热水锅炉控制方案

1、64MW热水锅炉控制方案集中供热作为城市根底建设工程之一， 其需求量越来越大， 特别是在我 国华北、东北和西北地区，中大容量的热水锅炉有着广阔的市场。此外，在我 国北方 地区，煤炭作为主要的采暖能源， 其引发的环境问题日趋严重， 尤其 是采暖用小 锅炉能耗高、污染重。使用大型热水锅炉，可以大大提高燃烧效率。一、热水锅炉的流程画面如下：二、64MW热水锅炉的检测分为以下几个局部：2、1温度检测局部包括：系统回水温度、系统供水温度、系统补水温度、室外温度、锅炉进水温度左 右各一、锅炉出水温度、空气预热器出口风温左右各一、空气预热器进口烟 温、炉膛出口烟温左右各一、省煤器前烟温左右各一省煤器后烟温左

2、 右各一、空气预热器出口烟温左右各一、除尘器出口烟温。2、2压力检测局部包括：系统回水压力、系统供水压力、系统补水压力、 循环水泵压力、锅炉进水压力左右各一、锅炉出水压力、鼓风机出口风压、 省煤器后水压、空气预热器 出口风压左右各一、炉膛出口压力左右各 一、空气预热器出口烟气压力、空气预热器进口烟气压力。2、3流量检测局部包括：系统回水流量、系统供水流量、系统补水流量、 锅炉出水流量、鼓风机出口2、4液位检测局部包括： 补水水箱水位，除尘器水位2、5其它检测局部包括： 烟气含氧量、炉排转速、鼓风机转速及电流、 引风机转速及电流、循环泵转 速及电流、补水泵转速及电流、各种相关设备启 停状态指示。

3、三、64MW热水锅炉控制方案3、1概述 链条式锅炉是应用最为广泛、应用历史较长的一种锅炉。虽然有众 多的科研 及工程技术人员致力于链条式锅炉控制技术的研究和实践工作，但是，目前国内该行业的自动化技术应用的普及率较低，自动化程度也较低，其原因是多方面的。锅炉的燃烧系统是一个多参数对象、多扰动，各参数交叉影响的系统。链条 式锅炉存在较大的不确定性、复杂性、不稳定性， 以及较大的容量滞后和较长的 滞后时间。因此，采用常规的 PID调节很难到达控制要求，甚至无法 投入自动 运行。分析现有许多锅炉自动控制系统和热水锅炉的运行情况，确实存在以下控制难点：3、1、1链条式热水锅炉从给煤量的变化到其燃烧产生的

4、热量，并使锅炉出口 水温度发生变化需要较长的时间，即锅炉出口水温度纯滞后时间长、容量滞后 大，用简单的PID控制很难获得理想的效果。3、1、2煤质的变化，造成风-煤比的改变，采用一般的定值控制系统无法使系 统 始终运行在最正确或次最正确的燃烧状态。3、1、3燃烧过程机理复杂，影响燃烧工况的因素较多，对象变化较大，很难准 确地建立单一的控制模型。3、2 64MW热水锅炉控制方案 针对上述情况我们提出以下控制方案 3、2、1热 水锅炉燃烧系统调节如以下图所示：锅炉燃烧系统调节的主要任务是保证水温的稳定，同时保证锅炉的平安运 行。除此之外， 关键在于如何保证经济燃烧，这也是热水锅炉节能降耗的关键所

5、在，众所周知，经济燃烧问题，实质上就是进煤量和进风量的配比问题， 如果能 保证适当的风-煤比，就可以实现最高的燃烧效率，实现经济燃烧。如 果空气量 缺乏造成不完全燃烧， 产生CO,这种情况除污染环境外还造成严 重的热能损失； 反之，当空气量过多时， 一方面使炉膛温度低， 另一方面也 是最重要的是使烟气 换热损失增加。由于现阶段的检测手段和检测设备尚不能 方便地测得精确的进煤 量和进风量，给整个风-煤比的自动控制造成一定的难 度，但进煤量与炉排转速、煤层厚度存在着一一对应的函数关系，而进风量同样与鼓风机的转速存在同样的 关系，这可以巧妙地避开这一难题。使风 -煤 比在整个运行过程中始终保持在最

