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1、蒸汽锅炉计算机自动控制系统应用 摘 要:文章介绍了工业蒸汽锅炉温度计算机自动限制系统的基本组成、限制方式及应用。 关键词:锅炉计算机限制系统三冲量限制PLC 中图分类号:TK22文献标识码:A文章编号:1674-0101X(2022)05(a)-0057-01 内蒙古美妙食品有限公司是一家食品生产企业(馍片烤制),工业蒸汽锅炉是用来蒸制馒头用的。由于原系统采纳继电接触器限制,各电机之间均是工频运转,通过一个温度显示报警仪表,来限制鼓风的运转;引风则始终运转,炉排通过滑差电机来调速,基本是人工设定一转速后不再变更。汽包水位是一套单独的水位限制装置,而且是采纳分段限制水泵,水泵由于常常启动停止而很
2、简单损坏。由于该系统在恒温度限制方面的精度特别差,且电能奢侈现象特别严峻,煤的燃烧也很不充分,因此,我们做出如下改造设计。 1 锅炉计算机自动限制系统原理介绍 锅炉燃烧系统是一个困难的多变量耦合系统。输入量有:给煤量、鼓风量和引风量;输出量有:蒸汽压力、烟气含氧量(燃烧的经济性)、炉膛负压。燃料是热量的唯一来源,给煤量的改变干脆影响锅炉供应的蒸汽量,也影响汽包压力的改变,是燃烧系统的主限制量。鼓风量的改变产生不同的风煤比和相应的燃烧状况,表现出不同的炉膛温度,并确定炉膛损失的大小,干脆确定着锅炉能否经济运行。在送风量变更的同进也变更引风量,使炉膛负压保持稳定,保证锅炉平安运行。这三个限制子回路
3、组成了一个不行分割的整体,统称为锅炉燃烧限制系统,共同保证锅炉运行的机动性、经济性和平安性。 针对锅炉的燃烧过程是个困难的物理化学过程,各输入,输出的耦合关系非常困难;锅炉系统具有大的的延时,并且参数是时变的,难以建立精确的数学模型;锅炉的负荷改变范围从零到最大负荷量,并且是不定时变负荷。常规PID是难以实现限制的。解决这些问题的方法是采纳比PID更为有效的智能限制技术模糊限制方法。从提高汽包液位无差调整水平和克服虚假水位的角度考虑,这个系统在设计上我们采纳三冲量给水串级调整方式,该方式的特点是:以汽包水位为主限制信号,以蒸汽流量为前馈信号,以给水流量为反馈信号,在锅炉负荷或给水流量改变不大时
4、,主要以汽包水位对给水流量调整阀进行限制以保证汽包水位的稳定,而当锅炉负荷或给水流量发生较大改变时,则将锅炉负荷或给水流量的改变量引入调整,以达到锅炉负荷与给水流量的平衡,从而保证了汽包液位的稳定。 2 自动限制系统特点及功能 2.1 系统特点 (1)锅炉燃烧计算机实现对给水、鼓风、引风、给煤、过热汽温等参数的智能化限制,使锅炉的出口蒸汽压力、出口蒸汽温度、出口蒸汽流量、炉膛温度、炉膛负压、风煤配比等参量实现燃烧工况自寻优限制,使锅炉始终保持最佳运行状态。 (2)实现锅炉用气量与负荷的精确匹配,节煤达20以上,节电2040。 (3)建立用户用汽信息管理系统数据采集及通讯接口。运用户将来可利用上
5、报的日、周、月用汽参数,建立“用汽阅历模型”,实现自动起停锅炉台数,起到运行优化和节能效果,并具有随时手动干预切换功能。 (4)依据阅历模型、数据库和智能限制软件,合理调配用户用汽量、用汽时间,有效限制用汽压力波动大的难题,避开用汽尖峰的出现。 (5)锅炉给水限制系统采纳汽包水位的三冲量限制方案。 (6)变频调速:对鼓、引风机、给水泵加以变频调速限制,具有谐波少、功率因数高、对电网不产生冲击、可极大地延长设备运用寿命等优点。 (7)利用强大的数据库管理功能,建立完整的值班记录、故障记录、用汽记录等报表系统,使管理工作上一个新台阶。 2.2 实现功能 2.2.1 操作站 实现对锅炉主要设备生产过
