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        隨著我國經(jīng)濟(jì)的不斷增長，電力的供應(yīng)日益緊張，據(jù)新華社電國家電監(jiān)會(huì)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(dǎo)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(fā)電的比例。科遠(yuǎn)股份積極響應(yīng)，NT6000分散控制系統(tǒng)近年來頻頻在新能源領(lǐng)域內(nèi)成功投運(yùn)，助力新能源發(fā)電事業(yè)。

一、NT6000在生物質(zhì)能發(fā)電控制的應(yīng)用

        0 引言

        為了改變?nèi)找婢o張的電煤供應(yīng)，迫切需要尋找其他燃料來替代，此時(shí)生物質(zhì)發(fā)電就出現(xiàn)在人們的眼前。生物質(zhì)蘊(yùn)含量極其豐富，是可在生能源的主要組成部分。生物質(zhì)發(fā)電每年可減排CO2超10億噸，同時(shí)也使農(nóng)民每年增收超過3000億元。我國為農(nóng)業(yè)大國，生物質(zhì)發(fā)電發(fā)展前景一片光明。

        作為國內(nèi)領(lǐng)先的熱工自動(dòng)化與電廠信息化技術(shù)、產(chǎn)品與解決方案供應(yīng)商，南京科遠(yuǎn)V3A系統(tǒng)在生物質(zhì)發(fā)電機(jī)組上也有較好的應(yīng)用。已投運(yùn)的項(xiàng)目有：江蘇國信淮安楚州秸稈發(fā)電DCS、國信鹽城生物質(zhì)發(fā)電廠DCS、安能熱電集團(tuán)宜城生物質(zhì)發(fā)電2*12MW機(jī)組工程DCS、國信如東生物質(zhì)發(fā)電廠DCS等，且目前已和武漢凱迪形成戰(zhàn)略合作伙伴，調(diào)試的生物質(zhì)機(jī)組有1個(gè)，在生產(chǎn)的項(xiàng)目有5個(gè)。

        該工程建設(shè)規(guī)模為2臺華西能源工業(yè)股份有限公司的75t/h生物質(zhì)焚燒鍋爐和2臺青島汽輪機(jī)廠的15MW抽凝式汽輪發(fā)電機(jī)組。給水系統(tǒng)采用單母管制系統(tǒng)，設(shè)3臺電動(dòng)給水泵，2臺除氧器。回?zé)嵯到y(tǒng)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?zé)嵯到y(tǒng)。汽凝結(jié)水系統(tǒng)為母管制，設(shè)3臺凝結(jié)水泵，正常為兩臺運(yùn)行，一臺備用。

        本工程主要燃料為秸稈，煙風(fēng)系統(tǒng)采用單風(fēng)機(jī)系統(tǒng),鍋爐設(shè)送風(fēng)機(jī)、引風(fēng)機(jī)各一臺。鍋爐點(diǎn)火采用天然氣點(diǎn)火。鍋爐設(shè)置一套連續(xù)排污及定期排污系統(tǒng)。

        2 NT6000系統(tǒng)配置

        由上圖可以看出DCS網(wǎng)絡(luò)是完全對等的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，數(shù)據(jù)傳輸采用組播上行方式，克服了客戶機(jī)/服務(wù)器等網(wǎng)絡(luò)主-從依賴的缺欠。此外雙環(huán)形網(wǎng)絡(luò)在物理地址上是完全分開的，這就保證了任何一網(wǎng)絡(luò)發(fā)生異常不會(huì)影響到另外一層，在保證了最大限度的冗余的同時(shí)將網(wǎng)絡(luò)故障影響到機(jī)組正常運(yùn)行的幾率降到最小。

        公用系統(tǒng)中的循環(huán)水系統(tǒng)采用遠(yuǎn)程IO柜的方式，NT6000 V3A系統(tǒng)IO模件采用了金屬密封的模塊化結(jié)構(gòu)具有良好的散熱及電磁屏蔽性能，能較好克服現(xiàn)場復(fù)雜環(huán)境產(chǎn)生的干擾。遠(yuǎn)程IO柜采用光纖通訊介質(zhì)，提供了較高通訊速率的同時(shí)，也能避免周圍環(huán)境產(chǎn)生的電磁干擾，保證了遠(yuǎn)程IO柜正常運(yùn)行。

