CN102707692B - 基于dcs的垃圾焚烧发电厂设备控制方法、***和发电厂 - Google Patents
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Abstract
本发明实施例公开了一种基于DCS的垃圾焚烧发电厂设备控制方法，包括：采集垃圾发电厂垃圾焚烧炉***、汽轮发电机***和后续处理***及电气控制***的监控模拟量和/或数字开关量；将所述监控模拟量和/或数字开关量通过现场总线发送至各***对应的DCS控制器中处理，得到与所述各***相应的模块处理结果；所述各***对应的DCS操作员站接收所述模块处理结果，并由所述DCS控制器根据对应的所述模块处理结果下发针对与各***关联的设备的控制量。本发明克服了DCS与PLC通信点数量大，故障多的问题；并且可实现对并列运行的设备，如并列运行的多台垃圾焚烧炉进行给料量和一、二次风量的调节，以与汽轮发电机***进行垃圾焚烧炉和汽轮发电机组的协调控制。
Description
技术领域
本发明涉及垃圾焚烧发电厂控制技术领域，更具体地说，涉及一种基于DCS的垃圾焚烧发电厂设备控制方法、***和发电厂。
背景技术
垃圾焚烧发电是将生活垃圾进行焚烧及处理后，驱动汽轮机等发电设备的新兴发电形式。针对垃圾焚烧发电厂配套合理完善的控制方法和设备，是垃圾焚烧发电通讯、垃圾处理及设备状态反馈等指令传达及执行的保证。
现有的垃圾焚烧发电厂采用的控制技术是以分布式控制***DCS与可编程控制器PLC控制结合的形式实现，即主控采用DCS进行数据监控层构建并与所述PLC进行通讯，而焚烧炉、布袋除尘等设备的现场控制使用内嵌可编程控制器PLC实现动作指令下发和执行。
然而，上述采用DCS与PLC配合控制垃圾焚烧发电厂的方式至少存在如下问题，由于嵌入式PLC仅能控制一台受控设备，当所述垃圾焚烧发电厂设置有多个垃圾焚烧炉及配套设施时，DCS与PLC的通讯点数激增，不仅通讯压力大且增加了DCS与PLC的通讯故障点，不便于维修；并且存在着并列运行设备无法有序控制的技术缺陷。
发明内容
有鉴于此，本发明提供一种基于DCS的垃圾焚烧发电厂设备控制方法和控制***，实现了全部应用DCS技术进行垃圾焚烧发电厂的设备控制的目的。
一种基于DCS的垃圾焚烧发电厂设备控制方法，包括：
采集垃圾发电厂垃圾焚烧炉***、汽轮发电机***和后续处理***及电气控制***的监控模拟量和/或数字开关量；
将所述监控模拟量和/或数字开关量通过现场总线发送至各***对应的DCS控制器中处理，得到与所述各***相应的模块处理结果；
所述各***对应的DCS操作员站接收所述模块处理结果，并由所述DCS控制器根据对应的所述模块处理结果下发针对与各***关联的设备的控制量。
优选地：
所述垃圾焚烧发电***中设置有多台垃圾焚烧炉和多台汽轮发电机组时，所述控制方法还包括：
当垃圾热值低于设定值时，采用汽机调压方式，包括：指定多台汽轮机中的一台汽轮机蒸汽入口为主蒸汽母管的压力调节口；
采集垃圾发电厂汽轮机的监控模拟量和/或数字开关量具体为：
接收主蒸汽母管压力变送器发送的模拟量信号；以及，
采集所述其余各台汽轮机调速汽门的阀门开度模拟量；
优选地：
所述监控模拟量和/或数字开关量通过现场总线发送至各***对应的DCS控制器中处理，得到与所述各***相应的模块处理结果具体为：
将所述主蒸汽母管压力模拟量通过现场总线发送至实现调压功能的汽轮机数字电液调节***DEH的控制器中；
比较所述主蒸汽母管压力模拟量与主蒸汽母管压力设定值，得到主蒸汽母管压力比较结果；
以及，
将所述其余各台汽轮机调速汽门的阀门开度模拟量通过现场总线发送至对应的对应汽轮机数字电液调节***DEH的控制器中；
比较所述其余各台汽轮机调速汽门阀门开度模拟量与对应的阀门开度设定值，得到其余各台汽轮机调速汽门阀门开度比较结果。
优选地：所述各***对应的DCS操作员站接收所述模块处理结果，并由所述DCS控制器根据对应的所述模块处理结果下发针对与各***关联的设备的控制量具体为：
所述实现调压功能的汽轮机对应的DEH操作员站接收所述主蒸汽母管压力比较结果，并由所述DEH控制器根据所述主蒸汽母管压力比较结果下发调速汽门开度控制量至该汽轮机的调速汽门；
以及，
所述其余各台汽轮机对应的DEH操作员站接收所述阀门开度比较结果，并由所述DEH控制器根据所述阀门开度比较结果下发调速汽门开度控制量至对应的各台汽轮机调速汽门。
优选地：
所述垃圾焚烧发电***中设置有多台垃圾焚烧炉和多台汽轮发电机组时，所述控制方法还包括：
