博大精深 細致入微
鍋爐控制系統解決方案
一、概述
1、鍋爐的工藝
2、鍋爐種類
1)用途:電站鍋爐、工業鍋爐、機車船舶鍋爐、生活鍋爐;
2)結構:鍋殼鍋爐、水管鍋爐;
3)壓力:低壓鍋爐、中壓鍋爐、高壓鍋爐、超高壓鍋爐、亞臨界鍋爐、超臨界鍋爐 ;
4)容量:大型鍋爐、中型鍋爐、小型鍋爐;
5)熱能來源:燃煤鍋爐、燃油鍋爐、燃氣鍋爐、原子能鍋爐、廢熱鍋爐。
3、鍋爐集中控制的意義
以前:各類工業鍋爐有50多萬臺,年耗煤4億噸左右;消耗的燃煤總量占國內燃煤總量的1/3左右;排放的SO2量占國內SO2排放總量的30%左右。
現在:用先進的控制手段來設計出合理的控制方法,對舊有鍋爐的改造還是新爐的制造都具有很大的現實意義,每個采暖期可為用戶節煤15%左右;先進控制系統還應用在鍋爐尾氣除塵和脫硫上,具有環境效益和社會效益。
二、鍋爐自控系統的作用
中科博微利用不斷提高的自動化儀表技術和計算機網絡技術,通過先進的專家模糊控制算法,實現對鍋爐給水、上煤、爐排、風機、燃燒等設備運轉的自動控制,并增強系統數據處理速度,實現監控的可靠性、實時性、易操作性。通過建立一套性能價格比高、系統維護費用低的自控系統,通過完善的軟硬件結合,能夠充分地保證生產過程的安全、穩定可靠、經濟高效運行。
通過現場實際運用的統計,利用我公司自有開發的算法控制鍋爐自動運行,一個采暖期節電在15%以上,節煤10%以上,給用戶帶來了明顯的經濟效益。
三、工藝流程及控制系統
1、普通鏈條爐流程
控制系統組成
鍋爐主要控制流程
1)汽包水位控制
汽包水位是影響鍋爐安全運行的重要參數,水位過高會破壞汽水分離裝置的正常工作,嚴重時會導致蒸汽帶水增多,增加在管壁上結垢和影響蒸汽質量。水位過低,嚴重時會造成干鍋損壞汽包。所以其值過高過低都可能造成重大事故。它的被調量是汽包水位,而調節量則是給水流量,通過對給水流量的調節使汽包內部的物料達到動態平衡,變化在允許范圍之內。
其他公司:
① 單水位控制模式:只通過檢測汽包水位來控制給水量。
② 雙沖量水位控制模式:監測汽包水位、蒸汽流量,將蒸汽流量作為前饋信號,與汽包水位組成前饋—反饋控制方式。
③ 三沖量水位控制模式:監測汽包水位、蒸汽流量、給水流量,將汽包水位作為主控變量,給水流量作為輔助被控變量的串級控制系統與蒸汽流量作為前饋信號組成前饋—串級反饋控制方式。
博微公司:
博微公司對汽爐主要采用三沖量水位控制模式,并應用先進的自有控制算法,實踐證明控制效果得到顯著提高。
2)燃燒控制
主汽壓力控制、出水溫度控制 、風煤比控制、爐膛負壓控制 、二次風控制
3)輸煤控制
① 上煤皮帶控制 :主要是控制皮帶使煤粉由儲煤廠輸送到平皮帶,其主要有破碎機控制,跑偏、拉繩、撕裂等報警控制。
② 平皮帶控制 :指由上煤系統輸送上的煤,通過平皮帶送入煤斗,其控制方式與上煤系統基本一致。
③ 除鐵器控制 :指除去煤中帶有磁性的雜質,以保證輸送系統中的破碎機、研磨機等正常工作。
④ 犁煤器控制 :根據各個鍋爐需煤量,由煤斗料位計來控制犁煤器的起落。
4)水處理
① 除氧、軟化控制 :主要是防止鍋爐及管道的老化,其主要控制水箱水位,除氧率,軟化率。
② 加藥控制 :由于有些地區用戶經常私自放水,使系統失水率很高,這樣就使管理人員容易產生誤判為管道漏水嚴重,浪費人力、物力,加入染色劑后,使系統里的水不能用于其他用途。
③ 補水控制 :為了保證系統工作壓力的平穩,補充系統的失水量,這就需要控制補水泵的工作狀態。
2、流化床爐工藝流程圖
循環流化床鍋爐特點
循環流化床鍋爐屬于沸騰爐。它是一種其燃燒方式介于層狀燃燒與懸浮燃燒之間 的新型燃燒設備。燃料在爐內像沸騰的開水一樣,呈沸騰狀態。為了提高鍋爐效率,設計了 一次返料及二次返料。循環流化因而得名。對象描述如下圖:
循環流化床鍋爐流程及其優點
