中蓝裕兴化工锅炉自控优化二基于和利时MACSV系统组态汇总.docx

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中蓝裕兴化工锅炉自控优化二基于和利时MACSV系统组态汇总

中蓝裕兴

锅炉自控

优化方案

（二）

公用工程车间

锅炉工段

赵文涛【编】

前言

本优化方案是之前燃烧系统优化方案的延续，根据近几年锅炉运行中出过的几次停产事故，依据本人四年来的工作经验，对锅炉上水泵、压缩空气、低压、除氧器等锅炉辅机单元提出合理的DCS整改优化建议，纠正如逻辑不合理、程序有误或控制策略不恰当等错误，提出可行性较高的控制方案。

望相关部门领导参考并采纳。

编者水平有限，不足之处敬请批评指正！

【注】

本优化方案主要以DCS图形化编程为主，只对部分功能块做了说明，详细内容可参考和利时MACSV系统功能块说明书和速查手册，笔者文字说明尽量简明扼要。

因为笔者只是中蓝裕兴的一名基层操作工，不具备工程师权限，不可随意使用单位的工业电脑写程序，故本文的图形编程用的MicrosoftVisio2010画的，可能略显粗糙，望读者见谅。

《一》事故分析

新厂锅炉投产运行快四年了，期间发生过几次较为严重的停产事故，以下笔者就其中比较典型的几个案例进行事故分析，并从DCS的层面提出整改方案。

【一】空压机跳闸导致锅炉气动阀失效

压缩空气所造成的停车事故不是一次两次了，自运行之初就有过。

锅炉上水、布袋除尘、除氧器等许多阀门为气动阀，一旦压缩空气丢失，将直接影响锅炉运行，压缩空气丢失仅数分钟，就可造成锅炉紧急停车，后果极其严重。

原因主要有以下几点：

（1）锅炉空压机联锁保护失效。

（2）空压站职工岗位职责、安全意识薄弱。

（3）锅炉DCS系统无压缩空气报警

（4）相关领导对屡次发生的事故没有做到足够的重视。

解决方法为：

（1）锅炉空压机联锁保护设置维护，应该是PLC设置有问题。

（2）对空压站职工进行岗位职责与安全的培训。

（3）锅炉DCS系统加入压缩空气报警模块。

【二】上水泵故障导致锅炉严重缺水停产

锅炉上水是锅炉的生命线，是锅炉运行中最为重要的设备。

一旦上水发生问题，轻则锅炉停产，严重的会发生锅炉变形、坍塌等危及操作运行人员生命安全的重大事故。

因为上水泵的问题造成锅炉停炉也有过几次，但整改不够彻底，需要引起公司相关领导的足够重视。

锅炉上水事故的原因主要有以下几点：

（1）备用水泵检修与维护工作做得不好。

事故发生后，曾经出现过多台备用泵无法使用的情况。

（2）上水泵无DCS联锁保护设置。

锅炉DCS上水泵联锁保护的程序，笔者看过，可以毫不客气的说——一塌糊涂！

厂家有应付事的嫌疑。

所写的逻辑完全不符合现场的设备情况！

（3）水泵进出水阀门设计不合理。

现为手动阀，阀杆较长，上水事故发生后需要到现场倒换备用水泵，且用时较长，而锅炉缺水数分钟就必须紧急停炉了，所以此处阀门应该是可远程控制的电动阀才对。

解决方法为：

（1）加强备用水泵的检修与维护工作，真正做到开一备四！

（2）对锅炉上水泵DCS联锁保护程序进行整改。

（3）水泵进出口阀门、水压调节阀门手动改电动。

【三】低压蒸汽带水

化工生产对蒸汽有着严格的要求。

除了蒸汽压力、温度这样的一般指标外，还有蒸汽品质指标。

而蒸汽品质指标恶化主要分为：

蒸汽带水和蒸汽溶解杂质。

蒸汽溶解杂质和脱盐水有关，而蒸汽带水和锅炉减温水控制有关。

蒸汽带水必将影响主装置产品质量，生产车间也曾多次反映蒸汽带水的问题。

其解决办法也和简单，优化减温水控制系统，并寻找符合钛白整条生产线工艺的合理蒸汽指标。

【四】其他事故（暂略）

《二》压缩空气报警

【说明】

三台锅炉的压缩空气取值来自布袋除尘的压缩空气压力变送器信号，该信号在锅炉配电室有对应数字显示仪表，所以只需要数米的数据传输线就可接入锅炉主控室。

仪表单位为MPa

图1-1压缩空气三选一算法

《三》上水泵逻辑原理说明与工程组态

【一】原理说明