当垃圾热值低于设定值时，所有垃圾焚烧炉均采用主蒸汽流量控制方式；
采集垃圾发电厂垃圾焚烧发电***的监控模拟量和/或数字开关量具体为：
采集所述各台垃圾焚烧炉的主蒸汽流量模拟量；
优选地：
将所述监控模拟量和/或数字开关量通过现场总线发送至各***对应的DCS控制器中处理，得到与所述各***相应的模块处理结果具体为：
将所述各台垃圾焚烧炉主蒸汽流量模拟量通过现场总线发送至垃圾焚烧炉的DCS控制器中；
比较所述流量模拟量与对应的主蒸汽流量设定值，得到主蒸汽流量比较结果。
优选地：
所述各***对应的DCS操作员站接收所述模块处理结果，并由所述DCS控制器根据对应的所述模块处理结果下发针对与各***关联的设备的控制量具体为：
所述各台垃圾焚烧炉对应的DCS操作员站接收所述主蒸汽流量比较结果，并由所述DCS控制器根据所述主蒸汽流量比较结果下发针对各台垃圾焚烧炉的垃圾给料量控制量和一次风量控制量。
优选地：
所述垃圾焚烧发电***中设置有多台垃圾焚烧炉和多台汽轮发电机组时，所述控制方法还包括：
当垃圾热值高于设定值时，指定多个垃圾焚烧炉中的一台垃圾焚烧炉蒸汽出口为主蒸汽母管的压力调节口；
采集垃圾发电厂垃圾焚烧炉***的监控模拟量和/或数字开关量具体为：
接收主蒸汽母管压力变送器发送的模拟量信号；以及，采集所述其余各台垃圾焚烧炉的主蒸汽出口压力模拟量；
优选地：
将所述监控模拟量和/或数字开关量通过现场总线发送至各***对应的DCS控制器中处理，得到与所述各***相应的模块处理结果具体为：
将所述主蒸汽母管压力模拟量通过现场总线发送至垃圾焚烧炉的DCS控制器中；
比较所述压力模拟量与母管压力设定值，得到主蒸汽母管压力比较结果；
以及，
将所述其余各台垃圾焚烧炉主蒸汽出口压力模拟量通过现场总线发送至垃圾焚烧炉的DCS控制器中；
比较所述压力模拟量与对应主蒸汽出口压力设定值，得到主蒸汽出口压力比较结果。
优选地：
所述各***对应的DCS操作员站接收所述模块处理结果，并由所述DCS控制器根据对应的所述模块处理结果下发针对与各***关联的设备的控制量具体为：
所述垃圾焚烧炉对应的DCS操作员站接收所述主蒸汽母管压力比较结果，并由所述DCS控制器根据所述主蒸汽母管压力比较结果下发针对所述指定垃圾焚烧炉的垃圾给料量控制量和一次风量控制量；
以及，
所述其余垃圾焚烧炉对应的DCS操作员站接收所述主蒸汽出口压力比较结果，并由所述DCS控制器根据所述主蒸汽出口压力比较结果下发针对其余各台垃圾焚烧炉的垃圾给料量控制量和一次风量控制量。
如权利要求1所述的控制方法，采集垃圾发电厂汽轮发电机***监控模拟量具体为：
采集汽轮发电机预设检测点的温度、压力和/或流量监控模拟量。
优选地：
将所述监控模拟量和/或数字开关量通过现场总线发送至各***对应的DCS控制器中处理，得到与所述各***相应的模块处理结果具体为：
将所述温度、压力和/或流量监控模拟量通过现场总线发送至汽轮发电机***对应的DCS控制器中，将所述温度、压力和/或流量监控模拟量分别对应分别与对应主蒸汽温度、压力和/或流量的设定值比较，得到对应的温度、压力和/或流量比较结果。
优选地：
所述各***对应的DCS操作员站接收所述模块处理结果，并由所述DCS控制器根据对应的所述模块处理结果下发针对与各***关联的设备的控制量具体为：
所述汽轮发电机组对应的DCS操作员站接收所述对应的温度、压力和/或流量比较结果，并由所述DCS控制器根据所述对应的温度、压力和/或流量比较结果下发针对与各***关联的设备的控制量。
优选地：
所述现场总线采用Profibus DP现场总线。
优选地：
所述***还包括：根据采集的多台垃圾焚烧炉主蒸汽出口流量模拟量，判断主蒸汽流量变化趋势；
将得到的判断结果发送至所述垃圾焚烧炉对应的控制器；
并由所述DCS控制器根据所述判断结果下发对应垃圾焚烧炉的垃圾给料量控制量和一次风量控制量。
一种基于DCS的垃圾焚烧发电厂设备控制***，包括：
采集模块，用于采集垃圾发电厂垃圾焚烧炉***、汽轮发电机***和后续处理***及电气控制***的监控模拟量和/或数字开关量；
DCS控制器，用于处理通过现场总线接的收对应***的所述监控模拟量和/或数字开关量，得到与所述各***相应的模块处理结果；
DCS操作员站，用于接收所述模块处理结果，并由所述DCS控制器根据对应的所述模块处理结果下发针对与各***关联的设备的控制量。
优选地：所述***还包括：
