汽包鍋爐給水控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)-wenkub
2022-09-13 16:52:11 本頁(yè)面
【正文】 r M Series device to standard 68pin accessories. Two cables are required to access pins on the twoconnector M Series devices. The SHC6868EPM is RoHSpliant. 汽包鍋爐給水控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 25 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如圖 ： 圖 表 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)所選儀器匯總?cè)缦拢? 儀器名稱 數(shù)據(jù)采集卡 接線端子 數(shù)據(jù)傳輸線 所選型號(hào) NI PCI6221 SCB68 SHC6868EPM 生產(chǎn)廠家 NI NI NI 汽包鍋爐給水控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 26 5 數(shù)據(jù)采集程序設(shè)計(jì) LabVIEW 數(shù)據(jù)采集介紹 LabVIEW 是實(shí)驗(yàn)室虛擬儀器集成環(huán)境 (Laboratory Virtual Instrument Engineering)的簡(jiǎn)稱，是美國(guó)國(guó)家儀器公司（ NI）推出的 一款用圖標(biāo)代替文本行創(chuàng)建應(yīng)用程序的圖形化編程軟件，它廣泛地被工業(yè)界、學(xué)術(shù)界和研究實(shí)驗(yàn)室所接受，視為一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)采集和儀器控制軟件。變送器輸出為 0~20mA 的電流，采樣率要求最好達(dá)到 1K 以上，分辨率可選高點(diǎn)，故可采用 NI 公司的 NI PCI6221 數(shù)據(jù)采集卡。一般最好能夠使進(jìn)入采集卡的電壓范圍剛好與其符合，以便利用其可靠的分辨率范圍。例 如，三位的 A/D 轉(zhuǎn)換把模擬電壓范圍分成 23=8 段，每段用二進(jìn)制代碼在 000 到 111之間表示。 ②采樣方法 采集卡通常都有好幾個(gè)數(shù)據(jù)通道，如果所有的數(shù)據(jù)通道都輪流使用同一個(gè)放大器和 A/D 轉(zhuǎn)換器，要比每個(gè)通道單獨(dú)使用各自的經(jīng)濟(jì)的多，但這僅適用于對(duì)時(shí)間不是很重要的場(chǎng)合。 綜上可知，本次測(cè)量所需選用的測(cè)量?jī)x器如表 ： 汽包鍋爐給水控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 20 表 所需儀器匯總表格 儀器名稱 WDP低壓偏差云母水位計(jì) 181S系列射頻電容液位變送器 PT142高溫熔體壓力傳感器 BP801型擴(kuò)散硅壓力變送器 E型鎳鉻— 銅鎳熱電偶溫度計(jì) STP5FHdn125型孔板流量計(jì) KYLG一體化孔板流量計(jì) 生產(chǎn)廠家 河北天星闊藍(lán)木金屬有限公司 江蘇陽(yáng)光自動(dòng)化設(shè)備有限公司 佛山市普量電子有限公司 安徽天康（集團(tuán)）股份有限公司 北京華電國(guó)冶技術(shù)有限公司 江蘇進(jìn)源儀表廠 江蘇康宇自動(dòng)化設(shè)備有限公司 汽包鍋爐給水控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 21 4 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng) 選型 數(shù)據(jù)采集基本知識(shí) 一個(gè)完整數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的基本組成，包括原始信號(hào)、信號(hào)調(diào)理設(shè)備、數(shù)據(jù)采集設(shè)備和計(jì)算機(jī)。