歐陸微機(jī)數(shù)采系統(tǒng)在鍋爐生產(chǎn)監(jiān)控中的應(yīng)用

2　鍋爐自動(dòng)控制策略
2.1　鍋爐汽包水位自動(dòng)調(diào)節(jié)
　　鍋爐汽包水位采用單沖量調(diào)節(jié)時(shí)，當(dāng)蒸汽負(fù)荷突然增大時(shí)，會(huì)產(chǎn)生虛假水位現(xiàn)象，引起給水閥誤動(dòng)作，嚴(yán)重時(shí)有可能造成人員設(shè)備事故。
　　將蒸汽流量信號(hào)引入調(diào)節(jié)系統(tǒng)，當(dāng)蒸汽流量變化時(shí)，在水位還未出現(xiàn)變化前使調(diào)節(jié)閥動(dòng)作，從而達(dá)到減少水位波動(dòng)的目的，即前饋控制；將給水流量PID控制組成控制內(nèi)環(huán)，減小因給水壓力波動(dòng)造成的水位波動(dòng)；水位PID控制組成控制外環(huán)；這樣就形成了三沖量調(diào)節(jié)系統(tǒng)。三沖量調(diào)節(jié)系統(tǒng)既能克服虛假水位現(xiàn)象，又能減小給水壓力的波動(dòng)對(duì)鍋爐汽包水位的影響。
　　當(dāng)蒸汽流量較小或蒸汽流量信號(hào)、給水流量信號(hào)突然發(fā)生錯(cuò)誤時(shí)，水位調(diào)節(jié)系統(tǒng)將三沖量調(diào)節(jié)自動(dòng)切換到單沖量調(diào)節(jié)，如圖2所示。

　　當(dāng)負(fù)荷變化時(shí)，水位差壓信號(hào)和蒸汽流量信號(hào)都發(fā)生變化。水位差壓信號(hào)經(jīng)模擬輸入模塊轉(zhuǎn)換后，通過(guò)PID調(diào)節(jié)，再與經(jīng)模擬輸入模塊轉(zhuǎn)換后的蒸汽流量信號(hào)合成作為給水流量PID的設(shè)定值，去控制給水調(diào)節(jié)閥改變給水量的大小，以維持汽包水位在正常值。
　　在蒸汽流量信號(hào)輸入模塊中和給水流量信號(hào)輸入模塊中分別取低、高報(bào)警信號(hào)送入開關(guān)控制塊(如圖虛線)，實(shí)現(xiàn)三沖量與單沖量自動(dòng)調(diào)節(jié)的切換。

2.2　燃燒系統(tǒng)自動(dòng)調(diào)節(jié)
　　我廠鍋爐為鏈?zhǔn)綘t排燃煤鍋爐。煤斗中的煤下落到爐排上，隨著爐排的向前運(yùn)行進(jìn)入爐膛燃燒。燃燒控制系統(tǒng)的任務(wù)是：根據(jù)鍋爐負(fù)荷變化情況，控制燃料(煤)的加入量，在一定范圍內(nèi)控制爐內(nèi)燃料燃燒的發(fā)熱量，穩(wěn)定鍋爐汽包壓力，使鍋爐系統(tǒng)的熱量供需達(dá)到平衡。同時(shí)，保證燃燒系統(tǒng)中的各主要參數(shù)保持在一定的范圍內(nèi)以確保鍋爐安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。整個(gè)燃燒控制系統(tǒng)分為燃料(煤)、鼓風(fēng)、引風(fēng)3個(gè)子系統(tǒng)，分別控制3個(gè)調(diào)節(jié)變量(燃料量、鼓風(fēng)量和引風(fēng)量)，以維持3個(gè)被調(diào)量穩(wěn)定(汽包壓力、煙氣最佳含氧量和爐膛負(fù)壓)，3個(gè)控制子系統(tǒng)互相協(xié)調(diào)不可分割，如圖3所示。

2.2.1　燃料控制
　　該系統(tǒng)以汽包壓力為主參數(shù)。當(dāng)鍋爐蒸汽負(fù)荷變化時(shí)，汽包壓力發(fā)生變化。通過(guò)調(diào)節(jié)爐排速度來(lái)改變爐膛燃料的供應(yīng)量，保證爐膛發(fā)熱量，將汽包壓力維持在設(shè)定值。
2.2.2　鼓風(fēng)量控制
　　隨著燃料供給量的變化，鼓風(fēng)量也必須作相應(yīng)的調(diào)整，才能獲得鍋爐煙氣中的最佳氧含量，保證燃煤盡可能充分燃燒。
　　為了確保鍋爐的燃燒效率，必須使燃料量與鼓風(fēng)量成適當(dāng)?shù)谋壤P(guān)系，在該系統(tǒng)中則表現(xiàn)為爐排速度與鼓風(fēng)量的比值關(guān)系。由于煤質(zhì)的經(jīng)常變動(dòng)，風(fēng)煤比的比值也應(yīng)做相應(yīng)的調(diào)整，才能保證燃燒的最佳條件即煙氣中的氧含量最佳。在鍋爐負(fù)荷率不同時(shí)，燃料量與鼓風(fēng)量的最佳比值亦有所不同。為此，系統(tǒng)中的鼓風(fēng)量控制系統(tǒng)采用了帶氧量校正調(diào)節(jié)的串級(jí)控制系統(tǒng)。
　　在實(shí)際運(yùn)行中，當(dāng)鍋爐負(fù)荷率高時(shí)，煙氣含氧量可控制在較低水平，而負(fù)荷率低時(shí)，若仍保持不變的煙氣含氧量控制，則爐渣含炭量明顯增加，造成燃料浪費(fèi)，此時(shí)應(yīng)適當(dāng)提高煙氣含氧量的設(shè)定值。因此，煙氣中氧含量的設(shè)定值隨負(fù)荷的變化而變化。鍋爐的負(fù)荷狀況可由鍋爐輸出的蒸汽流量信號(hào)經(jīng)輸入模塊處理，再經(jīng)折線函數(shù)發(fā)生塊F(x)(F(x)是在LINtools軟件中通過(guò)組態(tài)得到)轉(zhuǎn)換后作為氧量控制環(huán)節(jié)的設(shè)定值。現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試得知，鍋爐負(fù)荷在60%以上時(shí)，煙氣氧含量控制在4%～7%時(shí)燃燒工況好，熱效率高。
2.2.3　引風(fēng)量控制
　　為了確保鍋爐安全運(yùn)行，爐膛負(fù)壓只允許在－20～－50Pa之間波動(dòng)。也就是說(shuō)引風(fēng)量必須隨鼓風(fēng)量的變化而變化。將鼓風(fēng)閥位信號(hào)經(jīng)模擬輸入模塊處理后再經(jīng)微分模塊動(dòng)態(tài)補(bǔ)償作為前饋量。動(dòng)態(tài)時(shí)前饋補(bǔ)償發(fā)揮作用，靜態(tài)時(shí)微分信號(hào)消失。

3　系統(tǒng)抗干擾措施
　　為了防止強(qiáng)電對(duì)系統(tǒng)的影響以及避免外圍設(shè)備的電磁干擾，所有強(qiáng)電監(jiān)控部分采用光電隔離器與系統(tǒng)連接，所有弱電監(jiān)控參數(shù)采用DPD現(xiàn)場(chǎng)電源信號(hào)隔離器和DGL直流信號(hào)隔離器。為了減少電源波動(dòng)、停電等對(duì)系統(tǒng)的影響，供電部分采用UPS不間斷電源。這樣就確保了系統(tǒng)安全可靠地運(yùn)行。