DEH控制器，用于处理通过现场总线接收对应的汽轮机数字电液调节***DEH的所述监控模拟量和/或数字开关量，得到与所述各***相应的模块处理结果；
DEH操作员站，用于接收所述模块处理结果，并由所述DEH控制器根据对应的所述模块处理结果下发针对与各汽轮机数字电液调节***关联的设备的控制量。
与所述DCS操作员站互为冗余的DCS操作员站。
与所述DCS控制器互为冗余配置的DCS控制器。
主蒸汽流量变化趋势判断模块，用于根据采集的多台垃圾焚烧炉主蒸汽流量模拟量，判断流量变化趋势，得到判断结果并发送至垃圾焚烧炉对应的控制器。
一种基于DCS的垃圾焚烧发电厂，包括所述基于DCS的垃圾焚烧发电厂的控制***。
从上述技术方案可以看出，本发明实施例中的垃圾焚烧发电厂的控制方法和***，利用一体化的DCS控制体系，将采集的监控模拟量和/或数字开关量发送至对应的DCS控制器中处理，将处理的结果在相应DCS控制器中进一步判断处理后得到下发指令，并对关联的设备进行基于DCS的控制，该控制方法从现有的DCS+PLC的控制构架存在的技术缺点出发，由于DCS控制器与输入输出I/O模块之间采用现场总线通讯，克服了DCS与PLC通信点数量大，故障多的问题；并且可实现对并列运行的设备，如并列运行的多台垃圾焚烧炉进行给料量和一、二次风量的调节，以与汽轮发电机***进行垃圾焚烧炉和汽轮发电机组的协调控制。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得多炉多机的垃圾焚烧发电厂垃圾焚烧炉和汽轮机协调控制技术的知识。
图1为本发明实施例公开的一种基于DCS的垃圾焚烧发电厂设备控制方法流程图；
图2为本发明又一实施例公开的一种基于DCS的垃圾焚烧发电厂设备控制方法流程图；
图3为本发明又一实施例公开的一种基于DCS的垃圾焚烧发电厂设备控制方法流程图；
图4为本发明又一实施例公开的一种基于DCS的垃圾焚烧发电厂设备控制方法流程图；
图5为本发明又一实施例公开的一种基于DCS的垃圾焚烧发电厂设备控制方法流程图；
图6为本发明又一实施例公开的一种基于DCS的垃圾焚烧发电厂设备控制方法流程图；
图7为本发明实施例公开的一种基于DCS的垃圾焚烧发电厂设备控制***结构示意图；
图8为本发明实施例公开的一种基于DCS的垃圾焚烧发电厂结构示意图。
具体实施方式
为了引用和清楚起见，下文中使用的技术名词、简写或缩写总结如下：
DCS：Distributed Control System，分布式控制***；
PLC：Programmable Logic Controller可编程逻辑控制器；
DEH：Digital Electric Hydraulic Control System，汽轮机数字电液调节***；本发明中，DEH的功能是用同一套DCS***来实现的；
Profibus DP：Profibus DP是一种国际化、开放式、不依赖于设备生产商的现场现场总线标准；Profibus DP传送速度可在9.6Kbps～12Mbps范围内选择且当现场总线***启动时，所有连接到现场总线上的装置应该被设成相同的速度。
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有多炉多机垃圾焚烧发电***控制实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明实施例公开了一种基于DCS的垃圾焚烧发电厂设备控制方法和控制***，实现了全部应用DCS技术进行垃圾焚烧发电厂的设备控制的目的。
图1示出了一种基于DCS的垃圾焚烧发电厂设备控制方法，包括：
步骤11：采集垃圾发电厂垃圾焚烧炉***、汽轮发电机***和后续处理***及电气控制***的监控模拟量和/或数字开关量；
所述监控模拟量包括：垃圾焚烧炉***中的给料速度模拟量、各段炉排速度模拟量、一次风量模拟量、二次风量模拟量、炉膛温度模拟量、炉膛压力模拟量、垃圾厚度模拟量、烟气含氧量模拟量、主蒸汽温度模拟量、主蒸汽压力模拟量；主蒸汽流量模拟量；
以及，
主蒸汽母管压力模拟量和汽轮机的调速汽门阀门开度模拟量等；
所述数字开关量包括：垃圾焚烧发电***中的给料装置前进后退状态数字开关量；各段炉排前进后退状态数字开关量；一、二次风机启停状态数字开关量；引风机启停状态数字开关量；汽轮发电机***中的汽轮机电动主汽门、自动主汽门和调速汽门开闭状态数字开关量；电气***中各电气设备启停状态数字开关量等；
上述模拟量和/或数字开关量做列举性示意，并不局限于上述列举类型。
