工业蒸汽锅炉的自动化控制过程与实现
锅炉dcs控制系统
锅炉dcs控制系统锅炉DCS控制系统锅炉是工业生产中常见的热能设备,它能将水加热为蒸汽,为生产提供所需的热能。
为了提高锅炉的安全可靠性以及运行效率,人们研发出了锅炉DCS控制系统。
锅炉DCS控制系统是一种基于分散控制系统(DCS)的设备,它采用先进的技术与算法,对锅炉的生产过程进行监控与控制。
它包括硬件与软件两个方面的内容,通过自动化的手段来实现对锅炉的精确控制。
锅炉DCS控制系统的硬件部分主要包括主机、控制柜、仪表、传感器等设备。
主机是整个系统的核心,它负责处理各种控制指令,并将结果传达给其他部件。
控制柜是主机的辅助设备,用于集中管理和监控系统的运行状态。
仪表是系统的感知器,它能够对温度、压力、流量等参数进行测量和监测。
传感器是主机的数据输入设备,它能够将现场的物理量转化为电信号,并传输给主机进行处理。
锅炉DCS控制系统的软件部分主要包括操作系统、数据处理程序以及控制算法等。
操作系统是系统的管理者,它能够协调各个组件间的工作,确保整个系统能够正常运行。
数据处理程序是系统的大脑,它能够对传感器采集到的数据进行处理和分析,从而生成相应的控制策略。
控制算法是系统的决策者,它能够根据所设定的目标和约束条件,自动调节锅炉的工作参数,以达到最佳的运行状态。
锅炉DCS控制系统的优势主要体现在以下几个方面:首先,锅炉DCS控制系统能够实现对锅炉的智能化控制。
通过采集和处理大量的实时数据,系统能够准确地判断当前的工作状态,并根据设定的控制策略,自动调整相关参数,以实现最佳的控制效果。
其次,锅炉DCS控制系统能够提高锅炉的安全性。
系统能够实时监测锅炉的工作状态和各种异常情况,并在发生故障时自动切换到备用设备,以保证生产过程的连续性和安全性。
再次,锅炉DCS控制系统能够提高锅炉的能源利用率。
通过对锅炉的工作参数进行优化调整,系统能够使得锅炉的能源利用率达到最高,从而实现能源的节约和环境的保护。
最后,锅炉DCS控制系统能够提高生产的自动化程度。
工业蒸汽锅炉热工燃烧自动控制技术研究
工业蒸汽锅炉热工燃烧自动控制技术研究[摘要]工业锅炉生产是一个复杂的控制调节过程,是多输入多输出、多回路、非线性的相互关联的对象,目前控制理论尚难以妥善解决对其的控制问题,其数学模型仍是半经验性的,本文就热工燃烧自动控制进行一些论述。
[关键词]蒸汽锅炉热工燃烧自动控制中图分类号:tp273 文献标识码:a 文章编号:1009-914x(2013)07-0044-011、热工调节锅炉热工系统由给水系统、蒸汽系统、烟气系统、风系统等部分组成。
工业锅炉热工燃烧控制系统实质是针对这几个系统的运行过程进行自动控制,其主要控制回路:锅炉汽包水位自动控制和锅炉燃烧自动调节系统两部分。
1.1 锅炉汽包水位自动调节锅炉汽包水是正常运行主要指标之一,汽包水位是一个十分重要的调节参数。
由于汽包水位在锅炉运行中占居首要地位,所以锅炉自动化都是从给水自动调节开始的。
大于4t/h的锅炉,必须装设给水自动调节装置。
给水自动调节的任务,是使给水量跟踪锅炉蒸发量并维持汽包中的水位在工艺允许的范围内。
锅炉汽包水位的自动调节,是根据汽包水位的动态特性来设计的。
引起水位变化的因素很多,但主要是给水量和蒸发量的阶跃变化,调节器就是依据水位信号、蒸汽流量和给水流量的偏差信号进行调节的。
为保证锅炉运行安全,给水自动调节系统应选用可靠性较高的仪表和自动调节系统。
20t/h以上的蒸汽锅炉,一般采用三冲量锅炉汽包给水自动调节系统。
三冲量锅炉汽包给水自动调节系统是以汽包水位为主调节信号,蒸汽流量为调节器的前馈信号,给水流量为调节器的反馈信号组成阿调节系统。
由于采用蒸汽流量信号对给水流量进行前馈调节,克服外扰影响,用给水流量信号作为反馈信号,克服内扰影响,使给水调节质量波动幅度得到大大提高。
1.2 锅炉燃烧的自动调节容量较大的锅炉,根据节能和自动化水平的需要以及维护水平和投资允许时,可设置锅炉燃烧自动调节系统。
锅炉燃烧系统自动调节的基本任务,是使燃料燃烧所产生的热量,适应蒸汽负荷的需要,同时还要保证经济燃烧和锅炉的安全运行。
小议工业蒸汽锅炉热工燃烧自动控制
带液现象 , 位过低 又会影 响锅 炉的汽水 自 水 然 循环 , 不及 时调 节就会 使汽包 水全部 气化 , 如 可 能导致锅炉烧 坏和发生爆 炸事故 。锅炉 汽包水 位不仅受给水量 ( 进量 ) 和蒸发量 ( 出量 ) 间平 之 衡关 系的影 响 , 同时还受 到汽水循环管路 , 汽水 容积变化影 响 , 有燃料 量的变化 , 压力的 还 汽包 变化 , 给水 、 汽量的扰动等诸多因素对 水位均 蒸 会产生影响。在手动状态下除采用 D Z m型仪 D— 表进行 三冲量水位 自动调节外 ,还在微 机 自 控 系统 中采用 三冲量 汽包 水位 微机 自动 调节 方 式 。三冲量 微机调节系统的设计思想就是分析 了影 响水位调节对象动态特征的基础上 ,根据 汽包 水位这一调节对象有一定的延迟和惯性特 点, 即在 蒸汽流量 、 给水量 发生阶段变化 时 , 调 节 对象不 可能立 即跟着做相反方 向的变化 , 尤 其在蒸汽流量发生阶段变化时 ,汽水容积跟着 做 相反方 向的变化 , 造成“ 虚假水位 ” 现象。另一 方面分析 了采用 D Z Ⅲ型仪表所组成 的调节 D一 系统对出现的“ 虚假水位” 所采取 的措施达不到 满意的效果 , 而采用微机利用其运算功能特长 , 以 P D调节规律为其控制方法基础 ,再加上对 I “ 虚假水 位” 的判断程序 , 选择适 当的延时环节 。
自动调节 系统。 2 t 以上 的蒸汽锅炉,一般采用三 冲量锅 0h / 炉汽包给水 自动调节系统。三冲量锅炉汽包给 水 自动调节系统是 以汽包水位 为主调节信 号 , 蒸汽流量为调节器 的前馈信号 ,给水流量为调 节器 的反馈信号组成阿调节系统 。由于采用蒸 汽流量信号对给水流量进行前馈调节 ,克服外 扰影响 , 用给水流量信号作为反馈信号 , 克服 内
工业蒸汽锅炉自动化控制系统
L U L i j u a n
( D i v i s i o n o f I n s t r u m e n t a n d E l e c t r o n i c s ,X i n j i a n g T i a n y e C h e m i c a l C o m p a n y ,S h i h e z i 8 3 2 0 0 0 ,C h i n a )
关联 的复杂控 制 系统 , 调节 参数 与被 调节参 数 之 间 , 存 在 许多 交叉 影 响 , 调 节 难 度较 大 。因此 将 系 统 控 制分 散 成 给渣 控 制 、 送 风 控制 、 汽包 液 位控 制 、 炉 膛 负压 控 制 等单 独 的闭环 控制 J 。
2 . 2 组 态 画面 的控 制
