一、關於中控
中控科技集團有限公司(中控)是中國領先的自動化信息化技術、產品與解決方案供應商,業務涉及工廠自動化、公用工程信息化、裝備自動化等領域。
浙江中控技術股份有限公司是中控科技集團有限公司的核心成員企業,致力於工廠自動化業務領域控製係統的研究開發、生產製造、市場營銷及工程服務。截止2008年底,中控已經服務於全球近6000家用戶,有9000多套控製係統穩定高效的運行在各個工業行業,涉及化工、石化、冶金、電力、建材、食品、造紙等多個領域,用戶遍及國內30個省市、自治區及東南亞、西亞、非洲等地。
在水泥行業,中控有著完善的解決方案、豐富的工程實施經驗和一支具有資深行業背景的專家隊伍。客戶廣泛分布於浙江、江西、安徽、湖南、河南、山西、四川等省份,包括安徽海螺集團在內的國內數十家水泥企業均已采用中控提供的控製係統和解決方案實現了對水泥生產過程的控製。
中控將為更多的水泥生產企業提供優質的產品、完善的服務,最終為更多的水泥生產企業提高經濟效益與社會效益。
二、水泥純低溫餘熱電站簡介
水泥工業是一個傳統的耗能行業,在水泥生產過程中,一方麵需要消耗大量的煤礦和電力等優質能源,另一方麵又有大量的低溫餘熱廢氣被排入大氣層,造成熱能浪費。
國外對於純中、低di溫wen餘yu熱re發fa電dian技ji術shu從cong六liu十shi年nian代dai末mo期qi即ji開kai始shi研yan製zhi,到dao七qi十shi年nian代dai中zhong期qi,無wu論lun是shi熱re力li係xi統tong還hai是shi裝zhuang備bei都dou已yi進jin入ru實shi用yong階jie段duan。此ci項xiang技ji術shu的de應ying用yong到dao八ba十shi年nian代dai初chu期qi達da到dao了le高gao潮chao,尤you其qi是shi日ri本ben,此ci項xiang技ji術shu較jiao為wei成cheng熟shu,不bu但dan在zai本ben國guo二er十shi幾ji條tiao預yu分fen解jie窯yao水shui泥ni生sheng產chan線xian上shang得de到dao應ying用yong,並bing且qie出chu口kou到dao台tai灣wan、韓國等一些國家和地區。他們開發研製的餘熱鍋爐及中、低品位蒸汽汽輪機(混壓進汽式),經數十個工廠多年運轉實踐證明,技術成熟可靠並具有很大的靈活性。1996年日本新能源產業株式會社(NEDO)向我國安徽省寧國水泥廠4000t/d預分解窯贈送了一套6480kW的純中、低溫餘熱電站設備,已投入運行多年,狀況良好。
近幾年來,國內隨著國內低參數進汽汽輪機的漸趨成熟和效率的提高,國產裝備的純中、低(di)溫(wen)餘(yu)熱(re)電(dian)站(zhan)也(ye)進(jin)入(ru)了(le)成(cheng)熟(shu)階(jie)段(duan),設(she)計(ji)院(yuan)推(tui)出(chu)了(le)相(xiang)對(dui)成(cheng)熟(shu)水(shui)泥(ni)純(chun)低(di)溫(wen)餘(yu)熱(re)發(fa)電(dian)工(gong)藝(yi),國(guo)內(nei)鍋(guo)爐(lu)廠(chang)商(shang)開(kai)發(fa)出(chu)適(shi)宜(yi)水(shui)泥(ni)窯(yao)純(chun)低(di)溫(wen)餘(yu)熱(re)發(fa)電(dian)的(de)餘(yu)熱(re)鍋(guo)爐(lu),而(er)采(cai)用(yong)中(zhong)、低品位餘熱動力轉換機械的純中、diwenyurefadianjishujuyougengxianzhudejienengxiaoguo,zaiguoneixingqiyiboyuredianzhanjigaixingqing,jienengjianghaohegaishanhuanjing,tigaoleshuinishengchanxiandezhengtiziyuanliyongshuiping, 為資源的綠色消費貢獻力量,為國民經濟持續、快速發展做出了重要貢獻。
三、水泥純低溫餘熱發電工藝簡述
新型幹法回轉窯單條水泥線純低溫餘熱發電工藝以窯頭和窯尾餘熱鍋爐為核心,由汽輪機、發電機、化學水處理係統、冷卻水循環處理係統、汽機發電機油處理係統等組成。其工藝流程如圖1所示:

其運行原理是:
在水泥窯窯頭設置一台餘熱鍋爐(AQC爐),在水泥窯窯尾設置一台餘熱鍋爐(SP爐),yurefeiqitongguoguolujinxingrejiaohuan,huaxueshuizuoweirejiaohuandejiezhi,qilunjilengningqizhongdeningjieshuitongguoshuibenghelaiziruanhuashuichejiandehuaxuebuchongshuiyiqijinruchuyangqijinxingchuyang,youguolugeishuibengsongruAQC爐、SPlu,shuiyoushengmeiqijiareshengwenhoujinruyureguoluzhengfaqijixiang,jingguohuanrepianyuyouludingjinruguoludefeiqijinxingrejiaohuan,chanshengdebaohezhengqijinruguolufenliqibao,zaijinruluguoreqijinxingguore,chansheng300℃、1.2Mpa左右的過熱高壓蒸汽,通過管道進入集汽箱混合,然後推動汽輪機作功,進而帶動發電機進行發電。
四、水泥純低溫餘熱電站的控製要點及方案
水泥純低溫餘熱電站工藝設備生產連續性強、對(dui)快(kuai)速(su)性(xing)和(he)協(xie)調(tiao)性(xing)要(yao)求(qiu)高(gao)。為(wei)了(le)提(ti)高(gao)企(qi)業(ye)的(de)生(sheng)產(chan)效(xiao)率(lv)與(yu)競(jing)爭(zheng)力(li),自(zi)動(dong)控(kong)製(zhi)的(de)實(shi)施(shi)至(zhi)關(guan)重(zhong)要(yao)。中(zhong)控(kong)作(zuo)為(wei)國(guo)內(nei)領(ling)先(xian)的(de)自(zi)動(dong)化(hua)設(she)備(bei)供(gong)應(ying)商(shang),能(neng)夠(gou)很(hen)好(hao)的(de)滿(man)足(zu)水(shui)泥(ni)純(chun)低(di)溫(wen)餘(yu)熱(re)電(dian)站(zhan)以(yi)開(kai)關(guan)量(liang)為(wei)主(zhu)、模擬量為輔、安全保護要求較高且伴有少量調節回路的控製要求。
1.電機的控製方案
主要是通過基本模塊來實現控製,常用到的電機控製模塊主要有以幾種:MOTOR(普通電機模塊), ZF_MOTOR(正反轉帶限位模塊),PAT(模擬量反饋開關量驅動調節閥模塊), MOTOR-B(變頻電機模塊)。
MOTOR模塊控製設備有:普通的電機,鏈運機,振打機等。
MOTOR_ZF模塊控製的主要設備有:循環水泵出口閥等。
PAT模塊控製的主要設備有:窯頭和窯尾餘熱鍋爐進出口調節閥等。
MOTOR-B模塊控製的主要設備有:循環水泵, 鍋爐給水泵等。
2.汽機DEH、505的控製方案
xianzaiguoneitongguotiaozhengyouyalaitiaojieqilunjitiaojiefamendekaidu,shijinqiliangbianhualaitiaozhengqijidezhuansu,youyuqijiduizhuansudeyaoqiuhengao,yaoqiutiaozhengdongzuoxunsu、準確。一般采用505和DEH兩種獨立係統來進行調控,與主係統進行硬點或總線通訊的模式來進行信號的傳輸。
3.回路的控製方案
最主要的一個自動回路汽包水位的三通量串級自動控製,即通過鍋爐給水流量和蒸汽流量來調整給水閥門的開度,使汽包水位穩定在半鍋水位的位置。
單回路調節有給水壓力控製,熱井水位自動調節控製等。
4.汽機保護係統(ETS)
汽機保護係統就是汽機緊急關斷係統,一般要求在出現異常狀況時在50ms之內將汽機主汽門關閉,停止汽輪機,防止汽機損壞。通常采用特殊的速動模塊來進行信號的采集和控製。
5.備用設備自動投運係統
一(yi)般(ban)一(yi)套(tao)冷(leng)卻(que)水(shui)係(xi)統(tong)有(you)三(san)座(zuo)機(ji)械(xie)冷(leng)卻(que)塔(ta),正(zheng)常(chang)運(yun)行(xing)情(qing)況(kuang)下(xia)通(tong)常(chang)是(shi)一(yi)備(bei)兩(liang)用(yong)或(huo)兩(liang)備(bei)一(yi)用(yong),在(zai)正(zheng)常(chang)運(yun)轉(zhuan)的(de)冷(leng)卻(que)塔(ta)風(feng)機(ji)或(huo)循(xun)環(huan)水(shui)泵(beng)出(chu)現(xian)故(gu)障(zhang)時(shi),備(bei)用(yong)的(de)水(shui)泵(beng)或(huo)冷(leng)卻(que)塔(ta)風(feng)機(ji)需(xu)要(yao)自(zi)動(dong)投(tou)入(ru)運(yun)行(xing),並(bing)且(qie)相(xiang)應(ying)的(de)閥(fa)門(men)需(xu)自(zi)動(dong)打(da)開(kai)或(huo)關(guan)閉(bi),形(xing)成(cheng)新(xin)的(de)循(xun)環(huan)係(xi)統(tong)進(jin)行(xing)冷(leng)卻(que)。