用于采集上述模拟量和数字开关量的模块可根据实际应用场景选定种类和型号，例如用于测量温度的热电阻、热电偶输入模块，测量压力的模拟量输入模块等。在所述DCS控制器与采集模块进行模拟/数字量进行现场总线传输时，都需要通过I/O模块收发。
需要说明的是，所述后续处理***包含有除氧给水、化学水处理等***。
步骤12：将所述监控模拟量和/或数字开关量通过现场总线发送至各***对应的DCS控制器中处理，得到与所述各***相应的模块处理结果；
利用DCS控制器可处理多个***设备中的模拟/数字量，且通过现场总线与操作员站通讯，克服了现有技术中的一套PLC控制单台运行设备的形式，在面对多台并列运行设备时所出现多套PLC与DCS操作员站通讯点数激增的问题，实现了DCS控制器监管多台并行运行设备的目的。
步骤13：所述各***对应的DCS操作员站接收所述模块处理结果，并由所述DCS控制器根据对应的所述模块处理结果下发针对与各***关联的设备的控制量。
需要指出的是，所述DCS操作员站是将所述DCS控制器处理得到的模块处理结果进行显示、记录及人为干预操作的平台。
所述DCS控制器根据模块处理结果下发对应的控制量，触发与各***对应的执行器对各***中的设备进行与所述控制量对应的调节。
上述处理方法适用于垃圾焚烧发电厂全部下属***的控制流程，特别适用于针对炉排运动及给料装置控制，以及主蒸汽压力、流量以及关联垃圾给料量、风量的控制；以及垃圾焚烧炉与汽轮机的协调控制。为了更好地对该控制方法进行说明，针对垃圾焚烧发电厂中模拟量和/或数字开关量的采集、处理和控制指令下发进行实施例描述：
在对所述垃圾焚烧发电***中设置有多台垃圾焚烧炉和多台汽轮机的场景下进行基于DCS一体化控制：
图2示出了又一种基于DCS的垃圾焚烧发电厂设备控制方法，包括：
当垃圾热值低于设定值时，采用汽机调压方式。指定多台汽轮机中的一台汽轮机实现调压功能。其对应的控制器具体为DEH控制器，此时选择“压控”运行方式，从而由该台汽轮机的DEH控制通过控制调速汽门阀位开度来保证主蒸汽母管压力等于设定值。
而此时其余各台汽轮机选择“阀控”运行方式，各台汽轮机DEH的阀位开度设定值由运行人员决定，对应的DEH控制器通过控制调速汽门阀位开度来保证各台汽轮机的调速汽门阀位开度等于设定值；从而使得各台汽轮机能够尽量多发电。
对于实现调压功能的汽轮机：该台汽轮机蒸汽入口即为主蒸汽母管的压力调节口，包括：
步骤21：接收主蒸汽母管压力变送器发送的模拟量信号；
以及，
采集所述其余各台汽轮机调速汽门的阀位开度模拟量。
步骤22：将所述主蒸汽母管压力模拟量通过现场总线发送至实现调压功能的汽轮机数字电液调节***DEH的控制器中；
比较所述主蒸汽母管压力模拟量与主蒸汽母管压力设定值，得到主蒸汽母管压力比较结果；
以及，
将所述其余各台汽轮机调速汽门的阀门开度模拟量通过现场总线发送至对应的对应汽轮机数字电液调节***DEH的控制器中；
比较所述其余各台汽轮机调速汽门阀门开度模拟量与对应的阀门开度设定值，得到其余各台汽轮机调速汽门阀门开度比较结果。
步骤23：
所述实现调压功能的汽轮机对应的DEH操作员站接收所述主蒸汽母管压力比较结果，并由所述DEH控制器根据所述主蒸汽母管压力比较结果下发调速汽门开度控制量至该汽轮机的调速汽门；
以及，
所述其余各台汽轮机对应的DEH操作员站接收所述阀门开度比较结果，并由所述DEH控制器根据所述阀门开度比较结果下发调速汽门开度控制量至对应的各台汽轮机调速汽门。
当主蒸汽母管压力与设定值比较偏低时，实现调压功能的汽轮机DEH控制器根据所述主蒸汽母管压力比较结果下发减少调速汽门阀位开度控制量的指令到该台汽轮机的调速汽门；当主蒸汽母管压力与设定值比较偏高时，实现调压功能的汽轮机DEH控制器根据所述主蒸汽母管压力比较结果下发增加调速汽门阀位开度控制量的指令到该台汽轮机的调速汽门；最终使得主蒸汽母管压力等于设定值。
当其余各台汽轮机其中一台汽轮机调速汽门的阀位开度与设定值比较偏小时，该台汽轮机DEH控制器根据所述阀位开度比较结果下发增加调速汽门阀位开度控制量的指令到该台汽轮机的调速汽门；当该台汽轮机调速汽门的阀位开度与设定值比较偏大时，该台汽轮机DEH控制器根据所述阀位开度的比较结果下发减少调速汽门阀位开度控制量的指令到该台汽轮机的调速汽门；最终使得各台汽轮机的调速汽门阀位开度等于各自的阀位开度设定值。
图3示出了又一种基于DCS的垃圾焚烧发电厂设备控制方法，包括：
当垃圾热值低于设定值时，采用汽机调压方式时；所有的所有垃圾焚烧炉采用主蒸汽流量控制方式，包括：
步骤31：采集所述各台垃圾焚烧炉的主蒸汽流量模拟量；
