25MW机组锅炉汽机DCS控制方案.docx

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25MW机组锅炉汽机DCS控制方案

25MW机组锅炉、汽机DCS控制方案

一.系统概述

山东海化集团热电公司二期扩建工程25MW机组，锅炉为济南锅炉厂生产的DG-240/9.8-15型，该锅炉为高温、高压循环流化床、采用床下风道点火方式，自然循环单汽包、单炉膛、平衡通风、露天布置锅炉。

本机组配有油燃烧器1个，布置在风室底部一次风道内，供锅炉启动点火用，该油燃烧器采用蒸汽雾化。

可控设备包括：

点火枪、油枪、蒸汽吹扫阀、燃油控制阀、油枪雾化阀、高能点火变压器等。

配备油火焰检测设备两套，用于油燃烧器燃烧状态的检测。

该系统设计有就地点火控制柜。

燃煤系统设计有4台称重变频给煤机。

汽轮机为北京汽轮机有限公司的25MW汽轮机，主汽压力8.83Mpa，主汽温度550℃。

发电机济南发电机厂生产的，额定功率30000KW。

DCS系统控制的附机设备有：

2台一次风机、2台二次风机、2台引风机、2台循环流化风机、2台给水泵、2台中继水泵、2台冷渣机、3台冷渣皮带机、4台给煤机、1台盘车电机、消防水泵2台。

热控设备包括：

温度变送器358台（锅炉210台、汽机148台）、压力变送器75台、差压变送器97台、流量计48台、物位计20台、压力开关21台、执行器62台、电动门86台，另外还包括点火装置1套、火检装置2套、声波吹灰1套、锅炉泄露装置1套、皮带称重系统4套。

二.锅炉、汽机DCS联锁保护及控制

1、锅炉燃油控制

1.1手动点火步骤：

1）选择点火选择的“允许”按钮

2）程控方式投入且手动点火

1.2程序启动步骤：

海化7#炉点火顺控

点火允许启动中止复位顺控停止顺控正常顺控结束

顺控步序0、0步顺控步序剩余时间0、0秒

油枪未进到位吹扫阀未开到位吹扫阀关到位雾化阀未开到位

点火枪未进到位未打火油阀未开到位点火未成功

满足点火允许条件后，按启动按扭→进油枪（10秒钟判断）→开吹扫阀（设定时间60秒）→关吹扫阀（5秒钟判断）→开雾化阀（设定时间10秒）→进点火枪（20秒钟判断）→打火（设定时间30秒）同时开油阀（10秒钟判断STEP7）→（在开油阀20秒后如检测到稳定的火焰）→停止打火→退点火枪（点火枪进到位后30秒自动退）→油枪投入成功（点火成功）。

在开油阀20秒后，如检测不到火焰信号（点火失败），联锁关油阀→（60秒后）关雾化阀→开吹扫阀（30秒后关闭）→进点火枪（30秒后退出）→手动打火→退点火枪→关闭吹扫阀，同时退油枪。