zhenggeliuchengxitongzhongdabufenshuibengdoushiyibeiyiyong,chuyuanquankongzhidekaolvyidingyaozaiyunxingshuibengguzhangtingcheshi,zaizuiduanshijianneijiangbeiyongshuibengzidongkaiqi,buyingxiangzhenggexitongdeyunxing。
6.潤滑保護係統
runhuaxitongshiqijiyunxingzuizhongyaodebaohuxitong,bixuanzhaogongyitigongdecanshutiaojianhegongyikongzhiyaoqiu,zuochushihexianchangshijiqingkuangdebaohuchengxuheliansuoyunxingchengxu,tigaoduiqijihexiangguanshebeidebaohu。
五、中控DCS係統在純低溫餘熱電站的技術優勢
中控應用於水泥純低溫餘熱電站的控製係統是基於Web 技術的網絡化控製係統-WebField JX-300XP。它的主要特點是突破了傳統控製係統的層次模型,實現了多種總線兼容和異構係統綜合集成,十分適合於自控設備多、連續生產場合-水泥廠餘熱電站的控製。
中控的WebField JX-300XP係統能夠得到包含國內一些大型水泥企業在內的眾多用戶的青睞,是由以下係統優勢所決定的:
1、係統的高度穩定性
1)中控的WebField 係列DCS產品係統已經累計取得了近5000套應用業績,廣泛應用於核電站、熱電廠、石油化工、高分子和精細化工、水泥和冶金、造紙、啤酒、醫藥在內的幾乎所有流程工業,係統的穩定性已經經受了各種工況與工藝條件的嚴酷考驗。
2)WebField JX-300XP是WebField 家族的主流產品,是一套麵向中型過程控製的控製係統。係統對主控卡、數據轉發卡、控製網絡采用冗餘設計,在技術上充分保證了係統的高度可靠性與穩定性,可以有效地保障水泥廠餘熱電站生產的連續進行。
2、係統的高度的安全性
1) WebField JX-300XP係統實現了I/O通道級別的冗餘,並能根據設備重要程度靈活選擇冗餘與否,使得係統獲得了保障生產安全與節省用戶投資的和諧統一。
2) WebField JX-300XP係統安全的在線下載功能,既有效降低了投運期間的工作量,又保障了投運期間的安全。
3) WebField JX-300XP係統的DO端子板和卡件分離技術,使係統與現場實現了真正意義上的隔離;同時係統I/O通道采用點點隔離設計,使得故障麵不易擴大,可以克服因串擾產生的大麵積故障,避免造成停機停產。
4)水泥純低溫餘熱電站的各個IO控(kong)製(zhi)站(zhan)分(fen)散(san),此(ci)時(shi)係(xi)統(tong)的(de)安(an)全(quan)很(hen)大(da)程(cheng)度(du)上(shang)取(qu)決(jue)於(yu)控(kong)製(zhi)網(wang)絡(luo)的(de)穩(wen)定(ding)性(xing)。冗(rong)餘(yu)光(guang)纖(xian)總(zong)線(xian)網(wang)技(ji)術(shu)的(de)設(she)計(ji)與(yu)采(cai)用(yong)使(shi)得(de)中(zhong)控(kong)的(de)過(guo)程(cheng)控(kong)製(zhi)網(wang)絡(luo)極(ji)為(wei)可(ke)靠(kao),大(da)大(da)提(ti)高(gao)了(le)整(zheng)個(ge)係(xi)統(tong)的(de)安(an)全(quan)係(xi)數(shu)。
3、係統良好的開放性
水泥生產現場設備種類繁多,各設備供應商所提供的通信協議也千差萬別,這對控製係統的開放性提出了很高的要求。中控能提供諸如Profibus-DP、Profibus-PA、OPC、MODBUS、HOSTLINK、DDE、CDT、自定義協議等多種通訊解決方案,能夠很好的滿足水泥行業項目工程應用的需要。
4、具有強抗幹擾性的DI輸入卡件的開發設計
餘熱電站的220VAC信號在長線輸送時,線路的感應幹擾極大;並且大量應用變頻器等強幹擾源。中控WebField JX-300XP係統針對行業特色對DI卡件進行了特殊加工與設計,可萬無一失的克服現場的強烈幹擾。
5、IO通道級的故障自診斷功能
中控WebField JX-300XP係統有針對性的開發了I/O通道級的故障診斷功能,使得故障分析、查找十分方便,大大減輕了維護人員勞動強度。
6、真正的對等C/S網絡
