專利名稱：一種用于煤礦乏風氧化發(fā)電機組的分散控制系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
—種用于煤礦乏風氧化發(fā)電機組的分散控制系統(tǒng)技術領域[0001]本實用新型涉及發(fā)電控制領域，更具體地說，涉及一種用于煤礦乏風氧化發(fā)電機組的分散控制系統(tǒng)。
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(shù)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(jié)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(jīng)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(jù)統(tǒng)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(jié)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(fā)電技術的推廣，不僅能提高經(jīng)濟效益，也有助于增加煤炭生產(chǎn)過程中的安全系數(shù)。[0006]高溫空氣燃燒技術是20世紀90年代發(fā)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(qū)動蒸汽輪機發(fā)電，蒸汽余熱則可供煤礦職工洗澡、礦區(qū)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(xiàn)熱、電、冷聯(lián)產(chǎn)。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(fā)性有機化合物。[0007]自從1975年honeywelI推出分散控制系統(tǒng)T分散控制系統(tǒng)-1000以來，分散控制系統(tǒng)被逐漸應用到電力工業(yè)中，在過程控制方面提高了系統(tǒng)的可靠性和可控性，它是一個由過程控制級和過程監(jiān)控級組成的以通信網(wǎng)絡為紐帶的多級計算機控制系統(tǒng)，綜合了計算機、通訊、顯示和控制等技術，分散控制系統(tǒng)可以按照需要與更高性能的計算機設備通過網(wǎng)絡連接來實現(xiàn)更高級的集中管理功能，如計劃調(diào)度、倉儲管理、能源管理等。[0008]分散控制系統(tǒng)具有高可靠性，由于分散控制系統(tǒng)將系統(tǒng)控制功能分散在各臺計算機上實現(xiàn)，系統(tǒng)結構采用容錯設計，因此某一臺計算機出現(xiàn)的故障不會導致系統(tǒng)其它功能的喪失。此外，由于系統(tǒng)中各臺計算機所承擔的任務比較單一，可以針對需要實現(xiàn)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(tǒng)中每臺計算機的可靠性也得到提高。[0009]分散控制系統(tǒng)采用開放式、標準化、模 塊化和系列化設計，系統(tǒng)中各臺計算機采用局域網(wǎng)方式通信，實現(xiàn)信息傳輸，當需要改變或擴充系統(tǒng)功能時，可將新增計算機方便地連入系統(tǒng)通信網(wǎng)絡或從網(wǎng)絡中卸下，幾乎不影響系統(tǒng)其他計算機的工作。[0010]按照傳統(tǒng)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(tǒng)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(fā)電機組的分散控制系統(tǒng)中，對于鍋爐、汽輪發(fā)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(tǒng)，采用了集中控制的方式，提高了生產(chǎn)效率。實用新型內(nèi)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(fā)電機組的分散控制系統(tǒng)，分散控制系統(tǒng)包括數(shù)據(jù)采集裝置、自動調(diào)節(jié)裝置、輔機程控裝置和鍋爐安全監(jiān)視裝置，其中[0013]分散控制系統(tǒng)對鍋爐、汽輪發(fā)電機組、乏風氧化裝置進行集中控制，分散控制系統(tǒng)設立在一個控制室內(nèi)；[0014]數(shù)據(jù)采集裝置用于對機組的主、輔機設備進行采集處理、監(jiān)視、報警顯示和記錄； 自動調(diào)節(jié)裝置用于對在鍋爐最低穩(wěn)定燃燒負荷以上范圍的自動調(diào)節(jié)，當煤礦乏風氧化發(fā)電機組發(fā)生異常情況時，自動調(diào)節(jié)裝置能夠?qū)崿F(xiàn)自動停機停爐；輔機程控裝置的控制水平為子組級，即實現(xiàn)對輔機系統(tǒng)的程序控制；鍋爐安全監(jiān)視裝置具有停爐保護功能，即，當出現(xiàn)鍋爐內(nèi)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(jiān)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(yōu)選的是，所述自動調(diào)節(jié)裝置能夠?qū)崿F(xiàn)對負壓的自動調(diào)節(jié)、對汽包水位的自動調(diào)節(jié)、對過熱蒸汽溫度的自動調(diào)節(jié)、對除氧器壓力的自動調(diào)節(jié)、對除氧器水位的自動調(diào)節(jié)、對凝汽器水位的自動調(diào)節(jié)。