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典型解决方案 / Program

循环流化床锅炉DCS控制

循环流化床锅炉DCS控制

1、负荷控制系统

    根据负荷要求,对于负荷控制的实现,最终是通过改变燃料量来完成的。

    燃料量的改变又必然将影响到各台锅炉各自的出口压力,并且也必将会导致炉床温度及炉膛出口温度的改变,故而控制系统必须考虑各参数的相互影响。所以,燃料量控制系统的结构图如图(3)所示:

2、总风量指令控制系统

    主压力控制系统发出的风量指令即为总风量指令。总风量中一、二次风所占比例最大,同时一次风和二次风直接影响锅炉的运行及燃烧工况。

所以,总风量调节系统通过改变一、二次风量的调节指令来保证锅炉所需配风。锅炉主控系统得到的总风量指令与燃料量测量值进行交叉限制后作为总风量控制系统的给定值,以保证负荷增加时先加风后加燃料,负荷减小时先减燃料后减风的要求,从而保证一定的过剩空气系数。

总风量控制系统的给定值与总风量测量值的偏差进行PID运算的结果经过函数处理后送至点火增压风机风量调节系统、一次风量调节系统及二次风量调节系统。控制系统见图(2)所示:

3、燃料量控制(主压力控制):

 根据上述负荷要求,对于负荷控制的实现,最终是通过改变燃料量来完成的。

 而燃料量的改变又必然将影响到各台锅炉各自的过热器出口压力,并且也必将会导致炉床温度及炉膛出口温度的改变,故而控制系统必须考虑各参数的相互影响。所以,燃料量控制系统的结构图如图(5)所示:

 

4、一次风量控制系统(炉床温度调节系统)

    总风量控制系统发出的一次风量指令作为一次风量控制系统的给定值,与一次风量的测量值的偏差经PID运算后,运算结果去控制一次风门挡板开度,以调节送入炉膛的一次风量。(一次风量测量值是在考虑了温度修正和压力修正后才送入PID中进行运算的。)

一次风量指令在进行处理时,需要考虑煤质的特性及负荷变化情况。煤种不同时,助燃空气量会有所不同。同时,负荷变化时一次风量占总风量的比例也会发生变化。

    由于返料方式为高温返料方式,锅炉床温的调节主要由一、二次风配比调节,故在构造一次风量调节系统时加上了床温修正回路。

    如果床温偏高,增加一次风量;如果床温偏低,则减小一次风量。而当床温偏高,增加了一次风量,则总风量相应增加;总风量调节回路输出减小,则一次风、二次风指令减小;最后达到平衡时,一次风增加,二次风减小,从而达到调节床温的目的。控制系统见图(6)所示:

 

5、二次风量控制系统

    二次风量控制系统采用串级控制系统,其目的是调节烟气含氧量。烟气含氧量测量值与其给定值的偏差送入主调节器进行PID运算,运算结果与总风量指令控制系统发出的二次风量指令一起进行函数处理后作为副调节器的给定值,再与二次风量测量值进行PID运算,运算结果做为二次风流量的控制指令。

    由于燃料量变化到烟气含氧量变化需要一段时间,故在二次风量调节系统中直接对燃料量进行处理,把其结果作为前馈信号加到控制输出中,以提高控制系统的快速响应性。

    在对给煤量进行处理的f(x)函数中,考虑了负荷指令及一次风量等因素,其运算结果直接叠加到PID运算的输出上。控制系统见图(7)所示:

6、 主温度控制:

    主温度控制系统采用串级控制系统。主温度测量值作为主调节器的反馈输入值,与主温度设定值进行PID运算后送入副调节器,在副调节器中与减温器出口汽温进行PID控制运算,其运算结果经限幅后送至执行机构,调节喷水减温水阀门。

    由于主流量变化时,喷水量应相应地发生变化,故在主温度控制系统中把主流量信号以前馈形式引入控制系统中。

    为保证主温度控制系统的有效工作,针对不同负荷、不同温度偏差值及温度偏差的变化情况从多组PID参数中选择一组合适的参数去控制主温度。在异常情况下,控制系统由自动切换至手动操作。控制系统见图(11)所示:

、料床差压控制系统

    对于某一特定的锅炉,料床床层厚度与料床差压具有一一对应关系。所以,料床床层厚度可以通过调节料床差压来实现。在料床差压调节系统中,料床差压测量值与料床差压给定值的偏差进行PID运算后,其运算结果控制锅炉排渣机构,以使料床差压满足锅炉运行要求。而料床差压的给定值是在综合考虑锅炉负荷、燃用煤种等因素后得到的。控制系统见图(12)所示:

 
9、引风控制(炉膛负压控制)

    炉膛压力调节的目的是保持炉膛压力为一定的负压。CFB锅炉的炉膛负压控制也是通过调节引风机挡板实现的。

    但是,CFB锅炉炉膛负压的调节特点与普通的煤粉锅炉略有不同。进入烟道的烟气顺序经过过热器、省煤器、空预器等受热面,然后进入电除尘器后由引风机抽至烟囱排走。炉膛下部床面附近是微正压,在低负荷时炉膛负压点较低,高负荷时负压点升高。也就是说炉膛负压取样点的控制参数是锅炉负荷的函数。

    压力调节器定值也可手动设定。一、二次风量之和作为负压调节回路的前馈信号,当锅炉负荷变化时,一、二次风量相应变化,预先动作引风机调节挡板。

    比较炉膛压力三重冗余变送器的输出值,并取其中值作为炉膛压力控制系统的反馈信号。

系统应将风量指令信号作为超前变化的前馈信号,使炉膛压力的波动最小。

    在引风机控制中,有一个方向性闭锁作用。即在炉膛压力低时,闭锁引风机入口挡板及引风机转速的进一步开大;在炉膛压力高时,闭锁引风机入口挡板及引风机转速的进一步关小。

    控制系统还包括“火焰丧失”预处理回路,以便将较高的压力偏差减至最小。在发生主燃料跳闸(MFT),且风量大于30%时,在压力控制系统中产生一个超驰控制信号,使引风机快速关小。该信号(MFT火焰丧失)随时间而衰减(时间可调),直至恢复正常的挡板控制。不需要运行人员干预,并且对控制系统不产生扰动。

    轴流风机有防喘振控制和风机启动联锁。

点击数:1568 录入时间:2014-10-22 19:40:30【打印此页】【返回

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