專利名稱：一種用于煤礦乏風氧化發電機組的分散控制系統的制作方法
技術領域：
—種用于煤礦乏風氧化發電機組的分散控制系統技術領域[0001]本實用新型涉及發電控制領域，更具體地說，涉及一種用于煤礦乏風氧化發電機組的分散控制系統。
背景技術：
[0002]瓦斯是煤炭開采過程中伴生的一種可燃氣體，主要是空氣與CH4的混合物，具有爆炸的危險。煤礦風排瓦斯中CH4含量極低，CH4體積分數一般為O. 10% - O. 75%，通常將其稱為“乏風”。雖然風排瓦斯中CH4含量極低，但是總量巨大，我國煤礦排放的甲烷有80%是通過乏風排出的。由于乏風的甲烷含量低于O. 75%，如果進行分離提純，耗能要遠遠超過所提取的甲烷能量，這種濃度的甲烷也不能直接燃燒，所以長期以來只能空排。[0003]我國每年通過乏風排入大氣的甲烷在200億立方米，若將其中的30%加以利用，相當于每年可增加約730萬噸標煤。此外，甲烷對溫室效應的“貢獻”是二氧化碳的21. 5倍， 利用的甲烷相當于每年可減少8000萬噸二氧化碳排放。因此，對煤礦乏風資源的有效利用是能源節約和資源綜合利用的重要途徑，也是應對氣候變化和溫室氣體減排的重要手段。[0004]如果將乏風中的CH4進行分離提純，耗能要遠遠超過所提取的CH4能量，很不經濟。 這種濃度的瓦斯也不能直接燃燒，所以長期以來只能向空氣中排放。據統計，我國每年通過乏風排入大氣中的CH4相當于1500 - 2000萬噸原油或2000 — 3000多萬噸煤炭。“乏風” 的利用曾是世界性難題。由于濃度低，利用技術難度大，這些甲烷長期以來只能被全部排到大氣中，造成巨大的溫室氣體污染。[0005]近年來，隨著國際社會應對氣候變化步伐的加快，以及我國節能減排力度的不斷加大，乏風的利用處理技術正在得到越來越廣泛的應用。低濃度瓦斯發電技術的推廣，不僅能提高經濟效益，也有助于增加煤炭生產過程中的安全系數。[0006]高溫空氣燃燒技術是20世紀90年代發展起來的一種新型燃燒技術，其采用高效蜂窩蓄熱體最大限度地回收高溫煙氣中的熱量，并將燃燒空氣加熱到1000度以上，使之進入燃燒室與燃料摻混后形成高溫燃燒。其中，乏風氧化裝置應用高溫條件下低濃度甲烷氧化技術原理，利用煤礦瓦斯中的甲烷進行氧化釋放的熱能，制取過熱蒸汽驅動蒸汽輪機發電，蒸汽余熱則可供煤礦職工洗澡、礦區冬季采暖、北方煤礦進風口空氣預熱、礦井采掘面制冷等，實現熱、電、冷聯產。此外，該裝置也可處理垃圾填埋場排出的甲烷廢氣以及其它揮發性有機化合物。[0007]自從1975年honeywelI推出分散控制系統T分散控制系統-1000以來，分散控制系統被逐漸應用到電力工業中，在過程控制方面提高了系統的可靠性和可控性，它是一個由過程控制級和過程監控級組成的以通信網絡為紐帶的多級計算機控制系統，綜合了計算機、通訊、顯示和控制等技術，分散控制系統可以按照需要與更高性能的計算機設備通過網絡連接來實現更高級的集中管理功能，如計劃調度、倉儲管理、能源管理等。[0008]分散控制系統具有高可靠性，由于分散控制系統將系統控制功能分散在各臺計算機上實現，系統結構采用容錯設計，因此某一臺計算機出現的故障不會導致系統其它功能的喪失。此外，由于系統中各臺計算機所承擔的任務比較單一，可以針對需要實現的功能采用具有特定結構和軟件的專用計算機，從而使系統中每臺計算機的可靠性也得到提高。