燃煤鍋爐控制方案設計

1、一、 總體監(jiān)控方案設計原則 本設計針對2臺20T/h燃煤熱水鍋爐工藝運行要求，即要達到安全運行、系統(tǒng)可靠、技 術(shù)先進和節(jié)能降耗及操作管理簡便、直觀、維護方便等目的，同時降低監(jiān)控系統(tǒng)成本。 總體監(jiān)控方案采用技術(shù)說明： 鍋爐引風機、送風機、爐排電機和循環(huán)水泵采用變頻器直接控制其電機轉(zhuǎn)速，調(diào)節(jié)相關(guān)流量。 水泵或電機的輸出功率近似與轉(zhuǎn)速的立方成正比。當電機轉(zhuǎn)速為額定轉(zhuǎn)速的70時，電機的輸出功率僅為額定功率的343，節(jié)電率達到657。采暖鍋爐安裝設計時，配套電機都有部分余量。由于引風機、鼓風機、循環(huán)泵都配套較大容量的電機，在運行過程中勢必造成無效電能的損耗，影響鍋爐燃燒工況和水循環(huán)系統(tǒng)的節(jié)能運行.采用變

2、頻技術(shù)后，將彌補設計的不足，達到經(jīng)濟運行的效果。同時對電機減小沖擊電流和機械磨損，延長電機和機械壽命。采用變頻控制與風檔、閥門類控制方式相比又減小了管道壓力損失，同樣也達到節(jié)能效果，使維護工作量大大減小，鍋爐運行效益提高顯著。 控系統(tǒng)采用以工業(yè)控制計算機（IPC）為上位機、可編程控制器（PLC）為下位機的二級DCS監(jiān)控結(jié)構(gòu)。 主要控制功能由高檔下位機PLC來完成，上位機主要負責監(jiān)視（顯示流程數(shù)據(jù)和報警等）、數(shù)據(jù)設定（設定值和調(diào)節(jié)參數(shù)等）、管理（實時和歷史曲線、定時和及時打印數(shù)據(jù)報表等），同時可進行優(yōu)化計算（如根據(jù)環(huán)境溫度實時調(diào)整鍋爐出水溫度）。這種結(jié)構(gòu)即使上位計算機出現(xiàn)臨時死機（可能性很?。?，

3、也不會影響下位機的正常工作。 整個系統(tǒng)結(jié)構(gòu)操作簡便，人機界面友好， 能全面反映系統(tǒng)工作狀態(tài)(檢測、控制、計量、報警等參數(shù) 在具有上述二級監(jiān)控結(jié)構(gòu)的同時，設立第三級手動控制功能 所有變頻器均通過手動操作器與PLC輸出模塊相連，手動控制方便，便于設備維護和 系統(tǒng)調(diào)試，同時對關(guān)鍵參數(shù)增設部分數(shù)顯儀表，滿足操作工人的傳統(tǒng)需要。 4兩臺鍋爐共用一套監(jiān)控系統(tǒng)，內(nèi)有獨立設備和共用設備，兩臺鍋爐即可共同運行也可分別運行，均能獨立起停。 二、 系統(tǒng)主要檢測、控制和報警功能： 1檢測變量： 爐膛溫度、省煤器進口煙氣溫度、排煙溫度、省煤器進口水溫、出口水溫、出口流量、補水流量、爐膛負壓、出口壓力、供水壓力、引風負壓

4、、鼓風壓力、水箱液位、大氣溫度等。 2主要控制系統(tǒng) （1） 系統(tǒng)恒壓補水回路 （2） 爐膛負壓調(diào)節(jié)回路 （3） 燃燒控制系統(tǒng)調(diào)節(jié)回路 （4）循環(huán)泵流量調(diào)節(jié)回路 各控制系統(tǒng)說明見附錄一 3報警連鎖： 爐膛溫度高報警，超高連鎖停爐 出水溫度高報警 自控設備表和匯總表，進行控制室和控制盤布置圖，電氣控制原理及接線圖，PLC模塊接線圖、儀表盤柜等配線圖設計，管線敷設圖、電纜布置圖、電氣安裝材料表及一次儀表安裝圖等。 2 軟件開發(fā) （1） 根據(jù)工藝及設備運行要求編制PLC控制程序 （2） 根據(jù)監(jiān)控及管理要求開發(fā)上位機界面及優(yōu)化計算程序。 （3） 在設計階段上下位機聯(lián)調(diào)通過。 3 回訪甲方的進一步要求，并

