一种采用分散控制系统实现的水泥余热发电自启停系统论文和设计-杨宏宜

全文摘要

本实用新型属于水泥余热回收利用技术领域，公开了一种采用分散控制系统实现的水泥余热发电自启停系统。本实用新型包括锅炉水处理系统、循环冷却水系统、汽机凝结水系统、除氧给水系统、余热锅炉汽包上水控制、炉水磷酸盐加药控制、余热锅炉输灰系统、汽机油系统、余热锅炉烟风系统、汽机暖管控制、汽机抽真空系统、汽机冲转系统以及发电机并网系统共13个控制系统单元，各控制系统单元或包括多个子控制单元或为独立控制单元，各子控制单元包括若干控制子组，各控制子组通过对其内部控制断点或控制对象的调用实现控制目标。本实用新型是水泥余热发电生产智能化发展进程中重要的技术突破，实现水泥余热发电生产从传统工业过程控制技术向工业智能化、数字化技术转变。

主设计要求

1.一种采用分散控制系统实现的水泥余热发电自启停系统，其特征在于，包括锅炉水处理系统、循环冷却水系统、汽机凝结水系统、除氧给水系统、余热锅炉汽包上水控制、炉水磷酸盐加药控制、余热锅炉输灰系统、汽机油系统、余热锅炉烟风系统、汽机暖管控制、汽机抽真空系统、汽机冲转系统以及发电机并网系统共13个控制系统单元，各控制系统单元包括多个子控制单元或为独立的控制系统单元，各子控制单元及独立的控制系统单元包括若干控制子组，各控制子组通过对其内部的控制断点或控制对象的调用实现其控制目标，所述自启停系统在启动时根据预设参数依次按锅炉水处理系统、循环冷却水系统、汽机凝结水系统、除氧给水系统、余热锅炉汽包上水控制、炉水磷酸盐加药控制、余热锅炉输灰系统、汽机油系统、余热锅炉烟风系统、汽机暖管控制、汽机抽真空系统、汽机冲转系统以及发电机并网系统的顺序自动启动相应设备，直至完成机组的并网发电，所述自启停系统在停机时根据预设参数按启动顺序的逆序对各控制系统单元执行停机，所述各个控制断点与设备的控制均基于分散控制系统完成。

设计方案

2.根据权利要求1所述的一种采用分散控制系统实现的水泥余热发电自启停系统，其特征在于，所述锅炉水处理系统包括一级反渗透制水自动控制、二级反渗透制水自动控制、多介质过滤器反洗自动控制、活性炭过滤器反洗自动控制共4个子控制单元，所述循环冷却水系统包括循环水池水位自动控制、循环水泵泵阀组自动控制、循环水比电导率自动控制、排汽室真空自动控制共4个子控制单元，所述汽机凝结水系统包括凝结水泵泵阀组自动控制、热井水位自动控制、除盐水箱水位自动控制、疏水箱水位自动控制共4个子控制单元，所述除氧给水系统包括给水泵泵阀组自动控制、除氧器水位自动控制、给水母管pH自动控制、给水母管压力自动控制共4个子控制单元，所述余热锅炉汽包上水控制包括窑头锅炉高过\/低过集箱出口压力自动控制、窑头锅炉高压\/低压汽包水位自动控制、窑头锅炉高压\/低压汽包炉水比电导率自动控制、窑尾锅炉过热器集箱出口压力自动控制、窑尾锅炉汽包水位自动控制、窑尾锅炉汽包炉水比电导率自动控制共9个子控制单元，所述炉水磷酸盐加药控制为独立的独立控制单元，所述余热锅炉输灰系统包括窑头锅炉输灰系统自动控制、窑尾锅炉输灰系统自动控制共2个子控制单元，所述汽机油系统包括汽机主油泵出口油压自动控制、润滑油压自动控制、盘车电机自动控制共3个子控制单元，所述余热锅炉烟风系统包括窑头锅炉烟风系统自动控制、窑尾锅炉烟风系统自动控制共2个子控制单元，所述汽机暖管控制包括窑头锅炉主蒸汽升温升压自动控制、窑头锅炉补汽升温升压自动控制、窑尾锅炉主蒸汽升温升压自动控制、汽机主蒸汽升温升压系统自动控制、汽机补汽升温升压系统自动控制共5个子控制单元，所述汽机抽真空系统包括射水泵泵组自动控制、射水箱水位自动控制、射水箱温度自动控制、均压箱主汽压力自动控制、均压箱主汽温度自动控制、均压箱汽封压力自动控制、凝汽器真空自动控制共7个子控制单元，所述汽机冲转系统包括排汽室温度自动控制、汽机挂闸自动控制、汽轮机跳闸保护系统汽机冲转时自动控制、汽轮机数字电液调节系统汽机冲转时自动控制共4个子控制单元，所述发电机并网系统包括励磁系统自动控制、同期装置自动控制、汽轮机跳闸保护系统发电机并网系统时自动控制、汽轮机数字电液调节系统发电机并网系统时自动控制共4个子控制单元。