22组态画面的控制直观而集中地显示锅炉的所有运行参数能快速1锅炉控制的工作原理计算出锅炉在正常运行和启停过程中的有用数据并除氧水通过给水泵进入给水调节阀控制系统利在显示器上同时显示锅炉运行水位压力炉膛负压用给水调节阀的信号及其反馈进行综合分析后对给烟气氧量测点温度消耗量等数十个运行参量的瞬时水量控制
Ke y wo r d s i n d u s t r i l a s t e a m b o i l e r ;c o n t r o l s y s t e m; a u t o ma t i o n c o n t r o l
锅 炉微 机控 制 , 是 计算 机 软件 、 硬件 、 自动 控制 、 锅 炉 节能 等技 术 紧 密结 合 的产 物 , 利用计算机与变频 自 控技 术 对锅 炉生 产过 程 的各个 主要 参 数都 必须 严 格控 制 。因此锅 炉设 备 是 一 个 多 输 人 , 多 输 出且 相 互关 联 的复杂 控制 对象 。
基于PLC控制的电锅炉控制系统
基于PLC控制的电锅炉控制系统电锅炉控制系统是现代工业制造中常见的一种设备,它通过PLC(可编程逻辑控制器)来实现对电锅炉的精确控制。
PLC控制技术具有灵活、方便、可靠等优点,能够实现复杂的逻辑控制和自动化控制功能。
本文将从PLC控制系统的原理、功能及特点入手,结合电锅炉的工作原理,详细介绍基于PLC控制的电锅炉控制系统的设计与实现。
1. PLC控制系统原理PLC控制系统是一种专门设计用于工业自动化控制的设备,其核心是一个可编程的CPU,通过不同的输入/输出模块和通信模块,与外部传感器、执行器等设备连接,实现对生产过程的控制。
PLC控制系统通过预先编写好的程序,根据不同的输入信号执行相应的逻辑控制,以达到自动化控制的目的。
2. 电锅炉工作原理电锅炉是一种利用电能进行加热的设备,通常由加热元件、控制系统、水泵等部件组成。
在工作过程中,电能被加热元件转换为热能,将水加热至设定的温度,为生产或生活提供热水或蒸汽。
电锅炉的控制系统通常包括温度传感器、压力传感器、水位传感器等,用于监测和控制锅炉的工作状态。
3. 基于PLC控制的电锅炉控制系统设计基于PLC控制的电锅炉控制系统主要由PLC控制器、传感器、执行器、人机界面等部件组成。
在设计过程中,首先需要根据电锅炉的工作原理和需求确定系统的功能要求和控制策略,然后编写PLC程序实现相应的逻辑控制。
通过合理的硬件布局和接线连接,将各部件连接到PLC控制器上,实现信号的采集和输出。
4. 控制系统功能与特点基于PLC控制的电锅炉控制系统具有如下功能与特点:1)灵活性:PLC控制系统可根据需要进行程序修改,实现不同的控制策略;2)可靠性:PLC控制器具有较高的稳定性和可靠性,可以长时间稳定运行;3)精确性:通过PLC控制系统可以实现对电锅炉的精确控制,提高生产效率和产品质量;4)扩展性:PLC控制系统可根据需要扩展输入/输出模块和功能模块,实现系统的功能扩展。
5. 控制系统优化与应用为了进一步优化电锅炉控制系统的性能,可以采用PID控制算法、模糊控制算法等先进的控制技术,提高系统的响应速度和稳定性。
蒸汽锅炉控制系统改造方案
蒸汽锅炉控制系统改造方案
蒸汽锅炉控制系统改造方案可以从以下几个方面进行考虑:
1. 安全性改造:蒸汽锅炉控制系统是保证锅炉正常运行和安全的重要环节,改造方案应考虑提高系统的安全性。
可以引入高精度的传感器和仪表,对锅炉的压力、温度、水位等参数进行实时监测和控制,并配备相应的报警和自动保护装置,确保在异常情况下能及时发出警报和采取自动控制措施。
2. 节能环保改造:蒸汽锅炉在运行过程中会产生废气、废水等污染物,改造方案应关注对排放物的控制和处理。
可以采用先进的燃烧技术和脱硫、脱氮、脱尘等净化设备,降低排放物浓度和排放量,达到节能环保的目的。
3. 自动化改造:蒸汽锅炉控制系统的自动化程度越高,可以提高锅炉的运行效率和稳定性。
改造方案应考虑引入PLC或
DCS系统,实现对锅炉的自动控制和监测。
通过远程监控和
数据分析,可以实时了解锅炉的运行状态,优化控制策略,提高燃烧效率和能源利用率。
4. 数据管理改造:蒸汽锅炉控制系统需要对大量的运行数据进行记录和管理,以便后续分析和调整。
改造方案应考虑引入数据采集和管理系统,实现对锅炉运行数据的实时采集、存储和分析,提供决策支持和故障诊断的依据,减少维护和故障排除的时间和成本。
蒸汽锅炉控制系统改造方案应从提高系统的安全性、节能环保、
自动化控制和数据管理等方面进行综合考虑,以实现对锅炉运行效率和稳定性的提升。
同时,改造方案还应根据具体的锅炉类型和运行需求进行定制化设计。
锅炉自动化改造方案
锅炉自动化改造方案一、背景介绍在工业生产中,锅炉是一种重要的能源设备,用于产生蒸汽或热水供应给生产过程中的各个环节。
然而,传统的锅炉操作方式存在一些问题,如能耗高、安全隐患多、操作复杂等。
为了提高生产效率、降低能源消耗、提升安全性,需要进行锅炉自动化改造。
二、改造目标1. 提高生产效率:通过自动化控制系统,实现锅炉的智能化操作和优化调节,提高生产效率。
2. 降低能源消耗:通过优化燃烧过程、调整供热温度等措施,降低能源消耗,提高能源利用效率。
3. 提升安全性:引入自动监测和报警系统,实时监测锅炉运行状态,及时发现并处理潜在的安全隐患。
4. 减少人工操作:通过自动化设备和控制系统,减少人工操作,降低人力成本。
三、改造方案1. 安全控制系统引入安全控制系统,包括火焰监测、燃气泄漏监测、水位监测等,实时监测锅炉运行状态,及时发现并处理潜在的安全隐患。
同时,配备报警装置,一旦发现异常情况,及时发出警报,保障生产安全。
2. 自动调节系统采用先进的自动调节系统,通过对锅炉燃烧过程进行实时监测和控制,实现燃烧效率的最大化。
该系统可以根据实时数据,自动调整燃烧器的供气量、供热温度等参数,保证锅炉的稳定运行。
3. 远程监控系统引入远程监控系统,可以实时监测锅炉的运行状态、参数和故障信息。
通过互联网连接,运营人员可以随时随地监控锅炉的工作情况,并及时采取相应措施。
该系统还具备数据分析功能,可以对锅炉的运行数据进行统计和分析,为后续优化提供参考依据。
4. 节能改造措施在锅炉自动化改造的同时,还可以采取一些节能改造措施,如安装余热回收装置、优化锅炉管道布局等。
这些措施可以减少能源的浪费,提高能源利用效率,进一步降低生产成本。
5. 培训和维护为了确保改造方案的顺利实施和后续的运行维护,需要进行相关人员的培训和技术支持。
培训内容包括操作规程、系统维护和故障排除等。
此外,还需要建立健全的维护机制,定期对设备进行检查和维护,确保其正常运行。
常用工业蒸汽锅炉的自动化控制
军事、信息等方面其有不可比拟的优势。微 机电 一休化发展的瓶颈在子 微机械技术, 微机 电 一体化产品的加工采用精 细加工 技术, 即超 精密技术, 它包括光刻技术和蚀刻技术两类.
