鍋爐是利用燃料或其他能源的熱能把水加熱成為熱水或蒸汽的機(jī)械設(shè)備。下面是小編為你帶來(lái)的 燃?xì)忮仩t自動(dòng)控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)與應(yīng)用論文,歡迎閱讀。
摘 要:武漢鋼鐵集團(tuán)鄂鋼公司富裕煤氣發(fā)電項(xiàng)目新建兩臺(tái)150t/h燃?xì)忮仩t控制系統(tǒng)采用浙大中控DCS控制軟件實(shí)現(xiàn)了設(shè)備維護(hù)及生產(chǎn)操作人員的遠(yuǎn)距離訪問(wèn)和監(jiān)視。本文介紹了燃?xì)忮仩t燃燒控制系統(tǒng)、汽包水位控制系統(tǒng)、鍋爐送風(fēng)自動(dòng)控制系統(tǒng)及鍋爐爐膛安全監(jiān)控系統(tǒng)等的主要特點(diǎn)和控制流程。實(shí)踐證明,該系統(tǒng)達(dá)到了鍋爐燃燒工況良好、節(jié)能降耗的工藝要求,且運(yùn)行穩(wěn)定可靠。
關(guān)鍵詞:鍋爐自動(dòng)控制;燃燒雙交叉控制;FSSS控制系統(tǒng)
1 概述
鍋爐是一種產(chǎn)生蒸汽的熱交換設(shè)備。它通過(guò)煤、油或氣等燃料的燃燒過(guò)程釋放出熱能,并通過(guò)傳熱設(shè)備把熱量傳遞給水,將水轉(zhuǎn)變?yōu)檫^(guò)熱蒸汽,過(guò)熱蒸汽直接供給工業(yè)、生活等生產(chǎn)中所需要的熱能。武漢鋼鐵集團(tuán)鄂鋼公司富裕煤氣發(fā)電項(xiàng)目新建2臺(tái)150t/h燃?xì)忮仩t,鍋爐燃燒產(chǎn)生的過(guò)熱蒸汽部分送至汽輪機(jī)用于發(fā)電,部分送至外網(wǎng)滿足其它用戶生產(chǎn)、生活需要。
鍋爐控制系統(tǒng)分為燃燒系統(tǒng)、汽水系統(tǒng)、煙風(fēng)系統(tǒng)及減溫減壓系統(tǒng),控制系統(tǒng)主要完成設(shè)備操作、設(shè)備狀態(tài)及生產(chǎn)參數(shù)的監(jiān)控功能,汽包水位自動(dòng)控制調(diào)節(jié)功能,爐膛負(fù)壓控制調(diào)節(jié)功能,鍋爐送風(fēng)風(fēng)量控制調(diào)節(jié)功能及熱風(fēng)燒嘴和煤氣燒嘴控制調(diào)節(jié)功能,鍋爐上位系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了畫(huà)面顯示、設(shè)備操作、報(bào)警、歷史趨勢(shì)記錄及報(bào)表打印等功能。
2 系統(tǒng)介紹
2.1 燃燒系統(tǒng)
鍋爐燃燒介質(zhì)由高爐煤氣及焦?fàn)t煤氣組成,分三層,每層四路進(jìn)入鍋爐本體混合一定量的熱風(fēng)參與燃燒過(guò)程。每個(gè)燒嘴處設(shè)計(jì)有火焰監(jiān)視器,共12個(gè),用于監(jiān)視爐膛火焰的持續(xù)性及大小,在上層及下層各燒嘴處設(shè)計(jì)有點(diǎn)火器共8個(gè),每條高爐煤氣、焦?fàn)t煤氣及熱風(fēng)管道上均設(shè)計(jì)有氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥,通過(guò)調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)閥閥門開(kāi)度來(lái)控制爐膛溫度,并在鍋爐本體設(shè)計(jì)有熱電偶用于監(jiān)測(cè)爐溫。
