1 Oversigt
Olie- og gaskedelproduktion har en historie på mere end 60 år i Kina. De kedler, der blev bygget i det nordøstlige mit land på det tidspunkt, fungerer stadig sikkert i dag. De aktuelt udviklede oliefyr og gasfyr tilføjer energibesparende, miljøvenlige og andre teknologier til de originale gasgeneratorer, hvilket gør dem til effektive, energibesparende, sikre og miljøvenlige teknologier. Den økonomiske drift af kedler er et spørgsmål, der kræver opmærksomhed. Det involverer ikke kun den enkelte økonomi, men har også stor betydning for at spare energi og opnå en bæredygtig og koordineret udvikling i fremtiden, hvor energien bliver mere og mere knap.
Det distribuerede kontrolsystem UW500 er en ny generation af distribueret kontrolsystem udviklet i fællesskab af Hangzhou Youwen og Zhejiang Universitys National Engineering Research Center for Industrial Automation. Det er en ny generation af distribueret kontrolsystem, der lanceres gennem kontinuerlig analyse og sammenfatning, udvikling og innovation, testforbedring og vurdering. Dette system kan væsentligt forbedre automatiseringsniveauet for overvågning og forbedre den økonomiske og pålidelige drift af kedlen.
2. Procesintroduktion
Processen med elproduktion er en proces med energiomdannelse: brændstof kemisk energi damp termisk energi mekanisk energi elektrisk energi. For at sige det enkelt, bruger den brændstof (gas) til at generere varme og opvarme vand til at danne højtemperatur- og højtryks-overhedet damp, som driver turbinen til at rotere og generatorrotoren (elektromagnetisk felt) til at rotere. Statorspolen skærer de magnetiske kraftlinjer af for at udsende elektrisk energi, og bruger derefter step-up transformeren til at stige til Systemspændingen er forbundet til nettet og transmitterer elektrisk energi til ydersiden.
De vigtigste udstyrssystemer til gasfyret elproduktion omfatter: brændstofforsyningssystem, vandforsyningssystem, dampsystem, kølesystem, elektrisk system og andet hjælpebehandlingsudstyr.
Dets elproduktionssystem består hovedsageligt af forbrændingssystem (med kedel som kernen), damp- og vandsystem (hovedsageligt sammensat af forskellige pumper, fødevandvarmere, kondensatorer, rørledninger, vandvægge osv.), elektrisk system (med turbinegenerator, hovedtransformator osv.), kontrolsystem osv. De to første genererer højtemperatur- og højtryksdamp; det elektriske system realiserer transformationen fra termisk energi og mekanisk energi til elektrisk energi; og kontrolsystemet sikrer sikker, rimelig og økonomisk drift af hvert system.
3. Kontrolstrategi
Automatiseringsfunktionen i kedelenheden for det distribuerede styresystem inkluderer dataopsamlingsfunktion (DAS), analog kontrolfunktion (MCS), beskyttelse mod turbineafbrydelse (ETS), sekvensstyringsfunktion (SCS), kedelhovedbrændstofafbrydelsesbeskyttelse (MFT) og informationsstyring og andre funktioner.
1. Gasbrændstofkontrolsystem
Ved generel styring af kedelforbrændingssystem er den primære kontrollerede parameter hoveddamptryk eller -belastning. Styringen af hoveddamptryk og belastningsparametre opnås ved at justere mængden af gas, der kommer ind i kedlen. Kedlens brændstofmængdekontrolsystem er baseret på styring af kedlens udløbsdamptryk, og kedlens hoveddampstrømshastighed bruges som feedforward.
Forbrændingssystemet i højovnsgasgeneratorenheden kan holde kedlen i drift ved en brændstofbelastning på 25 % til 110 % i overensstemmelse med mængden af gas uden at stoppe ovnen så meget som muligt gennem enheden. Ændringen i åbningen af dampturbinens indløbsventil vil forårsage trykparametrene for hoveddampen, og trykket på hoveddampen kan stabiliseres ved at justere brændstoffet gennem feedbackkontrol. Derfor sikrer dette system først højovnsgasindløbstrykket, styrer højovnsgasindgangstrykket ved at justere åbningen af højovnsgasindløbsventilen og styrer brændstoffet, når gastrykket er garanteret.
2. Luftforsyningsvolumenkontrolsystem (røgiltindholdskontrolsystem)
Lufttilførselsstyringen skal ikke kun sikre en sikker forbrænding af kedlen, men også sikre kedlens økonomiske fordele. Luftforsyningskontrolsystemet markerer i sidste ende sikkerheden og økonomien ved dets forbrændingsforhold ved at sikre det optimale iltvolumen ved ovnens udløb.
