运用PID控制技术,实现锅炉给水和燃料的自动控制

1、-成都卷烟厂西昌分厂动力工段QC小组 小组小组名称名称动力工段动力工段QC小组小组成立时间成立时间2004年年2月月16日日课题课题名称名称锅炉连续进水改造锅炉连续进水改造小组小组类型类型现场型现场型组长组长郑祥勇郑祥勇活动活动日期日期2004.2至至2004.11注册编号注册编号XQ2004-01小组小组成员成员7人人QC教育时教育时间间24小时以上小时以上二、选题理由二、选题理由安安全全是是天天，必必做做于于实实！ 锅炉在实际运行中，省煤器出水水温经常超标。1、动力设备操作规程规定：锅炉省煤器出水水温应150。2、2003年质量体系外部审核中被判定为不合格项。三、现状调查三、现状调查 确定

2、目标确定目标（一）（一） 锅炉原设计为三冲量进水方式 测量元件精度差，执行元件故障多 电耗大 进水系统紊乱 改为位式进水方式 资 料 不全，恢复系统困难且投资大 省煤器出水水温易超标省煤器出水水温易超标 三、现状调查三、现状调查 确定目标确定目标（二）（二）日期日期省煤器出水水温超标次数省煤器出水水温超标次数1月月47次次2月月37次次3月月55次次4月月33次次5月月58次次2003年年15月月 24小时正点抽查一次小时正点抽查一次 从统计结果来看：省煤器出水水温超从统计结果来看：省煤器出水水温超标频繁。这易使水在省煤器内沸腾、汽标频繁。这易使水在省煤器内沸腾、汽化，影响省煤器寿命，造成省煤

3、器爆管化，影响省煤器寿命，造成省煤器爆管或下次进水困难。或下次进水困难。确定目标确定目标将省煤器将省煤器出水温度出水温度控制在控制在150四、目标实现的可行性分析四、目标实现的可行性分析1、省煤器出水水温控制在150以内是锅炉操作规程规定的，是保证锅炉安全运行的必备条件，是必须完成的。2、小组成员通过控制电动执行器，实现手动连续进水后，将省煤器出水水温控制在150。可行可行!五、原因分析五、原因分析 测量 机 温度探头 锅炉位式进水缺陷 测量值超差 锅炉燃烧控制缺陷 操作控 省煤器进水 制困难 设备制度 温度过高 执行困难 料 人 法 因因果果分分析析图图 省省煤煤器器出出水水温温度度超超标标

4、 六、要因确认六、要因确认 锅炉位式进水缺陷 锅炉燃烧控制缺陷 锅炉进水不规则 省 煤器 温差大,出 水水 温易 超标 七、制定对策七、制定对策 （一）（一） 序序号号 要因要因 对策对策 目标目标 措施措施 地点地点 完成完成时间时间 责任责任人人 1锅炉锅炉位式位式进水进水缺陷缺陷 改锅炉位式改锅炉位式进水的方式进水的方式为为PID控制控制的连续进水的连续进水方式。方式。 在锅炉生产时，实现水泵在锅炉生产时，实现水泵电机的连续运行，使其根电机的连续运行，使其根据用汽量的大小，自动调据用汽量的大小，自动调节锅炉进水量，并保持锅节锅炉进水量，并保持锅炉在中水位运行。这样来炉在中水位运行。这样来

5、实现省煤器出水温度控制实现省煤器出水温度控制在在150内内 新增加安新增加安装一台变装一台变频器和一频器和一台过程控台过程控制器。制器。 锅炉锅炉配电配电室、室、锅炉锅炉值班值班室。室。2004年年8月月30日日前前 郭武郭武 2锅炉锅炉燃烧燃烧控制控制缺陷缺陷 根据蒸汽压根据蒸汽压力的变化情力的变化情况，实现况，实现PID控制锅控制锅炉的燃料自炉的燃料自动进给。动进给。 避免因操作工手动控制锅避免因操作工手动控制锅炉燃烧时，引起水位的大炉燃烧时，引起水位的大幅变化，保证进水更加连幅变化，保证进水更加连续、平稳。同时大幅减轻续、平稳。同时大幅减轻操作工操作炉排调速器及操作工操作炉排调速器及风机

6、的工作量。风机的工作量。应用同一应用同一过程控制过程控制器第二回器第二回路实现锅路实现锅炉燃料进炉燃料进给的给的PID自动控制自动控制锅炉锅炉值班值班室室2004年年8月月30日日前前 郭武郭武 锅炉进水及燃料自动控制原理图锅炉进水及燃料自动控制原理图七、制定对策七、制定对策 （二）（二） 差压变送器锅炉汽包过程控制器第一回路变频器电动机水泵过程控制器第二回路压力变送器炉排调速器炉排电机炉排水位采样汽压采样进水调节燃料调节间接控制锅炉水位锅炉进水及燃料自动控制流程图锅炉进水及燃料自动控制流程图八、对策实施实施实施项目项目实施结果实施结果实施人员实施人员实施实施时间时间目标完目标完成情况成情况锅

7、炉锅炉连续连续进水进水实现了锅炉水泵电机实现了锅炉水泵电机的连续运行，并根据的连续运行，并根据耗汽量的大小自动调耗汽量的大小自动调节锅炉进水量，使锅节锅炉进水量，使锅炉保持在中水位运行。炉保持在中水位运行。实现了省煤器出水温实现了省煤器出水温度控制在度控制在150内内 。郑祥勇、郭武、郑祥勇、郭武、吕小宁、张英全、吕小宁、张英全、张发强、钟照富、张发强、钟照富、郭荣贤郭荣贤2004年年2月月9日日至至2004年年7月月12日日目标完成目标完成燃料燃料自动自动进给进给避免了因操作工手动避免了因操作工手动控制锅炉燃烧时，引控制锅炉燃烧时，引起水位的大幅变化，起水位的大幅变化，保证进水更加连续、保证