在油阀开启前的任意一步产生故障和油枪投入失败都将复位油枪投入启动命令，正常运行时15秒检测不到火焰，跳闸，走点火失败程序。

1.3程序停止步骤：

按动停止按扭→关闭油阀→（60秒后）关雾化阀→开吹扫阀（30秒后关闭）→进点火枪（30秒后退出）→手动打火→退点火枪→关闭吹扫阀，同时退油枪→停止程序结束。

1.4保护动作

MFT动作关闭主油阀。

走程序停止步序。

1.5雾化阀联锁保护

1.5.1雾化阀强制关条件：

油枪油阀关到位60秒后，发出3秒脉冲信号强制关雾化阀。

1.5.2雾化阀联锁开条件：

a）点火允许条件满足；

b）顺控STEP4开雾化阀。

1.6吹扫阀联锁保护

1.6.1强制开条件：

油枪油阀关到位后发出3秒脉冲信号强制开吹扫阀。

1.6.2强制关条件：

油枪油阀关到位后延时30秒（吹扫30秒）发出3秒脉冲信号强制关吹扫阀。

1.7油阀联锁保护

1.7.1油阀启动允许开条件：

（同时满足）

a）点火允许条件满足；

b）火检正常；

c）在远控位置。

1.7.2油阀联锁开条件：

顺控STEP7开油阀

1.7.3油阀强制关条件：

a）有MFT发生后发出7秒脉冲信号关油阀；

b）油枪两个有火条件同时不满足时，延时15秒后发出7秒脉冲信号关油阀；

c）油阀开到位且油枪两个有火条件同时不满足时，延时20秒后发出7秒脉冲信号关油阀。

1.8点火枪联锁保护

1.8.1点火枪强制进条件：

油枪油阀关到位后发出3秒脉冲信号强制进点火枪

1.8.2点火枪强制退条件：

点火枪退到位后延时30秒，发出3秒脉冲信号强制退点火枪

1.8.3点火枪启动允许进条件：

（同时满足）

a）两个油枪同时无火；

b）火检正常。

1.9油枪联锁保护

1.9.1强制退条件：

雾化阀、油阀、吹扫阀同时关到位

1.9.2启动允许进条件;

