隨著企業(yè)生產(chǎn)規(guī)模的擴(kuò)大，2010年公司新建一臺(tái)20t/h循環(huán)硫化床燃煤鍋爐。鍋爐產(chǎn)生蒸汽給后續(xù)工藝進(jìn)行加工生產(chǎn)。如果沒有蒸汽，后續(xù)工藝就無法進(jìn)行生產(chǎn)。由此可見，鍋爐是企業(yè)生產(chǎn)的動(dòng)力源。而鍋爐輔機(jī)的電控系統(tǒng)又是鍋爐的心臟發(fā)動(dòng)機(jī)，為鍋爐運(yùn)行提供血液動(dòng)力。因?yàn)椋�鍋爐系統(tǒng)能否最終可靠運(yùn)行，都是由電控系統(tǒng)來保證的。因此，在鍋爐本體已選定以后，鍋爐輔機(jī)的電控系統(tǒng)（包含控制系統(tǒng)和電氣系統(tǒng)）可靠性就顯得尤為必要。
     鍋爐電控系統(tǒng)的方案擬定，自控方面無異于以下幾種：常規(guī)儀表控制、計(jì)算機(jī)控制、PLC控制和DCS控制，電氣系統(tǒng)有自藕、直接啟動(dòng)、變頻和軟啟動(dòng)等模式。以下表格為幾種方案的對(duì)比：
     以上表格所列舉之方案，可單一方案或者任意組合，所列舉性能對(duì)比也是相對(duì)的。無論采用哪種方案，必須適合于工藝要求，要具有很高的可靠性以維持生產(chǎn)，同時(shí)要具有可擴(kuò)展性和先進(jìn)性，以適合后續(xù)工藝發(fā)展趨勢，即就是所謂的性價(jià)比高。可靠性高能為企業(yè)節(jié)省資金，可擴(kuò)展性在未來能把動(dòng)力部門的其它設(shè)施（比如污水處理、除塵等）兼容整合；先進(jìn)性是為了適應(yīng)企業(yè)的集團(tuán)化發(fā)展趨勢，將來能融人生產(chǎn)信息管理一體化(MIS)的系統(tǒng)中。總之，本方案的確定要符合“一次投資，終身受益”的原則，富通新能源生產(chǎn)銷售生物質(zhì)鍋爐，生物質(zhì)鍋爐主要燃燒木屑顆粒機(jī)壓制的木屑生物質(zhì)顆粒燃料。
     原則確定以后，我們首先參考原來舊爐的使用經(jīng)驗(yàn)。舊爐于2006年建成，使用的電控方案是常規(guī)儀表+計(jì)算機(jī)的控制模式。在使用過程中，我們發(fā)現(xiàn)這種方案雖然價(jià)格不高，但是后期會(huì)出現(xiàn)故障，維護(hù)量大，也相當(dāng)于加大了投資。為此，我們確定：自控方面是PLC+儀表+計(jì)算機(jī)+后備手操的模式，電氣方案是采用多點(diǎn)控制+變頻+工頻的控制模式。這兩二者能夠合二為一。經(jīng)過預(yù)算，投資并不比舊爐的電控方案貴多少，但是性能和可靠性有絕對(duì)的保證。體現(xiàn)在如下幾個(gè)方面：
    (1)以PLC自控為主，常規(guī)儀表為輔，人機(jī)界面是計(jì)算機(jī)。所有監(jiān)控的點(diǎn)在計(jì)算機(jī)上都能觀測到。而一些主要數(shù)據(jù)，如爐膛溫度、爐膛壓力、蒸汽壓力和汽包水位等，僅用3個(gè)常規(guī)儀表就可以同時(shí)顯示。這樣，既能充分利用計(jì)算機(jī)的海量存儲(chǔ)和查詢功能，叉能實(shí)現(xiàn)當(dāng)計(jì)算機(jī)故障無法顯示時(shí)，還能用常規(guī)儀表來顯示必要的運(yùn)行數(shù)據(jù)。因此，此措施實(shí)現(xiàn)了鍋爐的連續(xù)運(yùn)行，提高了可靠性。新舊兩臺(tái)鍋爐的參數(shù)監(jiān)控方案對(duì)比如下：
    由上圖1、圖2對(duì)比可看出，圖2的儀表+計(jì)算機(jī)模式缺陷在于，當(dāng)儀表故障時(shí)，鍋爐的運(yùn)行參數(shù)不但儀表無法顯示，計(jì)算機(jī)參數(shù)也無法顯示，嚴(yán)重時(shí)甚至造成鍋爐停產(chǎn)的可能。而圖1卻避免了這一弊端。