能耗高、 浪费大, 环境污染严重的状态, 经远 已 远不能满足节 约能源, 立韦约型 建 社会的 要求, 用微机 进行控制是提高 热效率, 降低耗煤
中图分举号 T P 27 文献标识码: A 文章编号: 1672- 3791(2007)09(a卜0054- 02 量 降低耗电盈, 提高安全可靠性的有效途径.
[61 万遇良. 二十一世纪的机电 一体化技术 [J]
_ 机电信息(北京). 1996 , (10) ,4- 6
势。国外称其为微电 子机械系 统(MEMS), 泛 然要求。特别指出机电一体化技术促使机械 指几何尺寸不超过 l cm, 的机电一 体化产品, 工 业发生了战略 性变革, 传统的 机械设计方法
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
关键词 工业 锅炉自 动化控 制 安全 高 效 节能 环保
1 前百
人为疏忽造成的重大事故.
水泵), 等大功率电 动机, 于锅炉本身特性和 由
实现锅 炉的微机控制, 前开发的一项 是目
新技术 是微型计算机软件、硬件, 对锅护自 动控制 锅护节能等的应用, 现有中、小 我国
3)可以提高锅炉的热效率。从已 在运行
型锅护35 多 万台, 每年耗煤t 占 我国原煤产
前提 高5- [( %, 根据对 统计, 我市 一台20T 的 锅炉 全年平均负 荷7。 以平 %, 均热效 率提高 4)锅炉 的附机系 统(鼓风机、 引风机、 给
锅炉控制系统
锅炉控制系统⼯业锅炉⾃动化控制系统⼀、系统概述我国是以煤作为主要能源的国家,锅炉是耗能的主要设备,约占全国总能耗量的⼆分之⼀左右,按照国际先进⽔平衡量我国能源的利⽤率很低。
因此,节能的潜⼒很⼤。
⼀般来说⽣产过程中的节能有三⼤途径:(1)改造设备节能;(2)改进⼯艺节能;(3)提⾼应⽤管理和⾃控技术节能。
为了使锅炉⼯作稳定、安全、经济,需要提⾼对锅炉的监控品质,提⾼平均热效率,节省能源和减少污染,减轻操作⼈员的⼯作负担,提⾼锅炉的科学管理⽔平。
可以获得可观的经济效益。
应⽤管理和⾃控技术节能可做到少投⼊多产出,见效快,效果好。
⼀般采⽤⾃动化技术后,可以提⾼锅炉热效率3-5%,节煤5-8%,⾃动化技术的投资在2年左右时间既可收回。
⽤户既可以收到节约能源节省资⾦的效果,由于减少了⼤量原煤的燃烧,还净化了空⽓,美化了环境,节省了资源,在贯彻可持续发展战略的今天,具有特殊的意义,因此⽽产⽣的社会效益,将是⼗分重⼤⽽深远的。
锅炉控制通常是采⽤⼈⼯结合常规仪表监控,⼀般较难达到满意的结果,原因是锅炉的燃烧系统是⼀个多变量输⼊的复杂系统,影响燃烧的因素⼗分复杂,较正确的数学模型不易建⽴,以经典的PID为基础的常规仪表控制已很难达到最佳状态,如果靠⼈⼯⼿烧则要受⼈为因素(经验、责任⼼、⽩夜班)的影响,⽽计算机提供了诸如数字滤波,积分分离PID,选择性PID,参数⾃整定等各种充分发挥计算机这⼀智能化、多功能的优势,是常规仪表和⼈⼒难以实现或⽆法实现的,是提⾼⼯业锅炉⾃控⽔平和节能的重要措施。
本系统是针对链排式燃煤锅炉⽽设计开发,可以实现对⼀到五台锅炉及总供热系统进⾏⾃动控制和⾃动检测,能够实现锅炉系统的安全和经济运⾏,完成各项管理功能和报警保护功能,达到节约能源、减少环境污染、降低劳动强度的⽬的。
锅炉吨位可从4-150T/h。
整套系统设计合理,设备选型先进,控制功能完善,通⽤性强,具有⼿动/⾃动⽆扰切换功能。
控制设备可靠性⾼,拆装简便,维护⽅便,抗⼲扰能⼒强。
工业蒸汽锅炉自动化控制系统设计
工业蒸汽锅炉自动化控制系统设计王淑杰(哈尔滨电气集团 阿城继电器有限责任公司 黑龙江 哈尔滨 150302)摘 要: 随着科学技术的发展,为提高工业锅炉的热效率,发挥最佳运行工况,提高蒸汽质量、稳定蒸汽压力,保证供汽需要;做到合理,经济燃烧,达到节约能源的目的;同时为减轻操作人员的劳动制度,改善劳动环境和条件,所以工业锅炉生产必须进行自动控制。
关键词: 工业蒸汽锅炉;自动控制;系统组成中图分类号: TP27 文献标识码:A 文章编号:1671-7597(2012)1110060-01必须立即动作或停止,以免事故进一步扩大。
1 概述限值保护-工业锅炉运行时的实际蒸发量和变动负荷速度工业蒸汽锅炉生产自动化控制系统即通过采用各种检测仪应根据锅炉及辅机的运行状态予以限制。
各种调节阀、调节挡表、调节仪表、控制装置等自动化技术工具,对锅炉生产过程板的最大和最小开度应予以限制。
中的温度、压力、流量、液位等热工参量进行自动控制的系紧急保护-如果蒸汽压力,锅炉水位出现危险工况时或炉统。
自动控制的目的是实现各种最优的技术经济指标,减轻劳膛熄火时,相应的自动保护装置都应能快速投入。
动强度,提高经济效益和生产率,节约能源,改善劳动环境条件。
实现锅炉自动化具有提高锅炉运行的安全可靠性、提高锅炉运行的经济性、减少运行人员、提高劳动生产率、改善劳动条件等特点,具有显著的经济效益和社会效益。
本文所介绍的4)控制系统是我公司在生产上百套设备的基础上总结出来的,经过现场实际运行,得到了用户的好评。
2 设计原则根据工程的重要性和实际使用、维护等多方面因素,建议1)主要遵循以下原则:1)安全、可靠、适用、耐用、易操作、易维护。
2)节能、环保、投资少、效率高、先进性。
3)系统软件功能完善,提高管理水平。
4)预留接口,用于扩建时联网、通讯,方便管理。
3 自动化控制系统的内容1)自动检测用检测元件和显示仪表或其它自动化设备,对系统的温度、压力、流量、液位等热工参量,进行连续测量和显示,以供值班员监视生产情况,或为企业经济核算提供数据,为自动调节和保护提供检测信号。
蒸汽锅炉的构造和原理
蒸汽锅炉的构造和原理蒸汽锅炉是一种利用燃料燃烧产生的热能,将水加热并转化为蒸汽的设备。
它在许多工业、商业和家庭应用中被广泛使用。
本文将详细介绍蒸汽锅炉的构造和工作原理。
一、蒸汽锅炉的构造蒸汽锅炉的主要构造包括锅筒、炉膛、炉排、烟道、水冷壁、过热器、省煤器、汽水分离器、安全阀、水位表和控制系统等。
锅筒:锅筒是蒸汽锅炉的主要承压部件,一般为圆筒形。
它分为水冷壁、过热器和汽水分离器三个区域。
水冷壁用于吸收炉膛内的热量,过热器用于将饱和蒸汽加热至高温高压蒸汽,汽水分离器用于分离蒸汽和水。
炉膛:炉膛是燃烧燃料的空间,一般为长方形或圆形。
