蒸汽鍋爐自動節(jié)能控制系統(tǒng)技術(shù)應(yīng)用

1、蒸汽鍋爐自動節(jié)能控制系統(tǒng)技術(shù)應(yīng)用陳培剛(淮北岱河礦業(yè)有限責任公司,安徽淮北235000摘要該文主要以岱河礦鍋爐房蒸汽鍋爐電控系統(tǒng)改造為背景,介紹了蒸汽鍋爐自動節(jié)能控制系統(tǒng)DCS技術(shù)的應(yīng)用,闡述了鍋爐控制系統(tǒng)的設(shè)計方案,鍋爐檢測站點的設(shè)置,以及控制系統(tǒng)的優(yōu)越性。關(guān)鍵詞鍋爐變頻自動控制中圖分類號TK323文獻標識碼BAbstract That paper is mainly about electronic control system transformation of steam boiler in Daihe mine coal,the paper introduced steam boil

2、er ener-gy control system DCS and application of technology,introduces in detail the boiler control system,the design of boiler test site Settings,and the superior-ity of the controling systemKey words boiler Frequency conversion Automatic control岱河礦鍋爐房現(xiàn)有10t/h鍋爐2臺、65t/h鍋爐3臺。采用工業(yè)鍋爐變頻節(jié)能電控系統(tǒng)技術(shù)對設(shè)備進行改造,實

3、現(xiàn)了鍋爐給水、爐排、風機等運轉(zhuǎn)的自動控制。1控制系統(tǒng)的總體方案(1系統(tǒng)控制分為三部分:鍋爐運行、保護控制和公共設(shè)備控制(包括:出渣機、補水泵控制、軟水控制。(2鍋爐控制系統(tǒng)能實現(xiàn)自動控制和手動操作兩種控制方式。自動與手動控制為獨立雙線制,可互相切換。鍋爐的自動控制按照預先編制的控制程序進行控制,并可在鍋爐房集中控制室通過鼠標、鍵盤進行控制。手動控制由設(shè)在開關(guān)柜和集中控制室操作臺上的按鈕進行操作。(3系統(tǒng)自動控制部分采用集中控制方式,鍋爐鼓風、引風、水泵、爐排采用智能控制,各自相互獨立,運行協(xié)調(diào)。2控制系統(tǒng)的具體技術(shù)要求21給水系統(tǒng)(1鍋爐的給水為一臺水泵對應(yīng)一臺鍋爐的供水方式,水位根據(jù)設(shè)定要求

4、自動調(diào)節(jié),實現(xiàn)恒液位供水。(2鍋爐水位實時監(jiān)測、監(jiān)控。22鍋爐爐排給煤爐排根據(jù)蒸汽壓力、蒸汽流量、爐膛溫度的變化以及風煤比的設(shè)定,實現(xiàn)給煤量和鼓風量的自動控制。23鼓、引風系統(tǒng)(1安裝微壓差變送器檢測爐膛負壓,并以此控*收稿日期:20110331作者簡介:陳培剛(1980男,本科學歷,2005年畢業(yè)于安徽理工大學自動化專業(yè),現(xiàn)任淮北礦業(yè)集團岱河煤礦機電科助理工程師。制引風量,保證爐膛負壓相對穩(wěn)定。(2鼓、引風系統(tǒng)與給水實現(xiàn)聯(lián)鎖控制。24排渣控制排渣控制與鍋爐運行狀態(tài)連鎖,可實現(xiàn)自動(手動開停。25鍋爐安全聯(lián)鎖保護鍋爐安全聯(lián)鎖保護主要考慮三個因素:(1汽包水位的安全保護:鍋爐汽包水位過低,應(yīng)停鼓

5、風機、引風機、爐排,并聲、光報警。鍋爐汽包水位過高發(fā)出聲、光報警。(2蒸汽超壓:應(yīng)停鼓風機、引風機、給煤機,并聲、光報警。(3鼓風機、引風機、爐排電動機的聯(lián)鎖保護:鼓風機、引風機、爐排電動機出現(xiàn)任何電氣故障,均應(yīng)聯(lián)鎖停止工作。3單臺鍋爐參數(shù)檢測點設(shè)置(1壓力:共設(shè)計3個壓力檢測點,分別是:蒸汽壓力;爐膛負壓;給水壓力。(2液位:汽包水位連續(xù)測量(電極信號和電感信號兩種參數(shù)。(3電流:顯示共3點:引風機電流;鼓風機電流;水泵電流。(4溫度:爐膛溫度;排煙溫度;省煤器出口水溫;省煤器出口煙溫。(5流量:對每臺鍋爐的蒸汽流量檢測。4公共部分參數(shù)檢測點設(shè)置(1軟水池液位檢測、爐膛負壓、蒸汽壓力、給水壓

