一種實用的層燃鍋爐燃燒自動控制系統

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tags: 自動控制 控制系統 自動控制系統    時間:2014-03-11 12:14:24
一種實用的層燃鍋爐燃燒自動控制系統簡介
     1 引言楚雄復烤廠兩台SHL10-13-Ⅱ鍋爐,投產日期分別是1984年6月和1986年8月,使用年久,老化嚴重,控制簡單,遠遠滿足不了安全生產的需……
一種實用的層燃鍋爐燃燒自動控制系統正文
    

1 引言
楚雄復烤廠兩台SHL10-13-Ⅱ鍋爐,投產日期分別是1984年6月和1986年8月,使用年久,老化嚴重,控制簡單,遠遠滿足不了安全生產的需要。該廠決定:為節約投資,以控制系統為重點進行技改。

2 系統構成
經廠項目小組論證和研究后,採用了一種實用的層燃鍋爐燃燒自動控制系統,並委託某單位實施,系統原理圖如圖1。

在眾多測量信號中,採用了送風量和爐排轉速(燃料量)作為被調量,主蒸汽壓力和后烘溫度為調節量,蒸汽流量為前饋信號。在系統中,任務是保證主蒸汽壓力的穩定,在眾多擾動中,蒸汽流量是主要的干擾信號,在系統穩定受到破壞時,最先反應的是蒸汽流量;反應最快的是送風量,而不是燃料量,所以採用常規PID控制,外加蒸汽流量前饋補償。
爐膛內燃料的調節反應實際是比較緩慢,燃料送進爐膛燃燒至燃燼有一段時間,所以,燃料量不應作為主蒸汽壓力的主要被調量。而當主蒸汽壓力變化時,最先變化的是蒸汽流量,兩信號同時作用於PID調節器付環。燃燼程度的測量信號是后拱溫度,送至PID調節器,經運算後作用於付環調節器,共同調節爐排轉速,實現燃料量的調節。
至於風煤比問題,則採用另外一個PID調節,如圖2,只要設定合理,控制好爐膛負壓,可實現合理的經濟燃燒。
該系統主控制採用智能式四迴路調節器,控制由軟體生成,編程如下:
程序步號 功能符號及參數  內容說明
01  F41E25
讀入蒸汽量
02  F42H10
送610
03  F11P1
  乘常數
04  F42H12
送612
05  F41E13
讀入蒸汽壓力值
06  F42H5
送605
07
  ………
汽壓控制
08
  F42E29

 送輸出至E29
09
 F41E29

  讀入蒸汽控制值
10
  F11P2

  乘常數
11
  F42H13

 送613
12
 F41E19

 讀入后拱溫度
13
F42P5

  送505
14
 ………
  爐排控制主環
15
 F11P4

  乘常數
16
F42H18
送618
17
F41H10
  讀入蒸汽量
18
F11P0
  乘常數
19
F42H19
送619
20
F41H19
 送619
21
………
求和
22
………

求和
23 F42H20 送620
24 ……… 爐排控制付環
25 F42E35 送輸出
26 F41E16 讀入負壓值
27 F42H7 送607
28……… 負壓控制
29 F42E32 送輸出
30
END

  結束
其中,P:地址號5;H:地址號6;E:地址號7;E13:送風控制迴路蒸汽壓力測量值地址寄存器;E16:負壓控制迴路爐膛負壓測量值地址寄存器;E19:爐排控制回后拱溫度測量值地址寄存器;E25:輔助模擬量輸入,蒸汽流量測量值地址寄存;E29:送風控制迴路輸出值地址寄存器;E32:負壓控制迴路輸出值地址寄存器;E35:爐控制迴路輸出值地址寄存器。
H5、H7、H12、H13、H18、H19、H20:各中間運算值地址寄存器。
P0(500):爐排控制,蒸汽流量比值;P1(501):送風控制,蒸汽流量前饋比值;P2(502):爐排控制,送風比值;P4(504):爐排控制,后拱溫度控制比值[1]。

3 效果
(1) 供汽壓力穩定。改造前,時常發生「掉壓、跨壓」現象,導致用汽部門不能正常生產;改造后,用汽量變化為10%甚至更多時,壓力波動能控制在3%範圍內,且能在10分鐘內自動恢復。甚至低負荷(1-2)t/h時也能良好運行,充分保證了生產。
(2) 燃燒狀況良好。改造前,負壓難於控制,有時正壓燃燒,不但不安全,還影響環境;改造后,時常保證負壓燃燒,安全生產有了保證。
(3) 其餘指標良好(見表1)

(4) 獲獎情況:該項目獲楚雄州人民政府科技進步二等獎。

4 驗收意見
實踐證明,該系統的應用較為成功:第一、改善了燃燒狀況,提高了供汽質量,用汽高峰或負荷變化較大時,系統能在較短的時間內自動調整各參數,使燃燒達到最佳狀態;第二、保護裝置靈敏可靠,各種儀錶靈敏,運行可靠,保證了設備的安全運行;第三、由於燃燒狀況得到改善,燃料燃燒充分,節能效果明顯。第四、變頻調速系統投入運行,保證了動力設備啟停平穩,延長了設備的使用壽命;第五、微機自控系統在鍋爐燃燒系統中應用,運行穩定,不受負荷大小的限制,對企業季節性生產及生產規模變化情況也能適用。

5 結束語
經長期的實踐運行證明:這種控制系統是一種實用而成功的層燃鍋爐燃燒自動控制系統。由企業生產實踐總結提煉而成,建立了一種新的層燃鍋爐燃燒自動控制模型。

參考文獻:
[1] 西安工業自動化儀錶研究所四迴路調節器編寫組.JZTB-40智能式四迴路調節器使手冊[Z].1988.4.

作者簡介:夏李(1968-),男,工程師,研究方向:熱能動力應用。


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