鍋爐減溫減壓控制系統(tǒng)的技術(shù)改進

鍋爐減溫減壓控制系統(tǒng)的技術(shù)改進

工藝參數(shù)的穩(wěn)定性和可靠性是保證產(chǎn)品質(zhì)量的重要先決條件。某輪胎公司目前半鋼產(chǎn)量約為15000套/天,半鋼生產(chǎn)過程硫化工藝所需內(nèi)壓蒸汽的連續(xù)供給,平常是由動力廠熱電站汽輪機一級抽汽得到,而在汽輪機不能正常運行時,由雙減系統(tǒng)將鍋爐出口過熱蒸汽經(jīng)減溫減壓后對外供汽。由于執(zhí)行機構(gòu)工作環(huán)境惡劣,系統(tǒng)干擾因素太多,容易引發(fā)控制失靈,最終導致工藝參數(shù)超標。而這種故障發(fā)生具有突發(fā)性和危害性大的特點,因此,如何改善雙減系統(tǒng)控制品質(zhì),消除控制系統(tǒng)故障,使其運行可靠,成為設(shè)備改造的重點課題。1s9000控制系統(tǒng)不穩(wěn)定因素目前雙減控制系統(tǒng)工作的模式是:鍋爐供給壓力為3.2～3.6MPA、溫度為420℃～445℃的過熱蒸汽,經(jīng)雙減調(diào)節(jié)閥減溫減壓后成為壓力在1.47～1.52Mpa、溫度在230℃～240℃范圍的外供蒸汽,其壓力和溫度控制是由傳感器測量壓力、溫度信號后經(jīng)配電器進S9000控制器,由控制器發(fā)出控制信號通過手操器對現(xiàn)場調(diào)節(jié)閥進行控制。針對可能導致控制系統(tǒng)不穩(wěn)定的各環(huán)節(jié)的現(xiàn)場深入分析:現(xiàn)場環(huán)境溫度長期高達60多度,電子元件容易老化;信號傳輸路線長,經(jīng)過發(fā)電機、配電室等強電區(qū)域,容易產(chǎn)生干擾信號;同時調(diào)節(jié)閥工作前后壓差大,使用時間年久,導致閥門卡澀、泄漏量大、動作不靈敏甚至誤動作等。多種因素將導致經(jīng)常出現(xiàn)系統(tǒng)控制失靈,輕者半鋼硫化車間出現(xiàn)成批廢次品,嚴重時不得不停產(chǎn)。2減溫減壓控制系統(tǒng)的構(gòu)建和實現(xiàn)根據(jù)對雙減控制系統(tǒng)不穩(wěn)定的原因分析,我們將容易損壞的部分進行技術(shù)性變革,提高雙減裝置的工作效率,確保鍋爐安全、經(jīng)濟、穩(wěn)定運行。2.1采用新型號配電器、壓力變送器進行校驗原配電器電路設(shè)計不合理,聯(lián)結(jié)部份采用焊接結(jié)構(gòu),容易產(chǎn)生接觸不良;電子元件溫度漂移使得準確度下降,針對這種情況,我們重新選購了電路設(shè)計合理、便于維修更換(插拔式)能夠減少維修時間的新型號配電器,同時將配電器、壓力變送器的校驗周期由原來一年一次改為2個月一次,保證了參數(shù)測量的精確度。2.2絲牙的損壞原電動執(zhí)行機構(gòu)生產(chǎn)廠家設(shè)計的聯(lián)軸器是整體式,且固定螺栓只有2個,絲牙容易損壞,而一旦絲牙損壞更換非常麻煩;經(jīng)過重新測量尺寸繪圖加工后,改為由兩塊組成,將聯(lián)軸器的固定螺栓由2個增加為4個,外加并帽,并定期檢查固定螺栓松緊程度。2.3系統(tǒng)性能測試由于現(xiàn)場環(huán)境惡劣,環(huán)境溫度高,特別是夏季,可達到60多度,幾乎工作在儀表技術(shù)參數(shù)的極限范圍(-25℃～70℃)電子元件長期工作與此環(huán)境下,極易老化,從而穩(wěn)定性急劇下降;另外我們發(fā)現(xiàn)伺服電機的絕緣性能也已下降,極易燒毀。對此,我們仔細測試了現(xiàn)場儀表上的每個電子元件的性能,對于技術(shù)參數(shù)指標有所偏差可能的不良元件全部予以了更換;對伺服電機,將相關(guān)技術(shù)參數(shù)提供給馬達組由其重新繞制,經(jīng)裝配、接線、調(diào)試運行試驗證明完全可以代替使用;傳輸信號經(jīng)過發(fā)電機和配電室等強電區(qū)域,易產(chǎn)生干擾信號,我們對系統(tǒng)每個環(huán)節(jié)進行了逐一檢查,改變了局部電纜走向,將不是屏蔽的電纜改為屏蔽電纜,并保證接地牢靠。