[0009]分散控制系統采用開放式、標準化、模 塊化和系列化設計，系統中各臺計算機采用局域網方式通信，實現信息傳輸，當需要改變或擴充系統功能時，可將新增計算機方便地連入系統通信網絡或從網絡中卸下，幾乎不影響系統其他計算機的工作。[0010]按照傳統的思路，較為分散的控制室不易于管理，有些控制室運行人員工作量太少，總體人員偏多，在各個控制系統中采用不同的硬件和軟件，給備品備件管理、人員培訓以及維護等造成了一定的難度，因此，需要一種采用集中控制的方式，在控制策略上精心研究，使得復雜工藝簡單化，才能提高自動化程度。[0011]在用于煤礦乏風氧化發電機組的分散控制系統中，對于鍋爐、汽輪發電機組和乏風氧化裝置共同設立一個控制室，采用以微處理器為基礎的分散控制系統，采用了集中控制的方式，提高了生產效率。實用新型內容[0012]為了解決分散的控制室不易于管理，維護成本過高的問題，本實用新型提供一種用于煤礦乏風氧化發電機組的分散控制系統，分散控制系統包括數據采集裝置、自動調節裝置、輔機程控裝置和鍋爐安全監視裝置，其中[0013]分散控制系統對鍋爐、汽輪發電機組、乏風氧化裝置進行集中控制，分散控制系統設立在一個控制室內；[0014]數據采集裝置用于對機組的主、輔機設備進行采集處理、監視、報警顯示和記錄； 自動調節裝置用于對在鍋爐最低穩定燃燒負荷以上范圍的自動調節，當煤礦乏風氧化發電機組發生異常情況時，自動調節裝置能夠實現自動停機停爐；輔機程控裝置的控制水平為子組級，即實現對輔機系統的程序控制；鍋爐安全監視裝置具有停爐保護功能，即，當出現鍋爐內主汽壓力過高、汽包水位過高或過低、鍋爐壓力過高、引風機全停時，鍋爐安全監視裝置啟動停爐保護功能，停止鍋爐的工作，以保護鍋爐的安全。[0015]優選的是，所述自動調節裝置能夠實現對負壓的自動調節、對汽包水位的自動調節、對過熱蒸汽溫度的自動調節、對除氧器壓力的自動調節、對除氧器水位的自動調節、對凝汽器水位的自動調節。[0016]優選的是，所述對負壓的自動調節通過控制引風機擋板的開度來實現。[0017]優選的是，所述對汽包水位的自動調節通過給水閥控制給水量。[0018]優選的是，所述對過熱蒸汽溫度的自動調節通過改變噴水調節閥開度來維持所述過熱器出口蒸汽溫度到設定的溫度值。[0019]優選的是，所述輔機程控裝置對于不參加所述程序控制但需要在所述控制室內操作的輔機和閥門只設驅動級邏輯控制。[0020]優選的是，所述輔機程控裝置的控制范圍包括對風機類子組、泵類子組、加熱器類子組進行控制。[0021]優選的是，所述風機類子組包括風機電動機、出入口擋板閥門、潤滑油泵電動機。[0022]優選的是，所述泵類子組包括泵的電動機、出入口閥門、再循環門、潤滑油泵。[0023]優選的是，所述加熱器類子組包括加熱器及其出入口閥門、旁路閥、抽汽逆止閥、疏水閥和事故放水閥、疏水泵。
[0024]為了使本實用新型便于理解，現在結合附圖描述本實用新型的具體實施。[0025]圖I顯示了煤礦乏風氧化發電機組的分散控制系統示意圖。
具體實施方式
[0026]本實用新型提供一種用于煤礦乏風氧化發電機組的分散控制系統，分散控制系統對于鍋爐、汽輪發電機組和乏風氧化裝置進行集中控制。分散控制系統設立在一個控制室內，在控制室的控制臺上布置顯示器、操作鍵盤，運行人員能在控制室內通過顯示器和操作鍵盤為監視中心，實現對分散控系統的啟動、停止和正常運行。本實用新型提供的分散控制系統，包括數據采集裝置、自動調節裝置、輔機程控裝置和鍋爐安全監視裝置。[0028]分散控制系統中的所述數據采集裝置，用來對機組的主、輔機設備及其系統的各種信息進行采集處理、監視、報警顯示和記錄。