[0016]優(yōu)選的是，所述對負壓的自動調(diào)節(jié)通過控制引風機擋板的開度來實現(xiàn)。[0017]優(yōu)選的是，所述對汽包水位的自動調(diào)節(jié)通過給水閥控制給水量。[0018]優(yōu)選的是，所述對過熱蒸汽溫度的自動調(diào)節(jié)通過改變噴水調(diào)節(jié)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(yōu)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(nèi)操作的輔機和閥門只設驅(qū)動級邏輯控制。[0020]優(yōu)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(yōu)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(yōu)選的是，所述泵類子組包括泵的電動機、出入口閥門、再循環(huán)門、潤滑油泵。[0023]優(yōu)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(xiàn)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(fā)電機組的分散控制系統(tǒng)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(fā)電機組的分散控制系統(tǒng)，分散控制系統(tǒng)對于鍋爐、汽輪發(fā)電機組和乏風氧化裝置進行集中控制。分散控制系統(tǒng)設立在一個控制室內(nèi)，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(nèi)通過顯示器和操作鍵盤為監(jiān)視中心，實現(xiàn)對分散控系統(tǒng)的啟動、停止和正常運行。本實用新型提供的分散控制系統(tǒng)，包括數(shù)據(jù)采集裝置、自動調(diào)節(jié)裝置、輔機程控裝置和鍋爐安全監(jiān)視裝置。[0028]分散控制系統(tǒng)中的所述數(shù)據(jù)采集裝置，用來對機組的主、輔機設備及其系統(tǒng)的各種信息進行采集處理、監(jiān)視、報警顯示和記錄。所述數(shù)據(jù)采集裝置的主要功能有對熱力系統(tǒng)工況的顯示、打印制表、監(jiān)視報警、性能計算、歷史數(shù)據(jù)的檢索和存儲。[0029]其中，對熱力系統(tǒng)工況顯示的功能,包括對所有模擬量、開關量及二次參數(shù)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(tài)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(shù)復限打印、事件打印、事故追憶打印、定時制表等。[0031]監(jiān)視報警功能，是指連續(xù)監(jiān)視輸入的模擬量、開關量、二次參數(shù)和系統(tǒng)各組成部分 。一旦異常，發(fā)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(diào)整運行方式和改進操作， 達到提高機組運行經(jīng)濟學和節(jié)能的目的。計算內(nèi)容包括機爐效率、機組熱耗率、廠用電率坐寸ο[0033]常規(guī)儀表系統(tǒng)是指當分散型系統(tǒng)通訊總線故障或操作員站全部故障時，靠少量重要參數(shù)的常規(guī)儀表來進行監(jiān)視。配合后備手動操作設備實現(xiàn)安全停機。所設置的常規(guī)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(tǒng)中的自動調(diào)節(jié)裝置，乏風最低濃度以上范圍的自動調(diào)節(jié)。當機組異常情況時，自動調(diào)節(jié)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(diào)節(jié)裝置還能夠?qū)ω搲哼M行自動調(diào)節(jié)、對汽包水位進行自動調(diào)節(jié)、對過熱蒸汽溫度進行自動調(diào)節(jié)、對除氧器壓力進行自動調(diào)節(jié)、對除氧器水位進行自動調(diào)節(jié)、對凝汽器水位進行自動調(diào)節(jié)。[0035]其中，對負壓進行自動調(diào)節(jié)是通過控制引風機擋板的開度來實現(xiàn)。給水調(diào)節(jié)是采用三沖量給水自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)，由給水閥控制給水量。