尤 忠

（寧夏賽馬水泥有限公司一分廠 寧夏銀川 750002）

寧夏某水泥公司6MW 余熱發(fā)電是一條2300t/d的熟料生產(chǎn)線配套項目，循環(huán)水系統(tǒng)配置為3臺110kW循環(huán)水泵，2臺45kW機械通風機；正常運行時2臺循環(huán)泵2臺運行和2臺機械通風機均為工頻運行（設計時沒有變頻配置）；由于系統(tǒng)為兩爐一機配置，機組負荷率波動較大，起停較為頻繁；加之早晚氣溫溫差較大，在滿足機組冷卻量，保證機組正常運行的前提下，工頻運行的冷卻水泵和機械通風機無功消耗非常明顯，是導致系統(tǒng)自用電量居高不下的主要原因。

1 問題解決方案

1.1 變頻改造

對循環(huán)水泵電機和機械通風機電機控制系統(tǒng)進行變頻改造，當機組負荷變化時，及時根據(jù)冷卻量（指標為汽機真空度參數(shù)）調(diào)節(jié)循環(huán)水泵和機械通風機的轉(zhuǎn)速，達到節(jié)約用電的目的。

1.2 自動控制系統(tǒng)改造

在變頻改造的前提下，利用DCS控制系統(tǒng)編程功能，實現(xiàn)循環(huán)水泵和機械通風機的自動調(diào)節(jié)控制與聯(lián)動；通過對汽機凝汽器循環(huán)水出口溫度和汽機排氣壓力的實時采集，自動給出循環(huán)水泵和機械通風機的轉(zhuǎn)速，從而達到穩(wěn)定汽機真空度的前提下，減少冷卻水量，節(jié)約無功消耗的目的。

2 系統(tǒng)配置及功能的實現(xiàn)

2.1 硬件構成

2.1.1 控制線路

改造在原有循環(huán)水泵電機控制的基礎上加設3臺ABB的ACS510-01-195A-4系列變頻器，在原有機械通風機電機控制的基礎上加設2臺ABB的ACS510-01-088A-4系列變頻器；ABBS系列400A塑殼式斷路器六支；160A四支；多股導線、接頭、端子若干。

2.1.2 DCS控制系統(tǒng)

機組原DCS控制系統(tǒng)采用ABB的AC800F，主要包括操作員站（OS）、工程師站（ES）、過程站（PS）和以太網(wǎng)?，F(xiàn)場控制器通過PROFIBUS-DP主站通訊模塊FI830掛接了4個ABB公司S800系列I/O從站。每個從站均配有CI801模塊，與現(xiàn)場控制器通訊?，F(xiàn)增加使用變頻器點數(shù)：AI、AO共6個，DI、DO共6個，即只需加設AI、AO、DI、DO模塊各一個，其他參數(shù)在原有基礎上已有，可以直接調(diào)用，便可以實現(xiàn)程序的設計；AC800F系統(tǒng)組態(tài)工具軟件（ControlBuilderF）主要負責完成過程控制級、操作監(jiān)控級及現(xiàn)場總線儀表級的離線程序組態(tài)、參數(shù)設置以及在線調(diào)試修正、狀態(tài)診測等功能。

2.2 程序設計說明

2.2.1 循環(huán)水泵控制設計說明

2.2.1.1 系統(tǒng)開機控制

操作員在DCS操作畫面下，按下循環(huán)泵手動開機按鈕，彈出啟動面板啟動循環(huán)水泵，通過控制面板，設定水泵運行轉(zhuǎn)速，實現(xiàn)手動開機控制。

2.2.1.2 系統(tǒng)自動運行控制

當循環(huán)水泵運行正常時（給定不限，運行參數(shù)完備正常），操作員可按下自動控制按鈕（此時手動按鈕彈起）循環(huán)水泵開始轉(zhuǎn)換為自動運行模式，根據(jù)汽機凝汽器排氣壓力實現(xiàn)對水泵轉(zhuǎn)速控制，最低給定輸出30Hz(凝汽器有流量時水泵的最低頻率)。

2.2.1.3 系統(tǒng)停機控制

當需要停機時，操作員可選擇對應水泵手動按鈕（此時自動按鈕彈起，水泵可以維持自動模式下的運行頻率），操作員通過操作面板，對水泵進行相應地操作以及停機。

2.2.2 機械通風機的控制設計說明

機械通風機的控制設計基本與循環(huán)水泵的設計相同，其也為兩機同頻控制，區(qū)別在于，在自動運行模式下，機械通風機需要同時檢測三臺循環(huán)水泵的轉(zhuǎn)速反饋和汽機凝汽器循環(huán)水進口溫度，當一臺循環(huán)水泵轉(zhuǎn)速超過35Hz，凝汽器循環(huán)水進口溫度超過27℃時，通風機在啟動的狀態(tài)下開始以基數(shù)為15Hz的基礎上每十分鐘增加5Hz的速率加速，直到水溫低于27℃，否則可一直加速至轉(zhuǎn)速為45Hz時，停止加速，定速運行；當一臺循環(huán)水泵轉(zhuǎn)速低于35Hz，水溫低于27℃時，通風機每20min遞減5Hz的速率減速，直到轉(zhuǎn)速為30HZ時，停止減速并提示是否停機運行，供操作員選擇是否停機操作。

3 現(xiàn)場應用

將該嘗試改造的自動控制系統(tǒng)應用到我公司6MW余熱發(fā)電機站后，余熱電站2013年部分月份的自用電率數(shù)據(jù)統(tǒng)計如下：

通過實際運行數(shù)據(jù)統(tǒng)計的結果表明，該控制系統(tǒng)能夠很好的完成在保證機組排氣壓力的前提下，較好實現(xiàn)了對循環(huán)泵及通風機的自動控制，有利于生產(chǎn)成本的控制，取得了較好的經(jīng)濟效益。

4 結語

本文將變頻器和DCS自動控制系統(tǒng)成功應用到了實際生產(chǎn)現(xiàn)場，實現(xiàn)了對所要求的工藝參數(shù)的控制，代替了操作員地手動操作，大大節(jié)約了勞動力，降低了操作員的勞動強度，并且節(jié)約了能源，證明了該系統(tǒng)的穩(wěn)定性和實用性，是一次有意義的嘗試。