DJK－200控制系统在锅炉控制中的实际应用 |
0 引 言
工业锅炉的应用十分广泛，我公司所需蒸汽的主要来源是3台共计80t位工业锅炉。这套设备工艺复杂，控制参数多，各个参数互相影响，有测量参数73个、控制回路20个，其中温度29个、压力30个、流量6个、液位5个、含氧分析3个。在控制手段方面，既有单回路调节、比值调节，又有三冲量调节，这套系统复杂性、典型性兼备。
1 DJK－200集散型控制系统
DJK－200集散型控制系统，由原机械工业部上海工业自动化仪表研究所推出，是一个集中监视、分散控制的仪表化系统，是目前国内先进的控制系统。它由一台过程操作站POS，几台过程控制站PCS、一台通信集散器及若干显示操作单元组成。系统方框图如图1所示。
图1
DJK－200控制系统在我公司经长期应用，反映出以下几个特点：
①控制功能完善。可以完成从简单的单回路到复杂的多变量模型化控制，可执行多种运算，实现监控、显示、打印、报警、历史数据存储等日常操作要求。
②完善的人机联系和控制功能。操作人员通过CRT和操作键盘，可以监视生产装置以致整个工厂的生产情况，按预定的控制策略组态不同的控制回路，并调整回路的任一参数，还可对机电设备进行控制，实现真正的集中操作和监控管理。
③系统扩展灵活。集散系统采用模块式结构，用户可根据要求方便地扩大或缩小系统的规模，或改变系统控制级别。系统采用组态方法构成各种控制回路，很容易对方案进行修改。
④安装调试简单。集散系统的各单元都安装在标准机框内，模件之间采用多芯电缆，标准化接插件相连，与过程连接时采用规格化端子板，到中央控制操作站只需敷设同轴电缆进行数据传送。
⑤具有良好的性能价格化。在性能上集散系统技术先进、功能齐全、可靠性高，适用于多级递阶管理控制。在价格方面，80个控制回路的生产过程采用集散系统的投资，已与采用常规模拟仪表相当，规模越大，每个回路的投资费用越小。
2 锅炉汽包水位的三冲量控制
汽包水位是锅炉的主要工艺参数，将水位控制在一定范围内是保证锅炉安全运行的首要条件。
汽包水位不仅受汽包中储水量的影响，亦与水位下汽包容积与锅炉的负荷、蒸汽压力、炉膛热负荷等有关，因此影响水位的因素很多，其中主要是蒸汽流量和给水流量，其原理如图2所示。
图2 蒸汽流量变送器的输出
我们采用前馈—串级控制系统，方框图如图3所示。
其前馈为蒸汽流量，加上汽包水位和给水流量的串级控制，当负荷稳定时，蒸汽流量和给水流量基本不变，由液位主控回路反馈闭环控制。当负荷变化较大时，蒸汽流量突然变化，其测量值不经调节器直接加到加法器，控制加水阀，所以滞后小，超前作用强，避免了虚假液位带来的误动作。
图3 控制系统框图
3 锅炉燃烧的比值控制系统
燃烧过程的自动控制，其任务相当多，一是使锅炉出口蒸汽压力稳定，当负荷扰动使蒸汽压力变化时，通过调节燃烧量和送风量使之稳定；二是保证燃烧过程的经济性，在保证蒸汽压力稳定的条件下，要使燃料消耗最少，燃烧尽量完全，使热效率最高，燃烧量与空气量应保持一个合适的比例；三是使炉膛负压恒定，用调节引风量使炉膛负压保持微负压。如果炉膛负压太小，甚至为正，则炉膛内热烟气甚至火焰向外冒出，影响设备和操作人员安全，反之炉膛负压太大，会使大量冷空气漏进炉内，热量损失增加，降低燃烧效率。
燃烧控制目的，生产负荷变化时，燃烧量、送风量和引风量应同时协调动作，既适应负荷变化的需要，又使燃烧量和送风量成一定比例，炉膛负压为一定数值。当生产负荷稳定不变时，则应保持燃烧量、送风量和引风量都稳定不变，并迅速消除它们的扰动。 控制方案是蒸汽压力对燃料流量的串级控制，送风量随燃烧量变化而变化的比值调节，确保燃烧量与送风量的比例，其原理图如图4所示。
图4 控制原理图
该方案在负荷减少时，先减燃料量，后减空气量；而负荷增加时，在增加燃料量前，先加大空气量，以使燃烧完全。
4 结束语
整个锅炉控制系统采用DJK－200，以节能为中心，同时注意自动化水平和可靠性。投运后，在节能方面已使排气中的含氧量从2．5VOL％±1％下降到1．5VOL％±0．4％，蒸汽耗热量从745．9kcal／kg下降到726kcal／kg以下，收到很好的经济效益。
（自动化网小芳摘自www.jicheng.net.cn） |
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