1、鍋爐設(shè)備概況
    焦作電廠3號和5號鍋爐分別于1985年12月和1991年10月投產(chǎn)，均為哈爾濱鍋爐廠生產(chǎn)的HG670/13.7-WM10型超高壓、一次中間再熱單汽包自然循環(huán)固態(tài)排渣無煙煤鍋爐。噴燃器為四角布
置直流燃燒器，下兩層一次風(fēng)為水平濃縮煤粉燃燒器。一次風(fēng)四層，二次風(fēng)3號爐為四層，5號爐為六層。設(shè)計燃煤C。
    利用檢修的機(jī)會，對兩臺鍋爐的燃燒器進(jìn)行了技術(shù)改造，分別將第一層、第二層一次風(fēng)改為水平濃縮煤粉燃燒器。噴燃器改造后，鍋爐最低不投油穩(wěn)燃負(fù)荷由160 MW(80 0/oPe)降至100 MW(50 0/oPe)。
1999年10月和2001年5月利用大修期間對3號和5號爐進(jìn)行了熱控設(shè)備的DCS改造。大修后均做到一次點(diǎn)火啟動成功，安全運(yùn)行時間達(dá)到優(yōu)良要求，3號爐還創(chuàng)造了大修后連續(xù)運(yùn)行291天的高紀(jì)錄。
2、鍋爐DCS改造情況
2.1 3號爐DCS改造情況
    3號爐DCS改造采用了美國貝利公司的IN-FI-90分散控制系統(tǒng)，將鍋爐所有的參數(shù)、電動門、調(diào)整門的狀態(tài)信號都進(jìn)入了DCS，鍋爐大、小聯(lián)鎖和所有輔機(jī)設(shè)備的操作和聯(lián)鎖，也由DCS實(shí)現(xiàn)。鍋爐優(yōu)化燃料系統(tǒng)、滅火保護(hù)和安全閥保護(hù)未進(jìn)入DCS，其控制和操作部件仍保留在立盤上，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)壓制的生物質(zhì)顆粒燃料。
    改造后的DCS具有如下功能：
    (1)數(shù)據(jù)采集與處理系統(tǒng)(DAS)：主要用于采集鍋爐生產(chǎn)過程中的各種參數(shù)和鍋爐主、輔設(shè)備狀態(tài)f開關(guān)量1并對這些信息進(jìn)行處理，以實(shí)現(xiàn)對機(jī)組進(jìn)行運(yùn)行監(jiān)視、參數(shù)越限報警、記錄和制表打印等功能。
    (2)模擬量控制系統(tǒng)fMCS）：主要實(shí)現(xiàn)鍋爐各個主輔參數(shù)的自動調(diào)節(jié)和控制。主要包括：送引風(fēng)自動、主汽壓力自動、水位自動、主汽溫再熱汽溫自動等，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)機(jī)爐負(fù)荷協(xié)調(diào)控制。
    (3)輔機(jī)啟、停操作與順控(SCS)功能：該功能對實(shí)現(xiàn)鍋爐輔機(jī)轉(zhuǎn)動機(jī)械的啟停操作和部分順控功能，實(shí)現(xiàn)電動門的開關(guān)與狀態(tài)監(jiān)視。在輔機(jī)功能組中，設(shè)置有聯(lián)鎖和部分熱工保護(hù)功能。
2.2 5號爐DCS改造情況
    5號爐采用了新華公司XDPS2.0分散控制系統(tǒng)進(jìn)行DCS改造。也具有數(shù)據(jù)采集與處理(DAS)、模擬量控制(MCS)、機(jī)爐負(fù)荷協(xié)調(diào)控制(CCS)、輔機(jī)啟、停操作與順控(SCS)等功能。5弓爐除所有的參數(shù)測點(diǎn)、輔機(jī)設(shè)備、電動門、調(diào)整門及大小聯(lián)鎖進(jìn)入了DCS外，鍋爐優(yōu)化燃燒和一、二次汽安全閥也進(jìn)入了DCS，一、二次汽安全閥硬手操保留。在優(yōu)化燃燒系統(tǒng)中，增加了同層一、二次風(fēng)速自動調(diào)平和煤粉濃度自動調(diào)平功能。在SCS中增加了“集降管排污順控邏輯”，減少人工定期排污手動操作次數(shù)，降低其勞動強(qiáng)度。增加了“給粉機(jī)自動投／退”功能，當(dāng)CCS方式下升降負(fù)荷時，給粉機(jī)由順控邏輯自動啟動和停止，減少司爐的操作強(qiáng)度。鍋爐滅火保護(hù)未進(jìn)入DCS。
3、鍋爐DCS改造前運(yùn)行狀況
    (1)送、引風(fēng)自動運(yùn)行不穩(wěn)定，基本上沒有投入運(yùn)行。
    (2)主汽壓力自動調(diào)節(jié)品質(zhì)不佳，壓力波動較大，并且負(fù)荷低于160 MW時投不上。
    (3)升降負(fù)荷時，水位、汽溫自動調(diào)節(jié)跟不上，只能手動調(diào)節(jié)，待負(fù)荷正常，水位、汽溫穩(wěn)定后才能投入自動運(yùn)行。
    (4)沒有機(jī)爐協(xié)調(diào)控制功能，升降負(fù)荷靠運(yùn)行值班工手動操作調(diào)整。
    (5)疏水泵等一些輔助的操作箱在就地設(shè)置，當(dāng)機(jī)組發(fā)生甩負(fù)荷等事故，啟動疏水泵向除氧器補(bǔ)水時，必須到就地操作，有可能延誤事故處理，造成除氧器水位低，引起給水泵汽化等事故。