過熱蒸汽溫度自動調(diào)節(jié)是采用直接噴水調(diào)節(jié)方式，通過改變噴水調(diào)節(jié)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(diào)節(jié)裝置的可靠性，對汽包水位、負壓、主汽壓力等重要參數(shù)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(tǒng)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(xiàn)一個輔機系統(tǒng)內(nèi)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(qū)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(jiān)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(huán)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(tǒng)包括所述鍋爐安全監(jiān)視裝置，鍋爐安全監(jiān)視裝置具有停爐保護功能，當鍋爐內(nèi)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(xiàn)時，安全監(jiān)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(jiān)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(tǒng)還具有報警功能，對下述內(nèi)容設置報警信號重要的熱工參數(shù)偏離正常值、主要控制系統(tǒng)電源消失、熱工保護與重要的聯(lián)鎖動作、重要對象的狀態(tài)異常、 單獨控制系統(tǒng)的故障。[0042]需要說明的是，本實用新型用于煤礦乏風氧化發(fā)電機組的分散控制系統(tǒng)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(yōu)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(jié)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(jù)本實用新型的技術實質(zhì)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(fā)電機組的分散控制系統(tǒng)，所述分散控制系統(tǒng)包括數(shù)據(jù)采集裝置、自動調(diào)節(jié)裝置、輔機程控裝置和鍋爐安全監(jiān)視裝置，其特征在于，所述分散控制系統(tǒng)設立在一個控制室內(nèi)，用于對鍋爐、汽輪發(fā)電機組、乏風氧化裝置進行集中控制；所述數(shù)據(jù)采集裝置用于對機組的主、輔機設備進行采集處理、監(jiān)視、報警顯示和記錄；所述自動調(diào)節(jié)裝置用于對在鍋爐最低穩(wěn)定燃燒負荷以上范圍的自動調(diào)節(jié)，當所述煤礦乏風氧化發(fā)電機組發(fā)生異常情況時，所述自動調(diào)節(jié)裝置能夠?qū)崿F(xiàn)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(xiàn)對所述輔機系統(tǒng)的程序控制；所述鍋爐安全監(jiān)視裝置具有停爐保護功能，即，當出現(xiàn)所述鍋爐內(nèi)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(jiān)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(tǒng)，其中，所述自動調(diào)節(jié)裝置能夠?qū)崿F(xiàn)對負壓的自動調(diào)節(jié)、對汽包水位的自動調(diào)節(jié)、對過熱蒸汽溫度的自動調(diào)節(jié)、對除氧器壓力的自動調(diào)節(jié)、對除氧器水位的自動調(diào)節(jié)、對凝汽器水位的自動調(diào)節(jié)。
3.—種如權利要求2所述的分散控制系統(tǒng)，其中，所述對負壓的自動調(diào)節(jié)通過控制引風機擋板的開度來實現(xiàn)。
4.一種如權利要求2所述的分散控制系統(tǒng)，其中，所述對汽包水位的自動調(diào)節(jié)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(tǒng)，其中，所述對過熱蒸汽溫度的自動調(diào)節(jié)通過改變噴水調(diào)節(jié)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(tǒng)，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(nèi)操作的輔機和閥門只設驅(qū)動級邏輯控制。
7.—種如權利要求I所述的分散控制系統(tǒng)，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(tǒng)，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(tǒng)，其中，所述泵類子組包括泵的電動機、出入口閥門、再循環(huán)門、潤滑油泵。
10.一種如權利要求7所述的分散控制系統(tǒng)，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(fā)電機組的分散控制系統(tǒng)，所述分散控制系統(tǒng)包括數(shù)據(jù)采集裝置、自動調(diào)節(jié)裝置、輔機程控裝置和鍋爐安全監(jiān)視裝置，所述分散控制系統(tǒng)對鍋爐、汽輪發(fā)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(nèi)，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(yōu)先權日2012年4月1日
發(fā)明者何勇, 于萬紀 申請人:浙江億揚能源科技有限公司