1.概述
錦西石化熱電公司現(xiàn)有220T/H循環(huán)流化床鍋爐3臺，25MW抽汽發(fā)電機組2臺，系統(tǒng)采用母管制方式。產(chǎn)生的蒸汽用于外部生產(chǎn)用汽、城市供暖和發(fā)電。
DCS系統(tǒng)采用ABB公司的symphony 5.0控制軟件，組態(tài)軟件為ConductorNT4.0,配有6臺操作員站和一臺工程師站，通過環(huán)形網(wǎng)連接。
采用的優(yōu)化控制軟件為廈大海通自控有限公司XD-APC海通先進控制軟件。此軟件為加掛在DCS系統(tǒng)之上的上位軟件，采用OPC通訊方式，軟件本身并不直接與現(xiàn)場硬件設備發(fā)生聯(lián)系，是在DCS系統(tǒng)上安裝OPC服務器，海通XD-APC軟件通過OPC客戶服務模塊與DCS網(wǎng)絡通訊。
海通XD-APC是一套用于實現(xiàn)工業(yè)過程先進控制、在線優(yōu)化及仿真培訓的平臺軟件，具有功能強大的模型庫和算法庫，可通過圖形組態(tài)實現(xiàn)工業(yè)過程的先進控制、在線優(yōu)化、在線決策、軟儀表和故障診斷等項技術。軟件同時具備仿真功能，通過圖形組態(tài)和模型組態(tài)便可組成各種仿真系統(tǒng)。軟件還具有多種在線通訊方式，可同時連接多臺工業(yè)數(shù)據(jù)終端，同時采用不同的通訊方法獲取工業(yè)數(shù)據(jù)，進行集成處理。
海通XD-APC軟件集成了廈大海通自控優(yōu)先公司自主開發(fā)的先進控制器－無辨識自適應預估控制器IFAP和基于因素空間的故障診斷算法。海通先進控制器的最大特點是穩(wěn)定性好，并具有在線自適應、自整定和預估校正的功能，可以實現(xiàn)象循環(huán)流化床這樣工況多變，影響因素復雜并具有大滯后特性的過程的自動控制。同時，由于控制器參數(shù)實現(xiàn)了在線實時自整定，無需人工設定，使先進控制系統(tǒng)的后期維護相應簡單，也使先進控制系統(tǒng)可以長期運行。

2.前期準備
錦西石化熱電公司鍋爐系統(tǒng)除了循環(huán)流化床鍋爐所特有的大滯后，煤質(zhì)多變，燃燒過程非線性特性等控制難點外，另具有下述特點:摻燒瓦斯，且瓦斯量由煉油生產(chǎn)工藝決定，不定時，不定量,增加了過程的不確定性;三臺爐子共用一個母管，筆耕文化傳播，互相之間有干擾;以供汽為主，且供汽量主要由外部用量決定，同樣增加了過程的不確定性。

2.1通訊方案的確定
海通XD-APC軟件為加掛在DCS系統(tǒng)上的上位軟件，軟件本身并不直接與現(xiàn)場硬件設備發(fā)生任何聯(lián)系，而是通過DCS系統(tǒng)輸入輸出數(shù)據(jù)。因此首先需解決海通XD-APC軟件與ABB DCS系統(tǒng)的數(shù)據(jù)通訊問題。
經(jīng)過考察和論證后，決定采用OPC通訊方式，即在DCS系統(tǒng)上安裝OPC服務器軟件，海通XD-APC軟件通過OPC客戶服務模塊與DCS通訊,網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)見圖2.1。實時運行時啟動OPC服務進程，海通XD-APC軟件通過自帶的OPC客戶模塊與DCS網(wǎng)絡上的OPC服務器相連，通過OPC服務器讀取最新的實時測量數(shù)據(jù)，并將輸出數(shù)據(jù)送給OPC服務器，再由OPC服務器將數(shù)據(jù)實時地寫入DCS上相應的I/O點。
采用OPC通訊方式最大優(yōu)點是安全可靠，不需要修改DCS系統(tǒng)的原有組態(tài)方案，可以實現(xiàn)先進控制系統(tǒng)的“外掛”，不會因為先進控制系統(tǒng)的實施影響原有的DCS功能。同時OPC服務也可為管理系統(tǒng)提供數(shù)據(jù)通訊接口。
2.2制定主要控制目標及控制方案
主要控制目標有以下幾個方面：
實現(xiàn)引風機自動調(diào)節(jié)。該控制的目標是通過引風機的自動調(diào)整控制爐膛負壓。要求在負荷變化過程中，爐膛負壓保持在-50～+50Pa之間。
實現(xiàn)主蒸汽溫度的自動控制。目標是通過調(diào)整前、后減溫水控制主蒸汽溫度，要求主蒸汽溫度控制在535℃～545℃。
實現(xiàn)主蒸汽壓力的自動調(diào)節(jié)。在外界負荷變化和煤質(zhì)變化等干擾因素的影響下，維持主汽壓力的平穩(wěn)，平均誤差控制在0.1MPa，實時誤差控制在0.3MPa。
實現(xiàn)燃燒過程一次風量、二次風量的自動控制，目標是自動調(diào)節(jié)燃燒過程所需的風量，維持煙氣含氧量在合適的范圍，并確保燃燒及負荷控制的需求。
具有故障診斷和自動切換功能，當鍋爐系統(tǒng)出現(xiàn)主要儀表和設備故障時能自動切換到DCS手動狀態(tài)，切換要求為無擾動切換。
具有3臺鍋爐獨立控制和聯(lián)調(diào)功能，可根據(jù)設備情況靈活設定控制方式，可分別實現(xiàn)部分控制和全體控制。
根據(jù)現(xiàn)場的情況，為安全起見，優(yōu)化系統(tǒng)分別設計每臺爐子的獨立控制系統(tǒng)；每套獨立控制系統(tǒng)包括爐膛負壓-引風控制、主蒸汽溫度控制、燃燒控制(包括主蒸汽壓力控制、一次風、二次風控制)和床壓控制系統(tǒng)。各控制系統(tǒng)相對獨立，又相互聯(lián)系�？蓡为毻哆\和切換，投入自動時又相互協(xié)調(diào)相互影響。三臺鍋爐可協(xié)調(diào)控制，以優(yōu)化現(xiàn)場操作條件，提高效益。   

 

本文編號：6643