    可見，系統(tǒng)改造前，鍋爐運(yùn)行人員勞動強(qiáng)度較大，自動化水平低，鍋爐不能始終保持在最佳的經(jīng)濟(jì)狀況下運(yùn)行。
4、鍋爐DCS改造后運(yùn)行狀況
4.1  改造后運(yùn)行的優(yōu)點(diǎn)
    (1)實(shí)現(xiàn)了改造前難以投入的送、引風(fēng)自動，運(yùn)行比較穩(wěn)定。并且升降負(fù)荷時，鍋爐總風(fēng)壓隨負(fù)荷變化而進(jìn)行自動跟蹤調(diào)整。
    (2)主汽壓力自動相當(dāng)穩(wěn)定，壓力變化范圍基本上在定值+0.1 MPa范圍內(nèi)波動。
    (3)水位、汽溫自動較改造前運(yùn)行穩(wěn)定。
    (4)實(shí)現(xiàn)了機(jī)爐協(xié)調(diào)控制，減輕了鍋爐運(yùn)行值班工的操作強(qiáng)度，也為AGC的投入奠定了良好的基礎(chǔ)。
    (5)改造后由于輔機(jī)和電動門等設(shè)備的控制進(jìn)入DCS，使各處邏輯順控更容易實(shí)現(xiàn)。例如對空排汽電動門的自動控制：主汽壓高于14.2 MPa時自動打開，主汽壓低于13.6 MPa時關(guān)閉。其電動門邏輯可在DCS組態(tài)中直接實(shí)現(xiàn)，減少了一些不必要的輔助設(shè)備和系統(tǒng)。
    (6)改造后運(yùn)行人員監(jiān)視參數(shù)系統(tǒng)化。由于各運(yùn)行參數(shù)、設(shè)備操作與系統(tǒng)圖結(jié)合在一起，使運(yùn)行人員監(jiān)視、調(diào)整參數(shù)更方便，有利于發(fā)現(xiàn)設(shè)備缺陷和問題。
    (7)將原來就地操作的設(shè)備（如：疏水泵、沖洗泵1進(jìn)入DCS后，使運(yùn)行人員在集控室就可以啟停該設(shè)備，而不必到就地操作，減輕了運(yùn)行人員的勞動強(qiáng)度，也為事故處理爭取了時間。
4.2  改造后暴露出的問題及解決的方法
    (1)機(jī)組在事故處理時速度較改造前慢。1999年12月24日，8:27，3號爐發(fā)生了DCS改造后的第一次滅火。鍋爐滅火后司爐要對送、引風(fēng)機(jī)檔板、二次風(fēng)門及油配風(fēng)等幾十個風(fēng)門進(jìn)行操作調(diào)整，當(dāng)司爐用鼠標(biāo)操作時，只能一個一個風(fēng)門調(diào)整，事故處理用了近30 min，造成鍋爐通風(fēng)量不能及時調(diào)整，將鍋爐大量余熱帶走，引起主汽溫偏低。改造前，司爐進(jìn)行滅火處理時，雙手都可以操作，15 min就可以將負(fù)荷恢復(fù)正常。
    為了解決上述問題，縮短鍋爐滅火事故處理時間，設(shè)計了鍋爐滅火后的事故處理邏輯程序，見表1～2。3號爐在2001年元月份小修中將有關(guān)組態(tài)進(jìn)行了修改，5號爐直接在大修前進(jìn)行了組態(tài)。
    針對滅火事故處理的邏輯程序，大大縮短了鍋爐滅火事故處理的時間，發(fā)揮了很好的作用。
    DCS系統(tǒng)設(shè)計的事故處理邏輯程序RB、RD功能，也應(yīng)盡快試驗(yàn)并投入運(yùn)行，以保證機(jī)組的安全運(yùn)行。
    (2)外圍設(shè)備質(zhì)量差，影響DCS自動及協(xié)調(diào)的正常投入。3號爐DCS改造后不久引風(fēng)機(jī)風(fēng)門經(jīng)常發(fā)生自擺，引起燃燒不穩(wěn)，影響到送、引風(fēng)自動的正常投入，因而機(jī)組的機(jī)爐協(xié)調(diào)控制長期不能實(shí)現(xiàn)。經(jīng)過認(rèn)真分析，確定其主要原因是風(fēng)門執(zhí)行器質(zhì)量差，2001年元月份3號爐小修期間經(jīng)過更換質(zhì)量較好的風(fēng)門執(zhí)行器后，未發(fā)生過自擺現(xiàn)象，保證了自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)的正常投入。
5、結(jié)論和建議
5.1  結(jié)  論
    鍋爐控制設(shè)備的DCS改造較大程度地降低了鍋爐運(yùn)行值班工的操作強(qiáng)度，保證了機(jī)組的安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，為減人增效工作創(chuàng)造了良好的基礎(chǔ)。
5.2建  議
    (1)完善油槍程控點(diǎn)火，為實(shí)現(xiàn)鍋爐整體程控啟動奠定基礎(chǔ)。
    (2)滅火保護(hù)進(jìn)入DCS中。
    (3)更換質(zhì)量較好的外圍設(shè)備（如：送、引風(fēng)機(jī)檔板執(zhí)行器、減溫調(diào)整門、給水調(diào)整門、二次小風(fēng)門執(zhí)行器等1，以保證各種自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)的正常投入。
    (4)將制粉系統(tǒng)順控啟停納入下臺機(jī)組改造中去，為機(jī)組自動啟停順控的實(shí)現(xiàn)奠定基礎(chǔ)。