2.4雙減溫度、壓力控制原理雙減控制系統(tǒng)的工作原理是:壓力控制是由壓力變送器檢測壓力信號后經(jīng)配電器進S9000控制器,由S9000控制器發(fā)出控制信號通過手操器和執(zhí)行機構(gòu)反饋來的閥門位置反饋信號進行運算后,直接輸出正反轉(zhuǎn)信號驅(qū)動電動執(zhí)行機構(gòu)電機,控制電機正反轉(zhuǎn),而電機正反轉(zhuǎn)動作帶動調(diào)節(jié)閥閥桿上下運動,從而改變蒸汽閥門開度,起到調(diào)節(jié)壓力作用;值得一提的是,此調(diào)節(jié)閥與一般調(diào)節(jié)閥結(jié)構(gòu)不同,閥門底部加入減溫水在閥門內(nèi)與蒸汽混合,其減溫水量由減溫調(diào)節(jié)閥出口控制。其溫度、壓力控制原理圖如圖1所示。雙減溫度、壓力控制原理方框圖如圖2所示。由于閥門前后壓差大,用戶負荷變化不定,用人工調(diào)節(jié)難以達到工藝指標。為了保證核心部件控制器可靠性,我們進行了下列幾方面的改造:①將易導致故障的邏輯處理器Run/Disable鑰匙轉(zhuǎn)換開關(guān)改成跳線轉(zhuǎn)換;②將與上位機通訊的接頭固定牢靠;③為了以防萬一,決定增加一套后備自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)。即增加兩臺單回路智能調(diào)節(jié)器和兩個轉(zhuǎn)換開關(guān),改變系統(tǒng)接線方式,當S9000控制失靈時切換轉(zhuǎn)換開關(guān),投入智能調(diào)節(jié)器控制。改造后控制系統(tǒng)圖示如圖3所示。2.5潤滑和機構(gòu)松弛對電動執(zhí)行機構(gòu)進行拆檢,我們發(fā)現(xiàn)渦輪渦桿機構(gòu)滾珠行程軌道不光滑,部分滾珠磨損嚴重,更換所有的滾珠,打磨不平軌道,改用耐高溫的鋰基脂作為轉(zhuǎn)動部件潤滑油;對閥門和電動執(zhí)行機構(gòu)進行重新組裝,保證既能滿足工藝需要,又能符合調(diào)節(jié)要求,合理調(diào)整剎車機構(gòu)松緊程度;改變手操器的設(shè)定參數(shù),不斷修正執(zhí)行機構(gòu)動作靈敏度,使其既能不可能發(fā)生卡澀又不易造成振蕩而失控現(xiàn)象。2.6積分時間和減溫溫度根據(jù)自動控制理論,由于壓力測點裝在減壓閥后不遠的地方,壓力變化時反應較快,即壓力調(diào)節(jié)對象的滯后時間很小,上升速度很快,因此,整定調(diào)節(jié)參數(shù)時,放大倍數(shù)應設(shè)置得大一些,積分時間小一些,由于微分作用對快速調(diào)節(jié)對象的反應敏感,一般不采用微分作用,理論要求放大倍數(shù)K=2.5～5,積分時間Ti=5～10秒;而減溫通過減溫水來控制,溫度測點離噴水點距離較近,K=2.5～5之間,Ti=10～20秒,Td=(1/2～1/3)Ti,由于壓力變化對溫度影響較大,投好壓力自動調(diào)節(jié)有利于溫度控制質(zhì)量的提高。根據(jù)這一理論的指導,結(jié)合我們的實際工況,經(jīng)過我們幾個班次跟蹤設(shè)備的運行,不斷摸索,終于得到最佳的的PID控制參數(shù),使得系統(tǒng)不僅控制及時、而且無振蕩,壓力和溫度精度得到提高。2.7雙減斷閥大部位由于閥門長期使用后有一定的泄漏量,使得在低負荷時閥門工作特性較差,從而影響控制質(zhì)量,此時我們要求運行人員合理地開大另一臺雙減調(diào)節(jié)閥,以增大該雙減調(diào)節(jié)閥的負荷,(另一臺雙減調(diào)節(jié)閥安裝在該雙減調(diào)節(jié)閥后,是后者的一個分支,提供9公斤蒸汽,此蒸汽通常由發(fā)電機背壓排汽得到,若另一臺雙減調(diào)節(jié)閥開得太大,勢必影響發(fā)電機發(fā)電量,這樣就不能達到經(jīng)濟運行),實踐證明,此項措施非常有效。3生產(chǎn)運行狀況及其經(jīng)濟效益經(jīng)過對雙減控制系統(tǒng)的改進與反復調(diào)試,生產(chǎn)自動過程得以實現(xiàn),從改造后近兩年的運行情況看,生產(chǎn)效率明顯提高,極大地提高了鍋爐蒸汽供給系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性,具有顯著的特色和很大的實用價值。至今的生產(chǎn)運行狀況來看,已取得了顯著效益:(1)此改造項目,總投資約5000元人民幣,主要用于購買4臺單回路PID