工业锅炉的自动化控制方案

工业锅炉的自动化控制方案工业锅炉的自动化控制方案PAGEPAGE23/23工业锅炉的自动化控制方案一、概述机软件、硬件、自动控制、锅炉节能等几项技术紧密结合的产物，我国现机软件、硬件、自动控制、锅炉节能等几项技术紧密结合的产物，我国现30目前大多数工业锅炉仍处于能耗高、浪费大、环境污染严重的生产状态。深远意义的工作。优势直观而集中的显示锅炉各运行参数。能快速计算出机组在正常运行和启停过程中的有用数据，能在显示器上同时显示锅炉运行的水，防止事故的瞒报漏报现象；统的控制参数；（例如加法器、微分器、滤波器、限幅报警器等），少了故障率；提高锅炉的热效率。从已在运行的锅炉来看，采用计算机控制后5-10%20T70%5%800吨，按每吨煤380304000元；锅炉系统中包含鼓风机，引风机，给水泵，等大功率电动机，由30%-40%；锅炉是一个多输入多数出、非线性动态对象，诸多调解量和被调化管理不可缺少的；经济中，有十分周到的安全机制，可以设置多点声光报警，和自动连锁停中，有十分周到的安全机制，可以设置多点声光报警，和自动连锁停炉。杜绝由于人为疏忽造成的重大事故。综合以上所述种种优点可以预见采用计算机控制锅炉系统是行业的大势所趋。下面我们来共同探讨锅炉控制系统的原理和结构。三、锅炉微机控制系统的组成锅炉微机控制系统，一般由以下几部分组成，即由锅炉本体、一PLC分组成，一次仪表将锅炉的温度、压力、流量、氧量、转速等量转换个锅炉的运行进行监测、报警、控制以保证锅炉正常、可靠地运行，锅炉微机控制系统，一般由以下几部分组成，即由锅炉本体、一PLC分组成，一次仪表将锅炉的温度、压力、流量、氧量、转速等量转换个锅炉的运行进行监测、报警、控制以保证锅炉正常、可靠地运行，位和汽包压力有双重甚至三重报警装置，以免锅炉发生重大事故。四、微机控制系统的组成PLC、手操器、报警对汽包水位、压力、炉温等进行越限报警，发出声光信号，还可定时打印出十几种运行参数的数据。以形成生产日志和班、日产耗统计报表，有定时打印、随机打印、自定义时间段打印等几种方式。五、锅炉控制系统的工艺流程和工作原理1、锅炉控制系统硬件组成图2、锅炉的工作原理首先除氧水通过给水泵进入给水调节阀，通过给水调节阀进入省面因此水位要保持在锅炉上汽包的中线位置，蒸汽通过主蒸汽阀输六、锅炉控制系统各个控制回路介绍锅炉控制系统，一般有蒸汽压力、汽包液位、炉膛负压、除氧器锅炉控制系统，一般有蒸汽压力、汽包液位、炉膛负压、除氧器调整燃料量与送风量，同时保证燃料的充分燃烧及热量的充分利用。锅炉给水控制回路量。对汽包水位调节系统产生扰动的因素有蒸发量D（量M），给水量。①蒸发量D扰动作用下水位对象的动态特性2(a)中的H1(t)所示，但由于蒸发量增加2(a)中的所示。H1(t)和H2(t)2(a)中的H(t)所示。②炉膛负荷扰动（燃料量M扰动）时水位对象的动态特性燃料量增加△M2(b)中所示。③给水流量（W）扰动时的水位对象的动态特性2(c)2(c)中的H1(t)所示。而H2(t)反映了物质不平衡引起的水位变化，H1(t)和H2(t)相加得到了总的给水量扰动的阶跃反应曲线H(t)。统就是把给水流量，汽包水位HD三个变量通过运算3所示。先通过蒸汽流量变送器和给水流量变送器取得各自的信号乘以相应的比例系数，通过比例系数可以调节蒸汽流量或给水流量对调节系统的影响力度。通过差压变送器取得水位信号作为主调节信号H。如果水位设定值为G，那么在平衡条件下应有D*Dk-W*Wk+H-G=0Dk为蒸汽流量系数Wk再设定时，保证在稳态下D*Dk=W*Wk那么就可以得到H=G。此时PI除此之外锅炉的供水系统中还包括除氧器压力控制和除氧器水锅炉燃烧调节系统①维持汽压恒定。汽压的变化表示锅炉蒸汽量和负荷的耗汽量不相适应，必须相应地改变燃料量，以改变锅炉的蒸汽量。②保证燃烧过程的经济性。当燃料量改变时，必须相应地调节送风量，使它与燃料量相配合，保证燃烧过程有较高的经济性。③调节引风量与送风量相配合，以保证炉膛压力不变。燃烧调节系统一般有三个被调参数，汽压p、烟气含氧量a和炉膛负压pt3个调节量，他们是燃料量M，送风量F和引风量Y行机构或变频器。燃烧调节系统是一个多参数变量调节系统。这种调节系统通常3个单变量系统来实，下面我们按3蒸汽压力调节对象的特性动态特性如下。①燃料量扰动下的汽压变化特性(B)发生△B的阶跃扰动，4(a)4(b)所示。②用汽负荷扰动下的汽压变化特性大的惯性，并有一个与阀门变化成比例的启始飞跃，飞升曲线如图4(c)4(d)所示，此时对将一直下降。送风自动调节对象的特性经过输送和燃烧过程而略有延迟。由于送风系统几乎没有延迟和惯炉膛负压自动调节对象的特性炉膛负压自动调节对象的动态特性较好，但扰动通道的飞升时间很短，飞升速度很快。根据以上对燃烧系统调节对象的分析，下面我们针对燃烧自动控制系统三个任务对控制采用的方案进行分析。燃烧过程控制系统一般采用的控制流程图如图5（a）所示，先通过蒸汽压力变送器经滤波后取得信号，与设定蒸汽压力进行比较，判断出鼓风PI调节器调节的方向和大小，通过鼓风PI计算号送给炉排PI调节器，通过炉排PI调节单元计算出炉排变频器的输们往往把鼓风PI调节中的比例系数设的比炉排PI单元的大，这样可5（b）所示，调节原理比较简单属于单闭环调PLC输出换，使系统平稳的过渡到自动状态。七、风机泵类负荷变频调速节能原理风机是将电动机的轴功率转变为流体的设备。过去很少采用转Q与转速n压HnPnQ=Q

