某锅炉减温水调节方案优化与实施

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1、792化工自动化及仪表第39卷某锅炉减温水调节方案优化与实施许辉桂波杨敏(兖矿集固有限公司南屯电力分公司，山东济宁”3515)摘要指出某公司锅炉减温水调节系统存在的问题，对该问题的原因进行深入分析，通过签定调节系统PID参数、加蓑信号隔离装置等措施达到优化调节方案的目的。关键词PID调节锅炉减温水蒸汽温度DCS系统中围分类号TH862+．6文献标识码B文章编号1000-3932(2012)06-0792-04在锅炉运行时，减温水流量的控制是决定锅炉出口蒸汽温度的关键，其控制性能直接影响着机组是否能安全、经济地运行⋯。

2、为提高工作效率、控制恒定的蒸汽温度参数，减温水流量必须根据锅炉的运行情况始终控制在一个适当的范围内。因此，笔者根据某公司锅炉减温水调节系统存在的问题进行分析，并制定优化方案。1问题描述南屯电力分公司5。锅炉设计为两级喷水减温系统，蒸汽温度的控制采用串级控制调节，I级减温水的主调节器响应Ⅱ级过热器出口温度值和设定值之间的温差，副调节器响应主调节器和I级过热器出口蒸汽温度之间的温差，使离开Ⅱ级过热器的蒸汽温度控制在480℃。Ⅱ级减温水的主调节器响应Ⅲ级过热器出口温度值和设定值之间的温差，副调节器响应主调节器和Ⅱ级过热器出

3、口蒸汽温度之间的温差，使离开Ⅲ级过热器的蒸汽温度控制在535℃。减温水逻辑控制如图l所示。手动设定值主调节器尉调再器Ⅱ缀过热器出r1蒸汽温噬上蒸汽流鞋Ⅱ绒过热嚣入rI蒸九温度I级减温水凋符闷TcV2103图l减温水逻辑控制示意图锅炉减温水调节系统主要通过控制减温水流量来达到控制锅炉出口主蒸汽温度的目的。温度调节具有很强的滞后性，若减温水不用自动控制方式运行便容易出现主蒸汽温度过高或过低的现象‘”。通过查阅5‘锅炉的运行日志，统计出2010年5’锅炉减温水的月平均自动投入时间(表1)。表l5‘锅炉减温水的月平均自动投入

4、时间h参考表I数据可知，5‘锅炉减温水的月平均自动投入时间为325h，一年为3575h，而5。锅炉全年运行时间为6742h，减温水的自动投入时间仅占运行时间的53％。由此可知，减温水自动调节系统自动投入率过低，使得锅炉的运行存在安全隐患。因此，优化减温水调节系统调节方案、提高自动投入率是亟待解决的问题。2原因分析针对减温水调节系统调节品质不高、自动投入率低等问题，笔者利用头脑风暴法．对因热工故收秘日期：2012JD4，28(修改疆)全器丁丢叵坐T第6期许辉等，某锅炉减温水调节方案优化与实施障造成5’锅炉减温水调节品质

5、差、月平均自动投入时间短的原因进行了分析，找到3个关键影响因素。2．1PID参数设置不当用实验分析的方法可知，蒸汽温度判定标准为I级过热器蒸汽温度范围480士5℃，Ⅱ级过热器蒸汽温度范围535士5℃。自动控制主要靠PlD调节实现，PID参数设置不合适可能导致自动调节效果差，造成蒸汽温度超出规程要求的范围。通过查阅DcS系统资料得知，减温水自动调节的PID参数设置为：I级减温水P(1．2)、I(O．4)、D(O．1)；Ⅱ级减温水P(1．5)、I(O．3)、D(O．2)。为检验调节效果，验证PID参数设置是否最优，查阅D

6、Cs系统数据库，随机抽查lo次自动投入时两级过热蒸汽的温度(表2)。结果表明，减温水投入自动时．过热蒸汽温度不能控制在规程规定的范围内，自动调节效果差。因此，PID参数设置不合适。表2过热器温度变化℃2．2输入／输出信号波动过大用现场测量的方法可知，减温水自动系统相关联的信号判定标准为ls内输入／输出信号的波动是否不大于O．1mA。在机组负荷稳定的工况下，对减温水自动系统相关联的信号在1s内的变化情况进行了统计分析。结果表明，减温水调节阀的输入／输出信号波动较大，投入自动时调节阀振荡频繁、影响调节品质。2．3操作画面

7、不直观用调查分析的方法可知，操作画面的判定标准为是否能一键进入设备的操作界面。减温水自动调节为串级调节系统，调节阀相关联的为第2级副调节系统，副调节系统接收上一级主调节系统的输出信号。运行人员控制的温度信号在主调节系统中输入，由于主调节系统不关联设备，操作较为专业，因此需要有直观的操作画面指导操作人员。3解决方案探讨与实施笔者针对分析出的3个原因制定解决方案：整定PlD参数、部分信号增加隔离器和制作调节系统操作画面¨一。。采用正交实验的方法重新整定PID参数。实验目的是稳定调节阀的减温性能，保证过热蒸汽温度；实验考核

8、指标为过热器蒸汽温度范围符合I级480±5cc、Ⅱ级535±5℃；根据DcS系统自动控制方式可确定，需要重新整定的参数分别为比例P、积分时问I、微分时间D；在原来参数设定值的基础上扩大范围，每个参数选3个位级，选用L9(34)正交表，做9次实验。I、Ⅱ级过热器选用位级表见表3。表3I、Ⅱ级过热器选用住级按照选用的正交表将参数位级表中的因素序列上