[摘 要] 对京桥热电一期热水炉设备的运行特点和存在的问题进行描述，对控制和保护逻辑优化工作进行介绍。
　　[关键词] 控制系统、保护逻辑、报警、联锁、回路、测点
　　一、引言：
　　京桥热电一期工程设置4台116MW热水炉，每台热水炉的控制由随主设备配置的燃烧器管理系统（BMS）和一套DCS共同完成，均使用西门子的控制产品，两系统间有数据接口。根据以前供热季的设备运行情况看，现场设备以及控制系统本身都暴露出一些问题，为了满足今后设备安全稳定运行的需要，对热水炉控制系统进行了优化工作。本文将主要对热水炉控制系统进行介绍，并结合逻辑优化工作对该控制系统的原理进行简要说明。
　　京桥热电一期工程设置4台116MW热水炉，每台热水炉的控制由随主设备配置的燃烧器管理系统（BMS）和一套DCS共同完成，均使用西门子的控制产品，两系统间有数据接口。根据以前供热季的设备运行情况看，现场设备以及控制系统本身都暴露出一些问题，为了满足今后设备安全稳定运行的需要，对热水炉控制系统进行了优化工作。现在对控制系统优化工作主要内容及完成情况总结如下：
　　二、取消锅炉保护动作后停风机，改为手动停风机。
　　由于上个供热季存在锅炉点火不成功2次后热水炉再无法启动的现象。经分析，原控制方案是通过顺控进行启停，控制逻辑为锅炉启动炉膛吹扫时开风机，并使风机在点火过程中和锅炉运行时一直运行，锅炉点火不成功会联停风机，由于风机有启停间隔要求，导致不能继续启动热水炉。经检查发现风机的启停是通过BMS控制，输出地址为Q24.0, 输出继电器为KA251。控制条件如下：
　　1、燃烧器启动允许（来自DCS）；
　　2、风机启动允许（来自DCS）；
　　3、水温到达启动值上限（来自DCS）；
　　4、燃烧器硬保护链路；
　　5、锅炉硬保护链路；
　　6、燃烧器软保护链路；
　　7、锅炉软保护链路；
　　8、燃烧器启动指令:远程情况下来自DCS，就地模式下来自BMS。
　　其中四个条件是来自DCS，这四个条件在DCS中主要来自于电气保护，以及一些重要的变送器故障，阀门的限位开关信号。
　　解决方案为修改逻辑实现停炉不停风机。风机的启动条件保持不变，在BMS的程序中使用风机启动允许来自DCS信号（I1.6）与风机输出指令（Q24.0）作为风机启动的自锁，即在风机运行时，在DCS操作画面中点击“风机启动不允许”按钮即可停止风机了。经过检查，若在锅炉和燃烧器运行时，如果进行了停风机操作，锅炉和燃烧器也会停止，这也起到了很好的保护作用，以免因误操作引起事故.
　　三、取消泵站部分电气保护，提高了设备运行可靠性。
　　经过各专业讨论决定取消以下电气保护信号：
　　1、泵电机断路器闭合
　　2、泵MV电压存在
　　3、泵MICOM整体故障
　　4、泵机柜关闭及断路器准备
　　5、泵弹簧已储能
　　6、泵1半段6KV有电压
　　经检查这些保护都用作泵站的电气保护、液力耦合器保护、泵电机的保护、泵的顺控，若要修改程序可能会有特别大的工作量，也容易出错，因此在程序中找到这些信号在保护程序中调用的位置，删除该信号，使用1代替，报警程序中不变，另外取消泵入口压力低保护改为报警。
　　四、修改BMS点火时间
　　根据上个供热季锅炉点火成功率不高的情况，进行分析研究发现点火顺控程序能否顺利执行与延时时间的设定有关，时间需要与现场工艺设备相匹配。
　　解决方案为适当延长点火判断时间，过程如下：
　　1、读取BMS系统在线程序中的延时时间设定值3秒；
　　2、修改BMS程序中的时间，T59+ T57 (见小火)、T58（见大火）时间为4秒；
　　3、将延时继电器时间改为4秒， KA512、KA514：1#、2#燃烧器见小火的延时继电器；KA278、KA279：1#、2#燃烧器见大火的延时继电器。
　　五、由于工艺系统增设了增压泵，控制系统增加相关部分组态
　　本次锅炉改造项目中，为了保证锅炉安全稳定运行，在每台锅炉进口门处各并联增加一台热网循环增压泵，该泵采用变频调节，控制锅炉进口水压力恒定在16bar左右。其控制方式为DCS系统作为热网循环增压泵PLC控制系统的上位机，采用通讯的方式对PLC控制系统发出控制指令，变频器作为PLC控制系统的输出级，接受PLC的指令对热网循环增压泵进行控制调节。
