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基于DCS的大中型燃气热水锅炉房自控系统设计


基于 DCS 的大中型燃气热水锅炉房自控系统设计 摘要:文章分别简述了燃气热水锅炉房、DCS 系统的特点,并结合某安装 容量为 3 台 58 MW 燃气热水锅炉房的实际工程, 分析了 DCS 系统的优点, 详细 介绍了 DCS 系统在大中型燃气热水锅炉房的设计应用,提出了在设计中应该注 意的几点问题。 关键词:DCS 系统;燃气热水锅炉房;群控;节能;一键启停 随着城市化进程的加快,越来越多的集中供热热源厂出现在各大中城 市, 代替了原有的各家各户自行采暖。科技的迅猛发展不可避免的带来一些负面 影响,环境污染、雾霾的出现使人们认识到清洁能源的重要,现在大中城市中新 建的锅炉房多以天然气为燃料。 对于锅炉房的自动控制要求也日益提高,由最初 的后备仪表盘发展为当今主流的 PLC、DCS 等自控系统。本文将基于 DCS 系统 对大中型燃气热水锅炉房的自控系统做详细介绍。 1 燃气热水锅炉房简介 燃气热水锅炉是热水锅炉的一种,以燃气(如天然气、液化石油气、城市煤 气、沼气等)为燃料,通过燃烧器对水加热,实现供暖和提供生活、洗浴用热水。 燃气热水锅炉与燃煤热水锅炉相比,具有智能化程度高、加热快、低噪音、无灰 尘等优点。 燃气热水锅炉房的规模依据用户需热量而定。一般医院、小型公建等用热量 较小的用户,通常建设的都是装机总容量几十 MW 的小型锅炉房,其选用的锅 炉通常都是本体自带控制柜的全自动锅炉,此类锅炉房的自控系统比较简单,通 常采用 PLC 控制系统。 本文介绍单机容量 58 MW 以上的大中型燃气热水锅炉房 自控系统设计。此类锅炉房设备构成较为复杂,由燃气热水锅炉、热网循环泵、 热网补水泵、锅炉鼓风机、水处理系统等组成。 2DCS 系统简介及与 PLC 系统的比较 DCS 是分布式控制系统的英文缩写(Distributed Control System) ,在国内自 控行业又称之为集散控制系统。 即所谓的分布式控制系统,或在有些资料中称之 为集散系统, 是相对于集中式控制系统而言的一种新型计算机控制系统,它是在 集中式控制系统的基础上发展、演变而来的。详见表 1。 综上比较,DCS 系统适用于大中型燃气热水锅炉房。 3 基于 DCS 的大中型燃气热水锅炉房自控系统设计 3.1 实际工程 3× 58 MW 燃气热水锅炉房 DCS 自控系统设计 本文结合实际工程 3× 58 MW 燃气热水锅炉房, 就其 DCS 自控系统设计进行 阐述。该工程为某地区的集中供热热源厂项目,总装机容量为 3 台 58 MW 燃气 热水锅炉(锅炉设计出口压力 P=1.36 MPa,出水温度 t=120 ℃) ,热源厂内还有 主厂房热力系统、厂区调压站、综合泵房等及相应设备和系统。 本锅炉房采用集散控制系统(DCS)对工艺系统的热工参数进行集中显示、 集中操作、集中管理和分散控制。DCS 由操作管理层、过程控制层、现场检测 及控制层三层网络结构组成。该项目 DCS 系统 I/O 实际点总计 1 067 pt,其中 TC‥3,RTD‥63;DO‥281;DI‥538;AO‥25;AI‥157(系统配置时应再 考虑含 20%余量) 。依据被控工艺系统设备构成及平面布置情况,绘制 3× 58 MW 燃气热水锅炉房 DCS 自控系统网络结构示意图如图 1 所示。 3.1.1 本工程锅炉房 DCS 系统的功能和组成简介 ①操作管理层: 本层主要实现系统的操作及监控、 数据的存储及分析等功能, 由专用于工业的计算机、监视器、键盘及鼠标等组成。操作员站主要完成对整个 工艺过程的监控。工程


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