×（n/n）,H=H×（n/n）2,

×（n/ne）3e e e e e式中，Qe

为风机的额定流量，He

为风机的额定压力，Pe

为风机的额定功率，ne

为风机的额定转速。此时风机轴输出功率与转速的立方成正比。根据风机系统特性曲线（如图1）加以分析。假定风机最佳效率工作点是A点由ABA点转移到CC电机转速虽然降低了，但对风机效率影响不大。根据上述原理，当风机流量在较大范围内发生变化时，采用变频调速对风机转速加以控1八、锅炉送风引风给水泵变频控制系统1、送风调节系统O2％，最佳含氧量O2％同样也是负荷的函数，函数关系通过锅炉热效率试验确定。送风机控制原理:反馈至内置的PIDPID。再通过输出不同的电压及频率来控制鼓风机的转速，从而改变鼓风机的风量。器、鼓风机组成的温度闭环回路自动控制鼓风机的转速。温度设定

变频器

温度反馈

温度变送器 出口温度鼓风机2、引风调节系统这样当锅炉负荷发生变化时，给煤量改变导致送风量相应变化，引风环节随着前两个环节的改变而先行改变引风量，既抑制了强干扰的影响，又保证炉膛负压维持在一定的范围内变化。的PID压力设定

变频器

压力反馈

压差变送器 炉膛负压引风机3、给水泵调节系统九、锅炉控制系统组成结构上面我们针对锅炉控制系统的各控制回路系统和变频控制系统在控制系统设计上我们采用集中控制分散驱动（P—T方案）的集散控制思想，把控制系统分为三层：a）信息管理层：完成系统关键技术数据的设定、实时数据和运行状态的监视与控制、历史数据的查看、数据报表的记录与打印、报警与故障的提示处理等功能；主要由上位工控机故障的提示处理等功能；主要由上位工控机、组态开发软件、应用程序、通讯模块等组成；b）控制层：主要完成各种控制动作命令、实时数据的采样与处理、主要由可编程逻辑控制器（PLC）的开关量模块、模拟量模块、智能PID调节仪、变频器、PLC应用程序等组成；c）设备层：主要接受来自PLC的控制命令，执行相应的动作或提供相应的检测数据。主要由断路器、交流接触器、压力变送器、温度变送器、流量变送器、电动开关阀、