6、佳或次最正确状态，还存在另一个难题，由于 煤质的变化同样会造成风-煤比比值的漂移，那么一个定值控制系统是无法适应煤质变化这一干扰的，所以在这里我 们参加了自寻优控制方案，初次投运时，可根据经验和摸索初步设定调风-煤比 的给定值，系统投入自动并稳定后，定时启动自寻优功能， 根据炉膛温度的变化 和烟气含氧量的变化自动微调风 -煤比至最正确或次最正确，到达经济燃烧。3、2、2根据所需热量调节锅炉燃烧系统 上面的锅炉燃烧是在环境温度没有变 化的理想状态下的调节，它所克服的干 扰仅是风量的变化、煤质的变化，风的温度的变化及锅炉负荷小的变化。 但是，我们的热水锅炉是用来冬季供热的， 因此在整个冬季室外环境

7、温度是差异是很大 的。有的年份初冷期与深冷期的室 外环境温度差可到达 20 °C。甚至一天24小时 的温差也可到达10 C左右。这 样就提出了锅炉必须按不同的环境温度提供不同的热量，同时在一天24小时根据不同的时间段提供相应的热量。锅炉供水热量公式为：Q=K X F X T 供-T 回Q:热量F：出水流量K ：系数当锅炉回水温度变化被控制在很小时， 我们如果改变锅炉供水温度， 即 使锅 炉出口水温度随着室外环境温度的不同作相应调整变化，就可使热量达到所需热 量。但人为的随意改动锅炉出口水温度的设定值， 不仅缺乏依据和 实时性，而且 也会给系统带入较大的人为干扰，也不利于节能降耗。根据

8、实际情况， 结合本地历年冬季室外环境温度数据和经验，我们可以制定 出锅炉出口水温度随室外温度变化的曲线，使DCS自控系统根据室外温度的变 化自动调整锅炉出口水温度的给定值，即做到了实时调整， 又防止了人为修改给 定值给系统带来的较大扰动，同时节约能源。另外，考虑到在冬季初冷期和深冷 期，白天和晚上所需的的热量负荷不同，因此，我们考虑， 可使DCS自控 系统自动跟踪室外温度变化 24小时时间变化来自动来自动无 扰改变锅炉出口水 温度的给定值，至使锅炉提供出的热量与所需热量保持一致 其具体的控制方法如下：将出水温度的设定值和室外温度及热量负荷的变化联系起来， 以出水温度为调节信号，构成回路调节，调

9、节输出控制炉排转速和鼓风风量，即改变燃煤 量和风煤比，使锅炉燃烧参数随之改变，以到达出水温度和设定值的 一致。设定值随室外温度变化规律室外温度C-30-20-10-505102030设定值SP040251050-2.5-5-1015设定值在一天当中随负荷的变化规律8段分时控制曲线炉膛负压一般通过控制引风量来保持在一定范围内，但对锅炉负荷变化较大 时，采用单回路控制系统就比较难于保持，因为负荷变化后， 炉排及鼓风调节控 制燃烧量和鼓风量与负荷变化相适应，由于鼓风量变化时， 引风量只有在炉膛负 压产生偏差，才由引风调节控制去调节， 这样引风量的变化落后 于鼓风量，必然造成炉膛负压的较大波动。为此，

10、我们设计了炉膛负压前馈 反响控制系统，用 鼓风调节输出作为前馈信号，这样可使引风量随着鼓风量的变化提前作相应的调整，使炉膛负压始终保持在一定负压上，维持整个燃烧系统的稳定性。3、2、4定压调节补水泵和循环水泵控制是保证正常、稳定供热的重要环节，补水泵和循环 水泵控制均采用定值调节。根据定压点的压力，通过变频器调节补水泵转速, 及时补充水量，防止系统缺水，保证系统平安运行。通过循环水泵调节，保持 系统供 回水压力稳定，为系统正常供热提供保障。3、2、5锅炉汽水水位调节本控制系统将采用三冲量锅炉汽包水位调节，其原理框图如下所示：水位设定 一 水位调节 数 系Xft水位 <控制对象锅炉汽包水位通过差压变送器检测并输送到计算机， 汽包水位实际值PV 与汽包水位给定值SP 进行比较，如有偏差，计算机将通过 PID运算并将 给水流量作为副回路构成串级调节，输出一个调节值 MV 以消除偏差，为 了克 服假液位对调节的影响，我们还将引入另外一个冲量 -蒸汽流量，当蒸汽 流量增 加时，蒸汽流量计就将其送入计算机， 以消除虚假液位的影响， 提高 了汽包水位 的调节品质，增加锅炉运行的平安性。4、64MW热水锅炉的报警及联锁功能4、1锅炉平安运行报警参数 锅炉出水压力上下限报警； 锅炉出水温度上下限 报警；炉膛温度上限报警； 系统回水压力上下限报警；