蒸汽锅炉自动节能控制系统技术应用

1、蒸汽锅炉自动节能控制系统技术应用陈培刚(淮北岱河矿业有限责任公司,安徽淮北235000摘要该文主要以岱河矿锅炉房蒸汽锅炉电控系统改造为背景,介绍了蒸汽锅炉自动节能控制系统DCS技术的应用,阐述了锅炉控制系统的设计方案,锅炉检测站点的设置,以及控制系统的优越性。关键词锅炉变频自动控制中图分类号TK323文献标识码BAbstract That paper is mainly about electronic control system transformation of steam boiler in Daihe mine coal,the paper introduced steam boil

2、er ener-gy control system DCS and application of technology,introduces in detail the boiler control system,the design of boiler test site Settings,and the superior-ity of the controling systemKey words boiler Frequency conversion Automatic control岱河矿锅炉房现有10t/h锅炉2台、65t/h锅炉3台。采用工业锅炉变频节能电控系统技术对设备进行改造,实

3、现了锅炉给水、炉排、风机等运转的自动控制。1控制系统的总体方案(1系统控制分为三部分:锅炉运行、保护控制和公共设备控制(包括:出渣机、补水泵控制、软水控制。(2锅炉控制系统能实现自动控制和手动操作两种控制方式。自动与手动控制为独立双线制,可互相切换。锅炉的自动控制按照预先编制的控制程序进行控制,并可在锅炉房集中控制室通过鼠标、键盘进行控制。手动控制由设在开关柜和集中控制室操作台上的按钮进行操作。(3系统自动控制部分采用集中控制方式,锅炉鼓风、引风、水泵、炉排采用智能控制,各自相互独立,运行协调。2控制系统的具体技术要求21给水系统(1锅炉的给水为一台水泵对应一台锅炉的供水方式,水位根据设定要求

4、自动调节,实现恒液位供水。(2锅炉水位实时监测、监控。22锅炉炉排给煤炉排根据蒸汽压力、蒸汽流量、炉膛温度的变化以及风煤比的设定,实现给煤量和鼓风量的自动控制。23鼓、引风系统(1安装微压差变送器检测炉膛负压,并以此控*收稿日期:20110331作者简介:陈培刚(1980男,本科学历,2005年毕业于安徽理工大学自动化专业,现任淮北矿业集团岱河煤矿机电科助理工程师。制引风量,保证炉膛负压相对稳定。(2鼓、引风系统与给水实现联锁控制。24排渣控制排渣控制与锅炉运行状态连锁,可实现自动(手动开停。25锅炉安全联锁保护锅炉安全联锁保护主要考虑三个因素:(1汽包水位的安全保护:锅炉汽包水位过低,应停鼓

5、风机、引风机、炉排,并声、光报警。锅炉汽包水位过高发出声、光报警。(2蒸汽超压:应停鼓风机、引风机、给煤机,并声、光报警。(3鼓风机、引风机、炉排电动机的联锁保护:鼓风机、引风机、炉排电动机出现任何电气故障,均应联锁停止工作。3单台锅炉参数检测点设置(1压力:共设计3个压力检测点,分别是:蒸汽压力;炉膛负压;给水压力。(2液位:汽包水位连续测量(电极信号和电感信号两种参数。(3电流:显示共3点:引风机电流;鼓风机电流;水泵电流。(4温度:炉膛温度;排烟温度;省煤器出口水温;省煤器出口烟温。(5流量:对每台锅炉的蒸汽流量检测。4公共部分参数检测点设置(1软水池液位检测、炉膛负压、蒸汽压力、给水压

6、力、汽包液位(两种显示、炉排转速、蒸汽流量、炉膛温度、排烟温度、鼓风机电流、引风机电流、水泵电流等信号在仪表盘上可以直观地显示出来。(2炉膛负压、蒸汽压力、给水压力、汽包液位、蒸汽流量、炉膛温度、排烟温度、省煤器出口水温、省煤器出口烟温、引风频率、鼓风频率、炉排转速、水泵频率、软水池液位,也在计算机显示屏显示出测量数据。5具体控制方案51锅炉燃烧控制系统采用变频技术、自动化仪器仪表、PID运算来自动调节锅炉的引风、鼓风风量和炉排的给煤量,使炉膛负压保持在一个理想范围(20 40Pa之间,并能根据蒸汽压力自动调整锅炉燃烧状态,减少引风鼓风的启停次数,达到连续调整的目的,由于整个系统的设计是全自动

7、闭环控制,燃烧和进煤量都是由蒸汽压力和炉膛负压两个参数自动调节的,无须人的参与,司炉工只要根据这批煤的质量设定一下炉排的转速和炉膛的负压值,锅炉就会自动跟踪设定值进入最佳燃烧状况。(图1 图1锅炉燃烧控制系统框图52汽包水位控制全自动恒液位供水系统基于变频控制技术采用最新的PID模糊控制理论开发出的产品。它将锅炉的液位信号,转换成标准信号经PID运算和纯滞后补偿控制,输出一信号控制水泵的工作频率,实时调节水泵转速。当汽包液位低于设定液位高度时,PID调节器将自动提高水泵的转速增大进水量,当汽包液位高于设定液位高度时,PID调节器将自动降低水泵的转速减少进水量从而实现恒液位供水。该控制系统采用工

8、频和变频两种控制方式,当变频出现故障时,可立即切换到原来的工频方式运行,保证锅炉的正常运行。53水池液位控制检测软水池水位,设定软水池水位高于最高水位或低于最低水位,发出报警。保持软水池水位在要求范围内。6上位控制系统(1系统具有良好的人机界面,包括总貌画面、分组画面、参数显示画面、电气操作画面、故障报警画面、报表显示画面、参数设定画面。(2系统实时监测并采集锅炉实际运行状态参数,将其显示在系统相关页面上。(3系统根据监测到的数据,按照设定好的程序,调节锅炉系统设备的运行。(4系统提供相关处理算法,根据所测得运行参数,可自动生成和打印报表。(5监控计算机远程通讯采用TCP/IP协议,留有接入矿

9、综合信息控制平台端口,可与矿井调度室联网,将锅炉房运行情况实时地传送到矿井调度中心。(6系统设置登录权限,严格区分不同操作员的操作权。系统采用口令方式区别操作员和工程师。操作员:只能对设定好的画面进行切换、操作和检视,无权更改参数及退出和最小化系统。工程师:可对系统进行组态、参数设置、退出系统。如工程师通过RTC改变了某些控制结构,则改变立即生效,且可在线存入控制器。7控制系统的优点(1具有友好的人机界面,保护功能完善。由于采用上位机控制,操作者能通过电脑显示屏及时了解锅炉燃烧的状况,鼓引风的速度、炉膛负压,水位高度等实时参数,并能在极高或极低水位、超压时发出声光报警,同时能联锁鼓引风运行。(2降低了操作人员的工作强度,蒸汽压力平稳。(3电机启动电流小,启动转矩大,具有良好软启动性能,在0 100%额定转速范围内实现无级调速。(4由于采用了恒液位供水,提高了锅炉运行的效率和可靠性。(5控制系统设计时采用工频和变频两种方式,正常时采用DCS控制模式,万一系统出现故障可及时切换到工频模式。(