2.2 汽水系統(tǒng)
鍋爐汽水系統(tǒng)流程如下:除氧器→高壓給水泵→省煤器預(yù)熱→鍋爐汽包→生成不飽和蒸汽→I級(jí)過(guò)熱器→I級(jí)過(guò)熱器集箱→噴水減溫器→II級(jí)過(guò)熱器→II級(jí)過(guò)熱器集箱→生成飽和的過(guò)熱蒸汽→用戶。
2.3 煙風(fēng)系統(tǒng)
空氣由送風(fēng)機(jī)送至空氣預(yù)熱器進(jìn)行預(yù)熱成為熱風(fēng),熱風(fēng)送至燒嘴與煤氣混合燃燒,生成高溫?zé)煔猓瑹煔庥梢L(fēng)機(jī)牽引經(jīng)過(guò)過(guò)熱器、省煤器、預(yù)熱器至煙囪排放,并將鍋爐燃燒產(chǎn)生的不飽和蒸汽加熱成高溫高壓飽和蒸汽。
3 系統(tǒng)配置
鍋爐控制系統(tǒng)分為上位和下位兩類系統(tǒng)組成,下位控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了L0級(jí)(現(xiàn)場(chǎng)控制設(shè)備級(jí))與L1級(jí)(基礎(chǔ)自動(dòng)化系統(tǒng)級(jí))間的網(wǎng)絡(luò)連接,并預(yù)留L2級(jí)(過(guò)程控制計(jì)算機(jī)系統(tǒng)級(jí)),上位控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)顯示、儲(chǔ)存、報(bào)警、打印等功能。
4 控制功能
4.1 燃燒控制系統(tǒng)
鍋爐燃燒自動(dòng)調(diào)節(jié)的基本任務(wù),是使燃料燃燒產(chǎn)生的熱量,適應(yīng)蒸汽負(fù)荷的要求,且要保證燃燒經(jīng)濟(jì)和鍋爐運(yùn)行安全,為此合理的風(fēng)煤比才能維持汽包內(nèi)或出口蒸汽壓力在需要的范圍內(nèi)。
4.1.1 對(duì)空氣和燃料的控制
鍋爐用水經(jīng)省煤器預(yù)熱后,注入鍋爐內(nèi),在進(jìn)水管道內(nèi),進(jìn)行流量、溫度、壓力測(cè)量,送至調(diào)節(jié)器。在這一調(diào)節(jié)器中,通過(guò)減法器計(jì)算出溫度差,將前面所測(cè)得的流量乘以溫差,即可求得進(jìn)水管道中所注入的水所需的熱量。而出口測(cè)的熱水溫度信號(hào)送給溫度調(diào)節(jié)電路,溫度調(diào)節(jié)電路將它在與人工設(shè)定值水平SP之間進(jìn)行控制計(jì)算,將輸出信號(hào)作為結(jié)果輸出,將前面原料加熱所需要的熱量加到該輸出信號(hào)中,作為燃料流量的設(shè)定值,與燃料流量這一小閉環(huán)所檢測(cè)出此時(shí)燃料的流量值,做一差值計(jì)算,從而調(diào)節(jié)燃料控制閥的大小,進(jìn)而進(jìn)行熱量控制。
4.1.2 燃燒雙交叉控制
雙交叉燃燒控制是以維持合適的空氣、燃燒比值為手段,達(dá)到燃燒時(shí)始終維持低過(guò)剩空氣系數(shù),從而保證了較高的燃燒效率,同時(shí)也減少了排煙對(duì)環(huán)境的污染。
雙交叉燃燒控制實(shí)際上是以爐溫調(diào)節(jié)為主回路,以燃燒流量和空氣流量調(diào)節(jié)并列為副回路的串級(jí)調(diào)節(jié)系統(tǒng),加上高、低信號(hào)選擇器組成的帶有邏輯功能的比值調(diào)節(jié)系統(tǒng)。它的主要作用是當(dāng)爐子負(fù)荷變化,以維持爐溫在給定值上,而且使燃燒工況始終處于低過(guò)?諝庀禂(shù)的經(jīng)濟(jì)合理狀況。