        安能熱電集團(tuán)宜城生物質(zhì)發(fā)電2*12MW機(jī)組工程于2010年8月9日投運(yùn)，投運(yùn)至今DCS硬件利用率為100%，自動(dòng)投入率高，滿足了機(jī)組安全生產(chǎn)。NT6000 V3A系統(tǒng)IO模件支持熱插拔，控制器組態(tài)支持在線下載無擾功能，同時(shí)也為DCS日常維護(hù)帶來了大大的便利，得到了用戶高度贊揚(yáng)。NT6000 V3A系統(tǒng)在滿足了客戶各項(xiàng)需求的同時(shí)，也是節(jié)能減排工作做出卓越貢獻(xiàn)！

二、NT6000在垃圾焚燒發(fā)電控制的應(yīng)用

        0 引言

        隨著我國社會(huì)的改革開放，經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，城市人口的增加和人民生活水平的提高，大中城市的垃圾排放量與日俱增，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了城郊的消納和自然凈化能力，嚴(yán)重污染了環(huán)境。2005年《各地區(qū)城市市容環(huán)境衛(wèi)生情況》顯示，當(dāng)年全國生活垃圾無害處理率僅為51.7%。建設(shè)部2006年調(diào)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(jì)侵占土地5億平方米，相當(dāng)于75萬畝。有媒體報(bào)道稱，中國1/3以上的城市均深陷垃圾圍城困局。另有數(shù)據(jù)指出，現(xiàn)在中國除縣城之外的668個(gè)城市中，有2/3的城市處于垃圾包圍之中，1/4已經(jīng)無垃圾填埋堆放場地。全國城市垃圾堆存累計(jì)侵占土地超過5億平方米，每年的經(jīng)濟(jì)損失高達(dá)300億元。

        垃圾的處理辦法，目前國內(nèi)外主要采用堆埋法、堆肥法、焚燒法等。垃圾中含有大量有機(jī)物等可燃物質(zhì)，也就是含有大量能量，焚燒是垃圾處理的一種新興的優(yōu)良方法，具有減量化、無害化和資源化的特點(diǎn)。發(fā)展垃圾鍋爐，將垃圾在鍋爐中焚燒，利用焚燒的熱量產(chǎn)生蒸汽，用于供熱和發(fā)電，是解決城市垃圾的有效途徑。

        NT6000控制系統(tǒng)（DCS）由人機(jī)界面MMI（包括操作員站和工程師站）、控制網(wǎng)絡(luò)（ENET）、分散處理單元（DPU）、I/O網(wǎng)絡(luò)(EBUS)和I/O模件等部分組成。

圖2 DCS系統(tǒng)配置圖

        DCS控制系統(tǒng)由3對DPU共6只機(jī)柜組成，所有機(jī)柜均布置于電子設(shè)備間，本套DCS網(wǎng)絡(luò)配置簡單，只有一層控制網(wǎng)，各個(gè)機(jī)柜之間的通訊通過控制網(wǎng)完成。IO網(wǎng)絡(luò)在機(jī)柜內(nèi)部，通過預(yù)制電纜實(shí)現(xiàn)控制器與IO卡件的聯(lián)接，施工方便，布線明顯。機(jī)柜內(nèi)部只有少量的布線，結(jié)構(gòu)清晰，空間大，由于內(nèi)部機(jī)柜布線少、聯(lián)接方便、IO卡件通過接插件聯(lián)接等工藝，保證了機(jī)柜內(nèi)部接線錯(cuò)誤可能性很小。

        垃圾焚燒爐的自動(dòng)控制，難點(diǎn)在于燃燒的自動(dòng)控制（ACC），由于鍋爐負(fù)荷、垃圾熱值、給料量、一次風(fēng)流量、料層厚度之間存在較強(qiáng)的耦合性，如何做好這些參數(shù)的解耦，是燃燒自動(dòng)控制的關(guān)鍵。

