IX-2000在海螺水泥余熱發(fā)電上的應(yīng)用

　　臺(tái)塑公司于1985 年成立電子組，與日本富士電機(jī)技術(shù)合作，從事中大型分散式控制系統(tǒng)（DCS）軟硬件設(shè)計(jì)與制造，2004年臺(tái)塑實(shí)現(xiàn)多元化發(fā)展策略，將富士電機(jī)DCS技術(shù)整體收購(gòu)，成立臺(tái)塑電子（寧波）有限公司，由日本、臺(tái)灣經(jīng)驗(yàn)直接移轉(zhuǎn)到大陸，并培養(yǎng)大陸技術(shù)人員，達(dá)成制造本土化，就近服務(wù)客戶(hù)。目前臺(tái)塑DCS（富士DCS）廣泛應(yīng)用與鋼鐵、化工、紙業(yè)、學(xué)校、醫(yī)院、汽電共生、發(fā)電廠(chǎng)等過(guò)程。
　　富士電機(jī)于1975年10月發(fā)布DCS系統(tǒng)，是世界上最早研發(fā)出DCS系統(tǒng)的廠(chǎng)家之一。AX-2000集散控制系統(tǒng)是富士的第五代產(chǎn)品系統(tǒng)，是開(kāi)放的新一代綜合控制系統(tǒng)，智能可靠的Process I／O 單元同時(shí)也被橫河的CS3000系統(tǒng)所采用。AX-2000系統(tǒng)具有良好的控制性能、實(shí)時(shí)靈活的通訊能力、直觀(guān)清晰的人機(jī)接口，系統(tǒng)擴(kuò)展方便，獲得用戶(hù)較高評(píng)價(jià)。
　　純低溫水泥余熱發(fā)電設(shè)備是將水泥生產(chǎn)的預(yù)燒成過(guò)程中產(chǎn)生的廢氣由余熱回收鍋爐進(jìn)行熱回收，再由蒸汽輪發(fā)電機(jī)進(jìn)行發(fā)電的設(shè)備。設(shè)備能有效利用水泥生產(chǎn)線(xiàn)的廢氣、在節(jié)能的同時(shí)也對(duì)環(huán)保作出貢獻(xiàn)。海螺集團(tuán)作為中國(guó)最大的水泥生產(chǎn)商，與日本川崎重工合作，在中國(guó)海螺寧國(guó)水泥廠(chǎng)4000t／d水泥生產(chǎn)線(xiàn)上率先應(yīng)用純低溫余熱發(fā)電技術(shù)，并獲得了成功。海螺集團(tuán)成為中國(guó)大陸純低溫余熱發(fā)電的最早應(yīng)用和受益者。其中這套純低溫余熱發(fā)電系統(tǒng)的DCS先進(jìn)控制系統(tǒng)采用的是IX-2000控制系統(tǒng)。
　　
　　1、純低溫余熱發(fā)電技術(shù)概述
　　純低溫余熱發(fā)電技術(shù)即在新型干法生產(chǎn)線(xiàn)生產(chǎn)過(guò)程中，通過(guò)余熱回收裝置——余熱鍋爐將水泥窯窯頭、窯尾排出大量低品位的廢氣余熱進(jìn)行回收換熱，產(chǎn)生過(guò)熱蒸氣推動(dòng)汽輪機(jī)實(shí)現(xiàn)熱能——機(jī)械能的轉(zhuǎn)換，再帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)出電能，并供給水泥生產(chǎn)過(guò)程中的用電負(fù)荷。
　　