a）就地控制柜电源正常

b）在远控位置

1.9.3联锁进条件：

顺控STEP1点火进油枪

1.10打火装置联锁保护

1.10.1允许打火条件：

a）在远控位置；

b）点火枪进到位与手动打火同时满足或点火枪进到位与顺控打火同时满足。

2、给煤机控制

2.1给煤机启动条件：

a）手动按下启动按钮

b）锁开关投入

c）1#、2#一次风机同时运行

d）给煤机出口电动门已打开

e）无给煤机堵煤报警信号

f）无给煤机断煤报警信号

g）给煤机超温报警

h）给煤机输送机运行

以上条件同时满足启动相应给煤机。

手动按下启动按钮而且连锁开关未投入手动启动相应给煤机

四台给煤机停止条件

a）手动按下停止按钮而且给煤机输送机运行

b）连锁开关投入而且两台引风机均停

a）给煤机断煤报警信号

b）给煤机出口超温报警；

c）给煤机堵煤报警信号

d）给煤机输送机故障信号；

e）刮板机停；

f）给煤机出口电动门关闭；

g）紧急停炉信号、压火停炉信号、吹扫停炉信号任一信号来

a）任一台一次风机停止

以上任一条件满足停止相应给煤机

给煤机电动门开条件：

a）手动按下启动按钮、1#刮板机运行、给煤机电动门在远控位置条件同时满足

b）手动按下启动按钮、给煤机电动门开条件解除连锁投入、给煤机电动门在远控位置条件同时满足。

以上任一条件满足打开给煤机电动门

给煤机电动门关闭条件

a）手动按下关闭按钮、刮板停状态、给煤机电动门在远程状态条件同时满足。

b）手动按下关闭按钮、联锁开关解除、给煤机电动门远程状态条件同时满足。

c）联锁开关投入、无给煤机输送机运行状态、无给煤机电动门关闭状态条件同时满。

以上三条任一条件满足关闭相应给煤机电动门

3、锅炉安全保护（MFT）

燃料安全系统是指当炉膛熄火时，保证炉膛不爆炸（外爆或内爆）而采取监视和控制的措施控制系统。

在发生危及设备和人身安全的情况时产生主燃料跳闸（MFT）。

MFT发生时将切除油枪，关闭其供油阀，停止所有给煤机等一系列设备。

3.1锅炉主燃料切除（MFT）保护逻辑（D1P67）

a）锅炉汽包水位高

锅炉汽包水位设置三台变送器，（2LRCA-0104、2LRCA-0105、2LRCA-0106），经三取二逻辑取得的信号延时10秒作为水位保护信号。

高液位整定值为+245mm。

b）锅炉汽包水位低

与汽包液位高保护同样，水位信号经三取二逻辑，延时10秒作为保护信号。

低液位整定值为-270mm。

c）锅炉炉膛压力高

炉膛压力开关量信号（2PIS-0301、2PIS-0302、2PIS-0303）3取2平均>高保护值而且炉膛压力保护开关投入，并保持9秒

保护定值为+2500Pa。

d）锅炉炉膛压力低

与炉膛压力高保护相同，炉膛压力3取2平均<低保护值，并保持9秒

e）引风机跳闸保护

两台引风机全跳闸（无开状态的反馈信号）

f）一次风机跳闸保护

两台一次风机跳闸

g）手动MFT

运行人员同时按下控制台两个控制按钮。

h）床温高保护跳闸

锅炉密相层下部四个床温（2TIC-0301A、2TIC-0301B、2TIC-0301C、2TIC-0301D）平均床温>高保护1150则去吹风停炉

i）床温低保护跳闸

锅炉密相层下部四个床温（2TIC-0301A、2TIC-0301B、2TIC-0301C、2TIC-0301D）平均如果平均床温<低保护750，去紧急停炉

j）返料风机均

返料风机均停延时8秒

k）主汽温度高保护跳闸

主汽温度（2TI-0211）>高保护值560（在画面上可人为设定此值）并保持60秒，赋值给中间变量去压火停炉）

k）汽包压力高

汽包压力压力开关3取2（2PIS-0101、2PIS-0102、2PIS-0103）高保持5秒，赋值给中间变量去紧急停炉

3.2保护系统说明

在运行员操作画面上，设置了锅炉主保护投/切开关，以方便运行人员投/切保护。

锅炉保护动作之后和每次点火之前要对炉膛进行吹扫，以保证炉膛不能够存积大量的可燃性气体而导致的炉膛爆炸。

3.3MFT后执行动作：

紧急停炉

总联锁投入而且同时满足下面任何一个条件发生紧急停炉

a）引风机均停

b）一次风机均停

c）返料风机均停延时8秒

d）手动停炉1而且手动停炉2信号同时来。

e）汽包水位保护投入且汽包水位低

f）炉膛压力保护投入而且炉膛压力高

g）汽包压力保护投入而且汽包压力高

h）床温保护投入而且床温低

当上面任一MFT发生后，保护动作立即切断进入炉膛的一切燃料及风量，具体为停止给煤机、一次风机、二次风机、返料风机、两台引风机，相应的风机出口电动门、入口调节挡板全关，自动系统保持原来控制方式。

压火停炉

总联锁投入而且同时满足下面任何一个条件发生压火停炉

a）汽包水位保护投入而且汽包水位高

b）炉膛压力保护投入而且炉膛压力低

c）主汽温度保护投入而且主汽温度高

以上任一条满足停止四台给煤机，如果床温<950且有下降趋势再停止一次风机、二次风机、返料风机、两台引风机，相应的风机出口电动门、入口调节挡板全关，自动系统保持原来控制方式。

吹风停炉

总联锁投入而且床温保护投入同时床温高

当上面MFT发生后停止四台给煤机、停止两台二次风机，两台二次风机相应的风机出口电动门、入口调节挡板全关，自动系统保持原来控制方式。

当床温降至500度以下后停两台一次风机、返料风机、两台引风机。

自动系统保持原来控制方式。

当任一MFT动作发生时，将关闭燃油速断阀及锅炉减温水电动门。

3.4炉膛的吹扫条件是：

a）床下1#、2#油角阀关闭。

b）床上3#、4#、5#油角阀关闭

c）任一台引风机运行。

d）任一台一次风机运行

e）燃油压力正常

f）汽包水位正常。

炉膛吹扫执行过程：

当

4、引风机保护

4.1引风机启动条件:

a）手动按下启动按钮

b）联锁投入

a）风机在远程状态

b）风机的入口挡板小于10%

c）风机无运行状态

d）无引风机保护动作信号

e）无预告信号

f）电机温度同时大于零度且小于75℃（2TI-0323G、2TI-0323I）

a）风机轴温同时大于零度且小于75℃（2TI-0322A.2TI-0322C）

以上条件同时满足启动相应引风机。

手动按下启动按钮而且连锁开关未投入手动启动相应引风机。

4.2引风机停止条件：

a）手动按下停止按钮、引风机在运行状态、引风机在远控状态条件同时满足

b）联锁开关投入、引风机线圈温度高大于130度且小于250度（2TI-0323A、2TI-0323B、2TI-0323C、2TI-0323D、2TI-0323E、2TI-0323F）