4.2 汽包水位控制
鍋爐汽包水位控制常用的有位式調(diào)節(jié)和連續(xù)調(diào)節(jié)兩種方式。位式調(diào)節(jié)是根據(jù)汽包水位高、低兩個(gè)位置進(jìn)行控制的,適用于蒸汽量小于4t/h的燃?xì)忮仩t。本鍋爐采用三沖量水位自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)。汽包水位三沖量給水調(diào)節(jié)系統(tǒng)由汽包水位測(cè)量變送器、蒸汽流量測(cè)量裝置及變送器、給水流量測(cè)量裝置及變送器、調(diào)節(jié)器、執(zhí)行器等組成。汽包水位信號(hào)是主信號(hào),任何擾動(dòng)引起的水位變化,都會(huì)使調(diào)節(jié)器輸信號(hào)發(fā)生變化,改變給水流量,使水位恢復(fù)到給定值;蒸汽流量信號(hào)是前饋信號(hào),其作用是防止由于“虛假水位”而使調(diào)節(jié)器產(chǎn)生錯(cuò)誤的動(dòng)作,改善蒸汽流量擾動(dòng)時(shí)的調(diào)節(jié)質(zhì)量;蒸汽流量和給水流量?jī)蓚(gè)信號(hào)配合,可消除系統(tǒng)的靜態(tài)偏差。當(dāng)給水流量變化時(shí),測(cè)量孔板前后的差壓變化很快并及時(shí)反應(yīng)給水流量的變化,所以給水流量信號(hào)作為介質(zhì)反饋信號(hào),使調(diào)節(jié)器在水位還未變化時(shí)就可根據(jù)前饋信號(hào)消除內(nèi)擾,使調(diào)節(jié)過(guò)程穩(wěn)定,起到穩(wěn)定給水流量的作用。
4.3 爐膛負(fù)壓調(diào)節(jié)
爐膛負(fù)壓自動(dòng)控制是通過(guò)調(diào)節(jié)引風(fēng)機(jī)入口風(fēng)門開(kāi)度,保持爐膛負(fù)壓在-20~-10pa的微負(fù)壓狀態(tài),保證鍋爐安全燃燒。引風(fēng)機(jī)停止后,其風(fēng)門執(zhí)行機(jī)構(gòu)需自動(dòng)關(guān)閉。
4.4 鍋爐送風(fēng)自動(dòng)控制
送風(fēng)自動(dòng)控制的目的是:使鍋爐所投入的燃料在爐膛中燃燒時(shí),自動(dòng)投入合適的風(fēng)量,以保證鍋爐的經(jīng)濟(jì)燃燒。通過(guò)煤氣壓力調(diào)節(jié)送風(fēng)壓力,進(jìn)而達(dá)到最高的鍋爐熱效率,煙氣含氧量作為總風(fēng)量的修正值,通過(guò)調(diào)節(jié)送風(fēng)機(jī)變頻器頻率來(lái)調(diào)節(jié)送風(fēng)壓力。
4.5 鍋爐過(guò)熱蒸汽溫度自動(dòng)調(diào)節(jié)
過(guò)熱蒸汽溫度自動(dòng)調(diào)節(jié)的任務(wù)是維持過(guò)熱器出口蒸汽溫度在允許范圍之內(nèi),并保護(hù)過(guò)熱器使其管壁溫度不超過(guò)允許的工作溫度。鍋爐過(guò)熱蒸汽溫度調(diào)節(jié)采用自制冷凝水噴水減溫裝置,通過(guò)調(diào)節(jié)減溫水調(diào)節(jié)閥門開(kāi)度來(lái)控制集汽集箱和減溫器出口蒸汽溫度,保證集汽集箱中蒸汽溫度在430~450℃范圍內(nèi)。
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