IX-2000在海螺水泥余熱發電上的應用

　　臺塑公司于1985 年成立電子組，與日本富士電機技術合作，從事中大型分散式控制系統（DCS）軟硬件設計與制造，2004年臺塑實現多元化發展策略，將富士電機DCS技術整體收購，成立臺塑電子（寧波）有限公司，由日本、臺灣經驗直接移轉到大陸，并培養大陸技術人員，達成制造本土化，就近服務客戶。目前臺塑DCS（富士DCS）廣泛應用與鋼鐵、化工、紙業、學校、醫院、汽電共生、發電廠等過程。
　　富士電機于1975年10月發布DCS系統，是世界上最早研發出DCS系統的廠家之一。AX-2000集散控制系統是富士的第五代產品系統，是開放的新一代綜合控制系統，智能可靠的Process I／O 單元同時也被橫河的CS3000系統所采用。AX-2000系統具有良好的控制性能、實時靈活的通訊能力、直觀清晰的人機接口，系統擴展方便，獲得用戶較高評價。
　　純低溫水泥余熱發電設備是將水泥生產的預燒成過程中產生的廢氣由余熱回收鍋爐進行熱回收，再由蒸汽輪發電機進行發電的設備。設備能有效利用水泥生產線的廢氣、在節能的同時也對環保作出貢獻。海螺集團作為中國最大的水泥生產商，與日本川崎重工合作，在中國海螺寧國水泥廠4000t／d水泥生產線上率先應用純低溫余熱發電技術，并獲得了成功。海螺集團成為中國大陸純低溫余熱發電的最早應用和受益者。其中這套純低溫余熱發電系統的DCS先進控制系統采用的是IX-2000控制系統。
　　
　　1、純低溫余熱發電技術概述
　　純低溫余熱發電技術即在新型干法生產線生產過程中，通過余熱回收裝置——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行回收換熱，產生過熱蒸氣推動汽輪機實現熱能——機械能的轉換，再帶動發電機發出電能，并供給水泥生產過程中的用電負荷。
　　

　　圖1 純低溫余熱發電能量流程圖
　　2、純低溫余熱發電系統構成和作用
　　

　　圖2 純低溫余熱發電系統構成圖
　　兩臺高效余熱鍋爐，AQC鍋爐和PH鍋爐將水泥生產過程中隨廢氣排放到大氣中的熱能吸收，產生壓力為25Kg／cm2、溫度為335℃－350℃、蒸發量為31.1t／h的過熱蒸汽及二級低壓飽和蒸汽并進入汽輪機，進行能量轉換，拖動發電機向電網輸送電力。PH鍋爐為強制循環、煙氣流向為水平、管程流向為垂直、管列形式為循排、傳熱管為光管、除灰裝置為振打系統；AQC鍋爐為自然循環、煙氣自上而下、管程流向為水平、管列形式為錯排、傳熱管為螺旋翅管、除灰裝置為吹灰器。
　　
　　3、項目概況：
　　3.1 項目基本情況
　　1995年8月國家計委與日本NEDO簽訂示范事業協議書
　　1995年10月川崎重工和寧國水泥廠簽訂協議1996年10月開工建設
　　1998年2月工程建設完畢，并于2月8日并網發電一次成功。
　　3.2 設計參數設計裝機容量: 6480kW
　　設計年發電量: 4087萬kWh
　　設計噸熟料發電: 33.07kWh/t
　　3.3 實際運行
　　實際發電能力: 7200kW
　　05年實際年發電量: 5385萬kWh
　　05年實際噸熟料發電: 36.38kWh/t
　　
　　4、控制系統介紹
　　 整個余熱發電裝置的控制系統于1998年完成，至今系統仍在使用中。整個系統共有I/O點數 1200點，系統由ICS-2000冗余控制站1對，IOS-PC2000操作員站2臺，IDS-PC2000冗余數據庫站1對組成。
　　

　　圖3 控制系統示意圖
　　4.1 控制系統各組成部分
　　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)，輕松實現高速的過程控制和高速浮點運算，同時具有大容量的程序存儲空間
　　ICS控制器具備強大的EI型綜合控制功能。ICS控制器，融合了電氣控制和儀表調節技術。在硬件/軟件/工程上,真正實現EI綜合控制。 EI控制比例自由設定使控制器負荷分散,執行效率提高，為生產過程自動化提供優良的系統環境。
　　通過以太網的冗余設置實現系統通訊的高可靠性。
　　4.1.2 操作站
　　

　　操作站采用可以連續24小時運行的工業PC既可采用通用鼠標、鍵盤等操作設備，也可采用專用操作員鍵盤。系統采用網絡打印機對IDS進行冗余設置可以實現工藝數據存貯的高可靠性通過以太網的冗余設置實現系統通訊的高可靠性。
　　4.1.3 I/O卡件
　　

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

　　可以繪制流程圖，實時顯示工藝，現場實際情況
　　可以定義警報發生時彈出窗口的內容遠程監控
　　具備權限設定，可以通過密碼和鑰匙來確定權限（操作員，工程師），提高安全性
　　5、余熱發電運行統計　　

　　6、余熱發電效益
　　純低溫余熱發電技術在中國海螺寧國水泥廠4000t／d水泥生產線上率先獲得了成功應用。截止06年9月底累計發電量4.54億度，創經濟效益2.27億元，減少二氧化碳排放量36.3萬噸，減少60萬噸標準煤耗，節約了能源保護了環境。
　　整個富士DCS分散控制系統從1998年至今，仍正常運行。在使用當中充分體現了其技術先進、性能可靠、運行穩定的特點，受到了用戶廣泛的贊譽。