a）紧急停炉MFT信号发生

b）压火停炉MFT信号发生

c）吹风停炉MFT信号发生

d）手动MFT1和手动MFT2同时发生

以上任一条满足停止相应引风机。

引风机出口电动门打开条件：

a）引风机运行、手动按下启动按钮、无出口电动门开状态、电动门在远程状态条件同时满足

c）连锁开关未投入、手动按下启动按钮、无出口电动门开状态、电动门在远程状态条件同时满足

以上任一条满足打开相应引风机出口电动门

引风机出口电动门关闭条件：

a）无引风机运行状态、连锁开关投入、无出口电动门关闭状态、电动门在远程状态条件同时满足

b）手动按下关闭按钮、无出口电动门关闭状态、电动门在远程状态条件同时满足

以上任一条满足关闭相应引风机出口电动门

5、两台一次风机联锁保护

5.1一次风机启动允许条件：

a）手动按下启动按钮

b）连锁开关投入

a）风机在远程状态

b）风机的入口挡板反馈小于10%

c）风机出口电动门关

d）无保护动作

e）无预告信号

f）任一引风机运行

以上条件同时满足启动相应一次风机

手动按下启动按钮且连锁开关未投入即手动启动任一一次风机。

5.2一次风机跳闸条件:

a）紧急停炉MFT信号发生

b）压火停炉MFT信号发生

c）吹风停炉MFT信号发生

d）手动MFT1和手动MFT2同时发生

e）任一炉膛压力高

5.3一次风机跳闸后联锁保护：

a）引发MFT。

b）联锁停点火增压风机。

c）联锁停播煤增压风机。

d）联锁停四台给煤机。

6、二次风机联锁保护条件

6.1二次风机启动允许条件:

a）风机在远程状态

b）风机的入口挡板关

c）风机出口电动门关

d）风机无故障

e）无预告信号

6.2二次风机跳闸条件:

a）紧急停炉MFT信号发生

b）压火停炉MFT信号发生

c）吹风停炉MFT信号发生

d）手动MFT1和手动MFT2同时发生

e）任一炉膛压力高

7、点火增压风机联锁保护

7.1点火增压风机启动允许条件:

a）点火增压风机电气操作回路正常（1DHJJJ）；

b）无电气事故跳闸信号（过流速断）（1DHJ1XJ）

c）点火增压风机无接地信号（1DHJZXJ）

d）一次风机运行（1CFHWJ）

e）点火增压风机入口挡扳开度小于5%（1HVI0601）

f）一次风量大于20%（1FI0401）

g）点火增压风机在远控位置（1DHJSA）

7.2点火增压风机跳闸条件:

a）一次风机停。

（1CFTWJ）（发5秒脉冲信号）

8、播煤增压风机联锁保护

8.1两台播煤增压风机启动允许条件（D2P68）:

a）电气操作回路正常（11BMJJJ、12BMJJJ）

b）无电气事故跳闸信号（11BMJ1XJ、12BMJ1XJ）

c）播煤增压风机无接地信号（11BMJ2XJ、12BMJ2XJ）

d）播煤增压风机出口电动门关闭（1L35DMBJ、1L36DMBJ）

e）一次风机运行（1CFHWJ）

f）总风量大于20%（1FI0401、1FI0402A）；

g）播煤增压风机入口挡扳开度小于5%（1HVI0501A、1HVI0501B）

h）在远控位置（11BMJSA、12BMJSA）

8.2播煤增压风机跳闸条件:

一次风机跳闸（1CFTWJ）（发1秒脉冲信号）

8.3播煤增压风机旁路门联锁（1L37DM）:

a）任一台播煤增压风机运行联锁关旁路门；

b）播煤增压风机全停联锁开旁路门。

8.4播煤增压风机出口电动门联锁条件：

（D3P62）

播煤增压风机开（11BMJZKK、12BMJZKK），相应出口电动门自动打开（1L35DMSZJ、1L36DMSZJ）；播煤增压风机停,相应出口电动门关闭（1L35DMJZJ、1L36DMJZJ）.