具體如下： 表 WRNK231鎳鉻 — 康 銅熱電偶溫度計(jì) 熱電偶名稱 分度號(hào) 測(cè)量范圍 常用溫度 最大誤差 生產(chǎn)廠家 鎳鉻 — 康銅 E 0~700 ℃ 600℃ 177。 ②安裝方便：內(nèi)裝式結(jié)構(gòu)尤其顯示出這一特點(diǎn)，無(wú)需任何專用工具，十幾分鐘即可裝好。對(duì)哈爾濱鍋爐廠生產(chǎn)的亞臨界自然循環(huán)鍋爐， 汽包水 位達(dá)＋ 120mm時(shí)自動(dòng)開(kāi)啟事故放水閥，汽包水位降至 0mm時(shí)自動(dòng)關(guān)閉事故放水閥。 50mm 內(nèi)。并且總的給水流量不僅包括從主管道測(cè)出的進(jìn)入鍋爐汽包的給水流量，還應(yīng)包括減溫水量。 汽包鍋爐給水控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 14 3 測(cè)量?jī)x表選型 給水控制系統(tǒng)測(cè)量任務(wù) 給水控制系統(tǒng)中需要測(cè)量汽包水位、給水流量、蒸汽流量，因此所選取的測(cè)控設(shè)備主要有汽包水位計(jì)，給水流量計(jì)， 蒸汽流量計(jì)。 當(dāng)汽泵與電泵流量相近時(shí)，可將汽泵投自動(dòng)，此時(shí)汽動(dòng)給水泵將按三沖量方案自動(dòng)調(diào)節(jié)。 ③汽泵投運(yùn) 汽包鍋爐給水控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 13 隨著負(fù)荷進(jìn)一步升高，則需暖汽泵組并啟動(dòng)。 PID 調(diào)節(jié)器③（又稱為給水流量調(diào)節(jié)器）接受給水流量反饋信號(hào)，當(dāng)給水流量由于擾動(dòng)而發(fā)生波動(dòng)時(shí)，該調(diào)節(jié)器會(huì)快速地調(diào)節(jié)泵的轉(zhuǎn)速，有效克服給水波動(dòng)。在電泵轉(zhuǎn)速控制投自動(dòng)的同時(shí)，啟動(dòng)控制閥 M/A 站，自動(dòng)地切換成手動(dòng)，以防止責(zé)任不分，互相干擾。 2）隨著負(fù)荷的升高，要求的給水量增加，該啟動(dòng)控制閥逐漸開(kāi)大，到了一定開(kāi)度以后，調(diào)節(jié)性能變差，這時(shí)應(yīng)該手動(dòng)逐漸打開(kāi)主給水閥，或者，當(dāng)負(fù)荷增加控制閥開(kāi)大以后，當(dāng)發(fā)現(xiàn)控制閥已無(wú)法再對(duì)給水進(jìn)行調(diào)節(jié)時(shí)，手動(dòng)升高電泵轉(zhuǎn)速，提高壓頭，增加給水。在電動(dòng)泵和汽動(dòng)泵相互切換的過(guò)渡運(yùn)行工況時(shí)，三臺(tái)給水泵可同步調(diào)節(jié)給水流量。當(dāng)給水流量自發(fā)性擾動(dòng)和蒸汽流量改變時(shí)，迅速調(diào)節(jié)給水流量，以保證給水流量與蒸汽流量平衡。其控制方案如圖該控制方案系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，投資少，易實(shí)現(xiàn)。在啟動(dòng)或低負(fù)荷運(yùn)行過(guò)程中，由于鍋爐需要供水量很小，常會(huì)造成使給水泵工作流量太小的情況，從而使泵得不到足夠的冷卻而引起泵的汽蝕，甚至振動(dòng)。 蒸汽量擾動(dòng)主要取決于汽輪機(jī)的運(yùn)行 工況，屬于外部擾動(dòng)，鍋爐燃燒率擾動(dòng)其實(shí)也是一種間接的外部擾動(dòng)。 圖 汽包鍋爐給水控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 8 水位的變化為上述兩者變化之和，即 H(t)=H1(t)+H2(t) 傳遞函數(shù)也為兩者之和，即 式中 T—— H2 的時(shí)間常數(shù)，約為 10~20s。 