步骤32：将所述各台垃圾焚烧炉主蒸汽流量模拟量通过现场总线发送至垃圾焚烧炉的DCS控制器中；
比较所述流量模拟量与对应的主蒸汽流量设定值，得到主蒸汽流量比较结果。
步骤33：所述各台垃圾焚烧炉对应的DCS操作员站接收所述主蒸汽流量比较结果，并由所述DCS控制器根据所述主蒸汽流量比较结果下发针对各台垃圾焚烧炉的垃圾给料量控制量和一次风量控制量。
更为具体地说：
当其中一台垃圾焚烧炉的主蒸汽流量比设定值偏低时，DCS控制器就根据主蒸汽流量比较结果，针对该台垃圾焚烧炉下发增加垃圾给料量控制量和一次风量控制量的指令。当其中一台垃圾焚烧炉的主蒸汽流量比设定值偏高时，DCS控制器就根据主蒸汽流量比较结果，针对该台垃圾焚烧炉下发减少垃圾给料量控制量和一次风量控制量的指令。最终使得该台垃圾焚烧炉的主蒸汽流量等于其设定值。
图4示出了上述场景下的基于DCS的垃圾焚烧发电厂设备控制方法：
当垃圾热值高于设定值时，指定多个垃圾焚烧炉中的一台垃圾焚烧炉主蒸汽出口为主蒸汽母管的压力调节口，命令该炉接受来自主蒸汽母管压力变送器送来的模拟量信号；
对于垃圾焚烧炉来说，每台焚烧炉所产生的主蒸汽流量需要通过垃圾给料量和一、二次风量的调节而输出符合汽轮发电机组发电所需的蒸汽量。
一套PLC控制一台垃圾焚烧炉的方式，如果三台垃圾焚烧炉同时运行时，现有的一套PLC控制垃圾焚烧炉所产生的蒸汽都是送到同一根主蒸汽母管中，此时一套PLC就无法准确对三台垃圾焚烧炉的主蒸汽压力进行控制。
构建DCS控制器中其余各台垃圾焚烧炉主蒸汽出口压力设定值，该主蒸汽出口压力设定值高于所述母管压力设定值。
设定主蒸汽出口压力设定值高于所述母管压力设定值的目的在于其余各台垃圾焚烧炉可满负荷运行。
该方法包括：
步骤41：采集所述主蒸汽母管压力模拟量；
具体为：
接收主蒸汽母管压力变送器发送的模拟量信号；
以及，采集所述其余各台垃圾焚烧炉主蒸汽出口压力模拟量。
步骤42：将所述主蒸汽母管压力模拟量通过现场总线发送至垃圾焚烧炉的DCS控制器中；
比较所述压力模拟量与母管压力设定值，得到主蒸汽母管压力比较结果；
以及，
将所述其余各台垃圾焚烧炉主蒸汽出口压力模拟量通过现场总线发送至垃圾焚烧炉的DCS控制器中；
比较所述压力模拟量与对应主蒸汽出口压力设定值，得到主蒸汽出口压力比较结果。
步骤43：所述垃圾焚烧炉对应的DCS操作员站接收所述主蒸汽母管压力比较结果，并由所述DCS控制器根据所述主蒸汽母管压力比较结果下发针对所述指定垃圾焚烧炉的垃圾给料量控制量和一次风量控制量；
以及，
所述垃圾焚烧炉对应的DCS操作员站接收所述主蒸汽出口压力比较结果，并由所述DCS控制器根据所述主蒸汽出口压力比较结果下发针对其余各台垃圾焚烧炉的垃圾给料量控制量和一次风量控制量。
当指定垃圾焚烧炉（例如#1炉）主蒸汽母管压力低于母管压力设定值时，DCS控制器发出控制指令增加垃圾给料量和总的一次风量；当主蒸汽母管压力高于母管压力设定值时，DCS控制器发出控制指令减少垃圾给料量和总的一次风量；最终使得主蒸汽母管压力等于母管压力设定值。
更为具体地：
在垃圾焚烧炉主蒸汽压力控制回路中，每一台焚烧炉的采集的模拟量有两个，一是所述主蒸汽母管压力模拟量和其余各台垃圾焚烧炉各自的主蒸汽出口压力模拟量，可采用选择模块选择其中一个作为测量值。
如果是#1炉负责调节主蒸汽母管压力，则利用选择模块选择主蒸汽母管出口压力模拟量，与#1炉设定值进行偏差比较和调节，此时，调节回路只控制主蒸汽母管出口压力模拟量等于母管压力设定值。由此可见，此时#1炉直接控制了主蒸汽母管出口压力，而其他各台垃圾焚烧炉的主蒸汽出口压力都比这台高。并且在DCS内部设置逻辑闭锁，每次采集与控制只允许一台垃圾焚烧炉负责调节主蒸汽母管压力。
其他各台参与运行的垃圾焚烧炉（例如#2炉）主蒸汽压力低于主蒸汽出口压力设定值时，DCS控制器发出控制指令增加#2炉垃圾给料量和总的一次风量；当#2炉主蒸汽压力高于#2炉主蒸汽出口压力设定值时，所述DCS控制器发出减少#2炉垃圾给料量和总的一次风量；最终使得#2炉的主蒸汽压力等于#2炉主蒸汽出口压力设定值。
图5示出了又一种基于DCS的垃圾焚烧发电厂设备控制方法，该场景对应垃圾发电厂汽轮发电机***的温度、压力和/或流量监测，包括：
步骤51：采集垃圾发电厂汽轮机预设检测点的温度、压力和/或流量监控模拟量。
步骤52：将所述温度、压力和/或流量监控模拟量通过现场总线发送至汽轮发电机***DCS控制器中，由所述DCS控制器将所述温度、压力和/或流量监控模拟量分别与对应主蒸汽温度、压力和/或流量的设定值比较，得到对应的温度、压力和/或流量比较结果。