所述數據采集裝置的主要功能有對熱力系統工況的顯示、打印制表、監視報警、性能計算、歷史數據的檢索和存儲。[0029]其中，對熱力系統工況顯示的功能,包括對所有模擬量、開關量及二次參數單點顯示、成組相識的相關顯示、棒圖顯示、報警顯示、工藝流程圖顯示、趨勢顯示、機組啟停畫面顯示、操作指導顯示、控制回路各種狀態顯示及機組模擬操作站顯示等。[0030]打印制表的功能，包括成組打印、報警及參數復限打印、事件打印、事故追憶打印、定時制表等。[0031]監視報警功能，是指連續監視輸入的模擬量、開關量、二次參數和系統各組成部分 。一旦異常，發出報警信號。并具有多級和可變報警限值、單點和成組報警閉鎖、報警一覽表。[0032]性能計算功能，可在線提供機組的各種性能指標，用以調整運行方式和改進操作， 達到提高機組運行經濟學和節能的目的。計算內容包括機爐效率、機組熱耗率、廠用電率坐寸ο[0033]常規儀表系統是指當分散型系統通訊總線故障或操作員站全部故障時，靠少量重要參數的常規儀表來進行監視。配合后備手動操作設備實現安全停機。所設置的常規儀表項目有汽包水位、壓力、汽包壓力、主蒸汽壓力、主蒸汽溫度、凝汽器真空、除氧器水位、除氧器壓力、潤滑油壓。[0034]分散控制系統中的自動調節裝置，乏風最低濃度以上范圍的自動調節。當機組異常情況時，自動調節裝置能自動進行停機等有關操作，以確保機組的安全。自動調節裝置還能夠對負壓進行自動調節、對汽包水位進行自動調節、對過熱蒸汽溫度進行自動調節、對除氧器壓力進行自動調節、對除氧器水位進行自動調節、對凝汽器水位進行自動調節。[0035]其中，對負壓進行自動調節是通過控制引風機擋板的開度來實現。給水調節是采用三沖量給水自動調節系統，由給水閥控制給水量。過熱蒸汽溫度自動調節是采用直接噴水調節方式，通過改變噴水調節閥開度來維持過熱器出口蒸汽溫度為設定值。[0036]同時，為了提高自動調節裝置的可靠性，對汽包水位、負壓、主汽壓力等重要參數的測量信號采用三取二或二取一的冗余配置。[0037]分散控制系統包括所述輔機程控裝置，輔機程控裝置以子組級控制水平為主。即實現一個輔機系統內相關設備的程序控制。對于不參加程序控制但需要在操作臺上操作的輔機及閥門，也納入輔機程控裝置，只設驅動級邏輯控制。[0038]輔機程控裝置采用分級分層結構，以實用、安全和獨立、完整為原則，達到簡化操作手段，減輕勞動強度，避免誤操作和縮小控制盤臺監視面的目的。[0039]輔機程控裝置控制的范圍包括輔機電動機、閥門或擋板，主要對風機類子組、泵類子組、加熱器類子組進行控制，其中風機類子組包括風機電動機、出入口擋板閥門、潤滑油泵電動機等。泵類子組包括泵的電動機、出入口閥門、再循環門、潤滑油泵等。加熱器類子組包括加熱器及其出入口閥門、旁路閥、抽汽逆止閥、疏水閥和事故放水閥、疏水泵等。[0040]分散控制系統包括所述鍋爐安全監視裝置，鍋爐安全監視裝置具有停爐保護功能，當鍋爐內主汽壓力過高、汽包水位過高或過低、鍋爐壓力過高或引風機全停的狀況出現時，安全監視裝置將啟動停爐保護功能，停止的工作，以保護鍋爐的安全。此外，所述鍋爐安全監視 裝置還具有抽汽防逆流保護、加熱器水位高保護、除氧器水位高保護和除氧器水位低保護的功能。[0041]此外，分散控制系統還具有報警功能，對下述內容設置報警信號重要的熱工參數偏離正常值、主要控制系統電源消失、熱工保護與重要的聯鎖動作、重要對象的狀態異常、 單獨控制系統的故障。