日立PLC在煤粉锅炉控制系统中的应用

一、系统概述:

本系统主要是针对煤粉蒸汽或热水锅炉的控制。具有锅炉水位自动控制、燃烧经济性自动控制、炉膛负压自动控制、炉压波动补偿点火系统、蒸汽超压、缺水保护等自动联锁保护功能。

本系统的控制方式分集控自动/集控手动/就地,三种方式可转换。锅炉正常运行生产时,使用集控自动方式,设备按工艺要求的顺序和流程由中央控制台自动控制、联锁保护；集控手动时,可在中央控制台操作各设备,有互锁和联动关系；就地时,在现场操作可启停设备,闭锁集控,保护现场操作人员的安全。

二、系统的实现:

①、初始化

首先检测各电气设备已通电,并且有动作；然后依次检测锅炉水位是否低于下限,蒸汽压力是否超限,煤粉罐料位是否低于下限,中间料仓是否低于下限,如上述条件有任意一条为“是”均不能。

②、点火

首先关闭一、二次风电动调节阀,然后依次启动引风机、二次风机、全开二次风阀门,如任意动作未执行,则停炉并报警；如设备运行正常,则延时吹扫1分钟,然后调节二次风电动阀至设定位置,启动点火枪,此时监测火焰是否建立,延时30秒,启动一次风机,调节一次风阀门至设定位置,启动搅拌器,启动给料螺旋并调节至设定转速,此时监测火焰是否建立,如火焰建立,则油与煤粉混燃10分钟后关闭点火枪,火焰检测器继续监测火焰是否建立,如上述任意条件为“否”或任意动作未执行,则执行停炉控制程序。

③、运行

实时监测蒸汽压力,如超过设定压力,则执行停炉控制程序；如未超出设定压力,则执行经济燃烧控制程序。

④、停炉

首先检测点火枪是否关闭,然后依次停止搅拌器、供料螺旋、一次风机；将二次风阀门调至全开位置,延时吹扫1分钟后；检测炉膛温度直至低于设定温度后停止引风机、停二次风机,关闭一、二次风阀门。

1、锅筒水位自动控制

根据本系统锅炉容量,采用单冲量控制方式。

2、燃烧经济性自动控制

根据5分钟内对烟气中氧气含量检测的平均值,改变送风量的大小,进而达到调节锅炉经济、高效燃烧的目的。

燃烧经济性自动控制条件:

①、在一定的采样周期内,实际含氧量浓度变化率大于或小于工艺设定的含氧量目标值时,差值经PID运算后控制二次风阀执行器,执行器调整二次送风量,并在一定的时间内保持,以满足燃烧的经济性。

②、在一定的采样周期内,实际含氧浓度变化率在工艺含氧量目标值范围内时,系统不做运算,二次送风量保持原状态。

3、炉膛负压自动控制

考虑到燃烧过程的波动性,控制系统应设有死区不响应功能。但是当炉压持续出现波动时,起动给油泵,同时点火器动作并延时,当炉压趋于稳定,关闭点火器同时停给油泵。启动给油泵、点火器点火并在给定的延迟时间内炉压还不能趋于稳定状态,则停止锅炉的运行。

4、中间粉仓料位自动控制

根据粉仓重量控制煤粉罐旋转阀的启停,当中间粉仓重量到达下限时,启动旋转阀；当中间粉仓重量到达上限时,停止旋转阀。

5、煤粉锅炉系统连锁保护

①、水位保护

锅炉水位报警共设定水位高、水位超高、水位低、水位极低等4种水位报警信号。

锅炉水位保护共社水位超高、水位极低等两种保护。当水位超高或极低时停止锅炉运行。

②、蒸汽压力超高保护。当蒸汽压力超过设定的压力保护值时停止锅炉运行。

③、锅炉炉膛熄火保护。即锅炉在正常的运行状态下的非正常的熄火保护。

④、紧急停车保护。在现场设备调试及设备试运行期间,如果设备出现故障而设置的手动紧急保护功能

三、控制系统硬件配置:

根据工艺要求及操作使用方便,本系统将配置:低压电气柜一台和操作箱一台。

(1) 主要的低压电气元件选用国际知名品牌富士。

(2) 数据集中采集及控制采用国际知名品牌日立EH-150系列。

(3) 变频器采用国际知名品牌日立L300P系列。

(4) 集中监控采用工控机。

(5) 温度传感器选用符合IEC国际标准的热电阻和热电偶。

(6) 锅筒水位采用配备就地式水位表和高精度的压差变送器。

(7) 蒸汽压力采用蓝宝石高温压力传感器。

(8) 蒸汽流量和给水流量采用一体化带温补的涡街流量计。

四、 结束语:

该高效煤粉锅炉控制系统可靠性高、自动化程度高、使用方便、操作简单、功能丰富、控制灵活,满足用户的控制要求,运行正常稳定。

北京太工天成测控技术有限公司

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