步骤53：所述汽轮发电机***对应的DCS操作员站接收所述对应的温度、压力和/或流量比较结果，并由所述DCS控制器根据所述对应的温度、压力和/或流量比较结果下发针对与各***关联的设备的控制量。
针对所述汽轮发电机***预设检测点的设定，及所检测的模拟量不做过多限制。
需要说明的是：
上述实施例中，进行模拟量和/或开关量的收发，及控制指令的下发均可优选Profibus DP现场总线，但并不局限于该种现场总线形式。
如图6所示，示出了基于上述控制方法的在所述DCS控制器中针对监控模拟量和/或数字开关量变化趋势判断及对应控制机制的方法，包括：
步骤61：根据采集的多台垃圾焚烧炉主蒸汽流量模拟量，判断主蒸汽流量变化趋势；
步骤62：将得到的判断结果发送至所述垃圾焚烧炉对应的DCS操作员站；
步骤63：通过所述DCS控制器根据所述判断结果下发对应垃圾焚烧炉的垃圾给料量控制量和一次风量控制量。
所述趋势判断及对应控制机制可在DCS的趋势判断模块中进行，也就是“超前-滞后”模块中进行：当并列运行的多台垃圾焚烧炉，其中有一台（例如#2炉）主蒸汽流量与主蒸汽出口流量设定值相比较，有上升趋势时，延迟1—2分钟以后，所述DCS控制器将发出控制指令给#2炉，减少其垃圾的给料量和总的一次风量；反之亦然。
由于垃圾的热值总是在变化的，采用了流量变化趋势判断模块以后，就可以提前知道炉膛内垃圾燃烧情况，如果原来加的给料量或一次风量导致主蒸汽流量在不断下降，延迟1—2分钟以后，流量变化趋势判断模块就会自动发出增加给料量和增加一次风量控制量的指令（或者提醒运行人员操作）；反之，如果原来加的给料量或一次风量导致主蒸汽流量在不断上升，延迟1—2分钟以后，流量变化趋势判断模块就会自动发出减少给料量和减少一次风量控制量的指令（或者提醒运行人员操作）；从而最终保证了主蒸汽流量的稳定。
图7示出了一种基于DCS的垃圾焚烧发电厂设备控制***，包括：
采集模块71，用于采集垃圾发电厂垃圾焚烧炉***、汽轮发电机***和后续处理***及电气控制***的监控模拟量和/或数字开关量；
DCS控制器72，用于处理通过现场总线接的收对应***的所述监控模拟量和/或数字开关量，得到与所述各***相应的模块处理结果；
根据实际的应用需求，所述DCS控制器可选择冗余结构，保证出现主DCS控制器出现故障时控制器层正常运行。
DCS操作员站73，用于接收所述模块处理结果，并由所述DCS控制器根据对应的所述模块处理结果下发针对与各***关联的设备的控制量。
图中还示出了与所述DCS操作员站互为冗余的DCS操作员站，所述冗余DCS操作员站，保证了在出现主DCS操作员站出现故障时控制***的正常运行。
根据图2-3图示及其对应的说明可知：
所述***中还包括：
DEH控制器，用于处理通过现场总线接收对应的汽轮机数字电液调节***DEH的所述监控模拟量和/或数字开关量，得到与所述各***相应的模块处理结果；
DEH操作员站，用于接收所述模块处理结果，并由所述DEH控制器根据对应的所述模块处理结果下发针对与各汽轮机数字电液调节***关联的设备的控制量。
与控制方法相对应的，所述控制***还包括：主蒸汽流量趋势判断模块，该模块用于根据采集的多台垃圾焚烧炉主蒸汽流量模拟量，判断主蒸汽流量变化变化趋势，得到判断结果并发送至垃圾焚烧炉对应的DCS控制器。
需要说明的是，所述主蒸汽流量变化趋势判断模块可集成于所述DCS控制器中，也可单独设立，并不局限于某种形式，可以获知的是，针对炉膛温度、主蒸汽温度以及汽包水位等参量也可根据实际应用需要装设趋势判断模块，以便针对模拟量判断趋势进行对应设备的工作状态调整。
图8示出了一种基于DCS的垃圾焚烧发电厂，包括图7图示及其对应说明中所述的基于DCS的垃圾焚烧发电厂设备控制***。所述控制***的结构参见图7，所述控制***的各组成结构的功能参见图1-图7的结构及说明，此处不再赘述。
综上所述：
本发明实施例中的垃圾焚烧发电厂的控制方法和***，利用一体化的DCS控制体系，将采集的监控模拟量和/或数字开关量发送至对应的DCS控制器中处理，将处理的结果在相应DCS控制器中进一步判断处理后得到下发指令，并对关联的设备进行基于DCS的控制，该控制方法从现有的DCS+PLC的控制构架存在的技术缺点出发，由于DCS控制器与输入输出I/O模块之间采用现场总线通讯，克服了DCS与PLC通信点数量大，故障多的问题；并且可实现对并列运行的设备，如并列运行的多台垃圾焚烧炉进行给料量和一、二次风量的调节，以与汽轮发电机***进行垃圾焚烧炉和汽轮发电机组的协调控制。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的***和发电厂而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。
