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Cimplicity OpenProcess集散控制系统在循环流化床锅炉上的应用

2025China.cn   2005年07月18日
  前言
  循环流化床锅炉是近几年发展起来的新一代高效、低污染清洁型的燃烧锅炉,具有煤种适应性广、负荷调节性能好、燃烧效率高、环境污染小等优点。因此在电力、供热、化工生产等行业中得到越来越广泛的应用。
  由于循环流化床锅炉的自身的特点所决定,其对自动控制要求较高。但锅炉的燃烧、汽水过程十分复杂,受多种因素的影响,而且由于燃烧系统、汽水系统相互关联耦合性强,过程的非线性和大滞后等特点,给自控设计带来了较大的难度。为了满足控制要求,设计的调节系统均为复杂控制系统,常规的自控方案及自控装置很难收到理想的控制效果。鉴于此,目前国内的循环流化床锅炉的控制一般采用DCS控制。我们采用的是GE Fanuc的OpenProcess集散控制系统。
  1. 循环流化床锅炉自控系统构成
  锅炉检测回路一般根据锅炉厂提供的测点数、测点位置及测点的技术条件进行设计。对于控制回路而言,就要求设计人员在深入研究锅炉运行机理的基础上进行合理的设计。一般的循环流化床锅炉控制系统主要包括以下几个子系统。
  1.1 膛负压控制系统
  采用以总风量为前馈的单回路控制系统,以炉膛出口负压为检测点,通过调节引风机出口挡板(即调节引风量)来保证炉膛在微负压状态下燃烧。
  1.2 料层差压控制系统
  由于循环流化床一般采用间歇排渣方式,故控制方案采用计算机报警提示人工放渣手段。报警限根据负荷的大小可方便的在计算机上进行修改。
  1.3 汽包水位控制系统
  汽包水位控制系统仍采用三冲量为基础的串级控制系统。其特点如下:
  1)采用变PID参数的三冲量控制。
  2)在异常情况下,如液位偏离正常值较大时,采用规则控制,可以快速恢复水位,保证锅炉的安全稳定运行。
  3)当水位控制和主蒸汽温度控制发生矛盾时,可根据矛盾的主要方面进行两者的协调控制。
  1.4 主蒸汽温度控制系统
  传统的做法一般希望以减温器出口蒸汽温度作为副参数、以主蒸汽温度作为主参数构成典型的串级调节系统。但在实际安装过程中发现减温器出口的温度检测点很难安装,因此改用炉膛出口温度点作为前馈信号,也能达到比较满意的效果。 
  另外要注意的一点,由于过热器处的烟气温度较高(900℃左右),减温器所需的减温水量也比较大,所以应考虑到减温水流量范围应该使其满足测量和控制的要求,在实际运用中可以和给水流量的范围选取一致。
  1.5 燃烧控制系统
  燃烧控制系统在锅炉控制中是实现自控难度最大的一种控制系统。燃烧系统受到煤种、煤质、煤粒度、堵煤、返料量等诸多因素的影响,而这些干扰因素往往是不可控的。同时,燃烧系统的稳定与否,不仅是锅炉稳定运行的首要条件,而且对汽水系统影响很大。循环流化床锅炉更是如此。燃烧系统控制的关键是要保证床层温度在允许范围之内,一般控制在850-950℃,避免高温结焦和低温熄火事故的发生。燃烧控制系统是一个多输入、多输出的耦合控制系统,检测量分别为床温、炉膛出口温度、省煤器前的烟气氧含量,控制手段分别为给煤量、一次风量、二次风量。对于这样一个复杂的控制系统,常规的控制策略很难收到满意的效果。因此,国内燃煤锅炉燃烧系统的控制基本都采用手动控制。采用GE Fanuc的OpenProcess的融入操作工经验的智能专家模糊控制系统,采用热电常用的运行规范,实施模糊规则控制。实践证明这种方法是极其有效的。
  1.6 增设现场控制装置
  为满足锅炉点火的需要,在现场增设控制箱,将点火所需的炉膛温度、料层差压参数及鼓风、引风量控制引入控制箱,待点火成功后再切入计算机控制系统。
  摘自北京蓝英通达科技有限公司网站

(转载)

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