管路阻力

    由於上述三閥耦合嚴重 ，使鍋爐的水位控製和溫度控製相互影響 ，造成自動控製效果嚴重下降 。要很好地投入自動控製 ，就急需解除此三閥耦合問題 ，使用常規儀表控製解決此間題難

度較大 ，采用DCS係統後此問題變得容易解決 ，DCS係統通過使減溫水閥與中間給水閥反向

聯動實現了減溫水閥 、中間閥的變化不影響總給水管路阻力 ，從而解除了鍋爐給水控製和主蒸汽溫度控製相互關聯 、耦合的問題 。

    4．4  循環流化床鍋爐的燃燒控製

循環流化床鍋爐的燃燒控製複雜 ，是一個多輸入多輸出的複雜係統 ，見下圖 ：

存在一次風 、二次風 、給煤 、回料等多個控製參數 ，並且相互關聯耦合嚴重 ，采用常規控製方案和手段很難實現 。浙大中控公司結合現場操作人員經驗 ，采用專家模糊控製 ，見下圖 ；

本方案中模糊規則庫是結合CFBB燃燒過程運行理論 、運行工程師與熟練操作人員的操作經驗、工業現場實際經驗摸索等在運行過程中不斷完善的操作規則 ；DCS係統通過對負荷 、爐膛溫度分布情況 、爐膛溫度變化率 、煙氣氧含量等鍋爐燃燒情況的分析(並將爐膛燃燒情況提示給操作人員)確定鍋爐燃燒的狀態 ，由模糊規則庫通過控製一次風 、二次風 、給煤 、回料等的輸出實現燃燒控製 ，實現循環流化床鍋爐安全燃燒 、穩定運行的目的 。同時本方案中模糊規則庫被分成了兩類 ：正常規則庫和異常規則庫 ，通過上述方案的細化能更好防止事故 ，保證鍋爐的安全正常燃燒 。

    在燃燒控製部分 ，DCS還提供了“床溫太高” 、“氧量太高 、請加煤減風” 、“床溫超高 、手動操作”等報警提示 ；協調兩台給煤機運行 ，保證給煤正常，在其中一台給煤機事故斷煤情況時 ，可把此時鍋爐所需的煤量由另一台給煤機送入爐床 ，保證鍋爐正常運行 。經過半年多時間運行和調整 ，對模糊規則庫進行不斷完善 ，在我廠負荷變動較大的情況下 ，在手動進行輔助調整時 ，可以自動控製安全正常燃燒 ；在不進行手動輔助調整時 ，燃燒自動也可投入5小時以上 。

    5．結束語

    循環流化床鍋爐應用DCS控製是大勢所趨 ，能很好地解決常規儀表難以解決的問題 。作為一個全麵的解決方案 ，應用DCS係統在汽輪機和除氧器等設備監控聯鎖保護控製也有很好的表現 ，現石獅熱電有限公司續建工程(#3爐及#2機)使用DCS控製的自動投入率達95％以上 ，表明DCS係統應用於小型熱電廠是可行的 ，具有廣闊的前景 。

    參考文獻

    1 、(循環流化床鍋爐的先進控製策略及工程應用研究》(浙江大學博士學位論文)俞海斌

2 ，《循環流化床鍋爐理論設計與運行》岑可法等 

文章作者 ：福建石獅熱電有限公司 陳斌 、俞金樹