锅炉水泵房水泵现场情况如下：

（1）所有水泵都可远程启停。

（2）所有水泵的进水阀、出水阀、回水调压阀，均为手动阀。

这样远程启停水泵变得一点意义没有了，总不能开泵不开阀吧。

（3）1#水泵，工频与变频双调节，可自动调水压。

（4）2#、3#、4#为1万伏高压水泵，无法自动调节水压，且相互独立，不可互相手动调水压。

（5）5#汽动上水泵，从没用过，因为蒸汽带水等技术原因。

（6）6#小水泵，308V小电机，上水量有限，但其回水阀与给水母管相连，且阀门灵敏，所以可以调节母管水压（或任意水泵水压）。

综上所述，制定以下控制方案：

（1）1#水泵，完全独立，用变频自调水压，不与其他水泵连锁保护。

（2）2#水泵，进水阀、出水阀、回水调压阀全部改为电动阀，加入DCS集控，仅作开环控制即可，作为主备用泵。

（3）3#、4#水泵作为平时主要的上水泵，开一备一，暂不进行阀门改造（节约开支）。

（4）5#水泵，待日后工艺成熟后再考虑。

（5）6#水泵，回水阀改为电动调节阀，加入DCS集控，做成闭环控制，设置PID，作为给水母管压力的调节阀。

（6）2#水泵加入SCS系统，与3#、4#水泵连锁，实现水泵故障保护。

（7）改造的电动阀最好是带智能调节器的那种·

【二】逻辑组态

以下分两部分说明组态方案。

【1】1#水泵工作时DCS组态

图2-11#水泵变频调水压

图2-21#水泵变频手自动切换报警

图2-31#水泵PV幅值

*1#上水泵DCS其他部分基本正确，无需修改。

【2】其余水泵DCS组态

（1）给水水压低逻辑

图2-4给水压力低逻辑

（2）给水水压高逻辑

图2-5给水压力高

*根据日常运行经验，一般不会发生水压高的情况。

（3）6#水泵回水阀水压控制逻辑

图2-66#水泵回水调压

图2-76#水泵回水阀手自动切换报警

图2-86#水泵回水阀PV幅值

（4）2#水泵启动逻辑

图2-92#水泵开逻辑

（5）延时开逻辑

图2-10延时开

（6）2#水泵停止逻辑

图2-112#水泵关逻辑

（7）延时关逻辑

图2-12延时关

（8）水泵开许可逻辑

【说明】

开许可逻辑

（1）2#泵线圈温度低于80度

（2）2#泵进口阀门状态为开（SE=1）

（3）2#泵出口阀门状态为开（SE=1）

（4）此逻辑未考虑1#水泵状态和串水报警、设备故障等因素，还需优化。

图2-132#水泵开许可

（9）2#水泵SCS

【说明】

（1）2#水泵为SCS保护水泵，具有自动启停功能。

（2）2#水泵启动逻辑：

满足开许可条件后，先开启进出口阀门，延时60秒后水泵启动，防止憋压。

（3）2#水泵停止逻辑：

满足停止条件后，先停水泵，延时60秒后进出口阀门关闭，防止憋压。

（4）图中，L4：

开许可条件、L6：

自动开命令、L7自动关命令。

SD：

集控，BOOL型，初始为FALSE,0为远程DCS，1为就地手动。

图2-142#上水泵SCS

（10）2#水泵回水调压阀逻辑

图2-152#泵回水PID

（11）2#水泵进水阀SCS

（12）2#水泵出水阀SCS

【注】

以上就是水压调节与水泵联锁保护的DCS组态了。

同类设备组态类似，笔者不再详述了。

方案依旧有优化空间。

《四》低压蒸汽带水优化

此部分也比较简单，现只展示饱和蒸汽算法模块，其余略。

【注】依据蒸汽压力计算对应的饱和气温，只要低压气温高于该算值，那低压蒸汽可保证蒸汽带水量在工艺指标内。

图3-1低压饱和气温算法

《五》除氧器优化

这里只展示下除氧器液位修正，其余可通过PID参数调节来优化。

【注】此处仅以2#除氧器为例，其余类似。

图4-1除氧液位修正

《六》后记

以上就是压缩空气、上水泵等设备的图形化组态与原理说明。

案依旧有许多不足之处，还请见谅！

在此向特别向公用工程车间各位领导对锅炉工段各项工作的支持表示感谢，对厂DCS部门相关同事对锅炉自控工作所做的努力表示敬意！

公用工程车间

锅炉工段

赵文涛

2013年6月5日