3.根据权利要求1或2所述的一种采用分散控制系统实现的水泥余热发电自启停系统，其特征在于，各子控制单元及独立的控制系统单元包括相应的现场设备系统和现场仪表系统，所述现场设备统由现场设备及其配套的电控系统或独立的控制系统构成，现场设备系统接收并执行控制断点发来的指令以及将工作状态反馈给控制断点，现场仪表系统由单个独立的测量元件或若干仪表组合而成的相对独立又相互联系的多功能仪表装置或数据采集系统构成，现场仪表系统采集现场生产数据并将数据实时更新到控制断点。

4.根据权利要求3所述的一种采用分散控制系统实现的水泥余热发电自启停系统，其特征在于，分散控制系统包括数据采集与处理系统、模拟量控制系统、顺序控制系统、汽轮机紧急跳闸系统、汽轮机数字式电液控制系统。

设计说明书

技术领域

本实用新型属于水泥余热回收利用技术领域，具体而言涉及一种采用分散控制系统实现的水泥余热发电自启停系统，主要应用于水泥余热发电的自动启动与自动停止控制（AWHRS技术），满足水泥余热发电的日常运维需求。

背景技术

2015年5月，我国发布了《中国制造2025》，强调基于信息物理系统的智能装备、智能工厂等智能制造正在引领制造方式变革，加快推动新一代技术信息与制造业深度融合，把智能制造作为主攻方向，到2025年，制造业重点领域全面实现智能化。目前，我国水泥余热发电正处于由传统过程自动化技术向全厂智能化技术方向转变的过渡阶段，水泥余热发电智能化升级转型历程仍然面临很多技术瓶颈和挑战，特别是电站过程自动化技术问题以及在电站智能化技术建设过程中引导出新的生产管理模式的变革。电站过程自动化技术水平与生产过程协同管理水平的提高，在水泥余热发电智能化建设中还有更广阔的发展空间。

发明内容

本实用新型的目的是为有效提高水泥余热发电过程自动化技术水平和生产过程管理中的人机协同问题，实现了水泥余热发电的自启停技术（AWHRS技术），提供一种采用分散控制系统实现的水泥余热发电自启停系统。

具体而言，本实用新型采用的技术方案如下：包括锅炉水处理系统、循环冷却水系统、汽机凝结水系统、除氧给水系统、余热锅炉汽包上水控制、炉水磷酸盐加药控制、余热锅炉输灰系统、汽机油系统、余热锅炉烟风系统、汽机暖管控制、汽机抽真空系统、汽机冲转系统以及发电机并网系统共13个控制系统单元，各控制系统单元包括多个子控制单元或为独立的控制系统单元，各子控制单元及独立的控制系统单元包括若干控制子组，各控制子组通过对其内部的控制断点或控制对象的调用实现其控制目标，所述自启停系统在启动时根据预设参数依次按锅炉水处理系统、循环冷却水系统、汽机凝结水系统、除氧给水系统、余热锅炉汽包上水控制、炉水磷酸盐加药控制、余热锅炉输灰系统、汽机油系统、余热锅炉烟风系统、汽机暖管控制、汽机抽真空系统、汽机冲转系统以及发电机并网系统的顺序自动启动相应设备，直至完成机组的并网发电，所述自启停系统在停机时根据预设参数按启动顺序的逆序对各控制系统单元执行停机，所述各个控制断点与设备的控制均基于分散控制系统完成。

