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台塑DCS的循环流化床(CFB)锅炉解决方案———台塑DCS的循环流化床(CFB)锅炉解决方案

2012-04-16青岛海天炜业自动化控制系统有限公司

锅炉发展之趋势循环流化床(CFB)

   锅炉近年来大型工业及电子厂设立越来越多,对于电力的需求也日益明显,虽燃煤锅炉是目前运用最广泛的锅炉,但却面临能源短缺和燃煤带来污染之问题。循环流化床燃烧技术能够有效解决含硫高、杂质多、低热值等煤种燃烧以及排气污染方面的问题;具有高热效率、混料燃烧、低温燃烧等特点。除适用于广泛燃料类型及具有高效能燃烧特性外,亦兼具低硫份和低NOX排放特性.目前循环流化床锅炉越来越成熟,容量越来越大。

循环流化床特性

1.燃料选用多样性:

    可混合使用气态/液态/固态之燃料,如:瓦斯、燃油、煤炭、石油焦⋯等。并可采用较低级之煤炭、橡胶片、废纸、污泥及垃圾等燃料;除可处理废弃物外,亦达到回收能源之功效。

2.床料含巨大热量,炉内温度稳定:

    床料中除含燃料外,亦包含石灰石及砂等固态床料,在高温环境下,这些固态床料均潜藏高热能,当燃料输入或蒸气输出发生大波动情况时,床料中潜藏之热能,可使锅炉保持较稳定之炉内温度运行。

3.低 NOx及 Sox生成量:

    炉膛温度约 850~900oC,较传统锅炉低。除有助于Sox被石灰石吸收外。此低温亦有效降低NOx及SOx生成量。一般而言。不须设置后段脱硫及脱硝设备即可达空污排放标准。

循环流化床锅炉自动化之趋势采用

    DCS控制系统进行控制循环流化床锅炉之控制需求相当复杂,燃料、燃烧空气、汽包液位、制程蒸气供应、发电机负载等运行条件关联性高,若采用一般传统仪表控制系统,将很难达到全厂控制集成之预期成效。而 DCS控制系统,可完全解决此问题,以先进的硬体控制系统,搭配强大之软件功能,可完全实现复杂控制需求。并可藉着持续系统研发,提高系统可靠性、信赖度,强化软体控制功能,降低设备及维修成本,现今几乎完全取代了传统之仪控系统。

1.采用 DCS控制系统之优势提高可靠性及准确性:

    以高效率、高精度、高稳定性之微处理器及电子组件,提供高可靠性、高准确性之控制系统,解决了一般仪表故障率高、难维护 等缺点。

2.充分掌控现场状况,减少盘控及仪控人力需求:

    收集全厂区仪控信号,汇整显示于集控室人机界面(HMI),以极少盘控人力即可监视及掌控全厂控制。系统亦提供硬体自我诊错功能,当系统异常发生时,能自动产生报警信号,引导仪控人员进行维修。除可减少盘控人力,亦可降低仪控保养人员负荷。

3.汇集现场信号,集成全厂资讯:

    收集现场信号,除可用来进行自动控制外,亦收集储存于资料库系统。可依使用者需求,应用于报表统计、成本效率计算分析、配方管理、跳车警报分析、趋势管理等。亦可配合上位资讯管理电脑需求,通信集成至全厂区之资讯管理系统。

朝最优化目标迈进之控制系统

    台塑电子 DCS控制系统台塑电子 DCS监控系统于 1990年与日本富士电机技术合作,软硬体设计制造有16年经验,承造系统数量达 170套以上,涵盖在钢铁、化工、纸业、学校、医院、汽电共生、发电厂等制程之监控系统,提供企业内外建厂或旧设备更新,并肩负售后服务保养及技术支援之责任。此系统不仅将传统 PID控制仪器纳入软体管理,并将马达、泵、阀等以 PLC电气控制之功能亦一并纳入,利用 DCS本身强而有力之顺序控制来取代,再进一步结合电脑人机界面之亲和力,以图形、颜色、数字、语音功能之动态方式真实反应制程状况,让操作人员可以轻松的掌握工厂实际运转情形。

台塑电子 DCS系统说明

过程控制站(ACS)

    过程控制站是一个以微处理器为基础的控制站,其中涵盖一个可自由规划 E Type或 I Type(电气/仪表)功能之控制器,内部处理采用 32位处理器。其软体可以 FCL、阶梯图、时间动作表、SFC、FB等模式进行编辑。

过程操作站(COS)

    操作站为过程监控和操作的人机界面,操作者能使用视窗操作功能、标准键盘及鼠标来达成全厂操控功能。 现场仪表量测数值、控制运算值、设定值及控制输出值⋯等,均能显示于操作站 LCD 显示器上,以供操作者监控操作。 操作站型式有 Console 及 Desktop 两种型式。亦可结合 67寸或100寸大荧幕于操作显示系统,集成过程操作及简报需求于控制系统中。

工程师站(CES)

    工程师站主要功能为软体规划、设计、Download、ON-Line侦错及程序修改⋯等功能。对于ACS控制软体及COS/CDS人机接口设计,均需透过工程师站进行程序设计及Download。控制网络FL-Net (采冗余网络架构) 控制网络采用 FL-Net 通信模式,以 100 Mbps 冗余之以太网络架构,提供可靠的控制区域网络,此部份为控制系统信息存取之核心。

信息库站(CDS)

    信息库站具备信息储存功能,当过程操作值超出警报设定时,数据库站会记录警报信息,并将纪录信息传送至操作站报警显示。除报警功能外,亦将运转数值依时间顺序纪录于数据库,以提供历史运转趋势读取之功能。 当操作者于操作站进行设备操作或设定值调整时,亦会将操作履历记录于数据库中,以利后续操作问题厘清。 数据库站除具备信息储存功能外,亦提供过程运转信息、警报和操作记录等打印功能。

套装设备通讯站(GCS)

    支援标准的通讯协定,如: Modbus/ TCPIP、Modbus/RTU(RS-232,422/485)、OPC、 FL-NET⋯等界面,方便与各类PLC进行通讯。

网络打印机(Printer)

    每一控制系统最多可接 8 台网络打印机,提供系统警报、讯息、操作履历、报表及操作画面打印功能。

人机(HMI)

    操控及数据库功能所有制程设备运行信号,均可于操控荧幕上监视或操控。兹将主要系统人机功能介绍如下:

操控画面:

    系统最多可提供1024张操控图面。每张图控画面可依 P&ID 图示流程或业主提供信息进行设计。操控图面中可显示仪器量测值、帮浦状态、风机运转、阀体状态、风门位置⋯等,操作者可透过过程图面显示或动态视窗功能,达到整厂监控之目的。

OVERALL运转状态显示画面。

    控制群组每页可显示16个控制回路,提供控制回路显示及操作功能。每台操作站有 50组硬体功能键,供操作者快速呼叫预先定义的功能或操作画面。

控制回路操控功能及参数显示:

    详细显示每一控制回路信息,包含实时趋势曲线信息、操

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