PLC：余热蒸汽锅炉智能控制方案

3、“黑匣子”功能的故障自动记录与显示：
智能余热锅炉（黑匣子）功能的故障自动记录具有自动记录多达1000次故障发生的时间，原因等数据。并具有累计记录功能：余热锅炉累计运行时间，加药泵，水泵运行时间等等。
4、参数达到控制目标时的待机自恢复功能和“软着陆”功能：
蒸汽余热锅炉在蒸汽压力高时具有自动开启汽包排空功能和压力低时自动关闭汽包排空功能；并具有蒸汽压力接近设定压力时提前自动开启主汽门，低于预定压力时关闭主汽门。设计这种功能我们称之为“软着陆”，既减小了对余热锅炉的热冲击，又节约了宝贵的热能，降低了运行成本。
c受热面爆管，磨损渗透，影响运行人员安全和不能保持正常水位。
d给水系统全部失灵，安全阀全部失效。
e炉墙倒塌、开裂，严重威胁锅炉安全运行
f锅炉汽水品质严重低于标准，经努力协调暂时无法恢复时
g水泥窑系统严重损坏必须停炉时
紧急停炉时，炉温变化较快，必须采取一定的技术措施，以防止事故的扩大，或发生新事故。紧急停炉时应与水泥窑生产系统取得联系，及时的将送入余热炉的烟气量减少，降低锅炉负荷，同时除缺水、满水事故外，注意调整锅炉给水以维持正常水位，同时应注意不要引起汽压过高，造成安全阀动作。
系统管理级：只有掌握密码的管理人员才能有权力进行查寻和修改。
工厂程序级：只有掌握密码的工厂程序设计人员才能有权力进行查寻和修改。有效防止误操作。
7、具备丰富的系统升级扩展能力：
智能余热锅炉全自动控制系统具有强大的系统升级扩展能力和充足的系统通讯接口，主要运用于：
多台余热锅炉联网集中控制
可与办公室，控制室微机PC连接，便于管理者随时观察了解和指挥管理余热锅炉系统（距离不超过2000米）。
8、具有全面完整的传感检测系统
余热锅炉控制系统为满足不同用户对余热锅炉的监控要求，可允许接收、检测、处理各类不同传感信号，以真正实现余热锅炉智能化全自动控制。
第二部分下位机系统控制介绍说明
余热蒸汽锅炉的基本工作原理
余热锅炉控制系统采用高智能化的可编程控制器（PLC）作为系统的主控单元，其工作原理见下述工作原理框图：
15）锅炉主蒸汽阀、联络隔离阀全开启，旁路阀关闭。
1.2锅炉启动
当所有的启动前准备工作结束后，就可以同水泥窑的运行人员联系送烟气，启动余热炉，具体步骤如下
1)启动链式输灰机、出灰密封阀及动力机械振打除灰装置。
2)与水泥窑运行人员联系，逐步打开窑头、窑尾两炉的进、出口烟道门直至全开为止，再逐步关闭窑头、窑尾两炉的烟道旁通阀，使通过锅炉烟道的烟气量及烟温逐渐增大和增高，其速度应使炉温缓慢上升按每分钟增加≤100℃，避免炉温变化过快，使锅筒及受热面、护板炉墙的受到损伤。
我公司根据多年的工程经验，结合实际情况和招标文件要求，以及与工程技术、管理人员充分的技术交流，得出本项目的总体设计思路为：
1）采用全自动智能控制系统，实现2台锅炉及其附属设备的集中显示。具有远程实时过程显示与数据打印功能。
2）每台锅炉都采用一套独立控制系统，采用西门子S7-200PLC作为硬件控制核心，采用西门子10寸彩色触摸屏作为人机界面，预留RS232/485（modus）远程DCS上位机接口。
3）与第三方电控柜的连锁采用硬件连锁方式（无源触点）。
4）锅炉本体的所有PID控制通过PLC本身完成；除氧器自动方式的所有PID控制通过PLC本身完成，手动方式采用调节仪表完成，保证PLC出现故障时正常手动操作使用。
5）所有的模拟量检测点必须直接进PLC模块，该模块的测量类型可以通过量程模板改变。
6)阀门及执行机构、压力、流量、温度选用国产优质品牌产品；并远程传到DCS控制系统进行在线监控；
输入信号
预留远传
输出信号