6、程如锅炉的水位三冲量调整、蒸汽压力的调整,炉膛负压的调整等基于流程图的监视、限制、调度、管理;并能对组态和仪表参数进行修改等。 以流程图、资料一览、限制分组、报警一览等方式显示生产过程实时信息; 以调整画面、弹出仪表等方式实现限制调整,变更限制参数、自动限制与手动限制的切换,软手操等功能; 实时诊断限制站的运行状况、存在的故障,并显示在操作站的监视画面上,以供应最刚好、最便捷的系统维护功能。 各工段生产过程的实时数据曲线查看,以曲线方式监视各工段生产过程的资料趋势,并具打印、存储、分析、比较功能; 2.2.2 现场限制站 完成锅炉生产过程参数的监测、调整和依次限制功能。包括锅炉水位、炉膛压力、
7、炉膛负压等各种压力信号、各种温度信号、各流量信号、液位、各电机设备的运行状态等的检测、监视、PID调整和各种困难调整,各种阀门的开关,各种泵的启停等依次限制,各种设备运行状态的监视及联锁爱护等。依据工艺须要,还可完成一些更困难、更特别的限制功能。 各用电设备的手动/自动调整的转换,如炉排、鼓风、引风、水泵等,引风,鼓风风量的调整采纳自动变频调整和手动变频双调整,若自动限制系统发生故障,则手动调整起作用,从而保证了系统的正常调整。 2.2.3 锅炉平安配置 对锅炉的全部检测点都设有上限、下限报警,在流程图画面中有报警画面,并输出报警信号给8路闪光报警器,进行报警。 计算机系统随时监视各检测点,当
8、锅炉上水系统出现故障时,便报警提示,给锅炉上水。 3 信号显示 3.1 系统检测及显示信号 (1)蒸汽流量(带积算)上水流量(带积算)。 (2)汽包液位及高、低。 (3)汽包压力及高、低。 (4)炉膛温度及高、低。 (5)省煤器进、出口烟温,进、出口水温。 (6)排烟温度、预热口风温。 (7)蒸汽温度。 (8)给水压力及高、低。 (9)泵、风机、炉排运行转速、电流,运行及故障状态。 3.2 仪表盘显示信号 (1)汽包水位。 (2)炉膛温度。 (3)蒸汽压力。 (4)炉膛负压。 (5)各调整回路的手操器。 (6)紧急报警装置。 4 实际运行状况: 经过4个月左右的运行发觉,系统能够运行特别稳定,
9、满意了现场生产的要求。经过基本测算,节电率能够达到25%35%左右;而节煤量几乎达到了20%以上,得到了客户特别高的评价。经过节约资金量估算,经过一年左右即可收回全部设备投入资金。这对这次改造,我们认为在锅炉燃烧系统中的计算机自动限制系统改造前景特别大,特殊是艾默生公司变频器及西门子PLC产品优异的性能、坚实耐用和高牢靠性、高精度的新技术核心,会为我们的节能技术改造供应最坚实的后盾 参考文献 1艾默生公司EV2000系列通用变频器.艾默生网络能源有限公司. 2陶永华.新型PID限制及其应用M.北京:机械工业出版社. 3S7-300系统手册.西门子公司自动化与驱动服务有限公司. 第6页 共6页第 6 页 共 6 页第 6 页 共 6 页第 6 页 共 6 页第 6 页 共 6 页第 6 页 共 6 页第 6 页 共 6 页第 6 页 共 6 页第 6 页 共 6 页第 6 页 共 6 页第 6 页 共 6 页