博大精深 細(xì)致入微
鍋爐控制系統(tǒng)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(yè)鍋爐、機(jī)車船舶鍋爐、生活鍋爐;
2)結(jié)構(gòu):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?xì)忮仩t、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(yè)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(nèi)燃煤總量的1/3左右;排放的SO2量占國內(nèi)SO2排放總量的30%左右。
現(xiàn)在:用先進(jìn)的控制手段來設(shè)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(xiàn)實意義,每個采暖期可為用戶節(jié)煤15%左右;先進(jìn)控制系統(tǒng)還應(yīng)用在鍋爐尾氣除塵和脫硫上,具有環(huán)境效益和社會效益。
二、鍋爐自控系統(tǒng)的作用
中科博微利用不斷提高的自動化儀表技術(shù)和計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù),通過先進(jìn)的專家模糊控制算法,實現(xiàn)對鍋爐給水、上煤、爐排、風(fēng)機(jī)、燃燒等設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)的自動控制,并增強(qiáng)系統(tǒng)數(shù)據(jù)處理速度,實現(xiàn)監(jiān)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(tǒng)維護(hù)費用低的自控系統(tǒng),通過完善的軟硬件結(jié)合,能夠充分地保證生產(chǎn)過程的安全、穩(wěn)定可靠、經(jīng)濟(jì)高效運(yùn)行。
通過現(xiàn)場實際運(yùn)用的統(tǒng)計,利用我公司自有開發(fā)的算法控制鍋爐自動運(yùn)行,一個采暖期節(jié)電在15%以上,節(jié)煤10%以上,給用戶帶來了明顯的經(jīng)濟(jì)效益。
三、工藝流程及控制系統(tǒng)
1、普通鏈條爐流程
控制系統(tǒng)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(yùn)行的重要參數(shù),水位過高會破壞汽水分離裝置的正常工作,嚴(yán)重時會導(dǎo)致蒸汽帶水增多,增加在管壁上結(jié)垢和影響蒸汽質(zhì)量。水位過低,嚴(yán)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(diào)量是汽包水位,而調(diào)節(jié)量則是給水流量,通過對給水流量的調(diào)節(jié)使汽包內(nèi)部的物料達(dá)到動態(tài)平衡,變化在允許范圍之內(nèi)。
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(jiān)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(jiān)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(tǒng)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(yīng)用先進(jìn)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(fēng)煤比控制、爐膛負(fù)壓控制 、二次風(fēng)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(jī)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(tǒng)輸送上的煤,通過平皮帶送入煤斗,其控制方式與上煤系統(tǒng)基本一致。
③ 除鐵器控制 :指除去煤中帶有磁性的雜質(zhì),以保證輸送系統(tǒng)中的破碎機(jī)、研磨機(jī)等正常工作。
④ 犁煤器控制 :根據(jù)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(qū)用戶經(jīng)常私自放水,使系統(tǒng)失水率很高,這樣就使管理人員容易產(chǎn)生誤判為管道漏水嚴(yán)重,浪費人力、物力,加入染色劑后,使系統(tǒng)里的水不能用于其他用途。
③ 補(bǔ)水控制 :為了保證系統(tǒng)工作壓力的平穩(wěn),補(bǔ)充系統(tǒng)的失水量,這就需要控制補(bǔ)水泵的工作狀態(tài)。
2、流化床爐工藝流程圖
循環(huán)流化床鍋爐特點
循環(huán)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(shè)備。燃料在爐內(nèi)像沸騰的開水一樣,呈沸騰狀態(tài)。為了提高鍋爐效率,設(shè)計了 一次返料及二次返料。循環(huán)流化因而得名。對象描述如下圖:
循環(huán)流化床鍋爐流程及其優(yōu)點