该控制系统主要由七个子系统组成，它们分别是：1、故障检测系统，2、三冲量液位控制系统，3、蒸汽压力汽包排空控制系统（除氧器蒸汽控制系统），4、紧急放水控制系统，5、主汽门控制系统，6、振打装置控制系统，7、系统数据测点监控，8、汽包和除氧器水位压力现场视频监控系统，这些系统在PLC内按上述框图有机的组织在一起，实现对整个余热锅炉的安全运行控制。
9)锅炉省煤器出口集箱起的所有疏水阀全开启，汽机处的排汽电调阀全开启，主蒸汽管上的所有放空气阀关闭。
10）锅炉汽包的紧急放水手动阀全开，电动阀关闭。
11）汽包水位计的汽阀、水阀全开，放水阀关闭。
12）汽包加药一次阀开启、加药泵出口阀关闭。
13）省煤器再循环管上水时关闭，停止上水后开启。
14）所有集箱、给水管上的放、排水阀关闭。
1.5锅炉备用期间的保养
1)余热炉停炉后，尤其是因为生产系统的检修时间较长，如果不注意停炉期间的保养，对锅炉腐蚀损坏时很严重的，其原因是：
3)启动时必须严密监视锅筒水位，正常运行水位为±50mm，极限水位为±100mm，当锅筒水位上升超限时，应立即打开汽包的紧急电动放水阀进行放水调节汽包水位，保证正常水位的同时，应使汽温、汽压均衡地上升，并使锅炉各部分温度均匀上升。
4)检查确认汽包压力升至0.1MPa时关闭汽包排汽阀；
5)在升压过程中,检查确认各承压部件的受热膨胀情况,如有异常,应立即查明情况及时处理;
锅炉辅机公用控制系统：除氧控制、脱盐水箱、振打装置控制箱、爆破清灰等机组控制。
根据工艺流程的特点，设备控制层划分为给水泵动力供电配电柜系统、2台余热锅炉本身自控、除氧自控及其他公用PLC 2个子系统，对应设置2组PLC及相应器件，对各工艺段分别控制，预留DCS远程上位集成。
余热锅炉除具有一般烟气余热蒸汽锅炉常用的功能外，特别设计了许多智能化人机对话功能，最重要的是：它改变了国内大多数余热锅炉厂家仅仅采用所配单片机仪表控制器来控制整个余热锅炉的不完善做法，而专门选用世界著名优质名牌-----西门子(SIEMENS)可编程控制器PLC与10寸彩色触摸屏的程序控制器相结合的方式来控制余热锅炉。这样既保留了原仪表控制器的点火控制，又丰富和完善了整套余热锅炉控制程序。因此本单元涉及的内容包括：PLC控制系统、一次仪表和执行机构、低压电气自动化、配套安装材料等。
b.根据拟定的检修项目，提出检修周期，与工艺生产部门协调，并通知用汽单位，做好相应的准备工作。
c.按上述停炉准备工作完成后，与中控窑运行人员联系，由其逐渐打开两炉的烟气旁路阀直至全开为止，随后逐关小烟气入口及出口烟气门，用2~3小时将烟气温度降至30℃以下。
在此阶段中，锅水应保持正常水位，汽压按0.03 MPa/min速度降低
2、人机界面操作方式：
余热锅炉采用智能化电脑显示屏作为人机界面，配有多级全中文菜单，并具有余热锅炉运行状态模拟图形显示功能及汉字数字显示功能，能实时显示余热锅炉的各种参数和电机、阀门运行状态：如锅炉液位的变化状态、各运转设备（水泵，加药泵等）的运行状态。多级弹出式全中文菜单含有以下子目录菜单：运行状态系统图，故障原因分析表，维修指南，操作说明书，历史故障及故障原因记录（黑匣子），系统设置和电器测试等等。操作非常简单方便，无论文化水平高低，均能很快了解掌握。
6)确认汽包压力升至0.3 MPa时,依次对各蒸发器放水阀放水,同时注意汽包水位变化(主要是为了消除受热面各部分受热不均匀情况)。
7)当汽包压力升至0.3 MPa时,及时热紧主要管道上的阀门、法兰及阀门压盖的螺栓；
8)当确认汽包压力升至0.6 MPa时,冲洗水位计并核对水位;
9)当汽包压力升至1.0MPa时,全面检查锅炉系统,如发现有不正常情况,应立即停止升压,待故障消除后继续升压;
10)确认汽包压力升至3.0 MPa时,通知汽机运行人员准备启动汽机系统,并对汽机系统作全面检查.
11)确认蒸汽压力升至3.9MPa时,与汽机运行人员核对锅炉主要参数。
12)在启动前，必需打开汽机电动隔离门前的对空排气阀电调节阀，开度全开.