燃料在炉膛内燃烧产生高温烟气,通过炉排排出。
炉膛内还设有点火装置和燃料喷嘴等。
烟道:烟道是烟气从炉膛流过的通道,它的目的是将烟气引导至烟囱排出。
在烟道中还设有省煤器和过热器等热交换设备,用于回收烟气中的余热。
炉排:炉排是燃料在炉膛内燃烧的支撑装置,它可以分为机械炉排和液态炉排两种。
机械炉排通过机械移动将燃料推向前进,液态炉排则通过喷嘴将液态燃料喷洒到炉膛内。
过热器:过热器是将饱和蒸汽加热至高温高压蒸汽的设备。
它通常位于烟道中,烟气在经过过热器时将余热传递给过热器管内的蒸汽。
省煤器:省煤器是利用烟气中的余热对给水进行预热的设备。
它通常位于烟道中,烟气在经过省煤器时将余热传递给给水。
汽水分离器:汽水分离器用于分离蒸汽和水,确保蒸汽的质量。
它位于锅筒中,通过浮球阀等装置来实现水位控制。
安全阀:安全阀是保证蒸汽锅炉安全运行的重要装置。
它能在蒸汽压力超过安全限制时自动打开,排出过多的蒸汽,防止锅炉爆炸。
水位表:水位表用于测量锅筒中的水位,以确保锅炉正常工作。
水位表通常分为玻璃管水位表和电极水位表两种。
控制系统:控制系统是对蒸汽锅炉进行自动化控制的重要组成部分。
它包括燃料控制系统、水位控制系统、压力控制系统和温度控制系统等。
二、蒸汽锅炉的工作原理蒸汽锅炉的工作原理可分为燃烧系统、蒸汽生成系统和蒸汽排放系统三个部分。
全燃气工业蒸汽锅炉的自动化控制过程实现
行。
阀门和挡板控制 流量 , 费非常严 重 。通 过对风机 水 浪
泵进行变频控制可 以平均节 电达到 3 %~ 0 0 4 %。 综合 以上所 述种 种 优点 可 以预见 采用 计算 机 控 制锅炉系统 是行 业的大势所趋 。
量与送风量 , 同时保证燃 料的充分燃烧 及热量 的充分
利用 。
31 锅 炉给 水控 制 回路 .
3 . 炉膛负荷扰动 ( .2 1 燃料量 M扰动 )e h水位 对象的
动态特性
给水 自动调 节 的任务 是使 给水 流量 适应 锅 炉的
蒸发量 , 以维持汽包水位 在允许 的范围 内。给水 自动 调节 的另一个任务是保持给水稳定 。在整个控制 回路
上位监 控软件 使用 G E公 司的 iI 利用 iI FX, FX强
大 的开放 度和 组态 功能 , 可对 工程 进行 组 态 、 数据集
率 电动机 , 由于锅炉本 身特性 和选 型 的 因素 , 些 风 这
机大 部分时 间里 是不会满负荷输 出 的 , 有方式采用 原
成、 实时监控 、 历史数据形成 、 过程参数设定 、 报警的
维普资讯
⑨⑥ ⑨ 年第 期 总 晷 毋 第 期
全 气 业 汽 炉 自化 制 程 现 燃 工 蒸 锅 的 动 控过 实
将上升 , 的反映 曲线如 H(。 (和 H(相结合 , 水位 2) c c ) 2) c
实际的水位 阶跃反应 曲线如 H(所示 。 c )
维普资讯
冶
霪◎年 毋 总第 ◎@ 第 期
期
工厂小型燃煤蒸汽锅炉自动化改造实例
框 架如 图 1 所示 。 1 ]
主 蒸汽 压 设 定 值
燃 料 控制 系 统 、 风量 控制 系统 、 炉膛 压力 控 制 系统 。 目 前 大部 分T 厂 的锅 炉燃 烧控 制 系统仍 然 采 用 PD控 制 I
蕃 篝蹇一 。 .J 鳘妄 … _  ̄ 至 :‘ 系 妻± T i J 夫 控 统 制 ,
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氧 系一 ∑ ∑ 蛩关、 I∑ 量 × 錾 P ∑ 计算模块 ,、
送 风量
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Ab t a t s r c :Wi h t r y o L e h oo y mp o e n fc s— f c ie e u p n ,P C c nr lc n a a t o t e c mp e , t te mau i f C tc n lg ,i r v me to o t e f t q i me t L o to a d p h o lx h t P e v t d f c l t e lwi h o to y t m c mp r d wi o v n in l n tu n o t l b tas i l y te s se i ut o d a t t e c n r ls se o a e t c n e t a sr me tc n r , u lo smp i h y tm,a d t r u h i h h o i 风 量 与给煤 量 的 比例 ,使 锅炉 运 行在 最 佳 燃烧 状态 。同时应 使 炉膛 内存在 一定 的 负压 , 以维持 锅 炉 热效 率 、 避免 炉 膛过 热 向外 喷火 , 证 了人 员 的安 全 保 和环境 卫生
浅谈工业蒸汽锅炉自动化控制
位、 锅炉汽包压力等重要参数应设置常规仪表及报警装置, 以保证水位和汽包 压 力有 双重 甚至 三 重报警 装置 . 以免锅 炉 发生重 大事 故。 微机 控制 系统 由工 控机 、 显示 器 、打 印机 、 操器 、报警 装置 等组成 , 手 能 完成 对 给水 、给 煤 、鼓风 、引 风等 进行 自动控 制 , 使锅 炉 的汽包 水位 、蒸汽压 力保 持在 规 定的数 值上 , 以保证 锅 炉的安 全运 行 , 平稳操 作 , 达到 降低煤 耗 、 提 高供 送 汽质量 的 目的 , 同时对运 行参 数如 压力 、 度等有 流程 动态模 拟 图画面 温 并配 有数 字 说明 , 可对 汽包 水位 、压力 、炉 温等进 行越 限报 警 , 出声光信 还 发 号 , 可定 时打 印 出十几 种运 行参 数的数 据 。以形成生 产 日志和班 、日 耗统 还 产 计 报表 , 定时 打 印、随机 打 印、 自定义 时 间段打 印等几 种方 式 。 有般有 蒸汽 压力 、汽包 液位 、炉膛 负压 、除氧 器水 位 、除 一 氧器压力等控制系统。 锅炉的燃烧控制实质上是能量平衡系统, 它以蒸汽压力 作 为能 量 平衡 指标 。 断根 据用 汽量 与压力 的变 化调 整燃料 量与 送风量 , 不 同时
保 证燃 料 的 充分燃 烧 及热 量 的充分 利 用。 2 1 锅炉 给水 控制 回路 .