进一步而言，所述锅炉水处理系统包括一级反渗透制水自动控制、二级反渗透制水自动控制、多介质过滤器反洗自动控制、活性炭过滤器反洗自动控制共4个子控制单元，所述循环冷却水系统包括循环水池水位自动控制、循环水泵泵阀组自动控制、循环水比电导率自动控制、排汽室真空自动控制共4个子控制单元，所述汽机凝结水系统包括凝结水泵泵阀组自动控制、热井水位自动控制、除盐水箱水位自动控制、疏水箱水位自动控制共4个子控制单元，所述除氧给水系统包括给水泵泵阀组自动控制、除氧器水位自动控制、给水母管pH自动控制、给水母管压力自动控制共4个子控制单元，所述余热锅炉汽包上水控制包括窑头锅炉高过\/低过集箱出口压力自动控制、窑头锅炉高压\/低压汽包水位自动控制、窑头锅炉高压\/低压汽包炉水比电导率自动控制、窑尾锅炉过热器集箱出口压力自动控制、窑尾锅炉汽包水位自动控制、窑尾锅炉汽包炉水比电导率自动控制共9个子控制单元，所述炉水磷酸盐加药控制为独立控制单元，所述余热锅炉输灰系统包括窑头锅炉输灰系统自动控制、窑尾锅炉输灰系统自动控制共2个子控制单元，所述汽机油系统包括汽机主油泵出口油压自动控制、润滑油压自动控制、盘车电机自动控制共3个子控制单元，所述余热锅炉烟风系统包括窑头锅炉烟风系统自动控制、窑尾锅炉烟风系统自动控制共2个子控制单元，所述汽机暖管控制包括窑头锅炉主蒸汽升温升压自动控制、窑头锅炉补汽升温升压自动控制、窑尾锅炉主蒸汽升温升压自动控制、汽机主蒸汽升温升压系统自动控制、汽机补汽升温升压系统自动控制共5个子控制单元，所述汽机抽真空系统包括射水泵泵组自动控制、射水箱水位自动控制、射水箱温度自动控制、均压箱主汽压力自动控制、均压箱主汽温度自动控制、均压箱汽封压力自动控制、凝汽器真空自动控制共7个子控制单元，所述汽机冲转系统包括排汽室温度自动控制、汽机挂闸自动控制、汽轮机跳闸保护系统汽机冲转时自动控制、汽轮机数字电液调节系统汽机冲转时自动控制共4个子控制单元，所述发电机并网系统包括励磁系统自动控制、同期装置自动控制、汽轮机跳闸保护系统发电机并网系统时自动控制、汽轮机数字电液调节系统发电机并网系统时自动控制共4个子控制单元。

进一步而言，各子控制单元及独立的控制系统单元包括相应的现场设备系统和现场仪表系统，所述现场设备统由现场设备及其配套的电控系统或独立的控制系统构成，现场设备系统接收并执行控制断点发来的指令以及将工作状态反馈给控制断点，现场仪表系统由单个独立的测量元件或若干仪表组合而成的相对独立又相互联系的多功能仪表装置或数据采集系统构成，现场仪表系统采集现场生产数据并将数据实时更新到控制断点。

进一步而言，分散控制系统包括数据采集与处理系统、模拟量控制系统、顺序控制系统、汽轮机紧急跳闸系统、汽轮机数字式电液控制系统。

本实用新型的有益效果是：本实用新型针对上述水泥余热发电智能化建设中的过程自动化技术问题，实现了水泥余热发电全厂设备的自动启动和停止功能，能有效提高水泥余热发电过程自动化技术水平和生产过程管理中的人机协同管理水平，具有机组启停安全可靠、运维人员少、过程控制标准化、人机协同管理、经济效益显著等特点，同时也具有极高的社会效益。

附图说明

图1是本实用新型各控制层级的示意图。

具体实施方式

以下结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明。

本实施例公开了一种应用于水泥余热发电的自启停技术（AWHRS技术），实现了一种水泥余热发电全厂设备的自动启动和停止的自启停系统。为实现这一功能，自启停系统在控制层级上设计了三层断点，从而将水泥余热发电工艺流程从物理结构上剥离开来构成一个个相对独立的断点，每个断点均为实现某个控制目标而存在。其中，较高层级的断点为13个控制系统单元，较低层级的断点为各子控制单元，最低层级的断点是控制子组内部的控制断点或控制对象。这些断点看似“独立”，但是在控制中却是相互联系相互作用的。

具体而言，该系统包括锅炉水处理系统、循环冷却水系统、汽机凝结水系统、除氧给水系统、余热锅炉汽包上水控制、炉水磷酸盐加药控制、余热锅炉输灰系统、汽机油系统、余热锅炉烟风系统、汽机暖管控制、汽机抽真空系统、汽机冲转系统以及发电机并网系统共13个控制系统单元。各控制系统单元包括多个子控制单元或为独立控制单元，各子控制单元及独立的控制系统单元包括若干控制子组，各控制子组通过对其内部的控制断点或控制对象的调用实现其控制目标。

各子控制单元及独立控制单元包括相应的现场设备系统和现场仪表系统，所述现场设备统由现场设备及其配套的电控系统或独立的控制系统构成，现场设备系统接收并执行控制断点发来的指令以及将工作状态反馈给控制断点，现场仪表系统由单个独立的测量元件或若干仪表组合而成的相对独立又相互联系的多功能仪表装置或数据采集系统构成，现场仪表系统采集现场生产数据并将数据实时更新到控制断点。