Luftforsyningskontrolsystemet bruges hovedsageligt til at justere luftfordelingsvolumen af højovnsgassen, og derefter er iltvolumenkorrektionskredsløbet kaskade forbundet med luftforsyningsvolumenkontrolsløjfen.
3. Induceret luftvolumenkontrolsystem (ovnens negative trykkontrolsystem)
I henhold til praksisprojektet for højovnsgaskraftproduktion bruger det inducerede trækkontrolsystem ovnens negative tryk som den vigtigste kontrolparameter, men det samlede luftforsyningssignal kan bruges som et feedforward-signal.
4. Koordineret styring af maskiner og ovne
Hvis hoveddamptrykket ved kedlens udløb ændres, ændres mængden af højovnsgasbrændsel. Hvis mængden af højovnsgasbrændstof ændres, vil det uundgåeligt blive vist gennem ændringer i dets trykparameterværdi. Derfor er styringen af brændstofsystemet at styre forbrændingstilstanden ved at justere åbningen af højovnsgasindløbsventilen for at styre højovnsgasindgangstrykket (i stedet for at kontrollere mængden af gasbrændstofindløb) i forbindelse med styringen af dampturbinen for at styre kedlens hoveddamp. Formålet med pres. Derfor beregnes og styres på den ene side justeringen af kedelbelastningen gennem beregningssystemet for kedelbelastningsfordelingen; på den anden side styres styringen af kedlens hoveddamphovedrørstryk ved at justere turbineventilens åbning.
5. Hoveddamptemperaturstyringssystem
Justeringen af kedlens hoveddamptemperatur skal udformes i overensstemmelse med kedlens egenskaber. Inden for det specificerede kedeldriftsområde, når temperaturreguleringsbelastningen nås (især i områder med lav belastning og høj belastning), styres udgangstemperaturen for første-trins-overhederen til inden for det indstillede område.
Justeringsmængde: overophedning af vandflow
Reguleringsudstyr: reguleringsventil til overophedning af vand
Førende temperatursignal: høj temperatur overhedningsudgangstemperatur
6. Vandforsyningskontrol (tromle vandstandskontrol)
Normal styring bør være et tre-impuls styresystem bestående af dampflow, tromlevandstand og fødevandsflow. Når belastningen er mindre end 30 %, anvendes enkeltimpulsstyring med kun tromlevandstand. Når belastningen er større end 30 %, skiftes den til tre-impulsstyring. En bumpløs skift mellem enkelt-impuls og tre-impuls kontrol bør tilvejebringes, og omvendt.
Senderen, der måler tromlens vandstand, skal være dobbelt redundant, helst tredobbelt redundant, og have trykkompensation, sammenligning og valg.
Den temperaturkompenserede fødevandstrøm bør tilføjes til sprøjtevandsstrømmen for at opnå det samlede fødevandsflowsignal.
Dampflowmålingen skal være tryk- og temperaturkompenseret, og varmehovedrørets flow bør tilføjes for at opnå det samlede dampflowsignal.
Justeret mængde: tromlens vandstand
Justeringsmængde: vandforsyningsflow
Hjælpekredsindgangssignal: fødevandsflow
Feedforward-indgangssignal: hoveddampflow
Figur 1 Beskyttelse af væskeniveau i damptromlen
7. Kondensator vandstandskontrolsystem
Oprethold en vis kondensatorvandstand for at sikre etablering af normalt kondensatorvakuum. Både for høje og for lave vandstande i kondensatoren kan ødelægge kondensatorens vakuum. I kondensatorvandstandsreguleringssystemet udsættes afvigelsen mellem den målte værdi af kondensatorvandstanden og den givne værdi for PID-beregning, og beregningsresultatet justerer åbningen af kondensatorvandstandsreguleringsventilen for at opretholde et konstant kondensatorvand. niveau.
8. Akseltætningstrykkontrolsystem
Ved mellemrummet mellem den indvendige skilleplade og hovedakslen på dampturbinetrinnet, samt det sted, hvor hovedakslen trænger igennem cylinderens yderside, vil dampcylinderen lække ud, eller ekstern luft lække ind, hvilket vil reducere effektiviteten af dampturbinen og forværre enhedens vakuum, hvilket ødelægger den normale drift af dampturbinen. Derfor skal der bruges en akseltætning til at blokere damplækage og luftlækage for at sikre normal drift af dampturbinen. Akseltætningens ydeevne opnås ved at kontrollere akseltætningens damptryk.