上厩 我们针对锅 炉控制系 统的各控 制回路原理 的做 了简要分析 , 依据 以上 分析, 我们 知道构 建一个 可靠 的 、 智能 随动的 智能控 制系 统是保 证锅 炉安全 生 产 的基 础。锅炉 控制 系统是 典型 的多变 量 、 纯滞 后 、 耦合 的控 制系统 , 果 强 如 不能在控 制策略和 软件实现上 很好地 解决多 变量 解偶 关系和滞 后响应 问题 , 那 么 , 施智 能锅炉 控制 系统改 造后 同样也 将无法 实现 预期 的 目标 。 实 在控制系 统设计上我 们采 用集 中控制 分散驱动 的集散控 制思想 , 把控制 系 统分 为三 层 : () 管理层 : 1 信息 完成系统 关键 技术 数据 的设定 、 时数据 和运 行状 态的监 实 视与 控制 、历史 数据 的查看 、数据 报表 的记录 与打 印、报 警与故 障 的提示 处 理等 功能 。 要 由上 位工 控机 、组态 开发软 件 、应 用程 序、通 讯模 块等组 成 。 主 () 制层 : 2控 主要 完成各 种控 制动 作命令 、 时数据 的采样 与处 理 、 实 连锁动 作的 关联表 达 、 制算 法的 实现 、 控 异常现 象 的 自动处 理等 功能 , 要 由可编程 主 逻辑控 制器 的开 关量模 块 、模 拟量模 块 、智能 PD调 节仪 、变频 器 、可编程 I 逻辑控 制 器应用程 序 等组成 , () 3设备层 : 接受 来 自的 控制器控 制命 令, 行相应 的动作 或提供 相应 主要 执 的检 测数据 。主要 由断路 器 、交流接 触器 、压力 变送器 、温 度变送 器 、流量 变送器 、电动开 关阀 、模拟 信号 隔离分 配器 等组成 。 结语
锅炉自动化说明
锅炉自动化说明一、引言锅炉是工业生产中广泛使用的热能设备,为了提高锅炉的运行效率和安全性,采用自动化控制系统对锅炉进行控制和监测是必要的。
本文将详细介绍锅炉自动化的原理、功能和应用。
二、原理锅炉自动化控制系统基于现代控制理论和技术,通过采集锅炉运行状态的参数,经过处理和判断,自动调节锅炉的燃烧、供水、排烟等参数,以实现锅炉的稳定运行和能量的高效利用。
三、功能1. 自动点火功能:锅炉自动化控制系统能够根据设定的启动条件,自动点火并控制燃烧过程,确保锅炉的安全启动。
2. 温度控制功能:通过传感器实时监测锅炉的温度,自动调节燃烧器的工作状态,保持锅炉的温度在设定范围内稳定运行。
3. 压力控制功能:锅炉自动化控制系统能够监测锅炉的压力变化,并根据设定的压力范围自动调整供水量,以维持锅炉的正常工作压力。
4. 水位控制功能:通过水位传感器实时监测锅炉的水位,自动控制给水泵的启停,以保持锅炉水位在安全范围内。
5. 排烟控制功能:锅炉自动化控制系统能够监测锅炉的排烟温度和排烟氧含量,自动调整燃烧器的工作状态,以保持锅炉的燃烧效率和排放标准。
6. 报警和故障诊断功能:锅炉自动化控制系统能够实时监测锅炉的运行状态,一旦发生异常情况,系统会及时报警并提供故障诊断信息,方便维修人员进行故障排除。
四、应用锅炉自动化控制系统广泛应用于工业生产中的各类锅炉,如电厂锅炉、化工厂锅炉、纺织厂锅炉等。
通过自动化控制,锅炉的运行效率得到提高,能源消耗减少,同时也提高了生产安全性和稳定性。
五、总结锅炉自动化控制系统是现代工业生产中不可或者缺的重要设备,它通过自动调节锅炉的燃烧、供水、排烟等参数,实现锅炉的稳定运行和能量的高效利用。
该系统具备自动点火、温度控制、压力控制、水位控制、排烟控制、报警和故障诊断等功能,广泛应用于各类工业锅炉中。
通过锅炉自动化控制系统的应用,可以提高锅炉的运行效率和安全性,减少能源消耗,同时也提高了生产的稳定性和可靠性。
蒸汽锅炉的温度控制及其方法
蒸汽锅炉的温度控制及其方法蒸汽锅炉是现代工业生产中不可或缺的设备之一,它能够将水加热成为高温高压的蒸汽,为工业生产提供了重要的动力和能源。
随着科技的不断进步和工业自动化的加速发展,现在的蒸汽锅炉已经不再是传统的手动控制,而是采用了先进的自动化控制系统,让温度控制更加精准和有效。
本文将探讨蒸汽锅炉的温度控制及其方法。
一、蒸汽锅炉的基本原理蒸汽锅炉是一个能将水加热转化为水汽或者高温水蒸汽的机器。
它工作原理基于水的膨胀性和汽的压缩性,利用水在常温常压下沸腾时质量突然增长的特性,达到使水转化为蒸汽的目的。
水和蒸汽的流体过程受到热力学第一、第二定律的支配,所以对锅炉的控制主要是针对蒸汽温度和压力两个因素的控制。
二、温度控制的必要性对于蒸汽锅炉,温度控制是非常重要的,这是因为温度一方面关系到燃烧效率和安全性,另一方面,因为在工艺生产中,需要准确控制物质的温度,否则就会影响产品品质和产量,这就使得蒸汽锅炉的温度控制变得非常关键和必要。
三、蒸汽锅炉温度控制的方法1、PID控制法PID控制法是一种广泛运用于实际工业生产控制系统的传统控制方法,其工作原理是在输入变量的基础上通过比例积分微分三个控制器将反馈信号处理后,输出控制信号到执行器,从而达到控制温度的目的。
这种方法调节方式简单,稳定性高,且比较容易实现自动控制,但是其控制精度有限,容易受到外界环境因素和干扰等因素的影响。
2、模型预测控制法模型预测控制法是一种先进的控制方法,使用数学模型来预测和优化温度控制过程。
它通过测量温度信号,输入数学模型,预测出未来一段时间内的温度变化情况,然后进行相应的控制决策,并将调节信号发送到控制执行器。
这种方法的优点是控制精度高,稳定性好,能够适应不同的工况,但是建模和预测需要耗费大量的时间和精力,实现难度大。
3、模糊控制法模糊控制法是一种可以处理模糊不确定问题的控制方法。
它通过避免使用严格的规则和概念,将温度控制语言化,使用模糊集合来代表概念,应用模糊推理方法来决策控制规则,在实现温度控制的过程中,达到精度高、控制稳定等目的。
蒸汽锅炉的流量控制及其方法
蒸汽锅炉的流量控制及其方法蒸汽锅炉是工业生产中必不可少的设备。
在工业生产中,蒸汽锅炉主要起到加热介质的作用。
为了让设备能够长时间、稳定地运行,需要对蒸汽锅炉的流量进行控制。
本文将详细介绍蒸汽锅炉的流量控制及其方法。
一、蒸汽锅炉的流量控制流量控制是指通过改变介质流量,来调节设备的工作状态。
在蒸汽锅炉中,流量控制是用来调节蒸汽锅炉的蒸汽生成量的。
蒸汽锅炉的流量控制通过调整给水量来实现。
蒸汽锅炉的流量控制有两种方式:1、自动流量控制自动流量控制是指通过仪表来控制给水量。
利用传感器来对锅炉内的水位进行检测,一旦发现水位过低,就会自动向锅炉中输入适量的水,以确保锅炉能够正常运行。
自动流量控制可以确保锅炉的稳定性,不会因为人为操作的失误而导致设备停机。
但自动流量控制的缺点是成本较高,需要对锅炉进行改造,增加自动控制系统,这给企业带来了额外的负担。
2、手动流量控制手动流量控制是指通过人员对给水量进行控制。
采用手动控制的优点在于成本低,易于维护和操作。
但缺点是不够智能化,在操作过程中容易出现人为失误。
手动流量控制适用于部分中小型企业,由于其操作简单,无需额外的自动控制系统的支持,所以成本较低。
二、蒸汽锅炉流量控制方法1、手动流量控制方法手动流量控制方法其实就是通过人员对给水量进行调节来实现流量控制。
在操作过程中,一般都会根据锅炉的负荷情况来控制给水量,保证锅炉始终处于一个比较平稳的工作状态。
手动流量控制方法的缺点是操作繁琐,需要人员长时间盯着设备进行观察,并根据实际情况进行调整。
但是由于成本低,便于实施,因此,在中小型企业中仍然有一定的应用。
2、自动流量控制方法自动流量控制方法是指通过自动化设备来实现流量控制。