8、进水更加连续、平稳。同时大幅减轻平稳。同时大幅减轻操作工操作炉排调速操作工操作炉排调速器及风机的工作量。器及风机的工作量。郑祥勇、郭武、郑祥勇、郭武、吕小宁、张英全、吕小宁、张英全、张发强、钟照富张发强、钟照富2004年年5月月12日至日至2004年年8月月3日日目标完成目标完成改造改造前改造改造后改造前后锅炉水位及汽压曲线图九、效果 （一）九、效果 （二） 内内 项项 容容 目目 水位平均水位平均值值 水位超报水位超报警线次数警线次数 水位超报警水位超报警线累计时间线累计时间 蒸汽压力蒸汽压力平均值平均值 蒸汽压力超蒸汽压力超报警线次数报警线次数 蒸汽压力超蒸汽压力超报警线累计报警线累计时间

9、时间 改造前改造前 5.8509mm5.8509mm 6666 次次 5151 分分 1515 秒秒 1.0316Mp1.0316Mp 6 6 次次 8 8 分分 1515 秒秒 改造后改造后 2.2922mm2.2922mm 0 0 次次 0 0 秒秒 1.0568Mp1.0568Mp 0 0 次次 0 0 秒秒 改造前5月18日和改造后10月7日同一时段 （10：0015：00的水位、汽压报警情况表：(水位报警值25mm外；汽压报警值1.20Mp) 从上两图可见：改造后锅炉的水位和汽压均能保持相对的稳定。这就保证了锅炉的省煤器随时有水流过，省煤器的出水温度就可控制在150的指标内了。九、效

10、果 （三） 省煤器出水水温统计表（省煤器出水水温统计表（2 2 号炉）号炉） 时间时间:10:10 月月 1313 日日 总计时间总计时间:14:14 小时小时, ,整点抽查整点抽查 时间时间 省煤器出水水温省煤器出水水温 时间时间 省煤器出水水温省煤器出水水温 时间时间 省煤器出水水温省煤器出水水温 09:0009:00 104104 15:0015:00 104104 21:0021:00 103103 10:0010:00 110110 16:0016:00 105105 22:0022:00 105105 11:0011:00 106106 17:0017:00 109109 23:0

11、023:00 104104 12:0012:00 102102 18:0018:00 103103 24:0024:00 101101 13:0013:00 104104 19:0019:00 103103 01:0001:00 101101 14:0014:00 105105 2 20:000:00 105105 停停炉炉 以上统计结果均在目标值内以上统计结果均在目标值内. .统计统计 1010 月份全月的省煤器出水水月份全月的省煤器出水水 温，其最高值为温，其最高值为 129129，也远低于目标值，也远低于目标值(150(150) )。 九、效果 （四）我们于我们于 20042004 年年

12、 1111 月月 2929 日，又对日，又对 1 1 号锅炉分别用连续和位式进水方式，各号锅炉分别用连续和位式进水方式，各 进行了进行了 5 5 分钟的分钟的随机随机连续测量，其省煤器出水水温比较如下图：连续测量，其省煤器出水水温比较如下图： 省煤器出水温度对比8090100110120130140150160时间（分钟）省煤器出水温度()8090100110120130140150160位式进水连续进水位式进水154151142134128124134140145150连续进水1321331341301241231241231211190.511.522.533.544.55 从以上结果可见

13、从以上结果可见: :锅炉实现连续进水后锅炉实现连续进水后, ,省煤器出水水温省煤器出水水温变化变化比较平缓比较平缓, ,温度温度 值已控制在值已控制在150150。这样，因锅炉省煤器出水水温超标而构成的安全隐患。这样，因锅炉省煤器出水水温超标而构成的安全隐患 得以解决。得以解决。 九、效果 （五）其他效果1 ：锅炉给水系统的机械设备运行情况稳定。改造前： 水泵电机直接启停 水锤现象频繁 机械设备（水泵、管路及阀门）受压变化大 易损坏 改造后：水泵电机软启、软停且实现连续进水 无水锤现象机械设备（水泵、管路及阀门）受压变化较稳定 机械设备寿命延长 九、效果 （五）其他效果2 ：锅炉给水系统电气控

14、制核心元件（交流接触器）维修量减少。改造前：交流接触器动作250次天, 平均34月更换一次交流接触器 维修量大，且系统稳定工作难以保证。改造后：交流接触器动作10次内天,自改造后，未更换一次交流接触器 维修量小，且能保证系统稳定工作。0 05050100100150150200200250250改造前后交流接改造前后交流接触器24小时动作触器24小时动作平均次数(单位:平均次数(单位:次)次)改造前改造前改造后改造后九、效果 （五）其他效果3 ：在正常生产时，锅炉因实现了根据汽压变化,自动进给燃料的功能。这样，操作工每班（8小时）调节炉排调节器和启停鼓引风机的操作次数得以大幅度减少，由改造前每班的60次左右减少到5次以内，大大降低了操作强度。十、巩固措施序号序号 内内容容 实 施 情实 施 情 况况 1 1 对系统的操作和维修人员分别进行对系统的操作和维修人员分别进行专门培训，提高操作技术水平。专门培训，提高操作技术水平。 已实施。已实施。 2 2 购买所需设备备件，以便及时维修购买所需设备备件，以便及时维修恢复系统运行。恢复系统运行。 已实施已