循環流化床鍋爐有其它爐型不可比擬的優點。其最大優點是擴大燃料的適應范圍,使之能燃用一般燃燒方式無法燒的石煤、煤矸石等一些劣質燃料。且循環流化床鍋爐負荷變化的適應性范圍較大。其優點還有:如將吸收劑(石灰石、白云石)與煤粒一起送入沸騰床內燃燒,可大大降低煙氣中SO2的含量,既減輕對大氣的污染,又減輕了鍋爐受熱面的腐蝕;沸騰床內的溫度較低,所以煙氣中氮氧化物(NOx)含量較少,有利于環保;由于燃燒溫度低 ,不易破壞灰碴中礦物質結構,且渣中含碳量低,因而有利于灰渣的綜合利用。
循環流化床鍋爐效率的影響因素
1)二次返料量
2)一,二次風量及配化
① 風溫
② 風量
③ 二次風
3)返料風風量
運行后再做以調整,當燃燒到差壓規定值時,控制放灰閘門的開度,當差壓值回到規定的范圍內時,關閉閘門。
4)出口水溫控制
出口水溫控制與鏈條爐控制方式基本相同,不過要同時考慮一次、二次、返料、引鳳的風量及給煤機的轉速。
5)給煤量控制
循環流化床鍋爐控制要點
1)控制床溫及爐膛溫度不要超過1000℃
2)爐膛負壓控制
3)料層差壓控制
4)出口水溫控制
5)返料風閥位控制
6)風機聯鎖控制
7)輔控系統控制
控制系統網絡結構
控制模式
程控自動控制:控制系統根據設定數據,對整個鍋爐的運行進行監測、報警、自動控制以保證鍋爐正常、可靠地運行。
程控手動控制:手動時由操作人員在上位機中手動控制各項設備的運行。
后備手動控制:為保證鍋爐運行的安全,在進行微機系統設計時,對重要參數及設備設置常規儀表、后備操作器及報警裝置,作為微機系 統的后備,以免鍋爐發生重大事故。
四、博微公司控制特色
先進的系統設計
管理層:通過專門的通信接口與高速數據通路相連,綜合監視系統各單元,管理全系統的所有信息??捎蒀DMA、GPRS、3G、以太網、計算機、服務器、防火墻等組成。
過程層:接受現場控制級傳來的信號,進行控制規律運算,然后將結果作為控制信號傳送現場控制級的設備。主要由CPU、運算器、輸入輸出接口等組成。
控制層:接受現場控制級傳來的信號,進行控制規律運算,然后將結果作為控制信號傳送現場控制級的設備。主要由CPU、運算器、輸入輸出接口等組成。
設備層:直接面對現場,與現場過程相連,完成數據采集,將過程非控變量進行數據采集和預處理,進一步對實時數據加工處理。由電機電器、變頻器、傳感器、變送器、執行機構等組成。
多重安全保護
鍋爐汽包液位、介質溫度、壓力等重要參數首先通過可靠的電極、電接點表等“硬”件聯鎖,出現故障時聲光報警;為進一步安全,這些重要參數通過變送器輸送到CPU系統,對鍋爐系統進行靜、動態的智能分析判斷,當確認為故障時發出聲光報警,同時按安全級別做出相應的安全處理。在鍋爐汽包上設有經權威部門檢驗的安全閥。通過以上多種技術手段,保障鍋爐自動、安全、可靠運行。
友好的操作界面
利用先進的組態軟件將鍋爐所有信息集中在組態畫面上,實現操作、記錄積算、設置參數、報警等多種顯示功能。
歷史報表
報警記錄
歷史趨勢
完善的系統功能
1)具有手動/自動轉換操控功能;
2)汽包水位自動調節(三沖量連續給水、汽包水位、蒸汽流量、給水流量)功能;
3)爐膛壓力自動調節功能;
4)鼓、引風量自動調節、配比功能;
5)主汽溫度自動調節功能;
6)引風機、鼓風機、除渣機、爐排互鎖功能;
7)鍋筒水位聯鎖保護功能;
8)過熱蒸汽超溫聯鎖保護功能;
9)輔機故障聯鎖保護功能;
10)熱水鍋爐變頻恒壓補水功能;
11)各種參數的顯示、設置、報警、積算、打印等功能(包括壓力、流量、溫度、水位、爐排速度、耗煤計量等);
12)鍋爐燃燒自動調節功能,根據負荷變化自動調節鼓、引風量,爐排轉速等,使鍋爐達到最佳經濟運行狀態。
典型案例
循環流化床鍋爐
燃煤鏈條鍋爐
蒸汽鍋爐
五、工程圖片
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