专业人员还可以进一步意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明实施例的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明实施例将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (19)
1.一种基于DCS的垃圾焚烧发电厂设备控制方法，其特征在于，包括：
采集垃圾发电厂垃圾焚烧炉***、汽轮发电机***和后续处理***及电气控制***的监控模拟量和/或数字开关量，所述垃圾焚烧炉***包括多台垃圾焚烧炉，所述汽轮发电机***包括多台汽轮发电机组；
将所述监控模拟量和/或数字开关量通过现场总线发送至各***对应的DCS控制器中处理，得到与所述各***相应的模块处理结果；
各***对应的DCS操作员站接收所述模块处理结果，并由所述DCS控制器根据对应的所述模块处理结果下发针对与各***关联的设备的控制量；
所述采集垃圾发电厂汽轮发电机***的监控模拟量和/或数字开关量具体为：
当垃圾热值低于设定值时，采用汽机调压方式，包括：指定多台汽轮机中的一台汽轮机蒸汽入口为主蒸汽母管的压力调节口；
接收主蒸汽母管压力变送器发送的模拟量信号；以及，
采集其余各台汽轮机调速汽门的阀门开度模拟量。
2.如权利要求1所述的控制方法，其特征在于，将所述监控模拟量和/或数字开关量通过现场总线发送至各***对应的DEH控制器中处理，得到与所述各***相应的模块处理结果具体为：
将所述主蒸汽母管压力模拟量通过现场总线发送至实现调压功能的汽轮机数字电液调节***DEH的控制器中；
比较所述主蒸汽母管压力模拟量与主蒸汽母管压力设定值，得到主蒸汽母管压力比较结果；
以及，
将所述其余各台汽轮机调速汽门的阀门开度模拟量通过现场总线发送至对应的汽轮机数字电液调节***DEH的控制器中；
比较所述其余各台汽轮机调速汽门阀门开度模拟量与对应的阀门开度设定值，得到其余各台汽轮机调速汽门阀门开度比较结果。
3.如权利要求2所述的控制方法，其特征在于，所述各***对应的DCS操作员站接收所述模块处理结果，并由所述DEH控制器根据对应的所述模块处理结果下发针对与各***关联的设备的控制量具体为：
所述实现调压功能的汽轮机对应的DEH操作员站接收所述主蒸汽母管压力比较结果，并由所述DEH控制器根据所述主蒸汽母管压力比较结果下发调速汽门开度控制量至该汽轮机的调速汽门；
以及，
所述其余各台汽轮机对应的DEH操作员站接收所述阀门开度比较结果，并由所述DEH控制器根据所述阀门开度比较结果下发调速汽门开度控制量至对应的各台汽轮机调速汽门。
4.如权利要求1所述的控制方法，其特征在于，所述控制方法还包括：
当垃圾热值低于设定值时，所有垃圾焚烧炉均采用主蒸汽流量控制方式；
采集垃圾发电厂垃圾焚烧炉***的监控模拟量和/或数字开关量具体为：
采集各台垃圾焚烧炉的主蒸汽流量模拟量。
5.如权利要求4所述的控制方法，其特征在于，将所述监控模拟量和/或数字开关量通过现场总线发送至各***对应的DCS控制器中处理，得到与所述各***相应的模块处理结果具体为：
将所述各台垃圾焚烧炉主蒸汽流量模拟量通过现场总线发送至垃圾焚烧炉的DCS控制器中；
比较所述主蒸汽流量模拟量与对应的主蒸汽流量设定值，得到主蒸汽流量比较结果。
6.如权利要求5所述的控制方法，其特征在于，所述各***对应的DCS操作员站接收所述模块处理结果，并由所述DCS控制器根据对应的所述模块处理结果下发针对与各***关联的设备的控制量具体为：
所述各台垃圾焚烧炉对应的DCS操作员站接收所述主蒸汽流量比较结果，并由所述DCS控制器根据所述主蒸汽流量比较结果下发针对各台垃圾焚烧炉的垃圾给料量控制量和一次风量控制量。
7.如权利要求1所述的控制方法，其特征在于，所述控制方法还包括：
当垃圾热值高于设定值时，指定多个垃圾焚烧炉中的一台垃圾焚烧炉蒸汽出口为主蒸汽母管的压力调节口；
采集垃圾发电厂垃圾焚烧炉***的监控模拟量和/或数字开关量具体为:
接收主蒸汽母管压力变送器发送的模拟量信号；
以及，
采集其余各台垃圾焚烧炉的主蒸汽出口压力模拟量。