各个控制断点与设备的控制均基于分散控制系统完成，分散控制系统包括数据采集与处理系统(DAS)、模拟量控制系统(MCS)、顺序控制系统(SCS)、汽轮机跳闸保护系统(ETS)、汽轮机数字电液调节系统(DEH)等，主要实现余热锅炉系统、汽机与公用系统、电气系统以及锅炉水处理系统的集中监视、分散控制。分散控制系统的集成开发环境（包括上位机开发和下位机开发）使得实现水泥余热发电AWHRS技术成为可能，可用于二次开发的语言有：文本语言、梯形图、功能块、顺控块等。分散控制系统的网络规划特征为数据通信采用冗余高速数据总线，总线上挂有I\/O柜、工程师站和操作员站。

分散控制系统的机柜规划特征为：

（1）锅炉水处理系统设有1面I\/O柜（为主控制柜），柜内设有1对控制器和若干I\/O模件；

（2）余热锅炉汽包上水控制、炉水磷酸盐加药控制、余热锅炉输灰系统、余热锅炉烟风系统、汽机暖管控制（余热锅炉部分）设有2面I\/O柜，其中1面为窑头锅炉主控制柜（柜内设有1对控制器和若干I\/O模件），另1面为窑尾锅炉远程I\/O柜，柜内设有若干I\/O模件。

（3）循环冷却水系统、汽机凝结水系统、除氧给水系统、汽机油系统、汽机暖管控制、汽机抽真空系统、汽机冲转系统以及发电机并网系统设有3面I\/O柜，其中1面为汽机主控制柜（柜内设有1对控制器和若干I\/O模件），另外2面为I\/O柜，柜内设有若干I\/O模件。

（4）I\/O模件包括：模拟量输出模块、模拟量输入模块、热电阻输入模块、热电偶输入模块、开关量输出模块与开关量输入模块等。

AWHRS技术启用前的准备工作：水泥余热发电全厂各个断点内的设备巡检结束后，巡检结果都处于“健康”状态下才可以使用AWHRS技术。在使用AWHRS技术之前操作员需要投入“AWHRS”功能并切除“安全锁”。“安全锁”可规避运维人员的误操作以确保机组和人身安全，当机组完成启机任务、停机任务或机组处于检修期间时，较高层级的控制系统单元已失去作用，此时可以启用“安全锁”功能来禁用相关断点的手动操作功能，但未启用“安全锁”功能的控制系统单元仍然可以独立运行，操作员可以任意启用或禁用这些控制系统单元，确保机组更加安全可靠。

准备工作就绪后，在接收到电站值长或站长指令后，可以开始自动启动或停止的操作，在自启停系统的控制下，机组会按预先设置的参数依次自动启动或停止相应的控制系统单元。在机组启停过程中操作员随时可以查阅机组的设备运行信息，以便实时掌握机组运行状态以及设备工作情况。在紧急情况下，操作员可以随时进行以下操作：暂停、跳步、继续与复位等，均不会影响机组安全，必要时可以将机组切换到“手动控制”，之后机组将会一直保持当前的运行状态，直至操作员手动完成后续的操作，在整个切换过程中AWHRS技术都将做到无扰切换，确保机组始终处于安全状态。同时，凭借基于AWHRS技术的电站过程管理技术更加标准化这一点，操作员在接手机组后续操作时将会显得更加得心应手，不会产生手忙脚乱、无所适从的感觉，从而不会背负很大的心理压力，最终实现人机协同管理。

基于AWHRS技术的启机过程：在机组启机过程中，AWHRS技术会根据预设参数依次按锅炉水处理系统、循环冷却水系统、汽机凝结水系统、除氧给水系统、余热锅炉汽包上水、炉水磷酸盐加药、余热锅炉输灰系统、汽机油系统、余热锅炉烟风系统、暖管、汽机抽真空系统、汽机冲转以及发电机并网系统顺序启动相应设备，直至完成机组并网发电，当完成启机任务后，会提示用户 “启机结束”等信息，同时系统会自动将“AWHRS”控制权限释放，已释放的控制权限将会转移到较低层级的子控制单元或为独立控制单元中，由较低层级的子控制单元或为独立控制单元继续执行自己的控制目标，最终使得机组运行在最佳状态。

基于AWHRS技术的停机过程：机组停机过程与启机过程相似，同样会根据预设参数逆序执行各较高层级的控制系统单元，停机方式分为两种：一种为通用停机，另一种是事故停机。其中，通用停机：AWHRS技术在接收到停机指令后将机组负荷逐渐减到正常停机范围内，再依次逆序调用各较高层级的控制系统单元，直至所有设备、阀门阀位处于安全合理的位置，确保机组安全平稳的停下来；事故停机：AWHRS技术在接收到ETS（汽轮机跳闸保护系统）停机指令、DEH（汽轮机数字电液调节系统）停机指令以及操作台手动停机指令后，立即触发发电机主保护动作等，确保机组安全平稳的停下来。