5、改進。 4 現(xiàn)場安裝 5 現(xiàn)場調(diào)試 （1） 冷試（主要進行系統(tǒng)功能調(diào)試） （2） 熱試（結(jié)合對象優(yōu)化控制算法，使控制達到滿意效果） 6 工程人員配備 工程設計：工程師2人 ，高級工程師1人 軟硬件開發(fā)：工程師1人，高級工程師1人 現(xiàn)場安裝指導：工程師2人 系統(tǒng)調(diào)試：高級工程師2人 培訓指導：工程師1人 7. 售后服務：一年內(nèi)免費維護及指導，終身提供技術(shù)支持，技術(shù)人員隨叫隨到。 附錄一：主要控制系統(tǒng)說明： 21 系統(tǒng)恒壓補水回路 在鍋爐的運行中，維持系統(tǒng)恒壓是供熱系統(tǒng)正常供熱運行的基本前提。在大的供熱系統(tǒng)中，采用補水泵變頻調(diào)速穩(wěn)壓，供暖系統(tǒng)采用封閉的系統(tǒng)，減少了水的消耗。根據(jù)供熱系統(tǒng)壓力變化，采

6、用補水泵變頻穩(wěn)壓，可平滑地調(diào)節(jié)補水泵的轉(zhuǎn)速，及時調(diào)節(jié)補水量，實現(xiàn)系統(tǒng)水體積的穩(wěn)定.其構(gòu)成框圖如圖1所示. 其調(diào)節(jié)過程：正常運行給定的壓力(恒壓與旁通壓力的反饋信號進行比較。當不等時，則由調(diào)節(jié)器輸出420mA的電流調(diào)節(jié)信號，變頻器根據(jù)輸入的控制信號，自動調(diào)整電機(水泵轉(zhuǎn)速，進而調(diào)節(jié)補水量，使恒壓點壓力維持在給定值。 .2 爐膛負壓調(diào)節(jié)回路 PLC把采集到的爐膛壓力測量值與爐膛壓力的設定值相比較，通過PID運算調(diào)節(jié)，進而調(diào)節(jié)引風機電機轉(zhuǎn)速，保證錫爐在微負壓狀態(tài)下運行。同時引入鼓風量前饋信號以克服鼓風量變化對負壓造成的影響。爐膛壓力自動調(diào)節(jié)框圖如圖所示。 2.3 燃燒控制系統(tǒng)調(diào)節(jié)回路 燃燒控制調(diào)節(jié)回

7、路的主要功能是把燃燒工況控制在最佳狀態(tài)，并達到錫爐的燃燒自動調(diào)節(jié)。為實現(xiàn)該目的，該系統(tǒng)需自動調(diào)節(jié)鍋爐的給煤量、鼓風量、引風機轉(zhuǎn)速，使鍋爐熱效率最佳。燃燒控制原理圖如圖3所示。 采用變頻器進行爐排電機轉(zhuǎn)速(給煤量、鼓風機電機轉(zhuǎn)速(鼓風流量的調(diào)節(jié)后，能實現(xiàn)連續(xù)平穩(wěn)調(diào)節(jié)和手自動的無擾動切換。輔機在采用變頻調(diào)速后，穩(wěn)定性和節(jié)能降耗優(yōu)于其它調(diào)節(jié)手段。 24 循環(huán)泵流量調(diào)節(jié)回路 由于我國的采暖熱水系統(tǒng)大都采用“小系統(tǒng)，大流量”設計，造成循環(huán)水流量過大，導致管網(wǎng)熱損失大而用戶供熱不足的現(xiàn)象。采用閥門調(diào)節(jié)。精度 低，調(diào)節(jié)復雜，容易導致系統(tǒng)熱平衡的破壞。采用變頻技術(shù)調(diào)節(jié)循環(huán)泵的流量，可在系統(tǒng)壓力穩(wěn)定條件下調(diào)節(jié)水量保證采暖系統(tǒng)的運行安全。 依據(jù)全國節(jié)能網(wǎng)推薦使用的“低出水溫度，小出回水溫差”的連續(xù)供熱制度和推薦使用的運行調(diào)節(jié)公式，可根據(jù)室外溫度的變化調(diào)節(jié)鍋