　　圖1 純低溫余熱發(fā)電能量流程圖
　　2、純低溫余熱發(fā)電系統(tǒng)構(gòu)成和作用
　　

　　圖2 純低溫余熱發(fā)電系統(tǒng)構(gòu)成圖
　　兩臺(tái)高效余熱鍋爐，AQC鍋爐和PH鍋爐將水泥生產(chǎn)過(guò)程中隨廢氣排放到大氣中的熱能吸收，產(chǎn)生壓力為25Kg／cm2、溫度為335℃－350℃、蒸發(fā)量為31.1t／h的過(guò)熱蒸汽及二級(jí)低壓飽和蒸汽并進(jìn)入汽輪機(jī)，進(jìn)行能量轉(zhuǎn)換，拖動(dòng)發(fā)電機(jī)向電網(wǎng)輸送電力。PH鍋爐為強(qiáng)制循環(huán)、煙氣流向?yàn)樗健⒐艹塘飨驗(yàn)榇怪?、管列形式為循排、傳熱管為光管、除灰裝置為振打系統(tǒng)；AQC鍋爐為自然循環(huán)、煙氣自上而下、管程流向?yàn)樗?、管列形式為錯(cuò)排、傳熱管為螺旋翅管、除灰裝置為吹灰器。
　　
　　3、項(xiàng)目概況：
　　3.1 項(xiàng)目基本情況
　　1995年8月國(guó)家計(jì)委與日本NEDO簽訂示范事業(yè)協(xié)議書(shū)
　　1995年10月川崎重工和寧國(guó)水泥廠(chǎng)簽訂協(xié)議1996年10月開(kāi)工建設(shè)
　　1998年2月工程建設(shè)完畢，并于2月8日并網(wǎng)發(fā)電一次成功。
　　3.2 設(shè)計(jì)參數(shù)設(shè)計(jì)裝機(jī)容量: 6480kW
　　設(shè)計(jì)年發(fā)電量: 4087萬(wàn)kWh
　　設(shè)計(jì)噸熟料發(fā)電: 33.07kWh/t
　　3.3 實(shí)際運(yùn)行
　　實(shí)際發(fā)電能力: 7200kW
　　05年實(shí)際年發(fā)電量: 5385萬(wàn)kWh
　　05年實(shí)際噸熟料發(fā)電: 36.38kWh/t
　　
　　4、控制系統(tǒng)介紹
　　 整個(gè)余熱發(fā)電裝置的控制系統(tǒng)于1998年完成，至今系統(tǒng)仍在使用中。整個(gè)系統(tǒng)共有I/O點(diǎn)數(shù) 1200點(diǎn)，系統(tǒng)由ICS-2000冗余控制站1對(duì)，IOS-PC2000操作員站2臺(tái)，IDS-PC2000冗余數(shù)據(jù)庫(kù)站1對(duì)組成。
　　

　　圖3 控制系統(tǒng)示意圖
　　4.1 控制系統(tǒng)各組成部分
　　4.1.1 控制器
　　

　　具備控制器、I/O卡件、I/O單元電源模塊、I/O通訊模塊、總線(xiàn)接口模塊、電源的冗余配置。
　　ICS控制器采用高性能處理器(CPU)，輕松實(shí)現(xiàn)高速的過(guò)程控制和高速浮點(diǎn)運(yùn)算，同時(shí)具有大容量的程序存儲(chǔ)空間
　　ICS控制器具備強(qiáng)大的EI型綜合控制功能。ICS控制器，融合了電氣控制和儀表調(diào)節(jié)技術(shù)。在硬件/軟件/工程上,真正實(shí)現(xiàn)EI綜合控制。 EI控制比例自由設(shè)定使控制器負(fù)荷分散,執(zhí)行效率提高，為生產(chǎn)過(guò)程自動(dòng)化提供優(yōu)良的系統(tǒng)環(huán)境。
　　通過(guò)以太網(wǎng)的冗余設(shè)置實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)通訊的高可靠性。
　　4.1.2 操作站
　　

　　操作站采用可以連續(xù)24小時(shí)運(yùn)行的工業(yè)PC既可采用通用鼠標(biāo)、鍵盤(pán)等操作設(shè)備，也可采用專(zhuān)用操作員鍵盤(pán)。系統(tǒng)采用網(wǎng)絡(luò)打印機(jī)對(duì)IDS進(jìn)行冗余設(shè)置可以實(shí)現(xiàn)工藝數(shù)據(jù)存貯的高可靠性通過(guò)以太網(wǎng)的冗余設(shè)置實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)通訊的高可靠性。
　　4.1.3 I/O卡件
　　

　　I/O卡件為單點(diǎn)卡件，更換容易，分散分險(xiǎn)。
　　部分I/O卡件可冗余配置，采用換代卡件可實(shí)現(xiàn)全冗余。每個(gè)控制站可接128局模塊。每局可放16個(gè)AI或AO，可放64個(gè)DI或DO。
　　4.1.4 流程圖
　　

　　可以繪制流程圖，實(shí)時(shí)顯示工藝，現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況
　　可以定義警報(bào)發(fā)生時(shí)彈出窗口的內(nèi)容遠(yuǎn)程監(jiān)控
　　具備權(quán)限設(shè)定，可以通過(guò)密碼和鑰匙來(lái)確定權(quán)限（操作員，工程師），提高安全性
　　5、余熱發(fā)電運(yùn)行統(tǒng)計(jì)　　

　　6、余熱發(fā)電效益
　　純低溫余熱發(fā)電技術(shù)在中國(guó)海螺寧國(guó)水泥廠(chǎng)4000t／d水泥生產(chǎn)線(xiàn)上率先獲得了成功應(yīng)用。截止06年9月底累計(jì)發(fā)電量4.54億度，創(chuàng)經(jīng)濟(jì)效益2.27億元，減少二氧化碳排放量36.3萬(wàn)噸，減少60萬(wàn)噸標(biāo)準(zhǔn)煤耗，節(jié)約了能源保護(hù)了環(huán)境。
　　整個(gè)富士DCS分散控制系統(tǒng)從1998年至今，仍正常運(yùn)行。在使用當(dāng)中充分體現(xiàn)了其技術(shù)先進(jìn)、性能可靠、運(yùn)行穩(wěn)定的特點(diǎn)，受到了用戶(hù)廣泛的贊譽(yù)。