通过对锅炉的实时监测,当水位过低时,就会自动控制给水泵将一定数量的水输入到锅炉中去。
自动流量控制方法的优点在于可以保证锅炉的稳定性,无需人为干预。
但缺点是成本高,需要对锅炉进行改造,增加自动控制系统,这会给企业带来额外的负担。
蒸汽锅炉的自动化控制过程与实现
300MW机组锅炉给水控制系统摘要本次毕业设计(论文)是通过对淮北二电的300MW机组锅炉给水控制系统进行原理分析、可靠性论证、实际运行情况分析,提出的保证该系统长期稳定处于协调控制的方案。
锅炉给水控制的主要任务是使锅炉的给水跟踪锅炉的蒸发量,保证锅炉进出的物质平衡和正常运行所需的工质。
300MW机组通常配置3台给水泵,1台容量为额定容量的25%或30%的电动给水泵,2台容量为额定容量50%的气动给水泵。
电动给水泵一般用作启动和本用泵,正常运行时使用两台汽动给水泵。
汽包锅炉给水控制系统包括汽包水位控制系统和给水泵(电动和气动给水泵)最小流量控制系统。
由于虚假水位现象的存在,给水控制系统不能单单以汽包水位为被调量,为了减少或抵消虚假水位现象,就必须采用三冲量调节系统。
所谓三冲量,就是指汽包水位、蒸汽流量和给水流量。
蒸汽流量和给水流量是引起水位变化的原因,蒸汽流量作为水位调节的前馈信号,当蒸汽流量改变时,调节器立即动作,相应地改变给水流量,而当给水流量自发地变化时,调节器也立即动作,使给水流量恢复到原来数值,这样就有效控制了虚假水位的影响。
给水控制是串级调节系统,主调节器接受水位信号,对水位起校正作用,是细调;其输出作为副调节器的给定值,副调节器的被调量是给水流量,目的是快速消除来自水侧的扰动。
关键字:给水控制串级三冲量沈阳工业大学毕业设计(论文)AbstractThe design project for graduation(graduation thesis)pose a scheme which pledges the system under the coordination control long-term, by analyzing the feeder water and vaporizing temperature principle of HuaiBei Plant two 300MW unit,testifying the reliability and observing by doing fieldwork.The boiler is causes the boiler to the water control primary mission to track the boiler for the water the transpiration rate, guaranteed the boiler passes in and out the matter balance and the normal operation need working substance. The 300MW unit usually disposes 3 feed pumps, 1 stage presence quantity for rated capacity 25% or 30% electrically operated feed pump, 2 stage presence quantities for rated capacity 50% air operated feed pump. The electrically operated feed pump serves as the start generally and this uses the pump, when normal operation uses two steam to move the feed pump. The steam drum boiler gives the water control system including the steam drum water monitor system and the feed pump (electrically operated and air operated feed pump) the smallest flow control system.Because the false water level phenomenon existence, cannot solely as move for the water control system take the steam drum water level the quantity, in order to reduce or the counterbalance false water level phenomenon, must use three impulse governing system. The so-called three impulses, are refer to the steam drum water level, the steam current capacity and give the discharge of water. The steam current capacity and is causes the water level change reason for the discharge of water, the regulator acts immediately, changes correspondingly gives the discharge of water, but when changes spontaneously for the discharge of water, the regulator also immediately acts, makes to restore for the discharge of water to the original value, like this active control false water level influence. For the water control is the cascade governing system, the master selector accepts the water level signal, gets up the correcting action to the water level, is the thin accent; Its output took the secondary controller the given value, the secondary controller is adjusted the quantity is for the discharge of water, the goal is the fast elimination comes from the water side perturbation.Key words: Feeder Water Control Cascade Three impuls沈阳工业大学毕业设计(论文)目录摘要 ............................................................................................................................................................... I ABSTRACT............................................................................................................................................. II 1 引言. (2)1.1课题背景 (2)1.2课题意义 (3)2 火电厂工艺及三大控制系统 (4)2.1火电厂发电过程 (4)2.2火电厂三大控制系统 (4)2.2.1过热蒸汽温度控制系统 (4)2.2.2再热蒸汽温度控制系统 (5)2.2.3锅炉给水控制系统 (6)2.3汽包简介 (7)2.4给水设备 (8)3 300MW锅炉给水控制系统 (9)3.1.