6、力、汽包液位(兩種顯示、爐排轉(zhuǎn)速、蒸汽流量、爐膛溫度、排煙溫度、鼓風機電流、引風機電流、水泵電流等信號在儀表盤上可以直觀地顯示出來。(2爐膛負壓、蒸汽壓力、給水壓力、汽包液位、蒸汽流量、爐膛溫度、排煙溫度、省煤器出口水溫、省煤器出口煙溫、引風頻率、鼓風頻率、爐排轉(zhuǎn)速、水泵頻率、軟水池液位,也在計算機顯示屏顯示出測量數(shù)據(jù)。5具體控制方案51鍋爐燃燒控制系統(tǒng)采用變頻技術(shù)、自動化儀器儀表、PID運算來自動調(diào)節(jié)鍋爐的引風、鼓風風量和爐排的給煤量,使爐膛負壓保持在一個理想范圍(20 40Pa之間,并能根據(jù)蒸汽壓力自動調(diào)整鍋爐燃燒狀態(tài),減少引風鼓風的啟停次數(shù),達到連續(xù)調(diào)整的目的,由于整個系統(tǒng)的設(shè)計是全自動

7、閉環(huán)控制,燃燒和進煤量都是由蒸汽壓力和爐膛負壓兩個參數(shù)自動調(diào)節(jié)的,無須人的參與,司爐工只要根據(jù)這批煤的質(zhì)量設(shè)定一下爐排的轉(zhuǎn)速和爐膛的負壓值,鍋爐就會自動跟蹤設(shè)定值進入最佳燃燒狀況。(圖1 圖1鍋爐燃燒控制系統(tǒng)框圖52汽包水位控制全自動恒液位供水系統(tǒng)基于變頻控制技術(shù)采用最新的PID模糊控制理論開發(fā)出的產(chǎn)品。它將鍋爐的液位信號,轉(zhuǎn)換成標準信號經(jīng)PID運算和純滯后補償控制,輸出一信號控制水泵的工作頻率,實時調(diào)節(jié)水泵轉(zhuǎn)速。當汽包液位低于設(shè)定液位高度時,PID調(diào)節(jié)器將自動提高水泵的轉(zhuǎn)速增大進水量,當汽包液位高于設(shè)定液位高度時,PID調(diào)節(jié)器將自動降低水泵的轉(zhuǎn)速減少進水量從而實現(xiàn)恒液位供水。該控制系統(tǒng)采用工

8、頻和變頻兩種控制方式,當變頻出現(xiàn)故障時,可立即切換到原來的工頻方式運行,保證鍋爐的正常運行。53水池液位控制檢測軟水池水位,設(shè)定軟水池水位高于最高水位或低于最低水位,發(fā)出報警。保持軟水池水位在要求范圍內(nèi)。6上位控制系統(tǒng)(1系統(tǒng)具有良好的人機界面,包括總貌畫面、分組畫面、參數(shù)顯示畫面、電氣操作畫面、故障報警畫面、報表顯示畫面、參數(shù)設(shè)定畫面。(2系統(tǒng)實時監(jiān)測并采集鍋爐實際運行狀態(tài)參數(shù),將其顯示在系統(tǒng)相關(guān)頁面上。(3系統(tǒng)根據(jù)監(jiān)測到的數(shù)據(jù),按照設(shè)定好的程序,調(diào)節(jié)鍋爐系統(tǒng)設(shè)備的運行。(4系統(tǒng)提供相關(guān)處理算法,根據(jù)所測得運行參數(shù),可自動生成和打印報表。(5監(jiān)控計算機遠程通訊采用TCP/IP協(xié)議,留有接入礦

9、綜合信息控制平臺端口,可與礦井調(diào)度室聯(lián)網(wǎng),將鍋爐房運行情況實時地傳送到礦井調(diào)度中心。(6系統(tǒng)設(shè)置登錄權(quán)限,嚴格區(qū)分不同操作員的操作權(quán)。系統(tǒng)采用口令方式區(qū)別操作員和工程師。操作員:只能對設(shè)定好的畫面進行切換、操作和檢視,無權(quán)更改參數(shù)及退出和最小化系統(tǒng)。工程師:可對系統(tǒng)進行組態(tài)、參數(shù)設(shè)置、退出系統(tǒng)。如工程師通過RTC改變了某些控制結(jié)構(gòu),則改變立即生效,且可在線存入控制器。7控制系統(tǒng)的優(yōu)點(1具有友好的人機界面,保護功能完善。由于采用上位機控制,操作者能通過電腦顯示屏及時了解鍋爐燃燒的狀況,鼓引風的速度、爐膛負壓,水位高度等實時參數(shù),并能在極高或極低水位、超壓時發(fā)出聲光報警,同時能聯(lián)鎖鼓引風運行。(2降低了操作人員的工作強度,蒸汽壓力平穩(wěn)。(3電機啟動電流小,啟動轉(zhuǎn)矩大,具有良好軟啟動性能,在0 100%額定轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)實現(xiàn)無級調(diào)速。(4由于采用了恒液位供水,提高了鍋爐運行的效率和可靠性。(5控制系統(tǒng)設(shè)計時采用工頻和變頻兩種方式,正常時采用DCS控制模式,萬一系統(tǒng)出現(xiàn)故障可及時切換到工頻模式。(