注：AQC与SP炉可同时启动升温，AQC故障需要退出时，应先打开进SP炉的冷水旁路阀，而后关闭由AQC至SP炉的进水电动阀，关闭AQC进水电动阀，使SP的用水由高压给水泵直接提供。
5、联锁保护功能全面，系统高度可靠：
智能余热锅炉具有多种联锁保护功能：极低（高）水位报警联锁保护；超压报警联锁保护；水泵，加药泵过载联锁保护等。
6、多级系统设置保护口令，防止误操作：
智能余热锅炉全自动控制系统具有三级系统设置保护口令：
用户操作级：用户可根据运行需要直接设置，并进行相应的参数修改，部分参数修改只有停炉条件下才能有效。
带尘烟气余热蒸汽锅炉智能控制器
[PLC+中文触摸屏]
技术方案
第一部分
余热锅炉全自动控制系统主要功能特点包括：
1、全智能化电脑控制：
本项目是河南XXX有限责任公司2台QC22/1150-16（2.5）-3.9（0.5）余热锅炉控制系统项目。根据标锅炉控制系统的要求，整套控制系统的主要控制范围包括：
锅炉本体控制系统：锅炉水位控制、烟气系统控制、加药装置、锅炉安全保护等；
可具备远程监控功能,可实现多台余热锅炉远程监控，无人操作（通过线路支持）
通过国际互联网系统，我厂可为每台余热锅炉运行状况进行远程监控和故障诊断
运用可编程序控制器PLC，未来需要将电气原理线路图进行修改升级时，只需修改程序语言，不必对实际线路进行任何修改，增加新的控制功能和控制元件也变得非常简单,具有强大的实用功能和广泛的未来适应能力。
4）检查护板炉墙、顶部密封及人孔是否完好，其严密性是否良好。
5）对锅炉上所有汽、水仪表、热工及电气仪表，都要检查并确认其精度灵敏性。
6)对主要安全附件，如安全阀、水位表等都要进行检查，凡不合要求立即修复或更新。
7)向锅炉上水，至最低水位。
8)上水结束后，注意观察锅筒水位一段时间，静止观察水位是否维持不变。若有下降应查明原因。如锅筒、集箱及各部阀门有无泄漏并予以消除。如果水位增高，表示给水阀关闭不严，漏流量太大，应予以修复或更换。
7）电器元件选用优质品牌产品电器元件，柜体采用标准GGD柜体；
8）除氧控制系统集成到其中一套余热锅炉的控制系统中；
9) 2台锅炉水位和除氧器液位及脱盐水箱水位采用工业闭路电视监控。
在此基础上，通过西门子PLC通讯接口，实现锅炉控制系统与人机界面-触摸屏之间的数据通讯，PLC并预留RS232/485（modus）协议实现锅炉控制系统之间以及与上位监控系统的数据交互。上位管理计算机完成对所有锅炉控制系统的数据通讯与处理，并负责完成所有锅炉系统重要运行参数的历史记录、存储、和生产报表打印以及各锅炉运行负荷的统一调配，充分体现了控制分散，信息管理集中的现代工业设备控制思想的发展理念。具有投资合理，可靠性高、便于扩展，技术先进等优点。
d.锅炉进口烟道温度降至200度以下后，就可以将水全部放出，全开所有的疏水放汽阀门，进行排放湿汽，当烟道温度降至50度以下，则关闭锅炉所有的进出口阀门，进行干法保养。
2)锅炉紧急停炉：
遇有下列情况之一，应采取紧急停炉
a锅炉严重缺水，虽经补水仍见不到水位。
b锅炉严重满水，水位升到最高水位以上，经放水后仍见不到水位。
1、余热锅炉wk.baidu.com体余热锅炉操作、保护报警等
1.1启动前的准备工作
1）对炉内炉外和烟道等处进行全面检查，确保各部分设备完好无损，烟道畅通，各处无人停留，无工具遗漏。
2）要对承压部件进行仔细检查，凡属有问题必须补焊之后，都要按1.25倍的工作压力进行水压试验。
3）要检查汽水管道、阀门及人孔，检查孔等处是否都处在启动前的关闭或开启位置。
4)并汽时应保证锅炉正常水位，保证汽压比运行系统低0.05-0.1Mpa，有水击现象时停止并汽并及时疏水，当无水冲击则再进行两炉并汽操作。
5)并汽前先通知汽机操作人员做好调整负荷的准备工作。
1.4锅炉机组的停运
1)正常停运
由于生产工艺线上的正常检修或其它原因,需要有计划的停炉时，按以下步骤进行：
a.对锅炉机组全而检查，了解机组部件损伤情况，核定检修项目。
1.3并炉与供汽
由于AQC或SP余热锅炉因特殊原因其中一台退出运行，而后需并入蒸汽母管向汽轮发电机供汽，因此必须先进行并汽，然后开始供汽。
并炉时按下列顺序操作：
1)开启需并汽炉的主蒸汽管上的所有疏水阀排出凝结水。
2)当锅炉汽压低于运行系统的汽压0.05-0.1Mpa时，即可开始并汽。
3)先开启并汽阀上的旁通阀待两炉蒸汽压力相等就可缓慢开启并汽阀，然后关闭旁通阀和主汽管上的疏水阀。