I akseltætningstrykreguleringssystemet i dampturbinegeneratorsættet, udsættes den målte værdi af akseltætningstrykket og den givne værdi for PID-beregning, og beregningsresultatet styrer akseltætningens dampforsyningsreguleringsventil for at opretholde akseltætningstrykket ved den indstillede værdi.
9. Vandstandskontrolsystem til kontinuerlige ekspansionsbeholdere
I henhold til vandstandssignalet fra den kontinuerlige ekspansionsbeholder styres den hydrofobe regulator for den kontinuerlige ekspansionsbeholder for at opretholde vandstanden i den kontinuerlige ekspansionsbeholder på den indstillede værdi.
10. Højtryksvarmer vandstandskontrolsystem
Højtryksvarmeren er en varmevekslingsanordning mellem turbineudvindingsdamp og hovedfødevand. Lavtryksvarmeren er en varmeveksler til turbineudsugning af damp og kondensatvand. Deres vandstand er for høj, hvilket kan få vand til at trænge ind i turbinen og forårsage en ulykke.
I højtryksvarmer vandstandsreguleringssystemet sammenlignes den målte værdi af vandstanden med den givne værdi for PID-drift, og driftsresultatet styrer højtryksvarmerens afløbsreguleringsventil, således at den høje vandstand opfylder driftskravene.
11. Lavtryksvarmer vandstandskontrolsystem (generelt ikke tilgængelig i små enheder)
I lavtryksvarmer vandstandsreguleringssystem sammenlignes den målte værdi af vandstanden med den givne værdi for PID-drift, og driftsresultatet styrer lavtryksvarmerens afløbsreguleringsventil, så den lave vandstand opfylder driftskravene. I en nødsituation styres væskeniveauet af den elektriske nødudløserdør.
12. Aflufterens vandstandskontrolsystem
Formålet med at opretholde aflufterens vandstand er at sikre balancen mellem kedelvandsforsyning og efterspørgsel. Afhængigt af produktionsprocessen har aflufterens vandstandskontrol to justeringsmetoder: enkeltimpuls og treimpuls. Forskellen mellem dem ligger i, om det kemiske tilskudsvand tilføres kontinuerligt. Blandt dem ligner treimpulsjusteringsmetoden tromlens vandstandskontrolsystem. Det er en enkelt-impuls justering under opstart og lav belastning, og det er en 3-impuls justering under normal belastning. Skift mellem enkeltimpuls og tredobbelt impuls kan opnås manuelt eller automatisk.
Når aflufterens vandstand når en høj værdi, lukker aflufterens vandstandsregulator, og kondensat recirkulationsventilen åbner. Når vandstanden i aflufteren er for høj, åbnes den elektriske nødudløserdør. Når turbinen er ude af drift, justeres aflufterens vandstand af kemikalieforsyningsvandsventilen.
13. Aflufter trykkontrolsystem
Under opstarten af enheden justeres afluftertrykket ved at åbne anlæggets damphovedrørs reguleringsventil for at opretholde den indstillede værdi for aflufterens tryk.
Under normale belastningsforhold er udluftningstrykjusteringssystemet designet til at sende afvigelsen mellem udluftningstrykmåleværdien og den indstillede værdi til PID til beregning. Beregningsresultatet justerer aflufterens trykreguleringsventil for at styre afluftningen. Enhedens tryk er på den indstillede værdi.
4. Kontrolteknik
UW500 distribueret kontrolsystem er blevet meget brugt i kedelkraftproduktion. UW500 kan fuldføre funktioner, herunder dataindsamling, analog kontrol, ovnsikkerhedsbeskyttelse, elektrisk kontrol, fabriksstrøm offentlig kontrol, varmenetværkskontrol osv. Systemet understøtter 32 kontrolstationer, og systemskalaen når: AIO: 16384, DIO: 32768.
Det distribuerede styresystem UW500 kan overvåge et stort antal punkter, der skal overvåges i kedelstrømproduktion i realtid. Det fremragende design med dobbelt redundans gør systemet mere stabilt og pålideligt.
Figur 2 Systemorganisationsdiagram
Figur 3 Kedel forbrændingssystem
5. Sammenfatning
Brug af det distribuerede kontrolsystem UW500 til at overvåge et stort antal overvågningspunkter kan i høj grad reducere arbejdsbyrden for arbejdere, hvilket gør det muligt at vise en stor mængde spredte data centralt på driftsstationen. Det stabile system gør styringen mere sikker og lettere. Forbrændingen af kedlen er også godt kontrolleret, hvilket forbedrer forbrændingseffektiviteten markant.