给水控制对象的动态特性 (9)3.1.1给水流量扰动下水位的动态特性 (9)3.1.2蒸汽流量扰动下的水位的动态特性 (10)3.1.3炉膛热负荷扰动下水位控制对象的动态特性 (11)3.2给水控制手段和特点 (11)3.3给水控制系统的基本结构 (12)3.3.1单冲量控制系统 (13)3.3.2单级三冲量控制系统 (13)3.3.3串级三冲量控制系统 (13)4 300MW锅炉给水自动控制系统设计 (15)4.1 INFI-90分散控制系统简介 (15)4.1.1概述 (15)4.1.2 IN-FI90控制系统设计中采用的各种模件及其介绍 (16)4.1.3针对硬件设计的说明 (17)4.1.4.设计中用到的部分功能码 (17)4.2汽包水位控制系统基本要求 (20)4.3 测量信号的自动校正 (21)4.4设计机组给水全程控制系统 (22)4.4.1给水热力系统简介 (22)4.4.2设计的给水全程控制系统分析 (22)5 结论 (26)300MW机组锅炉给水控制系统致谢 (27)参考文献 (27)附录1SAMA图 (29)附录2组态图 (29)沈阳工业大学毕业设计(论文)1 引言1.1课题背景自动化水平是指对一个电厂生产过程实现自动控制所达到的程度,其中包括参数检测;数据处理;自动控制;顺序控制;报警和联锁保护等系统,最终体现在机组效率,值班员的数量和所能完成的功能上,火电厂自动化水平是主辅机制造质量及其可控性,仪表及控制设备质量,自动化系统设计的完善程度,施工安装质量,电厂运行维护水平及人员素质的综合体现。
锅炉控制系统的工作原理
1992lxm工业蒸汽锅炉的自动化控制过程与实现摘要:本文表达了工业锅炉控制系统的工作道理,具体阐述了锅炉控制中的几个重要的控制回路的控制算法,以及变频器在锅炉改造中的应用,提出了锅炉控制系统的底子设计思路和各个环节控制实现方法。
关键词:工业蒸汽锅炉炉膛负压蒸汽压力变频控制水位三冲量一、引言锅炉微机控制,是近年来开发的一项新技术,它是微型计算机软件、硬件、自动控制、锅炉节能等几项技术紧密结合的产品,我国现有中、小型锅炉30多万台,每年耗煤量占我国原煤产量的1/3,目前大大都工业锅炉仍处于能耗高、浪费大、环境污染严重的出产状态。
提高热效率,降低耗煤量,降低耗电量,用微机进行控制是一件具有深远意义的工作。
工业锅炉采用微机控制和原有的仪表控制方式比拟具有以下明显优势:1.直不雅而集中的显示锅炉各运行参数。
能快速计算出机组在正常运行和启停过程中的有用数据,能在显示器上同时显示锅炉运行的水位、压力、炉膛负压、烟气含量、测点温度、燃煤量等数十个运行参量的瞬时值、累计值及给定值,并能按需要在锅炉的布局示意画面的相应位置上显示出参数值。
给人直不雅形象,减少不雅察的疲劳和掉误;2.可以按需要随时打印或按时打印,能对运行状况进行准确地记录,便于变乱追查和阐发,防止变乱的瞒报漏报现象;3.在运行中可以随时便利的点窜各种运行参数的控制值,并点窜系统的控制参数;4.减少了显示仪表,还可操纵软件来代替许多复杂的仪表单位,〔例如加法器、微分器、滤波器、限幅报警器等〕,从而减少了投资也减少了故障率;5.提高锅炉的热效率。
从已在运行的锅炉来看,采用计算机控制后热效率可比以前提高5-10%,据用户统计,一台20T的锅炉,全年平均负荷70%,以平均热效率提高5%计,全年节煤800吨,按每吨煤380元计算每年节约304000元;6.锅炉系统中包含鼓风机,引风机,给水泵,等大功率电动机,由于锅炉本身特性和选型的因素,这些风机大局部时间里是不会满负荷输出的,原有方式采用阀门和挡板控制流量,浪费非常严重。
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工业蒸汽锅炉的自动化控制过程与实现摘要:本文叙述了工业锅炉控制系统的工作原理,具体阐述了锅炉控制中的几个重要的控制回路的控制算法,以及变频器在锅炉改造中的应用,提出了锅炉控制系统的基本设计思路和各个环节控制实现方法。
关键词:工业蒸汽锅炉、炉膛负压、蒸汽压力、变频控制、水位三冲量一、引言锅炉微机控制,是近年来开发的一项新技术,它是微型计算机软件、硬件、自动控制、锅炉节能等几项技术紧密结合的产物,我国现有中、小型锅炉30多万台,每年耗煤量占我国原煤产量的1/3,目前大多数工业锅炉仍处于能耗高、浪费大、环境污染严重的生产状态。
提高热效率,降低耗煤量,降低耗电量,用微机进行控制是一件具有深远意义的工作。
工业锅炉采用微机控制和原有的仪表控制方式相比具有以下明显优势:1.直观而集中的显示锅炉各运行参数。
能快速计算出机组在正常运行和启停过程中的有用数据,能在显示器上同时显示锅炉运行的水位、压力、炉膛负压、烟气含量、测点温度、燃煤量等数十个运行参量的瞬时值、累计值及给定值,并能按需要在锅炉的结构示意画面的相应位置上显示出参数值。
给人直观形象,减少观察的疲劳和失误;2.可以按需要随时打印或定时打印,能对运行状况进行准确地记录,便于事故追查和分析,防止事故的瞒报漏报现象;3.在运行中可以随时方便的修改各种运行参数的控制值,并修改系统的控制参数;4.减少了显示仪表,还可利用软件来代替许多复杂的仪表单元,(例如加法器、微分器、滤波器、限幅报警器等),从而减少了投资也减少了故障率;5.提高锅炉的热效率。
从已在运行的锅炉来看,采用计算机控制后热效率可比以前提高5-10%,据用户统计,一台20T的锅炉,全年平均负荷70%,以平均热效率提高5%计,全年节煤800吨,按每吨煤380元计算每年节约304000元;6.锅炉系统中包含鼓风机,引风机,给水泵,等大功率电动机,由于锅炉本身特性和选型的因素,这些风机大部分时间里是不会满负荷输出的,原有方式采用阀门和挡板控制流量,浪费非常严重。
通过对风机水泵进行变频控制可以平均节电达到30%-40%;7.锅炉是一个多输入多数出、非线性动态对象,诸多调解量和被调量间存在着耦合通道。
例如当锅炉的负荷变化时,所有的被调量都会发生变化。
故而理想控制应该采用多变量解偶控制方案。
而建立解偶模型和算法通过计算机实现比较方便;8.锅炉微机控制系统经扩展后可构成分级控制系统,可与工厂内其他节点构成工业以太网。
这是企业现代化管理不可缺少的;9.作为锅炉控制装置,其主要任务是保证锅炉的安全、稳定、经济运行,减轻操作人员的劳动强度。
在采用计算机控制的锅炉控制系统中,有十分周到的安全机制,可以设置多点声光报警,和自动连锁停炉。
杜绝由于人为疏忽造成的重大事故。
综合以上所述种种优点可以预见采用计算机控制锅炉系统是行业的大势所趋。
下面我们来共同探讨锅炉控制系统的原理和结构。
二、锅炉控制系统的一般结构与工作原理常见的工业锅炉系统如图1所示。
