摘要：北京和利时系统工程股份有限公司MACS自动控制系统的功能和技术都是世界领先的，通过分析该自动控制系统在某热电厂锅炉应用情况，表明该控制系统性能先进、自动化控制水平高，能最大程度的减轻操作人员和检修人员的工作量，提高机械设备的运行经济性。
关键词：DCS；电热厂；锅炉；自动控制系统；和利时MACS系统
DCS在热电厂控制系统中的应用极为深入，其自动化程度也非常高。DCS在在火电机组中使用能够有效的监督锅炉炉膛，保证其运行安全，实现信息集中管理。DCS控制系统能够有效提升机组的运行效率，确保系统各个功能的实现。采用专业的方法进行全面的保护，最大程度的保护热电厂控制系统的运行安全。和利时MACS自动控制系统融合国际信息技术、电子计算机数和自动控制技术，具有大型综合控制系统的优势。
1 DCS系统概述
DCS是典型的控制系统，其最大的特点是具有集散性，与其他的控制系统有较大差异，作为新的控制系统，其系统融合了计算机控制系统和显示系统，结合微型计算机局域网，最大程度的确保控制系统的时效性和安全性，能够实现实时监控。DCS的主要功能包括显示、制表记录、历史数据存储和检索、性能计算及打印。
2 和利时MACS控制系统简介
和利时MACS系统是杭州和利时公司多年研发出来的大型综合控制系统，有统一的中央实时数据库，该系统的现场总线技术是全世界领先的。和利时MACS控制系统通过以太网和现场总线技术实现控制网络，把各工程师站、操作员站、现场控制站和数据服务器连接在一起组合成综合自动化系统。系统硬件包括检测控制层和现场控制层，检测控制层的数据是检测的依据，操作指令下穿到下层就能实现工程设计的功能；现场控制层是主控单元I/O单元组成的，该层可以把现场采集到的所有数据通过后台做运算处理，然后输出控制指令，执行器在接受到指令以后把数据传递给检测控制层，主控系统完成自动控制指令。系统结构如图1－1所示：
3 和利时MACS系统的应用
3.1采用模拟图实时监测现场运行状况
在热电厂锅炉自动控制系统中，和利时MACS系统可以把生产系统的运行状况以数据、声音、图像的形式体现出来，也就是用丰富生动的画面监控管理系统实现系统控制和监测，实现系统组织、综合管理、实施监控，丰富的画面还可以实现系统分布、测点分布、控制分组、报警状态及所有测点的监测，为系统运行状态提供全面的监控。
3.2逻辑控制功能(自动调节系统)
在热电厂锅炉自动控制系统中，和利时MACS系统可以有效的发挥其强大的逻辑控制功能，自主调节系统参数及调节阀开启度的输出值，每个调节阀操作中的参数变化都能用图形界面参数变化表现出来。比如锅炉主给水调节系统，汽包水位作为影响锅炉安全运行的关键参数。锅炉中采用三冲量调节系统，水位作为主调节量，用和利时MACS系统自带的PID控制器就可以实现串级调节。主调节器可以设定汽包水位为0mm左右；跟踪量值作为给水流量，主蒸汽流量作为输入补偿；副调节器设定值以主调节器输出值为主，跟踪量值是由主给水的阀位决定的。采用和利时MACS系统可以提高锅炉给水调节系统的质量，有效的减少操作人员的工作量。
3.3顺序控制功能和报警功能
在热电厂锅炉自动控制系统中，和利时MACS系统中的顺序控制功能可以有效的保护现场设备，控制系统顺序功能也叫做联锁功能，原理是在计算机逻辑运算的基础上实现现场设备的自动校对。如果控制系统满足联锁条件，锅炉就会自动实施保护行为，比如电磁阀、调节阀自动打开或关闭、电动设备在软件控制下自动打开或关闭。除了这些，控制系统在设备运行状况良好的情况下还有报警的功能，是安全性能较高的管理系统。锅炉控制系统中的顺序控制可以实现锅炉大联锁、锅炉灭火保护、汽包水位保护、水泵油压联锁等保护功能。
3.4历史数据和报表处理功能
在热电厂锅炉自动控制系统中，和利时MACS系统可以制作历史或实时曲线图，便于监测人员浏览历史数据、查阅操作日志、处理报警信息、监督操作人员的操作情况，便于及时的发现事故并处理，减少经济损失。除了这些，MACS控制系统的报表处理功能也非常强大，系统可以自动生成日报表和月度报表，为运行人员提供准确的分析和监测数据，还可以实现报表打印功能。
3.5锅炉余热控制
余热锅炉的额定蒸发量在20t/h以内，额定压力 1.25MPa，饱和蒸汽 194℃，给水温度为 104℃，自然循环原理，回收窑炉会排除高温烟气余热，能够降低温度。和利时MACS系统可以控制锅炉水位，控制锅炉脱盐、除氧、加药装置，清灰装置及吹灰点装置。锅炉供给通过DCS控制泵再由自动调节阀送到锅炉筒里。定量加药装置要先设定好时间，喷药是间断式的，有效确保供水质量。余热锅炉因为不能控制窑炉供热，蒸汽输出以后通过电容式汽包液位计控制调节阀，蒸汽调节阀在全开的状态下如果压力依然过高，系统就会自动打开放空阀，有效确保锅炉的运行安全。MACS系统可以实时显示锅炉的压力、温度、水位、水泵、阀门运行参数。
4 应用策略
4.1完善锅炉运行控制系统
锅炉在运行的时候要按照其设计原理，根据锅炉的实际运行情况对锅炉进行灵活的调整和优化，可以提高锅炉的工作效率和发电质量。比如，某锅炉使用的是60MW煤气锅炉，要想保证锅炉的正常运转，就把监控系统换成和利时MACS控制系统，对在线监控系统、吹扫程控制和定排程控制系统进行更新。控制系统在完善以后实现低氮燃烧，其原理是增加上层燃风量，让煤气充分燃烧以提高锅炉的再热气温。由此可见，采用和利时MACS控制系统可以有效的提高锅炉的运行效率。
4.2保证锅炉炉膛微负压稳定
锅炉在运行的时候需要一定的微负压，微负压可以提高资源利用率，确保锅炉的稳定运行。锅炉运行准则中明确指出锅炉工作时，如果膛内负压力值在正常范围内，锅炉就可以正常运行，操作人员可以根据标准正常添加燃料，切忌一次性添加过多量或过少量的燃料，燃料添加过多会给锅炉增加压力，燃料添加过少会影响其正常运行；使用和利时MACS控制系统可以准确的控制燃料的添加数量。采用和利时MACS控制系统还可以对锅炉设备定期检查和实时监测，更好的保证锅炉的运行安全。
结束语
综上所述，和利时MACS自动控制系统在热电厂锅炉上的应用可以有效的提高锅炉的安全运行效率，降低工作人员的工作压力和强度，减轻检修人员的工作量。除此之外，MACS控制系统可以最大程度的消除现场控制设备的不利影响，提高自动控制效率，优化设备的运行质量，保证机组的运行安全。
参考文献
[1]芦军.火电厂锅炉运行控制与故障预防[J].低碳世界，2017（28）：26-27.
[2]辛力.和利时MACS3 DCS系统存在的问题及改造措施[J].自动化应用,2015(10):48+85.
论文作者:王翔
论文发表刊物:《当代电力文化》2019年第09期
论文发表时间:2019/9/19
标签：锅炉论文; 控制系统论文; 系统论文; 热电厂论文; 功能论文; 现场论文; 自动控制系统论文; 《当代电力文化》2019年第09期论文;