1#返料风机启动

9、高压流化风机联锁保护

9.1三台高压流化风机启动允许条件

a）电气操作回路正常（11LFJJJ、12LFJJJ、13LFJJJ）

b）高压流化风机在远控位置（11LFJSA、12LFJSA、13LFJSA）。

9.2高压流化风机联锁启动条件

a）三台高压流化风机中两台必须同时运行，若其中任一台跳闸时

联锁启动备用流化风机

10、锅炉胶带机联锁

10.11#胶带机启动允许条件:

a）电气操作回路正常（11ZDJJJ）

b）#2胶带机运行（12ZDJC）

c）在远控位置（11ZDJSA）

10.21#胶带机强制跳闸条件:

#2胶带机跳闸。

（12ZDJC）

10.32#胶带机启动允许条件:

a）电气操作回路正常（12ZDJJJ）

b）在远控位置（12ZDJSA）

先启2#胶带机再启1#胶带机

11、冷渣机联锁

1#、2#、3#三台冷渣机手动启动条件:

a）手动按下启动按钮

b）冷渣机无运行状态

1#、2#、3#三台冷渣机停止条件

a）手动停止：

手动按下停止按钮且冷渣机在运行状态

b）冷渣机联锁开关投入且冷渣排渣器给水温度（2TI-0326、2TI-0327、2TI-0328）大于90℃同时冷渣机在运行状态

b）冷渣机联锁开关投入且冷却水流量低（2FRQ-0302、2FRQ-0303、2FRQ-0304）同时冷渣机在运行状态

b）冷渣机联锁开关投入且2#给水主调节电动门不在远程同时冷渣机在运行状态

12、电动给水泵联锁保护

12.1两台电动给水泵启动允许条件（D4P80）：

a）电动给水泵两个轴承温度都低于90℃（1#泵TI0803A、B，2#泵TI0803C、D）。

b）电动给水泵两个电机轴承温度低于90℃（1#泵TI0804A、B，2#泵TI0804C、D）。

c）电动给水泵操作回路正常（1#泵11GSBTHWJ、2#12GSBTHWJ）。

d）无电气事故跳闸信号（1#泵11GSBHHJ、2#12GSBHHJ）。

e）一个电动给水泵轴承回油温度低于75℃（1#泵TI0806A、2#泵TI0806B）。

f）电动给水泵推力瓦温度低于90℃（1#泵TE0810A、2#泵TE0810B）。

g）电动给水泵六个定子线圈温度都低于130℃（1#泵TI0807A、B、C、D、E、F，2#TI0807G、H、I、J、K、L）。

h）稀油站出口油压高于0.18MPa（1#泵PI0813A、2#泵PI0813B）。

i）密封水压力高于高压除氧器压0.2Mpa（PT0830>=PI0806+0.2、PT0831>=PI0806+0.2）。

j）电动给水泵出口门关闭（1#泵11Q16DMKJ,12#泵1Q17DMKJ）。

k）出口再循环门打开（1#泵11Q18DMKJ,12#泵1Q19DMKJ）。

l）高压除氧器液位高于200mm（LICA0801）。

m）电动给水泵在远控位置（1#泵11GSB2SA,2#泵12GSB2SA）。

n）密封水温度低于80℃。

12.2电动给水泵联锁启动条件：

（每一信号为4秒的脉冲信号）

a）给水母管压力低于14.0MPa（PI0812）且该泵在自动位。

b）运行给水泵事故跳闸（12GSBTWJ或TRIP信号、11GSBTWJ或TRIP信号）且该泵在自动位。

以上任一条件满足联锁启动电动给水泵。

12.3两台电动给水泵跳闸条件：

（每一信号为4秒的脉冲信号）

a）稀油站出口油压低于0.12MPa（1#泵PI0813A、2#泵PI0813B）；

b）任一电动给水泵轴承温度高于90℃（1#泵TI0803A、B，2#泵TI0803C、D）。

c）任一电动给水泵电机轴承温度高于90℃（1#泵TI0804A、B，2#泵TI0804C、D）。

d）电动给水泵轴承回油温度高于75℃（1#泵TI0806A,2#泵TI0806B）。

e）电动给水泵推力瓦温度高于90℃（1#泵TE0810A,2#泵TE0810B）。

f）电动给水泵六个定子线圈温度6取2后的值高于130℃（1#泵TI0807A到F,2#泵TI0807G到L）。

g）电动给水泵密封水压力低于高压除氧器压力加0.215MPa，并且密封水温度高于80℃（1#泵PT0830

12.4给水泵出口电动门、再循环电动门联锁：

a）1#给水泵跳闸（11GSBTWJ或TRIP信号），联锁关闭其出口电动门

b）2#给水泵跳闸（12GSBTWJ、TRIP信号），联锁关闭其出口电动门.