    操縱對(duì)象的多點(diǎn)控制。平常的操作對(duì)象，如閥門、風(fēng)門、電機(jī)等，無論是啟停還是開閉，既可通過計(jì)算機(jī)的鼠標(biāo)來實(shí)現(xiàn)，又能由按鈕或開關(guān)來實(shí)現(xiàn)。對(duì)于某些老工人，習(xí)慣于按鈕和開關(guān)的操作方式；對(duì)于多數(shù)年輕工人，都有計(jì)算機(jī)知識(shí)，能夠適應(yīng)計(jì)算機(jī)的操作方式。由此，由手動(dòng)控制向?qū)崿F(xiàn)現(xiàn)代化控制上具有過渡作用。另一方面，無論是電腦和按鈕開關(guān)任何一種控制方式，當(dāng)其中一種有問題，都能夠由另一種來實(shí)現(xiàn)。此措施也實(shí)現(xiàn)了鍋爐的連續(xù)運(yùn)行，提高了可靠性。
    (2)電機(jī)控制以工頻為輔、變頻為主。大功率電機(jī)采用變頻器控制，所取得的節(jié)能效果已是不爭的事實(shí)。為此，通常鍋爐運(yùn)行中，都是通過調(diào)節(jié)變頻器的頻率來調(diào)整電機(jī)的轉(zhuǎn)速，而很少去操作風(fēng)閥。但是當(dāng)變頻器故障時(shí)，又能切換到工頻的運(yùn)行方式。此措施也實(shí)現(xiàn)了鍋爐的連續(xù)運(yùn)行，提高了可靠性。以下為工頻變頻的切換示意圖。
    (3)設(shè)備的選型上，也必須采用可靠的知名品牌。因?yàn)槿绻�選型不當(dāng)，系統(tǒng)的執(zhí)行率也很低，可靠性也得不到保障。為此，傳感器我們選用了川儀橫河品牌，計(jì)算機(jī)采用戴爾DELL品牌，PLC采用西門子300系列，變頻器采用西門子的430系列。這幾個(gè)品牌在國內(nèi)都有很好的知名度，應(yīng)用案例成熟，備件充足時(shí)間長久。相對(duì)于—些偏門同類設(shè)備，價(jià)格便宜；相對(duì)于一些其他廣泛應(yīng)用的設(shè)備，卻又顯得成熟可靠。比如橫河川儀變送器，五年內(nèi)零點(diǎn)漂移僅僅0.5%，數(shù)據(jù)非常準(zhǔn)確。而西門子PLC和變頻器，其可靠性已是眾所周知的了。
    (4)鍋爐電控系統(tǒng)的超限聯(lián)鎖保護(hù)措施。根據(jù)鍋爐運(yùn)行監(jiān)察規(guī)程，鍋爐電控系統(tǒng)應(yīng)設(shè)參數(shù)超限聯(lián)鎖保護(hù)措施。本鍋爐屬于大容量鍋爐，因此設(shè)定了多種保護(hù)措施。其中重要的包括蒸汽壓力、鍋筒水位的超限保護(hù)；燃燒系統(tǒng)的聯(lián)鎖保護(hù)等。而鍋筒水位尤為重要。為此，我們從多個(gè)方面監(jiān)控鍋爐水位參數(shù)，第一用雙監(jiān)視器監(jiān)控左右鍋筒水鏡，保證直觀上的對(duì)比；第二，用差壓式和電接點(diǎn)式傳感器分別測量鍋筒水位，保證給水系統(tǒng)的自控運(yùn)行和聯(lián)鎖保護(hù)。自控運(yùn)行，保證了鍋爐運(yùn)行的穩(wěn)定；聯(lián)鎖措施，保證了當(dāng)鍋爐意外緊急情況出現(xiàn)時(shí)，能夠及時(shí)停爐，達(dá)到安全要求。
    綜上所述，本鍋爐的電控方案在理論上是高可靠的，選型符合性價(jià)比高的要求。雖然DCS(分布控制集中管理系統(tǒng))總線系統(tǒng)的可靠性和功能比它優(yōu)越，但是價(jià)格卻不菲。而單一的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)或者常規(guī)儀表系統(tǒng)，盡管價(jià)格低廉，但又功能單一，可靠性也差很多。本系統(tǒng)自投產(chǎn)運(yùn)行一年來，幾乎無任何故障發(fā)生。實(shí)踐證明，系統(tǒng)是可靠的。因此，本文的電控系統(tǒng)可靠性方案，從設(shè)計(jì)到應(yīng)用，都是成功的，為企業(yè)達(dá)到了增產(chǎn)增效的目的。對(duì)于同行業(yè)類似的方案設(shè)計(jì)，具有一定的指導(dǎo)意義。