较低层级的子控制单元具体如下：锅炉水处理系统由一级反渗透制水自动控制、二级反渗透制水自动控制、多介质过滤器反洗自动控制、活性炭过滤器反洗自动控制构成。其控制逻辑特征为：一级反渗透制水自动启动\/停止、二级反渗透制水自动启动\/停止、多介质过滤器反洗自动启动\/停止、活性炭过滤器反洗自动启动\/停止等8个控制子组。其中每个控制子组依次启用其内部的控制断点或控制对象，实现一个较小的控制目标，如：制水、反洗等。当启用锅炉水处理系统时较高层级的调度指令依次顺序调用各个较低层级的子控制单元，最终制出适合机组用水的合格水质；当停用锅炉水处理系统时较高层级的调度指令依次逆序调用各个较低层级的子控制单元，直至所有电机设备停运、阀门阀位处于安全合理的位置，并退出所有自动。该阶段投入自动的有：

（1）一级反渗透制水自动控制；

（2）二级反渗透制水自动控制；

（3）多介质过滤器反洗自动控制；

（4）活性炭过滤器反洗自动控制；

（5）板式加热器出口温度自动控制；

（6）二级反渗透入口PH自动控制；

（7）原水箱水位自动控制等。

循环冷却水系统由循环水池水位自动控制、循环水泵泵阀组自动控制、循环水比电导率自动控制、排汽室真空自动控制构成。其控制逻辑特征为：循环水池水位自动投入\/切除、循环水泵泵阀组自动启动\/停止、循环水比电导率自动投入\/切除、排汽室真空自动投入\/切除等8个控制子组。其中每个控制子组依次启用其内部的控制断点或控制对象，实现一个较小的控制目标，如：循环水池水位自动控制、排汽室真空自动控制等。当启用循环冷却水系统时较高层级的调度指令依次顺序调用各个较低层级的子控制单元，最终实现循环水池水位与排汽室真空在目标范围内；当停用循环冷却水系统时较高层级的调度指令依次逆序调用各个较低层级的子控制单元，直至所有电机设备停运、阀门阀位处于安全合理的位置，该系统退出所有自动。该阶段投入自动的有：

（1）循环水泵泵阀组自动控制；

（2）循环水池水位自动控制；

（3）循环水比电导率自动控制；

（4）排汽室真空自动控制；

（5）凝汽器进口水温自动控制等。

汽机凝结水系统由凝结水泵泵阀组自动控制、热井水位自动控制、除盐水箱水位自动控制、疏水箱水位自动控制构成。其控制逻辑特征为：凝结水泵泵阀组自动启动\/停止、热井水位自动投入\/切除、除盐水箱水位自动投入\/切除、疏水箱水位自动投入\/切除等8个控制子组，其中每个控制子组依次启用其内部的控制断点或控制对象，实现一个较小的控制目标，如：热井水位自动控制、除盐水箱水位自动控制、疏水箱水位自动控制等。当启用汽机凝结水系统时较高层级的调度指令依次顺序调用各个较低层级的子控制单元，最终建立汽机系统水循环；当停用汽机凝结水系统时较高层级的调度指令依次逆序调用各个较低层级的子控制单元，直至所有电机设备停运、阀门阀位处于安全合理的位置，该系统退出所有自动。该阶段投入自动的有：

（1）热井水位自动控制；

（2）除盐水箱水位自动控制；

（3）疏水箱水位自动控制；

（4）凝结水泵自动控制；

（5）除盐水泵自动控制；

（6）疏水泵自动控制等。

除氧给水系统由给水泵泵阀组自动控制、除氧器水位自动控制、给水母管pH自动控制、给水母管压力自动控制构成。其控制逻辑特征为：给水泵泵阀组自动启动\/停止、除氧器水位自动投入\/切除、给水母管pH自动投入\/切除、给水母管压力自动投入\/切除等8个控制子组元，其中每个控制子组依次启用其内部的控制断点或控制对象，实现一个较小的控制目标，如：除氧器水位自动控制、给水母管pH自动控制、给水母管压力自动控制等。当启用除氧给水系统时较高层级的调度指令依次顺序调用各个较低层级的子控制单元，最终实现符合余热锅炉汽包用水的需求；当停用除氧给水系统时较高层级的调度指令依次逆序调用各个较低层级的子控制单元，直至所有电机设备停运、阀门阀位处于安全合理的位置，该系统退出所有自动。该阶段投入自动的有：