        ACC控制方案主要通過ACC計(jì)算、主蒸汽流量調(diào)節(jié)、一次風(fēng)流量調(diào)節(jié)、垃圾層厚調(diào)節(jié)、推料器和上下爐排速度控制、熱灼減量和燃燒位置控制、爐膛溫度和爐膛出口氧量控制、垃圾平均熱值計(jì)算等控制回路，實(shí)現(xiàn)對垃圾焚燒爐燃燒的自動(dòng)控制。

        在ACC控制方案中，各個(gè)控制回路通過串級模式、自動(dòng)模式或手動(dòng)模式（由操作員根據(jù)焚燒爐的運(yùn)行情況進(jìn)行選擇）對控制器的設(shè)定值或輸出值進(jìn)行無擾切換控制，保證在焚燒爐任何情況下，都有合適的控制模式。

        串級模式C：調(diào)節(jié)器的設(shè)定值是通過控制回路的計(jì)算值。

        自動(dòng)模式A：調(diào)節(jié)器的設(shè)定值是操作員手動(dòng)設(shè)定值，輸出值是控制回路的計(jì)算值。

        手動(dòng)模式M：調(diào)節(jié)器的輸出值是操作員手動(dòng)設(shè)定值。

        該項(xiàng)目自投運(yùn)以來，未出現(xiàn)一次硬件、軟件故障；各種控制功能完善，自動(dòng)化程度高，大大減輕了操作人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，為垃圾發(fā)電廠節(jié)約了人力成本，贏得了用戶的高度贊揚(yáng)。

三、NT6000在煤氣發(fā)電控制的應(yīng)用

        0 引言

        近年來，高爐煤氣發(fā)電技術(shù)的應(yīng)用推廣迅速，各大鋼鐵集團(tuán)出于節(jié)能降耗、環(huán)境達(dá)標(biāo)的目的，相繼建成并投產(chǎn)了多個(gè)利用富于高爐煤氣發(fā)電的企業(yè)電廠，有的甚至已經(jīng)與國家電網(wǎng)并網(wǎng)，經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)極為顯著。另外，焦?fàn)t煤氣為焦化企業(yè)副產(chǎn)品，焦?fàn)t煤氣發(fā)電技術(shù)的推廣應(yīng)用，即實(shí)現(xiàn)了焦化企業(yè)的節(jié)能減排，同時(shí)又緩解了全國性大范圍電力和煤炭供應(yīng)緊張的形式。

        作為國內(nèi)領(lǐng)先的熱工自動(dòng)化與電廠信息化技術(shù)、產(chǎn)品與解決方案供應(yīng)商，南京科遠(yuǎn)N6000 V3A系統(tǒng)在鋼廠煤氣發(fā)電項(xiàng)目上也有較好的應(yīng)用。已投運(yùn)的項(xiàng)目有：南鋼1×220t/h鍋爐+1×50MW機(jī)組DCS等。下面就以南鋼1×220t/h鍋爐+1×50MW機(jī)組DCS項(xiàng)目為例，將南京科遠(yuǎn)NT6000 V3A系統(tǒng)在煤氣發(fā)電機(jī)組上的應(yīng)用做簡單的介紹。

        該工程建設(shè)規(guī)模為1×220t/h高溫高壓煤氣鍋爐和1×50MW高壓純凝式汽輪發(fā)電機(jī)組。給水系統(tǒng)采用單母管制系統(tǒng)，給水泵出口設(shè)冷母管，高壓加熱器出口設(shè)熱母管，并設(shè)有冷供管。設(shè)有兩臺電動(dòng)定速給水泵。給水操縱臺采用兩路負(fù)荷調(diào)節(jié)系統(tǒng)，范圍分別為：主回路100％，旁路50％。除氧器一臺。回?zé)嵯到y(tǒng)采用兩級高壓加熱器，一級除氧器和三級低壓加熱器組成六級回?zé)嵯到y(tǒng)。汽輪機(jī)設(shè)有六段抽汽口，其中一段抽汽用于除氧器及三段抽汽母管；四段抽汽用于3號低壓加熱器加熱；五、六段抽汽分別用于2號、1號低壓加熱器加熱。其中二段抽汽為經(jīng)減溫減壓后進(jìn)入南鋼供熱管網(wǎng)。設(shè)2臺110％容量的凝結(jié)水泵，正常為一臺運(yùn)行，一臺備用。

