IX-2000在海螺水泥余熱發(fā)電上的應(yīng)用

    純低溫水泥余熱發(fā)電設(shè)備是將水泥生產(chǎn)的預(yù)燒成過程中產(chǎn)生的廢氣由余熱回收鍋爐進行熱回收，再由蒸汽輪發(fā)電機進行發(fā)電的設(shè)備。設(shè)備能有效利用水泥生產(chǎn)線的廢氣、在節(jié)能的同時也對環(huán)保作出貢獻。海螺集團作為中國最大的水泥生產(chǎn)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(chǎn)線上率先應(yīng)用純低溫余熱發(fā)電技術(shù)，并獲得了成功。海螺集團成為中國大陸純低溫余熱發(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)線生產(chǎn)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(chǎn)生過熱蒸氣推動汽輪機實現(xiàn)熱能——機械能的轉(zhuǎn)換，再帶動發(fā)電機發(fā)出電能，并供給水泥生產(chǎn)過程中的用電負荷。

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

兩臺高效余熱鍋爐，AQC鍋爐和PH鍋爐將水泥生產(chǎn)過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的過熱蒸汽及二級低壓飽和蒸汽并進入汽輪機，進行能量轉(zhuǎn)換，拖動發(fā)電機向電網(wǎng)輸送電力。PH鍋爐為強制循環(huán)、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(tǒng)；AQC鍋爐為自然循環(huán)、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(yè)協(xié)議書

1995年10月川崎重工和寧國水泥廠簽訂協(xié)議1996年10月開工建設(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)計參數(shù)

設(shè)計裝機容量: 6480kW

設(shè)計年發(fā)電量: 4087萬kWh

設(shè)計噸熟料發(fā)電: 33.07kWh/t

3.3 實際運行

實際發(fā)電能力: 7200kW

05年實際年發(fā)電量: 5385萬kWh

05年實際噸熟料發(fā)電: 36.38kWh/t

4、控制系統(tǒng)介紹

    整個余熱發(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。整個系統(tǒng)共有I/O點數(shù) 1200點，系統(tǒng)由ICS-2000冗余控制站1對，IOS-PC2000操作員站2臺，IDS-PC2000冗余數(shù)據(jù)庫站1對組成。

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(xiàn)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(diào)節(jié)技術(shù)。在硬件/軟件/工程上,真正實現(xiàn)EI綜合控制。 EI控制比例自由設(shè)定使控制器負荷分散,執(zhí)行效率提高，為生產(chǎn)過程自動化提供優(yōu)良的系統(tǒng)環(huán)境。
通過以太網(wǎng)的冗余設(shè)置實現(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小時運行的工業(yè)PC既可采用通用鼠標、鍵盤等操作設(shè)備，也可采用專用操作員鍵盤。系統(tǒng)采用網(wǎng)絡(luò)打印機對IDS進行冗余設(shè)置可以實現(xiàn)工藝數(shù)據(jù)存貯的高可靠性通過以太網(wǎng)的冗余設(shè)置實現(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(xiàn)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(xiàn)場實際情況。
    可以定義警報發(fā)生時彈出窗口的內(nèi)容遠程監(jiān)控具備權(quán)限設(shè)定，可以通過密碼和鑰匙來確定權(quán)限（操作員，工程師），提高安全性

5、余熱發(fā)電運行統(tǒng)計

6、余熱發(fā)電效益
    純低溫余熱發(fā)電技術(shù)在中國海螺寧國水泥廠4000t／d水泥生產(chǎn)線上率先獲得了成功應(yīng)用。截止06年9月底累計發(fā)電量4.54億度，創(chuàng)經(jīng)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(jié)約了能源保護了環(huán)境。

整個富士DCS分散控制系統(tǒng)從1998年至今，仍正常運行。在使用當中充分體現(xiàn)了其技術(shù)先進、性能可靠、運行穩(wěn)定的特點，受到了用戶廣泛的贊譽。

參考文獻：                      

1、純低溫余熱發(fā)電技術(shù)在海螺的應(yīng)用、創(chuàng)新和發(fā)展         安徽海螺水泥股份有限公司官方網(wǎng)站
2、寧國水泥廠水泥窯余熱發(fā)電項目     中國水泥網(wǎng)

（轉(zhuǎn)載）