（1）除氧器水位自动控制；

（2）给水母管pH；

（3）给水母管压力自动控制；

（4）给水泵自动控制；

（5）除氧器补水电动门自动控制；

（6）水环真空泵自动控制；

（7）加氨装置自动控制等。

余热锅炉汽包上水由窑头锅炉高过\/低过集箱出口压力自动控制、窑头锅炉高压\/低压汽包水位自动控制、窑头锅炉高压\/低压汽包炉水比电导率自动控制、窑尾锅炉过热器集箱出口压力自动控制、窑尾锅炉汽包水位自动控制、窑尾锅炉汽包炉水比电导率自动控制构成。其控制逻辑特征为：窑头锅炉高过集箱出口压力自动投入\/切除、窑头锅炉低过集箱出口压力自动投入\/切除、窑头锅炉高压汽包水位自动投入\/切除、窑头锅炉低压汽包水位自动投入\/切除、窑头锅炉高压汽包炉水比电导率自动投入\/切除、窑头锅炉低压汽包炉水比电导率自动控制投入\/切除、窑尾锅炉过热器集箱出口压力自动投入\/切除、窑尾锅炉汽包水位自动投入\/切除、窑尾锅炉汽包炉水比电导率自动投入\/切除等18个控制子组，其中每个控制子组依次启用其内部的控制断点或控制对象，实现一个较小的控制目标，如：窑头锅炉高压\/低压汽包水位自动控制、窑尾锅炉汽包水位自动控制等。在启用余热锅炉汽包上水之前需要选择启用窑头锅炉还是窑尾锅炉或者两台锅炉同时启用，较高层级的调度指令会根据预先设置的路径依次顺序调用各个较低层级的子控制单元，最终实现余热锅炉汽包上水自动控制目标；当停用余热锅炉汽包上水时较高层级的调度指令再根据预先设置的路径依次逆序调用各个较低层级的子控制单元，直至所有电机设备停运、阀门阀位处于安全合理的位置，该系统退出所有自动。该阶段投入自动的有：

（1）窑头锅炉高过\/低过集箱出口压力自动控制；

（2）窑头锅炉高压\/低压汽包水位自动控制；

（3）窑头锅炉高压\/低压汽包连排自动控制；

（4）窑尾锅炉过热器集箱出口压力自动控制；

（5）窑尾锅炉汽包水位自动控制；

（6）窑尾锅炉汽包连排自动控制等。

炉水磷酸盐加药为独立的控制单元，属于自循环断点。其控制逻辑特征为：炉水磷酸盐加药自动投入\/切除等2个控制子组，自动检测窑头锅炉高压\/低压汽包磷酸根浓度以及窑尾锅炉汽包磷酸根浓度，若磷酸根浓度低则启用其内部的控制断点或控制对象，给相应汽包加药，实现汽包内的磷酸根浓度在正常范围内，如：窑头锅炉高压\/低压汽包自动加药、窑尾锅炉汽包自动加药等。

（1）窑头锅炉高压汽包磷酸盐加药电动门自动控制；

（2）窑头锅炉低压汽包磷酸盐加药电动门自动控制；

（3）窑尾锅炉汽包磷酸盐加药电动门自动控制；

（4）磷酸盐加药计量泵自动控制等。

余热锅炉输灰系统由窑头锅炉输灰系统自动控制、窑尾锅炉输灰系统自动控制构成。其控制逻辑特征为：窑头锅炉输灰系统自动启动\/停止、窑尾锅炉输灰系统自动启动\/停止等4个控制子组，其中每个控制子组依次启用其内部的控制断点或控制对象，实现一个较小的控制目标，如：窑头锅炉输灰系统自动控制、窑尾锅炉输灰系统自动控制等。在启用余热锅炉输灰系统之前需要选择启用窑头锅炉还是窑尾锅炉或者两台锅炉同时启用，较高层级的调度指令会根据预先设置的路径依次顺序调用各个较低层级的子控制单元，最终实现余热锅炉输灰系统自动控制目标；当停用余热锅炉输灰系统时较高层级的调度指令再根据预先设置的路径依次逆序调用各个较低层级的子控制单元，直至所有电机设备停运、阀门阀位处于安全合理的位置，该系统退出所有自动。该阶段投入自动的有：

