基于汽水平衡原理的锅炉汽包水位控制系统优化-论文.pdf

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1、系统解决方案0000000基于汽水平衡原理的锅炉汽包水位控制系统优化王娟。周西涛(山东钢铁股份有限公司莱芜分公司自动化部，山东莱芜271104)摘要：介绍型钢220t／h锅炉自动控制系统的应用，并对锅炉汽包水位控制的优化进行阐述。关键词：锅炉；汽包水位；优化OptimizationofControISystemofBoilerDrumWaterLeveIBasedonthePrincipleofWaterBalanceWANGJuan，ZHOUXi-tao(AutomationDepartmentofLaiwuBranchofShandongIron&SteelCo．LTD，Laiwu2711

2、04，China)Abstract：Theapplicationof220t／hboilerautomaticcontrolsystemisintroduced．Theoptimizationofboilerdrumwaterlevelcontroliselaborated．Keywords：boiler；thedrumwaterlevel；optimization0引言表1锅炉主要参数4#锅炉参数值锅炉汽包满、缺水事故是长期困扰火力发电厂额定蒸发量(最大蒸发量)／(t／h)220(240)安全的重大恶性事故之一．保持锅炉汽包水位在正过热蒸汽压力／MPa9．81±0．49常范围内是锅炉运行的一

3、项重要安全性指标由于汽包工作压力／MPal1．27负荷、燃烧T况及给水流量的变化，汽包水位会经常过热蒸汽温度／℃535(+5、一10)变化水位过高或急剧波动会引起蒸汽品质恶化和锅炉给水温度／℃l58排烟温度／℃l50～170带水．造成受热面结盐．严重时会导致汽轮机水冲击冷风温度／oc2O振动、叶片损坏；水位过低会引起排污失效，炉内加燃料种类高炉煤气、焦炉煤气药进入蒸汽．甚至引起下降管带汽．影响炉水循环工燃料消耗量／(NmS／h)236814(高炉)况．造成炉管大面积爆破汽包水位测量和控制问题造成的恶性事故时有发生．严重影响火电厂运行的2自动控制系统安全性220t／h锅炉为高温高压纯烧高炉煤气燃

4、气锅炉．1莱钢220t／h锅炉锅炉点火用焦炉煤气．助燃风为空气控制系统采用施耐德PLC，共设计一套PLC系统，两台上位机，上位莱钢型钢220t／h锅炉为高温高压锅炉．按纯机与PLC之间采用工业以太网通信编程软件采用烧高炉煤气设计．锅炉点火稳燃用焦炉煤气．在高UnitvProV5．0．监控软件采用IFIX5．1炉煤气不足时燃烧器最多可燃用30％负荷的焦炉PLC系统由一个工程师站、一个操作员站组成．煤气．焦炉煤气燃烧器也是点火燃烧器设计高炉采用相同的上位机配置：P42．0G／256M内存／21”彩显／煤气低位发热值为3093kJ／Nm．焦炉煤气为USB／网卡控制系统网络结构如图1所示17564kJ

5、／Nm．锅炉燃料量高炉煤气为236814Nm，／h．单只燃烧器出力为20000Nm3／h主要参数如表1所示作者简介：王娟(1981一)，工程师，从事自动化控制的研究与系统维护工作。收稿日期：2014．03．08图1控制系统网络结构自动化应用2014。7期1系统解决方案____雾3汽包水位控制的应用与优化将汽水平衡原理引入到汽包水位控制中．即主给水量：主蒸汽量+锅炉排污流量．同时对锅炉排污锅炉运行中是通过水位测量系统来监视和控制流量采取虚拟测量技术．不仅能有效消除因汽机负汽包水位的当汽包水位超出正常运行范围时，报警荷变化时引起的锅炉汽包虚假水位变化对控制的影系统将发出报警信号．保护系统将立即采取

6、必要的保响．而且调节速度快，无过调现象控制原理如图3护措施．以确保锅炉和汽轮机的安全所示SP1：汽包水位设定值：PV1：选取水位计平均3．1汽包水位控制系统优化的必要性值；SP2：给水流量设定值(SP2=PID1输出值+蒸汽目前．电厂锅炉多采用传统的三冲量汽包水位流量+△F)：PV2：给水流量；△F：锅炉排污流量(采控制方式．汽包水位测量采用平衡容器水位计．水用软测量技术)：PID2输出值即为给水调节阀门的位的选取是由操作员从画面上选择多个水位计中开度的一个值．参与水位控制及联锁报警等。这种选取方法最大的缺点是．一旦选取的水位计出现异常(如受到f扰、平衡容器漏水、差压变送器故障等)，系统会发出

7、错误报警信号或停炉信号导致锅炉停炉停止供汽：更严重的是．系统没有发出报警或停炉信号．而给水调节阀按不正确水位进行调整．导致实际水位过高或过低．对汽机或锅炉造成严重损坏三冲量控制虽然消除了虚假水位对控制的影图3汽水平衡控制原理响．但存在一定的滞后和过调，控制精度低．当锅炉排污时汽包水位波动很大．不利于锅炉的安全运在排污量没有发生变化时．锅炉处于汽水平衡行。状态．PID1输出值0：排污发生变化时汽水平