首先除氧水通过给水泵进入给水调节阀,通过给水调节阀进入省煤器,冷水在经过省煤器的过程中被由炉膛排出的烟气预热,变成温水进入汽包,在汽包内加热至沸腾产生蒸汽,为了保证有最大的蒸发面因此水位要保持在锅炉上汽包的中线位置,蒸汽通过主蒸汽阀输出。
空气经过鼓风机进入空气预热器,在经过空气预热器的过程中被由炉膛排出的烟气预热,变成热空气进入炉膛。
煤经过煤斗落在炉排上,在炉排的缓慢转动下煤进入炉膛被前面的火点燃,在燃烧过程中发出热量加热汽包中的水,同时产生热烟气。
在引风机的抽吸作用下经过省煤气和空气预热器,把预热传导给进入锅炉的水和空气。
通过这种方式使锅炉的热能得到节约。
降温后的烟气经过除尘器除尘,去硫等一系列净化工艺通过烟囱排出。
锅炉微机控制系统,一般由以下几部分组成,即由锅炉本体、一次仪表、PLC、上位机、手自动切换操作、执行机构及阀、电机等部分组成,一次仪表将锅炉的温度、压力、流量、氧量、转速等量转换成电压、电流等送入微机。
控制系统包括手动和自动操作部分,手动控制时由操作人员手动控制,用操作器控制变频器、滑差电机及阀等,自动控制时对微机发出控制信号经执行部分进行自动操作。
微机对整个锅炉的运行进行监测、报警、控制以保证锅炉正常、可靠地运行,除此以外为保证锅炉运行的安全,在进行微机系统设计时,对锅炉水位、锅炉汽包压力等重要参数应设置常规仪表及报警装置,以保证水位和汽包压力有双重甚至三重报警装置,以免锅炉发生重大事故。
微机控制系统由工控机、显示器、打印机、PLC、手操器、报警装置等组成,能完成对给水、给煤、鼓风、引风等进行自动控制,使锅炉的汽包水位、蒸汽压力保持在规定的数值上,以保证锅炉的安全运行,平稳操作,达到降低煤耗、提高供送汽质量的目的,同时对运行参数如压力、温度等有流程动态模拟图画面并配有数字说明,还可对汽包水位、压力、炉温等进行越限报警,发出声光信号,还可定时打印出十几种运行参数的数据。
以形成生产日志和班、日产耗统计报表,有定时打印、随机打印、自定义时间段打印等几种方式。
锅炉控制系统的硬件配置,目前有几种,功能较好首推可编程序控制器PLC,适合于多台大型锅炉控制,由于PLC具有输入输出光电隔离、停电保护、自诊断等功能,所以抗干扰能力强,能置于环境恶劣的工业现场中,故障率低。
PLC编程简单,易于通信和联网,多台PLC进行链接及与计算机进行链接,实现一台计算机和若干台PLC构成分布式控制网络,另外使用PLC加上位机的控制系统具有很好的扩容性,如需要增加控制点或控制回路只需添加少量输入输出模块即可,为以后的控制系统升级改造和其他功能的添加打下良好基础,也为以后一机多炉控制系统等其他工厂级自动化网络打下良好基础。
虽然,从短期的角度看价格稍高,如果从长远观点看,其寿命长,故障率低,易于维修,值得选用。
三、锅炉控制系统中各控制回路的介绍锅炉控制系统,一般有蒸汽压力、汽包液位、炉膛负压、除氧器水位、除氧器压力等控制系统。
锅炉的燃烧控制实质上是能量平衡系统,它以蒸汽压力作为能量平衡指标,不断根据用汽量与压力的变化调整燃料量与送风量,同时保证燃料的充分燃烧及热量的充分利用。
3.1 锅炉给水控制回路给水自动调节的任务是使给水流量适应锅炉的蒸发量,以维持汽包水位在允许的范围内。
给水自动调节的另一个任务是保持给水稳定。
在整个控制回路中要全面考虑这两方面的任务。
在控制回路中被调参数是汽包水位(H),调节机构是给水调解阀,调节量是给水流量(W)。
对汽包水位调节系统产生扰动的因素有蒸发量D、炉膛热负荷(燃料量M),给水量(W)。
①蒸发量D扰动作用下水位对象的动态特性当给水流量不变,蒸发量忽然增加△D时,如果只从物质不平衡角度来看,则反映曲线如图2(a)中的H1(t)所示,但由于蒸发量增加时,汽包容积增加,水位将上升,水位的反映曲线如图2(a)中的H2(t) 所示。
H1(t)和H2(t)相结合,实际的水位阶跃反应曲线如图2(a)中的H(t)所示。
②炉膛负荷扰动(燃料量M扰动)时水位对象的动态特性燃料量增加△M时,蒸发量大于给水量,水位下降。
但开始是由于有虚假水位存在,水位线上升,然后再下降。
如图2(b)中所示。
③给水流量(W)扰动时的水位对象的动态特性当蒸发量不变,而给水量阶跃扰动时。
汽包水位如图2(c)所示。
在开始阶段。
由于刚进入得水水温较低。
使汽水混合物中的汽泡吞量减少。
水位下降,如图2(c)中的H1(t)所示。
而H2(t)反映了物质不平衡引起的水位变化,H1(t)和H2(t)相加得到了总的给水量扰动的阶跃反应曲线H(t)。
由于给水调节对象没有自平衡能力,又存在滞后。
因此在一般锅炉控制系统中汽包液位回路采用闭环三冲量调节系统。
所谓三冲量调节系统就是把给水流量W,汽包水位H,蒸汽流量D三个变量通过运算后调节给水阀的调节系统。
具体调节过程方框图如图3所示。
先通过蒸汽流量变送器和给水流量变送器取得各自的信号乘以相应的比例系数,通过比例系数可以调节蒸汽流量或给水流量对调节系统的影响力度。
通过差压变送器取得水位信号作为主调节信号H。
如果水位设定值为G,那么在平衡条件下应有D*Dk-W*Wk+H-G=0的关系式存在。
其中Dk为蒸汽流量系数Wk为给水流量系数。
如果再设定时,保证在稳态下D*Dk=W*Wk那么就可以得到H=G。
此时调节器的输出就与符合对应,给水阀停在某一位置上。
若有一个或多个信号发生变化,平衡状态被破坏,PI调节模块的输出必将发生变化。
当水位升高了,则调节模块的输出信号就减小,使得给水调节阀关小。
反之,当水位降低时,调节模块的输出值增大,使给水阀开大。
实践证明三冲量给水单极自动调节系统能保持水位稳定,且给水调节阀动作平稳。
锅炉给水系统中还有一个比较重要的控制回路是给水压力回路,因为汽包内压力较高,要给锅炉补水必须提供更高的压力,给水压力回路的作用是提高水压,使水能够正常注入汽包。
但在蒸汽流量未达到满负荷时,对给水流量的要求也不高。
在老式的锅炉系统中一般采用给水泵一直以工频方式运转,用回流阀降低水压防止爆管,现在一般采用通过变频器恒压供水的方式控制水压,具体实现方式是:系统下达指令由变频器自动启动第一台泵运行,系统检测给水管的水压,当变频器频率上升到工频时,如水压未达到设定的压力值,系统自动将第一台电机切换至工频直供电,并由变频器拖动第二台水泵运行,如变频器运行到工频状态时供水母管压力仍未达到设定压力值系统自动将第二台水泵切换至工频直供电,再由变频器拖动第三台运行,依次类推,直至压力达到设定值。
若锅炉需要的给水量减少,变频控制系统可自动降低变频器的运行频率,如变频器的频率到零仍不能满足要求,则变频器自动切换至前一台水泵进行变频运行,依次类推。
变频恒压供水控制系统的实质是:始终利用一台变频器自动调整水泵的转速,切换时间以管网的实际压力和设定压力的差值决定,同时保证管网的压力动态恒定。
值得注意的是为了防止变频器报警停机或其他故障造成水泵不转会引起锅炉缺水,所以应该加反馈装置确保变频器正常工作。
除此之外锅炉的供水系统中还包括除氧器压力控制和除氧器水位控制,除氧器压力控制主要是为了保证除氧器口有足够的蒸汽压力用于将软化水除氧,这是一个单闭环控制回路,输入参数是除氧器压力输出参数控制除氧器进汽阀。
除氧器水位控制主要是为了保证除氧器内有足够的水提供给锅炉,这是一个单闭环控制回路输入参数,是除氧器水位输出参数控制除氧器进水阀。
3.2 锅炉燃烧调节系统燃烧过程自动调节系统的选择虽然与燃烧的种类和供给系统、燃烧方式以及锅炉与负荷的联结方式都有关系,但是燃烧过程自动调节的任务都是一样的。
归纳起来,燃烧过程自动调节系统有三大任务:①维持汽压恒定。
汽压的变化表示锅炉蒸汽量和负荷的耗汽量不相适应,必须相应地改变燃料量,以改变锅炉的蒸汽量。