1 引言
楚雄复烤厂两台SHL10-13-Ⅱ锅炉,投产日期分别是1984年6月和1986年8月,使用年久,老化严重,控制简单,远远满足不了安全生产的需要。该厂决定:为节约投资,以控制系统为重点进行技改。
2 系统构成
经厂项目小组论证和研究后,采用了一种实用的层燃锅炉燃烧自动控制系统,并委托某单位实施,系统原理图如图1。
在众多测量信号中,采用了送风量和炉排转速(燃料量)作为被调量,主蒸汽压力和后烘温度为调节量,蒸汽流量为前馈信号。在系统中,任务是保证主蒸汽压力的稳定,在众多扰动中,蒸汽流量是主要的干扰信号,在系统稳定受到破坏时,最先反应的是蒸汽流量;反应最快的是送风量,而不是燃料量,所以采用常规PID控制,外加蒸汽流量前馈补偿。
炉膛内燃料的调节反应实际是比较缓慢,燃料送进炉膛燃烧至燃烬有一段时间,所以,燃料量不应作为主蒸汽压力的主要被调量。而当主蒸汽压力变化时,最先变化的是蒸汽流量,两信号同时作用于PID调节器付环。燃烬程度的测量信号是后拱温度,送至PID调节器,经运算后作用于付环调节器,共同调节炉排转速,实现燃料量的调节。
至于风煤比问题,则采用另外一个PID调节,如图2,只要设定合理,控制好炉膛负压,可实现合理的经济燃烧。
该系统主控制采用智能式四回路调节器,控制由软件生成,编程如下:
程序步号 功能符号及参数 内容说明
01 F41E25 读入蒸汽量
02 F42H10 送610
03 F11P1 乘常数
04 F42H12 送612
05 F41E13 读入蒸汽压力值
06 F42H5 送605
07 ……… 汽压控制
08 F42E29 送输出至E29
09 F41E29 读入蒸汽控制值
10 F11P2 乘常数
11 F42H13 送613
12 F41E19 读入后拱温度
13 F42P5 送505
14 ……… 炉排控制主环
15 F11P4 乘常数
16 F42H18 送618
17 F41H10 读入蒸汽量
18 F11P0 乘常数
19 F42H19 送619
20 F41H19 送619
21 ……… 求和
22 ……… 求和
23 F42H20 送620
24 ……… 炉排控制付环
25 F42E35 送输出
26 F41E16 读入负压值
27 F42H7 送607
28 ……… 负压控制
29 F42E32 送输出
30 END 结束
其中,P:地址号5;H:地址号6;E:地址号7;E13:送风控制回路蒸汽压力测量值地址寄存器;E16:负压控制回路炉膛负压测量值地址寄存器;E19:炉排控制回后拱温度测量值地址寄存器;E25:辅助模拟量输入,蒸汽流量测量值地址寄存;E29:送风控制回路输出值地址寄存器;E32:负压控制回路输出值地址寄存器;E35:炉控制回路输出值地址寄存器。
H5、H7、H12、H13、H18、H19、H20:各中间运算值地址寄存器。
P0(500):炉排控制,蒸汽流量比值;P1(501):送风控制,蒸汽流量前馈比值;P2(502):炉排控制,送风比值;P4(504):炉排控制,后拱温度控制比值[1]。
3 效果
(1) 供汽压力稳定。改造前,时常发生“掉压、跨压”现象,导致用汽部门不能正常生产;改造后,用汽量变化为10%甚至更多时,压力波动能控制在3%范围内,且能在10分钟内自动恢复。甚至低负荷(1-2)t/h时也能良好运行,充分保证了生产。
(2) 燃烧状况良好。改造前,负压难于控制,有时正压燃烧,不但不安全,还影响环境;改造后,时常保证负压燃烧,安全生产有了保证。
(3) 其余指标良好(见表1)
(4) 获奖情况:该项目获楚雄州人民政府科技进步二等奖。
4 验收意见
实践证明,该系统的应用较为成功:第一、改善了燃烧状况,提高了供汽质量,用汽高峰或负荷变化较大时,系统能在较短的时间内自动调整各参数,使燃烧达到最佳状态;第二、保护装置灵敏可靠,各种仪表灵敏,运行可靠,保证了设备的安全运行;第三、由于燃烧状况得到改善,燃料燃烧充分,节能效果明显。第四、变频调速系统投入运行,保证了动力设备启停平稳,延长了设备的使用寿命;第五、微机自控系统在锅炉燃烧系统中应用,运行稳定,不受负荷大小的限制,对企业季节性生产及生产规模变化情况也能适用。
5 结束语
经长期的实践运行证明:这种控制系统是一种实用而成功的层燃锅炉燃烧自动控制系统。由企业生产实践总结提炼而成,建立了一种新的层燃锅炉燃烧自动控制模型。
参考文献:
[1] 西安工业自动化仪表研究所四回路调节器编写组.JZTB-40智能式四回路调节器使手册[Z].1988.4.
作者简介:夏李(1968-),男,工程师,研究方向:热能动力应用。