1.1 蒸汽锅炉控制方案
1.1.1 汽包水位控制
控制任务主要是使给水流量与蒸汽输出量平衡, 维持汽包水位在允许范围内, 保证给水流量稳定.同时,控制要求系统具有抗扰动性及负荷变化虚假水位判定功能,以便可靠生产.
给水流量) 信号控制系统和单一 (汽包水位) 信号控制系统结合方式.三组合信号自动控制系统,是以汽包水位为主控信号, 蒸汽流量为前馈控制信号,给水流量为反馈控制信号组成控制系统. 它采用蒸汽流量信号对给水流量进行前馈控制, 当蒸汽负荷突然发生变化,蒸汽流量信号使给水调节阀向正确方向移动, 也就是蒸汽流量大给水调节阀开度向大的方向移动, 反之给水调节阀开度向小的方向移动.另外,给水流量信号也是调节器动作后的反馈信号, 能使调节器及时了解控制效果.在一般生产中, 当锅炉处于低负荷运行时,水位控制系统将自动切换到单一信号控制系统,单一 (汽包水位) 控制主要用于给水流量、主
汽流量等仪表损坏、检修启停时控制.当发生负荷突增、突降等情况时,往往会引起较高的水位波动.这时如果仅采用三组合信号控制,仍然不能克服干扰因素对水位产生的较大扰动.这时,通过水位报警提示,监控员可凭经验及现场工况,人工输入控制信息———通过人工输入给水电动调节阀开度,控制上拉或下拉给水阀的大小,防止水位下降或上升过快, 保持水位在正常范围内.
1.1.2 炉膛负压控制
框图.炉膛负压控制系统是使进出炉膛的空气量维持平衡的控制系统,通过调整排向大气的引风量达 到空气量进出平衡.为保持蒸汽锅炉的正常运行,必须不断地向炉膛内送入燃料及所需氧气,并使燃 料充分燃烧后,由引风机将烟气排出炉外.要稳定蒸汽压力必须调节燃烧量, 而炉膛燃烧量的调节, 将会引起炉膛压力的变化.因此,通过自动控制系统监测炉膛负压,经比较、分析、判断,控制引风 量的大小,就可保证炉膛负压达到所需的稳定度.我们研制的系统,其炉膛负压调节精度可控制在设定值±10Pa范围内.为提高控制品质,一般以送风量作为前馈量构成前馈-反馈控制系统.
1.1.3 过热器蒸汽汽温控制
图4给出了过热器蒸汽温度串级控制系统框图,该回路采用具有导前微分信号双冲量汽温自动调节系统,可保证控制要求的实现.
1.1.4 燃烧控制系统
燃烧控制目的,就是在热负荷变化时,燃料量、送风量和引风量应同时协调动作,既适应负荷变化的需要,又使燃料量和送风量成一定比例,稳定炉膛负压为一定数值.当生产负荷稳定不变时,则应保持燃料量、送风量和引风量都稳定不变, 并迅速消除它们的扰动. 本控制系统的燃烧控制就是控制风煤比,即通过闭环控制协调进风量和进料量两者的关系,最后,采用风煤比自动寻优,用模糊控制克服锅炉的非线性时变特性, 用 PID 调节克服系统稳态误差,构成安全可控的燃烧控制系统.
控制框图和蒸汽压力模糊控制框图. 本控制单元在负荷减少时,先减燃
料量,后减送风量; 而当负荷增加时, 在增加燃料量前,先加大空气流量,在保持出口的蒸汽压力为设定值的前提下,通过变频调速系统调节炉进煤量和鼓风量大小,使得风量和燃料煤量在最佳范围内,减少锅炉的热损耗.
3.2 汽机控制实施方案
3.2.1 减温减压控制
减温控制调节回路采用较为经典和简单的单冲量调节方式, 原理方框图见图7. 减压控制也为单回路调节, 其原理框图与减温调节方式相同.
3.2.2 除氧器液位、压力控制
除氧器的液位、压力控制采用单回路控制模式. 原理框图与图7类似.
3.1 水循环系统控制方案
3.1.1 补水系统控制
补水系统控制是以补水压力作为设定值, 以锅炉补水压力作为测量值, 进行 PID 调节器运算,
用其输出值控制补水泵变频器的输出频率, 最终调节补水量, 实现经济运行. 图8 给出了补水系统自动控制框图. 补水控制系统是使管线中水循环在一定压力下保持平衡.水循环系统需要循环泵运行保证, 循环泵运行需要在一定压力下进行, 补水控制系统就是要保证循环泵进水端保持存在压力,以免缺水使循环损坏. 因此, 通过自动控制系统监测进水端压力, 经比较、分析、判断,控制补水泵输出水量的大小,
就可保证系统压力达到所需的稳定度.本系统调节精度可控制在设定值±50Pa范围内.
3.1.2 循环泵自动控制
循环泵变频控制系统是以蒸汽锅炉回水温度作为设定值,以锅炉出水温度做为测量值,进行 PID 调节器调节, 用其输出值控制循环泵变频器的输出频率,最终调节水循环系统的循环速度,实现经济运行.图9给出了循环系统自动控制框图. 系统出水温度达到一定值时,循环泵变频器的输出频率也提高,使系统中水循环速度加快, 使回水温度提高、出水温度降低.系统出水温度降低到一定值时,循环
泵变频器的输出频率也降低,使系统中水循环速度减慢,回水温度降低、出水温度提高.因此,通过
循环系统监测出水温度,经比较、分析、判断,控制循环泵变频器的输出频率的大小,就可保证系统温度达到所需的稳定度.本系统调节精度可控制在设定值±15 ℃范围内.