        該工程主要燃料為高爐煤氣和焦?fàn)t煤氣，煙風(fēng)系統(tǒng)采用雙風(fēng)機(jī)系統(tǒng)，鍋爐設(shè)送風(fēng)機(jī)、吸風(fēng)機(jī)各兩臺，另外在冷風(fēng)道內(nèi)設(shè)置熱風(fēng)再循環(huán)管。鍋爐點(diǎn)火采用焦?fàn)t煤氣點(diǎn)火。鍋爐設(shè)置一套連續(xù)排污及定期排污系統(tǒng)。排污水經(jīng)鍋爐房及爐后的工業(yè)水無壓排水冷卻后由回收水泵打入凝汽器循環(huán)水的出水管進(jìn)入冷卻塔。

        該工程機(jī)爐采用分散控制系統(tǒng)完成主廠房內(nèi)工藝系統(tǒng)的檢測和控制。DCS的功能主要包括DAS、MCS、SCS、FSSS及ETS。建立以CRT操作員站為監(jiān)視和控制中心。運(yùn)行人員在機(jī)爐控制室內(nèi)，通過DCS實(shí)現(xiàn)機(jī)組啟動(dòng)、停止、正常運(yùn)行和異常工況的處理。

圖1 DCS系統(tǒng)配置圖

        DCS控制系統(tǒng)由5對DPU（含DEH）組成（如圖1），除循環(huán)水機(jī)柜布置于循環(huán)水泵房外，所有機(jī)柜均布置于電子設(shè)備間，本套DCS網(wǎng)絡(luò)配置簡單，只有一層控制網(wǎng)，各個(gè)機(jī)柜之間的通訊通過控制網(wǎng)完成。IO網(wǎng)絡(luò)在機(jī)柜內(nèi)部，通過預(yù)制電纜實(shí)現(xiàn)控制器與IO卡件的聯(lián)接，施工方便，布線明顯。機(jī)柜內(nèi)部只有少量的布線，結(jié)構(gòu)清晰，空間大，由于內(nèi)部機(jī)柜布線少、聯(lián)接方便、IO卡件通過接插件聯(lián)接等工藝，保證了機(jī)柜內(nèi)部接線錯(cuò)誤可能性很小。

圖2 DCS與DEH一體化

        與常規(guī)燃煤鍋爐類似，煤氣鍋爐按照各部分的功能大致分為汽水系統(tǒng)、風(fēng)煙系統(tǒng)、燃燒系統(tǒng)、減溫減壓及公用系統(tǒng)幾個(gè)子系統(tǒng)。除燃燒子系統(tǒng)外，其它子系統(tǒng)的控制與傳統(tǒng)燃煤鍋爐類似。

        高爐煤氣由外部接入，分為4路，分別進(jìn)入鍋爐的4個(gè)角（每角4個(gè)燃燒噴嘴），參與燃燒；進(jìn)入鍋爐和高爐煤氣混合燃燒的熱風(fēng)分別進(jìn)入鍋爐的4個(gè)角（每角4個(gè)燃燒噴嘴），參與燃燒；焦?fàn)t煤氣由外部接入，分為4路，分別進(jìn)入鍋爐的4個(gè)角（每角2個(gè)燃燒噴嘴），參與燃燒。正常情況下，燃料為高爐煤氣，焦?fàn)t煤氣只是在點(diǎn)火的時(shí)候用到，平時(shí)只是作為保安氣（作為鍋爐燃燒過程中的爐膛溫度低時(shí)保護(hù)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(diào)節(jié)高爐煤氣、焦?fàn)t煤氣、風(fēng)的配比來調(diào)節(jié)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?fàn)t煤氣或者50%焦?fàn)t煤氣）。整個(gè)燃燒過程中爐膛溫度控制在1100±10℃左右。