燃?xì)忮仩t自動(dòng)控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)與應(yīng)用論文
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。它通過煤、油或氣等燃料的燃燒過程釋放出熱能，并通過傳熱設(shè)備把熱量傳遞給水，將水轉(zhuǎn)變?yōu)檫^熱蒸汽，過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150t/h燃?xì)忮仩t，鍋爐燃燒產(chǎn)生的過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)了畫面顯示、設(shè)備操作、報(bào)警、歷史趨勢記錄及報(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，通過調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)閥閥門開度來控制爐膛溫度，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級過熱器→I級過熱器集箱→噴水減溫器→II級過熱器→II級過熱器集箱→生成飽和的過熱蒸汽→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)過過熱器、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（現(xiàn)場控制設(shè)備級）與L1級（基礎(chǔ)自動(dòng)化系統(tǒng)級）間的網(wǎng)絡(luò)連接，并預(yù)留L2級（過程控制計(jì)算機(jī)系統(tǒng)級），上位控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場顯示、儲存、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、壓力測量，送至調(diào)節(jié)器。在這一調(diào)節(jié)器中，通過減法器計(jì)算出溫度差，將前面所測得的流量乘以溫差，即可求得進(jìn)水管道中所注入的水所需的熱量。而出口測的熱水溫度信號送給溫度調(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調(diào)節(jié)系統(tǒng)，加上高、低信號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剩空氣系數(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)由汽包水位測量變送器、蒸汽流量測量裝置及變送器、給水流量測量裝置及變送器、調(diào)節(jié)器、執(zhí)行器等組成。汽包水位信號是主信號，任何擾動(dòng)引起的水位變化，都會(huì)使調(diào)節(jié)器輸信號發(fā)生變化，改變給水流量，使水位恢復(fù)到給定值；蒸汽流量信號是前饋信號，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兩個(gè)信號配合，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，所以給水流量信號作為介質(zhì)反饋信號，使調(diào)節(jié)器在水位還未變化時(shí)就可根據(jù)前饋信號消除內(nèi)擾，使調(diào)節(jié)過程穩(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)控制是通過調(diào)節(jié)引風(fēng)機(jī)入口風(fēng)門開度，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，通過調(diào)節(jié)送風(fēng)機(jī)變頻器頻率來調(diào)節(jié)送風(fēng)壓力。
4.5 鍋爐過熱蒸汽溫度自動(dòng)調(diào)節(jié)
過熱蒸汽溫度自動(dòng)調(diào)節(jié)的任務(wù)是維持過熱器出口蒸汽溫度在允許范圍之內(nèi)，并保護(hù)過熱器使其管壁溫度不超過允許的工作溫度。鍋爐過熱蒸汽溫度調(diào)節(jié)采用自制冷凝水噴水減溫裝置，通過調(diào)節(jié)減溫水調(diào)節(jié)閥門開度來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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