圖 ①給水流量 w 對(duì)水位的干擾： 在平衡狀態(tài) 突然加大給水量，雖然給水量大于蒸發(fā)量，但由于溫度較低的給水進(jìn)入水循環(huán)系統(tǒng)后，要從原有飽和汽水中吸取一部分熱量使得水面下氣包容積有所減少，進(jìn)入水系統(tǒng)的水首先去填補(bǔ)汽水管路中氣包所讓出的空間，只有當(dāng)氣包容積不再變化時(shí)，水位才隨給水量的增加呈線性上升。 表 蒸汽壓力MPa 蒸汽溫度 ℃ 給水溫度 ℃ 最 大 連 續(xù) 蒸 發(fā) 量 (t/h) 發(fā)電功率 MW 540/540 250280 1025 300 給水任務(wù) 鍋爐給水控制的任務(wù)是使給水量對(duì)應(yīng)于鍋爐的蒸發(fā)量，以保持鍋爐運(yùn)行過(guò)程中的汽水流量平衡，并維持汽包水位在正常的規(guī)定范圍內(nèi)波動(dòng)。 鍋爐汽包水位測(cè)量 鍋爐運(yùn)行中，我們是通過(guò)水位測(cè)量系統(tǒng)來(lái)監(jiān)視和控制汽包水位的。因此，可知保持鍋爐汽包水位處于正常范圍內(nèi)波動(dòng)是鍋爐運(yùn)行的一項(xiàng)重要安全性指標(biāo)，必須對(duì)其進(jìn)行透徹的理解。 鍋爐氣包水位是確保安全生產(chǎn)和提高優(yōu)質(zhì)蒸汽的重要變量。當(dāng)汽包水位超出正常運(yùn)行范圍時(shí)，報(bào)警系統(tǒng)將發(fā)出報(bào)警信號(hào)，保護(hù)系統(tǒng)將立即采取必要的保護(hù)措施，以確保鍋爐和汽輪機(jī)的安全。一般國(guó)產(chǎn)的 300MW 機(jī)組的汽包鍋爐蒸發(fā)量為 1025t/h，而泡包的容積僅為 30~40m179。由上述分析，給水量擾動(dòng)時(shí)，水位調(diào)節(jié)對(duì)象有一定的慣性與滯后。k—— H2的放大系數(shù)； ε──飛升速度。很顯然這兩種物理量是不可能作為調(diào)節(jié)汽包水位的調(diào)節(jié)手段的，調(diào)節(jié)作用量只能選擇給水量。因此，在調(diào)節(jié)給水量的過(guò)程中，必須保證給水泵的工作流量不低于滿足泵足夠冷卻的最小冷卻水量。但它不能克服“虛假液位”的影響，且不能及時(shí)反映給水量的擾動(dòng)，控制作用遲緩，因此，只在鍋爐啟動(dòng)及低負(fù)荷階段進(jìn)行控制。由于水位偏差由主調(diào)節(jié)器負(fù)責(zé)校正，所以蒸汽流量強(qiáng)度系數(shù)α的大小可以根據(jù)鍋爐“虛假水位”的 FT LTΣFTΔPI 2f (x )ασ+串級(jí)三沖量給水控制系統(tǒng)A ΔPI 1++wd 圖 嚴(yán)重程度來(lái)確定，使得負(fù)荷在變化時(shí)，蒸汽流量的前饋調(diào)節(jié)作用更好的客服“虛假水位”的影響，改善調(diào)節(jié)品質(zhì)。 ①電泵啟動(dòng) 1）啟動(dòng)之初，主給水閥關(guān)閉，電泵定速運(yùn)行，通過(guò)啟動(dòng)控制閥的節(jié)流作用，調(diào)節(jié)給水流量控制水位。 3）隨著負(fù)荷繼續(xù)升高，給水壓力已升得較高，閥門承受的節(jié)流壓差也越來(lái)越大，當(dāng)啟動(dòng)控制閥門已開(kāi)到 90%以后，可以將電動(dòng)給水泵轉(zhuǎn)速控制投自動(dòng)。如前所述，隨負(fù)荷升高，節(jié)流加強(qiáng)，所以此時(shí)應(yīng)手動(dòng)打開(kāi)主給水閥。用蒸汽流量信號(hào)作為給水流量調(diào)節(jié)器 PID③的設(shè)定值的一部分，是為了使進(jìn)入鍋爐的給水量于流出鍋爐的蒸汽量隨時(shí)保持平衡，這樣可以有效地克服虛假水位對(duì)調(diào)節(jié)品質(zhì)的影響。逐步升高小機(jī)轉(zhuǎn)速，升高泵的出壓頭，轉(zhuǎn)速大于額定要求轉(zhuǎn)速時(shí)，小機(jī)可投入遙控方式，此后，可在小機(jī)的 M/A站上控制轉(zhuǎn)速。將電動(dòng)泵轉(zhuǎn)速控制 M/A 站
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