[0042]需要說明的是，本實用新型用于煤礦乏風氧化發電機組的分散控制系統的技術方案包括上述各部分之間的任意組合。[0043]盡管具體地參考其優選實施例來示出并描述了本實用新型，但本領域的技術人員可以理解，可以作出形式和細節上的各種改變而不脫離所附權利要求書中所述的本實用新型的范圍。以上結合本實用新型的具體實施例做了詳細描述，但并非是對本實用新型的限制。凡是依據本實用新型的技術實質對以上實施例所做的任何簡單修改，均仍屬于本實用新型技術方案的范圍。
權利要求1.一種用于煤礦乏風氧化發電機組的分散控制系統，所述分散控制系統包括數據采集裝置、自動調節裝置、輔機程控裝置和鍋爐安全監視裝置，其特征在于，所述分散控制系統設立在一個控制室內，用于對鍋爐、汽輪發電機組、乏風氧化裝置進行集中控制；所述數據采集裝置用于對機組的主、輔機設備進行采集處理、監視、報警顯示和記錄；所述自動調節裝置用于對在鍋爐最低穩定燃燒負荷以上范圍的自動調節，當所述煤礦乏風氧化發電機組發生異常情況時，所述自動調節裝置能夠實現自動停機停爐；所述輔機程控裝置的控制水平為子組級，即實現對所述輔機系統的程序控制；所述鍋爐安全監視裝置具有停爐保護功能，即，當出現所述鍋爐內主汽壓力過高、汽包水位過高或過低、所述鍋爐壓力過高、引風機全停時，所述鍋爐安全監視裝置啟動停爐保護功能，停止所述鍋爐的工作，以保護所述鍋爐的安全。
2.一種如權利要求I所述的分散控制系統，其中，所述自動調節裝置能夠實現對負壓的自動調節、對汽包水位的自動調節、對過熱蒸汽溫度的自動調節、對除氧器壓力的自動調節、對除氧器水位的自動調節、對凝汽器水位的自動調節。
3.—種如權利要求2所述的分散控制系統，其中，所述對負壓的自動調節通過控制引風機擋板的開度來實現。
4.一種如權利要求2所述的分散控制系統，其中，所述對汽包水位的自動調節通過給水閥控制給水量。
5.一種如權利要求2所述的分散控制系統，其中，所述對過熱蒸汽溫度的自動調節通過改變噴水調節閥開度來維持所述過熱器出口蒸汽溫度到設定的溫度值。
6.一種如權利要求I所述的分散控制系統，其中，所述輔機程控裝置對于不參加所述程序控制但需要在所述控制室內操作的輔機和閥門只設驅動級邏輯控制。
7.—種如權利要求I所述的分散控制系統，其中，所述輔機程控裝置的控制范圍包括對風機類子組、泵類子組、加熱器類子組進行控制。
8.—種如權利要求7所述的分散控制系統，其中，所述風機類子組包括風機電動機、出入口擋板閥門、潤滑油泵電動機。
9.一種如權利要求7所述的分散控制系統，其中，所述泵類子組包括泵的電動機、出入口閥門、再循環門、潤滑油泵。
10.一種如權利要求7所述的分散控制系統，其中，所述加熱器類子組包括加熱器及其出入口閥門、旁路閥、抽汽逆止閥、疏水閥和事故放水閥、疏水泵。
專利摘要本實用新型提供一種用于煤礦乏風氧化發電機組的分散控制系統，所述分散控制系統包括數據采集裝置、自動調節裝置、輔機程控裝置和鍋爐安全監視裝置，所述分散控制系統對鍋爐、汽輪發電機組、乏風氧化裝置進行集中控制并設立在一個控制室內，采用了集中控制的方式，以微處理器為基礎，解決了分散的控制室不易于管理，維護成本過高的問題。
文檔編號G05B19/418GK202735797SQ201220303230
公開日2013年2月13日 申請日期2012年6月27日 優先權日2012年4月1日
發明者何勇, 于萬紀 申請人:浙江億揚能源科技有限公司