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              進博會專題
              控制系統

              低碳電力 從輸煤的分布式控制開始

                2022年12月08日  

              摘要:

              圖爾克以模塊化分布式控制取代傳統的集中控制管理,將火電的輸煤監控點做到徹底的分散,提升輸煤系統智能化水平,有力推動輸煤向“安全高效、清潔低碳、智能靈活”方向的轉型。重慶永川發電廠輸煤系統中圖爾克模塊化分布式控制技術的成功應用,再一次驗證了圖爾克模塊化分布式控制系統的可行性與有效性。

              經濟發展,電力先行。隨著國民經濟的快速發展,中國電力工業也取得了高速增長。由于我國多煤、貧油、少氣,因此發電結構以火電為主,而火電以燃煤為主。但煤炭作為碳排放強度最大的化石能源,在“碳達峰、碳中和”的目標下,眾多燃煤發電企業都面臨著綠色低碳轉型的迫切壓力。

              輸煤系統作為火力發電企業的重要構成部分之一,不僅關乎著鍋爐實際燃燒用煤的傳輸、配比和摻燒,同時也負責煤碳的運輸、卸載和存儲。故而,保證輸煤系統的高效、穩定運行,將直接影響到鍋爐的實際燃燒效率,直接決定著發電企業碳精益管理的高效、準確、精細化。圖爾克以模塊化分布式控制取代傳統的集中控制管理,將火電的輸煤監控點做到徹底的分散,提升輸煤系統智能化水平,有力推動輸煤向“安全高效、清潔低碳、智能靈活”方向的轉型。那么,圖爾克模塊化分布式控制系統到底是如何賦能輸煤系統的呢?

              低碳從輸煤開始

              2021年全國發電量達8534.3萬億千瓦,其中火力發電占比71.13%。而燃煤發電又因效率高、成本低、穩定性強等多重優勢,成為了火力發電中的主力軍,截至2021年,我國燃煤機組裝機容量為11.09億千瓦,占火電機組裝機容量的比重達到85.52%。占比巨大的燃煤發電企業在“碳達峰、碳中和”的目標下,無疑都面臨著綠色低碳轉型的迫切壓力。

              輸煤系統作為火力發電燃料供給的重要系統,是保障生產持續運行的重要環節。傳統輸煤系統采用 PLC 作為主控制器,并將輸煤工藝中的所有控制邏輯集中在主控制器內,通過鋪設大范圍的通信電纜,與分布在輸煤工藝沿線的就地設備建立通訊,并控制就地的執行機構,以此實現輸煤現場所有設備的自動化控制,輸煤系統中常見的 DI、DO、AI、AO、RTD 等類型的變量均需通過專用且獨立的通信電纜實現信號傳輸,導致電纜耗費量極大,且因所有控制邏輯均在主控制器中,導致主控制器負荷較重,且一日發生故障,則會導致整個系統出現故障,嚴重影響輸煤控制系統的穩定性。

              圖爾克通過緊湊型IP67邊緣控制器或block I/O模塊實現對輸煤系統的分布式控制。以模塊化分布式控制取代傳統的集中控制管理,將火電的輸煤監控點做到徹底的分散,同時,分布式控制系統其強勁的集成及封裝能力、安全可靠的互連互通特性、極強的故障診斷能力、以及很高防護等級,都為輸煤系統的高穩定性和系統性能的優化提供了保障,而且,分布式控制可提升輸煤系統智能化水平,提高生產運營效率,有效降低生產運營成本和設備維護成本,有力推動輸煤向“安全高效、清潔低碳、智能靈活”方向的轉型。

              實踐見真知

              2006年秋天,山東魯能工程有限責任公司(SDEPCI)開始著手設計永川發電廠三期工程,建設規模為2*13.5萬千瓦,用以加工低質煤。復雜的燃煤運輸系統,需要穿越整個工廠,將煤從倉儲地運輸至碎煤機室。而對應的輸煤控制系統不僅控制設備多、工藝流程復雜、設備分散,而且沿線環境條件惡劣,粉塵、潮濕、振動、噪音、電磁干擾等都比較嚴重。

              在分析不同生產商的控制方案后,山東魯能工程有限公司成套,負責為工廠自動化解決方案提供設計及實施,最終選擇了圖爾克BL67模塊為核心的分布式控制系統。該分布式控制系統中的BL67是圖爾克具有IP67防護等級的模塊化設計的現場總線產品,其支持PROFIBUS-DP、DeviceNet、CANOPEN等多種開放的現場總線協議,具有模擬、數字、RFID、串口等多種信號類型,并且可以組合兩種不同的信號類型到一個模塊上。不僅可保證輸煤分布式控制系統的設備間無干擾通訊,還提供了高級別數字化,防振功能以及診斷功能。

              重慶永川發電廠的輸煤分布式控制系統由1#轉運站、2#轉運站、粗碎煤機室、細碎煤機室和煤倉間五部分組成,一共7條皮帶(甲、乙皮帶),14個總線控制箱(每個控制箱控制一條皮帶),14個電機馬達保護器,全部掛接在2條長度分別為400m和900m的DeviceNet現場總線網絡中。

              該輸煤分布式控制系統的圖爾克現場I/O模塊可傳輸所有模擬量和開關量信號,這些分布式控制信號反應速度、跑偏、拉繩、縱向撕裂或者煤倉高。該輸煤分布式控制系統的總線站通過DeviceNet和主控制器AB Control Logix 5560相連接。在該輸煤分布式控制系統的評估測得數據后,PLC向MIS提交輸煤分布式控制系統的狀態數據。同時,為了保證輸煤分布式控制系統的設備在粉塵及振動環境下的穩定運作,工廠設計者決定,即使在該輸煤分布式控制系統的總線站點已經安裝在控制柜內的情況下,繼續使用IP67等級的保護。

              圖爾克的模塊化分布式控制系統還在其他方面使設計者信服:現場I/O模塊可以支持熱插拔。這樣,輸煤分布式控制系統中允許工廠操作人員替換輸煤分布式控制系統中損壞的I/O模塊而避免昂貴的停工成本。短路保護及卓越的診斷功能,能簡單、快捷、準確地發現輸煤分布式控制系統中故障位置。使用快速接插件連接方式,輸煤分布式控制系統中安裝更換更加方便快捷,同時避免了輸煤分布式控制系統中誤接線的發生。得益于模塊化設計,在必要時,輸煤分布式控制系統可以被輕而易舉地拓展為開關量、模擬量、溫度量或各種功能模塊。

              經在實際工程中的應用,驗證了圖爾克模塊化分布式控制系統的可行性與有效性,可使整個輸煤過程能滿足整體協調、分布控制、可靠性高。

              如果您想了解圖爾克去中心化的分布式控制系統包含的具體產品和成功應用案例,請持續關注我們!

              了解更多信息,歡迎訪問圖爾克:www.turck.com.cn/dip

              (來源:圖爾克供稿)

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