循環(huán)流化床鍋爐有其它爐型不可比擬的優(yōu)點。其最大優(yōu)點是擴(kuò)大燃料的適應(yīng)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(zhì)燃料。且循環(huán)流化床鍋爐負(fù)荷變化的適應(yīng)性范圍較大。其優(yōu)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(nèi)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(nèi)的溫度較低,所以煙氣中氮氧化物(NOx)含量較少,有利于環(huán)保;由于燃燒溫度低 ,不易破壞灰碴中礦物質(zhì)結(jié)構(gòu),且渣中含碳量低,因而有利于灰渣的綜合利用。
循環(huán)流化床鍋爐效率的影響因素
1)二次返料量
2)一,二次風(fēng)量及配化
① 風(fēng)溫
② 風(fēng)量
③ 二次風(fēng)
3)返料風(fēng)風(fēng)量
運(yùn)行后再做以調(diào)整,當(dāng)燃燒到差壓規(guī)定值時,控制放灰閘門的開度,當(dāng)差壓值回到規(guī)定的范圍內(nèi)時,關(guān)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(fēng)量及給煤機(jī)的轉(zhuǎn)速。
5)給煤量控制
循環(huán)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(fù)壓控制
3)料層差壓控制
4)出口水溫控制
5)返料風(fēng)閥位控制
6)風(fēng)機(jī)聯(lián)鎖控制
7)輔控系統(tǒng)控制
控制系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)
控制模式
程控自動控制:控制系統(tǒng)根據(jù)設(shè)定數(shù)據(jù),對整個鍋爐的運(yùn)行進(jìn)行監(jiān)測、報警、自動控制以保證鍋爐正常、可靠地運(yùn)行。
程控手動控制:手動時由操作人員在上位機(jī)中手動控制各項設(shè)備的運(yùn)行。
后備手動控制:為保證鍋爐運(yùn)行的安全,在進(jìn)行微機(jī)系統(tǒng)設(shè)計時,對重要參數(shù)及設(shè)備設(shè)置常規(guī)儀表、后備操作器及報警裝置,作為微機(jī)系 統(tǒng)的后備,以免鍋爐發(fā)生重大事故。
四、博微公司控制特色
先進(jìn)的系統(tǒng)設(shè)計
管理層:通過專門的通信接口與高速數(shù)據(jù)通路相連,綜合監(jiān)視系統(tǒng)各單元,管理全系統(tǒng)的所有信息。可由CDMA、GPRS、3G、以太網(wǎng)、計算機(jī)、服務(wù)器、防火墻等組成。
過程層:接受現(xiàn)場控制級傳來的信號,進(jìn)行控制規(guī)律運(yùn)算,然后將結(jié)果作為控制信號傳送現(xiàn)場控制級的設(shè)備。主要由CPU、運(yùn)算器、輸入輸出接口等組成。
控制層:接受現(xiàn)場控制級傳來的信號,進(jìn)行控制規(guī)律運(yùn)算,然后將結(jié)果作為控制信號傳送現(xiàn)場控制級的設(shè)備。主要由CPU、運(yùn)算器、輸入輸出接口等組成。
設(shè)備層:直接面對現(xiàn)場,與現(xiàn)場過程相連,完成數(shù)據(jù)采集,將過程非控變量進(jìn)行數(shù)據(jù)采集和預(yù)處理,進(jìn)一步對實時數(shù)據(jù)加工處理。由電機(jī)電器、變頻器、傳感器、變送器、執(zhí)行機(jī)構(gòu)等組成。
多重安全保護(hù)
鍋爐汽包液位、介質(zhì)溫度、壓力等重要參數(shù)首先通過可靠的電極、電接點表等“硬”件聯(lián)鎖,出現(xiàn)故障時聲光報警;為進(jìn)一步安全,這些重要參數(shù)通過變送器輸送到CPU系統(tǒng),對鍋爐系統(tǒng)進(jìn)行靜、動態(tài)的智能分析判斷,當(dāng)確認(rèn)為故障時發(fā)出聲光報警,同時按安全級別做出相應(yīng)的安全處理。在鍋爐汽包上設(shè)有經(jīng)權(quán)威部門檢驗的安全閥。通過以上多種技術(shù)手段,保障鍋爐自動、安全、可靠運(yùn)行。
友好的操作界面
利用先進(jìn)的組態(tài)軟件將鍋爐所有信息集中在組態(tài)畫面上,實現(xiàn)操作、記錄積算、設(shè)置參數(shù)、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(tǒng)功能
1)具有手動/自動轉(zhuǎn)換操控功能;
2)汽包水位自動調(diào)節(jié)(三沖量連續(xù)給水、汽包水位、蒸汽流量、給水流量)功能;
3)爐膛壓力自動調(diào)節(jié)功能;
4)鼓、引風(fēng)量自動調(diào)節(jié)、配比功能;
5)主汽溫度自動調(diào)節(jié)功能;
6)引風(fēng)機(jī)、鼓風(fēng)機(jī)、除渣機(jī)、爐排互鎖功能;
7)鍋筒水位聯(lián)鎖保護(hù)功能;
8)過熱蒸汽超溫聯(lián)鎖保護(hù)功能;
9)輔機(jī)故障聯(lián)鎖保護(hù)功能;
10)熱水鍋爐變頻恒壓補(bǔ)水功能;
11)各種參數(shù)的顯示、設(shè)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(diào)節(jié)功能,根據(jù)負(fù)荷變化自動調(diào)節(jié)鼓、引風(fēng)量,爐排轉(zhuǎn)速等,使鍋爐達(dá)到最佳經(jīng)濟(jì)運(yùn)行狀態(tài)。
典型案例
循環(huán)流化床鍋爐
燃煤鏈條鍋爐
蒸汽鍋爐
五、工程圖片
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