8.如权利要求7所述的控制方法，其特征在于，将所述监控模拟量和/或数字开关量通过现场总线发送至各***对应的DCS控制器中处理，得到与所述各***相应的模块处理结果具体为：
将所述主蒸汽母管压力模拟量通过现场总线发送至垃圾焚烧炉的DCS控制器中；
比较所述压力模拟量与母管压力设定值，得到主蒸汽母管压力比较结果；
以及，
将所述其余各台垃圾焚烧炉主蒸汽出口压力模拟量通过现场总线发送至对应的垃圾焚烧炉的DCS控制器中；
比较所述压力模拟量与对应主蒸汽出口压力设定值，得到主蒸汽出口压力比较结果。
9.如权利要求7所述的控制方法，其特征在于，所述各***对应的DCS操作员站接收所述模块处理结果，并由所述DCS控制器根据对应的所述模块处理结果下发针对与各***关联的设备的控制量具体为：
所述垃圾焚烧炉对应的DCS操作员站接收所述主蒸汽母管压力比较结果，并由所述DCS控制器根据所述主蒸汽母管压力比较结果下发针对所述指定垃圾焚烧炉的垃圾给料量控制量和一次风量控制量；
以及，
所述其余垃圾焚烧炉对应的DCS操作员站接收所述主蒸汽出口压力比较结果，并由所述DCS控制器根据所述主蒸汽出口压力比较结果下发针对其余各台垃圾焚烧炉的垃圾给料量控制量和一次风量控制量。
10.如权利要求1所述的控制方法，其特征在于，采集垃圾发电厂汽轮发电机***监控模拟量具体为：
采集汽轮发电机预设检测点的温度、压力和/或流量监控模拟量。
11.如权利要求10所述的控制方法，其特征在于，
将所述监控模拟量和/或数字开关量通过现场总线发送至各***对应的DCS控制器中处理，得到与所述各***相应的模块处理结果具体为：
将所述温度、压力和/或流量监控模拟量通过现场总线发送至汽轮发电机***对应的DCS控制器中，将所述温度、压力和/或流量监控模拟量分别与对应的主蒸汽温度、压力和/或流量的设定值比较，得到对应的温度、压力和/或流量比较结果。
12.如权利要求10所述的控制方法，其特征在于，
所述各***对应的DCS操作员站接收所述模块处理结果，并由所述DCS控制器根据对应的所述模块处理结果下发针对与各***关联的设备的控制量具体为：
所述汽轮发电机组对应的DCS操作员站接收所述对应的温度、压力和/或流量比较结果，并由所述DCS控制器根据所述对应的温度、压力和/或流量比较结果下发针对与各***关联的设备的控制量。
13.如权利要求1-12任一项权利要求中所述的控制方法，其特征在于，所述现场总线采用Profibus DP现场总线。
14.如权利要求1所述的控制方法，其特征在于，还包括：根据采集的多台垃圾焚烧炉主蒸汽出口流量模拟量，判断主蒸汽流量变化趋势；
将得到的判断结果发送至所述垃圾焚烧炉对应的DCS控制器；
并由所述DCS控制器根据所述判断结果下发对应垃圾焚烧炉的垃圾给料量控制量和一次风量控制量。
15.一种基于DCS的垃圾焚烧发电厂设备控制***，其特征在于，包括：
采集模块，用于采集垃圾发电厂垃圾焚烧炉***、汽轮发电机***和后续处理***及电气控制***的监控模拟量和/或数字开关量；
DCS控制器，用于处理通过现场总线接收的对应***的所述监控模拟量和/或数字开关量，得到与所述各***相应的模块处理结果；
DCS操作员站，用于接收所述模块处理结果，并由所述DCS控制器根据对应的所述模块处理结果下发针对与各***关联的设备的控制量；
主蒸汽流量变化趋势判断模块，其一端与采集模块相连另一端与所述DCS控制器相连，用于根据采集的多台垃圾焚烧炉主蒸汽流量模拟量，判断流量变化趋势，得到判断结果并发送至垃圾焚烧炉对应的控制器。
16.如权利要求15所述的控制***，其特征在于，还包括：
DEH控制器，用于处理通过现场总线接收对应的汽轮机数字电液调节***DEH的所述监控模拟量和/或数字开关量，得到与所述各***相应的模块处理结果；
DEH操作员站，用于接收所述模块处理结果，并由所述DEH控制器根据对应的所述模块处理结果下发针对与各汽轮机数字电液调节***关联的设备的控制量。
17.如权利要求15所述的控制***，其特征在于，还包括：与所述DCS操作员站互为冗余的DCS操作员站。
18.如权利要求15所述的控制***，其特征在于，还包括：与所述DCS控制器为冗余配置的DCS控制器。
19.一种基于DCS的垃圾焚烧发电厂，其特征在于，包括权利要求15-18任一项权利要求所述的基于DCS的垃圾焚烧发电厂设备控制***。
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