取消了傳統的C/S網絡中故障發生率高、weihubianchengfuzadeshujufuwuqi,shixianlecaozuozhanhexianchangkongzhizhandezhijietongxun。jidadejianhualewangluoxitong,jiangdileguzhangdeyinhuanhehouqiweihugongzuoliang。xianzaihelishixitongjiushizuichuantongdeC/S網絡架構,由於他們的低價策略,導致他們的服務器係統極其不穩定,很多用戶都反映會經常出現係統死機的現象。
7、100M/S的通訊網絡
不論是上層的SCnet網絡還是下層I/O通訊層的SBUS網絡,都是采用了100M/S的通訊卡件和網線,確保數據從最底層的I/O卡件開始知道操作員站的傳輸一直都處在100M/S這樣的寬廣大路上,避免了現在水泥企業一些係統普遍采用10M/S的通訊卡和1.5M/S的DP網絡導致的數據擁堵現象。目前在水泥行業主要的係統供應商都是采用10M的上層以太網通訊和1.5M的下層I/ODP通tong訊xun模mo式shi,容rong易yi產chan生sheng數shu據ju的de擁yong堵du現xian象xiang。為wei了le防fang止zhi數shu據ju的de擁yong堵du一yi般ban采cai用yong限xian製zhi上shang層ceng操cao作zuo站zhan或huo增zeng加jia中zhong間jian數shu據ju服fu務wu器qi的de方fang法fa,給gei用yong戶hu的de使shi用yong和he操cao作zuo維wei護hu都dou帶dai來lai很hen大da的de麻ma煩fan,也ye增zeng加jia了le安an全quan隱yin患huan。
8、強大的軟件功能
係統提供全中文集成化圖形界麵組態工具,實現了生產過程的優化控製和安全操作。人機界麵友好、軟件設計規範化、接口靈活、升級方便、生產過程專用控製模塊可以很好滿足生產過程中的各種特殊要求。
9、優質、周到的工程服務
中控與用戶充分融為一體,想用戶之所想、急(ji)用(yong)戶(hu)之(zhi)所(suo)急(ji),熱(re)情(qing)周(zhou)到(dao)的(de)跟(gen)蹤(zong)服(fu)務(wu),通(tong)過(guo)不(bu)斷(duan)的(de)經(jing)驗(yan)積(ji)累(lei),很(hen)好(hao)的(de)實(shi)現(xian)了(le)餘(yu)熱(re)發(fa)電(dian)生(sheng)產(chan)過(guo)程(cheng)中(zhong)對(dui)生(sheng)產(chan)和(he)設(she)備(bei)的(de)各(ge)種(zhong)控(kong)製(zhi)要(yao)求(qiu),取(qu)得(de)了(le)廣(guang)大(da)用(yong)戶(hu)的(de)信(xin)賴(lai)。
並且我們深知,工程交付使用僅是服務的開始,定期的技術回訪和解決生產過程中遇到的技術問題才是中控服務的核心。
六、典型行業案例介紹
浙江紅獅水泥股份有限公司2×7.5MW純低溫餘熱電站由2×2500t/d線的4台餘熱鍋爐、1×5000t/d線的2台餘熱鍋爐和2台7.5MW汽輪發電機組等設備組成,其DCS控製係統采用浙江中控技術股份有限公司WebField JX-300XP係統來實現,並由中控承擔DCS係統的設計和調試編程工作,以實現數據采集、遠程通訊、自動控製、集中操作等功能要求。
通過項目各方的共同努力和緊密配合, 浙江紅獅水泥股份有限公司2×7.5MW純低溫餘熱電站DCS係統自2007年1月正式投入運行,JX-300XP係統穩定,控製效果良好,各項工藝技術指標均正常,發電質量穩定,為業主帶來了很好的經濟和社會效益。








七、結束語
中控作為一家集工業自動化產品的科研開發、生產製造、市(shi)場(chang)營(ying)銷(xiao)和(he)工(gong)程(cheng)服(fu)務(wu)於(yu)一(yi)體(ti)的(de)高(gao)科(ke)技(ji)企(qi)業(ye),已(yi)成(cheng)為(wei)中(zhong)國(guo)最(zui)知(zhi)名(ming)的(de)自(zi)動(dong)化(hua)公(gong)司(si)之(zhi)一(yi),將(jiang)與(yu)更(geng)多(duo)的(de)水(shui)泥(ni)客(ke)戶(hu)共(gong)同(tong)進(jin)步(bu),以(yi)全(quan)麵(mian)提(ti)升(sheng)整(zheng)個(ge)水(shui)泥(ni)行(xing)業(ye)純(chun)低(di)溫(wen)餘(yu)熱(re)電(dian)站(zhan)用(yong)戶(hu)的(de)自(zi)動(dong)化(hua)水(shui)平(ping)與(yu)經(jing)濟(ji)效(xiao)益(yi)。
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