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锅炉汽包水位控制
作者: 发布时间:2012-11-09
 锅炉是全厂重要的动力设备,其任务是供给合格稳定的蒸汽,以满足生产的需要。为此,锅炉生产过程的各个主要参数都必须严格控制。锅炉设备是一个复杂的控制对象,主要输入变量包括负荷、锅炉给水、燃料量、减温水、送风和引风量等,主要输出变量包括汽包水位、过热蒸汽温度及压力、烟气氧量和炉膛负压等。因此锅炉是一个多输入、多输出且相互耦合的复杂控制对象。

  济南明湖热电厂对现有的两台65T/H的锅炉进行技术改造,使用了中控仪表的C系列过程控制器对汽包水位进行自动控制。该方案借助C系列过程控制器强大的逻辑运算功能,成功的实现了锅炉汽包水位三冲量控制。

  通常的锅炉汽包水位三冲量控制系统如图1所示,引入汽包水位、蒸汽流量和给水流量实现前馈与串级控制组成的复合控制系统。其连接图如图2所示。

  

  该锅炉汽包水位三冲量控制系统需要调整的参数较多,对于经验不丰富的调试人员,在操作上存在许多问题。

  针对以往三冲量控制系统调整参数较多的缺陷,我们提供了一种参数较少、更好理解的控制方案,如图3所示。连接图如图4所示。
         


  其基本思路是,为了保证汽包水位维持不变,只要保证给水流量和蒸汽流量平衡。主回路的测量值是汽包水位,副回路的测量值是蒸汽流量减去给水流量的差。除了主回路和副回路的PID参数外,没有其他需要调节的参数,操作起来非常简单。

  C系列过程控制器内部的组态逻辑图如图5所示。

    

   输入部分
 

位号

说明

AI01

测量汽包水位

AI02

测量汽包水位(后备)

AI03

测量给水流量(未开方)

AI04

测量蒸汽流量(未开方,未补偿)

AI05

测量蒸汽压力

AI06

测量蒸汽温度

      

    输出部分

位号

说明

AO01

控制给水阀



  系统投运后,经过工程人员的简单调试,锅炉水位稳定在允许的范围内,控制效果非常理想,满足了系统运行的要求。由于C系列过程控制器可以同时支持四个回路的PID运算,所以可以把进煤控制和蒸汽出口温度控制都接入过程控制器中,进一步简化系统,节约成本。

  随着社会对节能和环保的要求越来越高,现存锅炉控制系统的改造存在巨大的市场需求。特别是中小型的锅炉,非常需要有种简便易用、高集成度、高性价比的小型嵌入式专用控制器。
  以ARM嵌入式微处理器为核心的C系列多回路过程控制器,集成了控制、运算、通讯、记录等功能,具有丰富的运算函数、灵活的模块化组态,人机界面非常适应现场的操作习惯。C系列良好的性能价格比,保证了其在锅炉自控系统应用中的前景,是替代单元组合仪表控制系统的理想选择。


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