　　1、其硬件构成如下：
　　名称 型号 数量 控制方式
　　变频器 HIVERT-Y06060 4 远程
　　PLC控制器 电源模块 PS 307 10A 1 上位通讯
　　 Cpu 315-2 DP 1
　　 扩展模块 IM365 2
　　 模拟量输出模块 AO8*12bit 2
　　 开关量输入模块 DI16*24VDC 3
　　 模拟量输入模块 AI8*12bit 2
　　 开关量输出模块 DO16*24VDC、0.5A 2
　　 热电阻模块 AI8*RTD 4
　　 通讯线 DP 1
　　2、按工艺要求设计以下启动，保护条件：
　　2.1启动允许逻辑如下：（以下条件“与”）
　　 增压泵前轴承温度小于80℃
　　 增压泵后轴承温度小于80℃
　　 增压泵电机前轴承温度小于80℃
　　 增压泵电机后轴承温度小于80℃
　　 增压泵电机线圈温度1小于100℃
　　 增压泵电机线圈温度2小于100℃
　　 增压泵电机线圈温度3小于100℃
　　 高压就绪
　　 无轻故障
　　 无重故障
　　 远方位置
　　 增压泵未运行
　　2.2保护逻辑如下：（以下条件“或”）(在联锁投入的条件下)
　　 增压泵前轴承温度大于等于95℃
　　 增压泵后轴承温度大于等于95℃
　　 增压泵电机前轴承温度大于等于95℃
　　 增压泵电机后轴承温度大于等于95℃
　　 增压泵电机线圈温度A大于等于120℃
　　 增压泵电机线圈温度B大于等于120℃
　　 增压泵电机线圈温度C大于等于120℃
　　 锅炉出口水流量低于350t/h
　　六、对热网循环泵保护逻辑进行优化，经过与工艺专业共同讨论，取消部分保护项目：
　　 泵轴承温度1高保护
　　 泵轴承温度2高保护
　　 泵电机温度1高保护
　　 泵电机温度2高保护
　　 泵电机温度3高保护
　　 循环泵入口水压力低跳闸
　　七、对控制系统逻辑进行梳理
　　1、将热水锅炉保护逻辑项目核对如下：
　　 锅炉出口水流量低（3取2，定值小于800t/h动作）
　　 锅炉出口水温度高（3取2，定值高于170℃动作）
　　 锅炉出口水压力低
　　 风机运行60秒后压力低（3取2，定值小于20mbar动作）
　　 锅炉炉膛压力高（3取2，定值高于20mbar动作）
　　 #1燃烧器天然气压力高（2取2，定值高于1.9 bar动作）
　　 #1燃烧器天然气压力低（2取2，定值小于1.2 bar动作）
　　 #2燃烧器天然气压力高（2取2，定值高于1.9 bar动作）
　　 #2燃烧器天然气压力低（2取2，定值小于1.2 bar动作）
　　 控制气压力低（3取2，定值小于5 bar动作）
　　 风机运行后湿氧，干氧同时低于1
　　 #1燃烧器火焰检测故障
　　 #1点火器火焰检测故障
　　 #2燃烧器火焰检测故障
　　 #2点火器火焰检测故障
　　 总急停
　　2、点火操作过程逻辑描述
　　检查燃烧器画面上所有控制阀门状态是否正确，所有测点显示是否正确。确认无误后在燃烧器画面上点击首出按钮，当所有跳闸条件都不存在的时候，点击菜单栏最下面的复位按钮，然后点击画面上BMS错误复位按钮。然后点击画面上风机启动允许按钮，点击燃烧器允许开按钮，当风机入口调节门开到最小位置时刻，点击燃烧器开/停按钮，完成锅炉点火启动程控。
　　八、逻辑优化工作的效果
　　逻辑优化完成后的系统运行中，锅炉点火成功率大大提高，设备实现安全稳定地连续运行。在一次外网事故导致的回水压力降低情况下，由于优化了相关保护逻辑，热望循环泵没有跳闸，这为运行人员正常停炉创造了条件，最大限度的保护了设备，同时报警历史准确记录的数据，为分析停炉原因提供了依据。
　　总之，本次逻辑优化工作对保护逻辑进行了完善，取消了一些不必要的跳闸项目，提高了设备运行的可靠性；针对报警内容进行了完善，取消了很多干扰信息，使人机界面上的报警信息清晰准确，给操作员很好的提示作用，从而提高了运行安全性；还完善了历史趋势，并增加了热水炉跳闸后的首出功能，这为以后分析事故原因提供了便利，也使得控制系统整体功能得到了进一步完善。更重要的是，通过本次工作提高了专业人员技术水平，加深了工作人员对设备的掌握程度，为今后的工作打下了良好的基础。
　　作者简介：
　　陈森森（1981-），男，北京，本科，工程师，自动化