c）1#给水泵合闸位（11GSBHWJ）且同时1#给水泵电流值1GSBUB小于等于120A强制打开给水泵出口再循环门。

d）1#给水泵跳闸（11GSBTWJ）后发出5秒脉冲信号强制打开给水泵出口再循环门。

e）1#给水泵合闸位（11GSBHWJ）且同时1#给水泵电流值1GSBUB大于等于145A强制关闭给水泵出口再循环门。

13、循环水泵联锁

13.1两台循环凝结水泵启动允许条件（D3P78）：

a）循环水泵电气操作回路正常（1#泵1XHBTHWJ、2#泵2XHBTHWJ）

b）无电气事故跳闸信号（1#泵1XHBHHJ、2#泵2XHBHHJ）

c）循环水泵出口电动门关（1#泵1CDFGJ、2#泵2CDFGJ）

d）在远控位置（1#泵1XHB2SA、2#泵2XHB2SA）

13.2循环水泵联锁启动条件：

a）循环水母管压力低于0.15MPa（PR0903）且该泵在自动位。

b）运行循环水泵事故跳闸（Trip信号）且该泵在自动位。

以上任一条件满足联锁启动循环水泵。

13.3循环水泵出口蝶阀联锁条件：

a）1#循环水泵合闸后强制打开1#循环水泵出口蝶阀,跳闸后关闭1#循环水泵出口蝶阀

b）2#循环水泵合闸后强制打开2#循环水泵出口蝶阀,跳闸后关闭2#循环水泵出口蝶阀

14、中继泵联锁

14.1两台中继泵启动允许条件（D4P79）：

a）中继泵电气操作回路正常（1#泵111ZJBJJ、2#泵112ZJBJJ）。

b）无电气事故跳闸信号（1#泵111ZJB1XJ、2#泵112ZJB1XJ）。

c）中继泵无接地信号（1#泵111ZJB2XJ、2#泵112ZJB2XJ）。

d）中继泵出口电动门关闭（1#泵11Q21DMBJ、2#泵11Q22DMBJ）。

e）低压除氧器水位低二值没来（LS0804LL）。

f）在远控位置（1#泵111ZJBSA、2#泵112ZJBSA）。

14.2两台中继泵联锁启动条件：

（每一信号为4秒的脉冲信号）

a）运行中继泵跳闸（Trip信号）且该泵在自动位。

b）出口母管压力低于1.28MPa（PI0815）且该泵在自动位。

以上任一条件满足联锁启动中继泵。

14.3中继泵出口电动门联锁条件：

（D4P53）

a）1#中继泵启动111ZJBZKK，发3秒的脉冲信号联锁打开出口电动门，泵停止，发3秒的脉冲信号联锁关闭出口电动门。

b）2#中继泵启动112ZJBZKK，发3秒的脉冲信号联锁打开出口电动门，泵停止，发3秒的脉冲信号联锁关闭出口电动门。

15、高压油泵联锁保护

15.1一台高压油泵启动允许条件（D4P84）：

a）高压油泵电气操作回路正常（11GYBJJ）

b）高压油泵无接地信号（11GYB2XJ）

c）无电气事故跳闸信号（11GYB1XJ）

d）在远控位置（11GYBSA）

15.2高压油泵联锁启动条件：

（发3秒的脉冲信号）

a）安全油压低于1.0MPa（1PS1105B）且该泵在自动位。

b）主油泵油压低于1.0MPa（1PS1103A）且该泵在自动位。

以上任一条件满足联锁启动高压油泵。

16、射水泵联锁

16.1两台射水泵启动允许条件（D4P85）：

a）射水泵电气操作回路正常（1#泵112SBJJ、2#泵111SBJJ）

b）射水泵无接地信号（1#泵112SB2XJ、2#泵111SB2XJ）

c）无电气事故跳闸信号；（1#泵112SB1XJ、2#泵111SB1XJ）

d）射水泵在远控位置。

（1#泵112