（1）窑头锅炉星型卸料器自动控制；

（2）窑头锅炉链式输送机自动控制；

（3）窑尾锅炉星型卸料器自动控制；

（4）窑尾锅炉链式输送机自动控制；

（5）窑尾锅炉振打电机自动控制等。

汽机油系统由汽机主油泵出口油压自动控制、润滑油压自动控制、盘车电机自动控制构成。其控制逻辑特征为：汽机主油泵出口油压自动投入\/切除、润滑油压自动投入\/切除、盘车电机自动启动\/停止等6个控制子组，其中每个控制子组依次启用其内部的控制断点或控制对象，实现油系统内的油压自动控制目标，如：汽机主油泵出口油压自动控制、润滑油压自动控制等。当启用汽机油系统时较高层级的调度指令依次顺序调用各个较低层级的子控制单元，最终使得油系统内的油压控制在目标范围内；当停用汽机油系统时较高层级的调度指令依次逆序调用各个较低层级的子控制单元，直至所有电机设备停运，该系统退出所有自动。该阶段投入自动的有：

（1）高压电动油泵自动控制；

（2）交流辅助油泵自动控制；

（3）直流辅助油泵自动控制；

（4）盘车电机自动控制；

（5）排油烟机自动控制等。

余热锅炉烟风系统由窑头锅炉烟风系统自动控制、窑尾锅炉烟风系统自动控制构成。其控制逻辑特征为：窑头锅炉进口阀自动投入\/切除、窑头锅炉出口阀自动投入\/切除、窑头锅炉旁路阀自动投入\/切除、窑头锅炉冷风阀自动投入\/切除、窑尾锅炉进口阀自动投入\/切除、窑尾锅炉出口阀自动投入\/切除、窑尾锅炉旁路阀自动投入\/切除等14个控制子组，其中每个控制子组依次启用其内部的控制断点或控制对象，实现一个较小的控制目标，如：窑头锅炉升温升压速率自动控制、窑尾锅炉升温升压速率自动控制等。在启用余热锅炉烟风系统之前需要选择启用窑头锅炉还是窑尾锅炉或者两台锅炉同时启用，较高层级的调度指令根据预先设置的路径依次按顺序调用各个较低层级的子控制单元，最终实现余热锅炉升温升压速率控制目标；当停用余热锅炉烟风系统时较高层级的调度指令根据预先设置的路径依次逆序调用各个较低层级的子控制单元，直至所有阀门阀位处于安全合理的位置，该系统退出所有自动。该阶段投入自动的有：

（1）窑头锅炉进口阀自动控制；

（2）窑头锅炉出口阀自动控制；

（3）窑头锅炉旁路阀自动控制；

（4）窑头锅炉冷风阀自动控制；

（5）窑尾锅炉进口阀自动控制；

（6）窑尾锅炉出口阀自动控制；

（7）窑尾锅炉旁路阀自动控制等。

暖管由窑头锅炉主蒸汽升温升压自动控制、窑头锅炉补汽升温升压自动控制、窑尾锅炉主蒸汽升温升压自动控制、汽机主蒸汽升温升压系统自动控制、汽机补汽升温升压系统自动控制构成。其控制逻辑特征为：窑头锅炉主蒸汽升温升压自动投入\/切除、窑头锅炉补汽升温升压自动投入\/切除、窑尾锅炉主蒸汽升温升压自动投入\/切除、汽机主蒸汽升温升压系统自动投入\/切除、汽机补汽升温升压系统自动投入\/切除等10个控制子组，其中每个控制子组依次启用其内部的控制断点或控制对象，实现一个较小的控制目标，如：窑头锅炉主蒸汽\/补汽升温升压自动控制、窑尾锅炉主蒸汽升温升压自动控制、汽机主蒸汽\/补汽升温升压系统自动控制等。在启用暖管之前需要选择启用窑头锅炉还是窑尾锅炉或者两台锅炉同时启用，较高层级的调度指令根据预先设置的路径依次顺序调用各个较低层级的子控制单元，最终实现机组汽水系统暖管目标；当停用暖管时较高层级的调度指令再根据预先设置的路径调用各个较低层级的子控制单元，直至所有阀门阀位处于安全合理的位置，该系统退出所有自动。该阶段投入自动的有：

（1）窑头锅炉主蒸汽\/疏水管道沿线的所有阀门自动控制；

（2）窑头锅炉补汽\/疏水管道沿线的所有阀门自动控制；

（3）窑尾锅炉主蒸汽\/疏水管道沿线的所有阀门自动控制；

（4）汽机汽水主蒸汽\/疏水管道沿线的所有阀门自动控制；

（5）汽机汽水补汽\/疏水管道沿线的所有阀门自动控制等。

汽机抽真空系统由射水泵泵组自动控制、射水箱水位自动控制、射水箱温度自动控制、均压箱主汽压力自动控制、均压箱主汽温度自动控制、均压箱汽封压力自动控制、凝汽器真空自动控制构成。其控制逻辑特征为：射水泵泵阀组自动启动\/停止、射水箱水位自动投入\/切除、射水箱温度自动投入\/切除、均压箱主汽压力自动投入\/切除、均压箱主汽温度自动投入\/切除、均压箱汽封压力自动投入\/切除、凝汽器真空自动投入\/切除等14个控制子组，其中每个控制子组依次启用其内部的控制断点或控制对象，实现单个对象的控制目标或对象，如：射水箱水位自动控制、均压箱主汽压力自动控制、均压箱主汽温度自动控制、凝汽器真空自动控制等。当启用汽机抽真空系统时较高层级的调度指令依次顺序调用各个较低层级的子控制单元，最终使得系统内的真空值控制在目标范围内；当停用汽机抽真空系统时较高层级的调度指令依次逆序调用各个较低层级的子控制单元，直至所有电机设备停运，直至所有阀门阀位处于安全合理的位置，该系统退出所有自动。该阶段投入自动的有：

（1）射水箱水位自动控制；

（2）射水箱温度自动控制；

（3）均压箱主汽压力自动控制；

（4）均压箱主汽温度自动控制；

（5）均压箱汽封压力自动控制；

（6）凝汽器真空自动控制；

（7）轴封供汽阀自动控制等。

汽机冲转由排汽室温度自动控制、汽机挂闸自动控制、ETS保护系统汽机冲转时自动控制、DEH调节系统汽机冲转时自动控制构成。其控制逻辑特征为：排汽室温度自动投入\/切除、汽机挂闸自动投入\/切除、ETS保护系统自动投入\/切除、DEH调节系统自动投入\/切除等8个控制子组，其中每个控制子组依次启用其内部的控制断点或控制对象，逐个实现相应的控制目标，如：排汽室温度自动控制、ETS保护系统自动控制、DEH调节系统自动控制等。当启用汽机冲转时较高层级的调度指令依次顺序调用各个较低层级的子控制单元，启用DEH调节系统完成汽机冲转目标，同时根据机组特性有选择的投入部分ETS保护系统；在停用汽机冲转时，为了确保机组安全平稳的停下来设计了两种停机接口：一种为通用停机接口，另一种是事故停机接口。其中，通用停机接口是平时计划停机时需要调用的接口，接收发电机解列信号或调度指令再依次逆序调用各个较低层级的子控制单元，使得机组负荷减到正常停机范围内，同时相应的ETS投切开关和设备保护自动投入，直至所有设备、阀门阀位处于安全合理的位置，确保机组安全平稳的停下来；事故停机接口：在接收ETS动作指令、DEH手动停机以及操作台手动停机指令后，立即触发发电机主保护动作信号等。同时系统快速自检设备保护投入情况并自动投入已解列的重要保护，确保机组安全平稳的停下来。该阶段投入自动的有：

（1）主汽门启动电磁阀自动控制；

（2）ETS首出复位自动控制；

（3）ETS动作复位自动控制；

（4）ETS投切开关自动控制；

（5）DEH转速调节自动控制；

（6）排汽管路减温水电磁阀自动控制；

（7）高压电动油泵自动控制；

（8）交流辅助油泵自动控制；

（9）直流辅助油泵自动控制；

（10）盘车自动控制等。

发电机并网系统由励磁系统自动控制、同期装置自动控制、ETS保护系统发电机并网系统时自动控制、DEH调节系统发电机并网系统时自动控制构成。其控制逻辑特征为：励磁系统自动投入\/切除、同期装置自动投入\/切除、ETS保护系统自动投入\/切除、DEH负荷控制自动投入\/切除等8个控制子组，其中每个控制子组依次启用其内部的控制断点或控制对象，共同实现发电机并网系统目标。当启用发电机并网系统时较高层级的调度指令依次顺序调用各个较低层级的子控制单元，由电气系统（ECS）实现并网目标；当停用发电机并网系统时，首先调用DEH负荷控制模块，使得机组负荷减到正常停机范围内，之后解列发电机并将该信号送至DCS系统中，再依次逆序调用各个较低层级的子控制单元，直至所有电气设备处于安全合理的位置，并退出自动。该阶段投入自动的有：

（1）励磁系统自动控制；

（2）同期装置自动控制；

（3）ETS投切开关自动控制；

（4）DEH负荷调节自动控制等。

以上所述仅为本申请的实施方式与方法，由于AWHRS技术纵横交错，文字描述难以达到十分详尽，本申请的保护范围并非仅限于该文字范围。凡是利用本申请说明书内容所做的等效结构或等效流程变换，或在其他相关技术领域内直接或间接使用该技术的，均同理包括在本申请的保护范围之内。

设计图

一种采用分散控制系统实现的水泥余热发电自启停系统论文和设计

一种采用分散控制系统实现的水泥余热发电自启停系统论文和设计-杨宏宜

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主设计要求

设计方案

设计说明书

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