【文章內(nèi)容簡介】 831℃ 對流管束出口煙溫： 345℃ 省煤器出口煙溫： 200℃ 空氣預(yù)熱器出口煙溫（排煙溫度）： 143℃ 鍋爐設(shè)計(jì)熱效率： % 鍋爐儀表及 控制系統(tǒng) 1）控制方案設(shè)計(jì)概述 根據(jù)用戶需求， 本方案采用西門子 S7— PLC+EM235 模塊及 PLC 內(nèi)豐富的數(shù)據(jù)處理、運(yùn)算指令，架構(gòu)系統(tǒng)控制算法程序，實(shí)現(xiàn)鍋爐 的給水、燃燒等自動(dòng) /手動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)。 PLC 監(jiān)控系統(tǒng)所有測控點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)運(yùn)行故障、數(shù)據(jù)采集及傳輸故障的實(shí)時(shí)監(jiān)控。一旦數(shù)據(jù) 采集或變送器出現(xiàn)故障（如斷線等），系統(tǒng)可輸出報(bào)警信息、必要時(shí)自動(dòng)停止 鍋爐運(yùn)行。 PLC 主要用于以開關(guān)量 、 模擬量為主的機(jī)器順控系統(tǒng)，鍋爐控制是一個(gè)典型的以開關(guān)量 、 模擬量控制為主的過程控制系統(tǒng)， PLC 的編程語言為梯形圖，梯形圖用于以模擬量控制為主的過程控制系統(tǒng)編程和可讀性都很 好 。 節(jié)能降耗效果尤為明顯。 PLC 主要用于以模擬量控制為主的過程控制系統(tǒng) (典型的如鍋爐控制，牽涉到壓力、溫度、液位的調(diào)節(jié) )，主要用功能塊編程語言，編 寫以模擬量控制為主的過程控制程序方便簡潔； 有水及蒸汽 熱力計(jì)算所需要的功能塊 。 以 PLC為核心的系統(tǒng)，由于經(jīng)濟(jì)性 好 ，有控制器和上位機(jī)的冗余功能，鍋爐的控制系統(tǒng)需配后備硬手操及主要變量顯示表。 PWS 觸摸屏作為系統(tǒng)人機(jī)界面，通過觸摸屏與 PLC 的數(shù)據(jù)通訊，鍋爐控制、 11 運(yùn)行等數(shù)據(jù)可實(shí)時(shí)顯示，同時(shí)觸摸屏實(shí)現(xiàn)鍋爐運(yùn)行數(shù)據(jù)設(shè)置、運(yùn)行狀態(tài) /故障報(bào)警信息、歷史事件記錄等功能。一臺(tái)觸摸屏替代原一臺(tái)鍋爐控制系統(tǒng)上多臺(tái)操作/顯示儀表。將極大方便司爐工的操作、運(yùn)行觀察。 鍋爐控制系統(tǒng) S7— PLC 還可通過增加 profibus— DP 接 口模塊組成網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)上位監(jiān)控。為今后管控一體化，打下基礎(chǔ)。 汽包水位控制系統(tǒng)圖 熱工類儀表近年來 國產(chǎn)品牌質(zhì)量有了較大提高，為降低自控 投入，結(jié)合近年實(shí)際工程經(jīng)驗(yàn)，方案擬選用優(yōu)質(zhì)國產(chǎn)品牌現(xiàn)場一次儀表。鍋爐的溫度、壓力、汽/水流量、風(fēng)量、水位、含氧等現(xiàn)場儀表 /變送器等，輸出 4— 20mA 標(biāo)準(zhǔn)模擬信號(hào)。為降低信號(hào)干擾，均采用信號(hào)隔離器進(jìn)行電氣隔離，后接入 S7— EM235 模擬量模塊。系統(tǒng)中關(guān)鍵部位的信號(hào)變送器如：鍋筒水位、蒸汽壓力系統(tǒng)關(guān)鍵測控點(diǎn)考慮采用冗余配置。 由于鍋爐水位系統(tǒng)是一個(gè)設(shè)有自平衡能力的被控對象，運(yùn)行 中存在虛假水位現(xiàn)象，實(shí)際應(yīng)用中可根據(jù)情況采用水位單沖量、水位蒸汽量雙沖量和水位、蒸汽量、給水量三沖量的控制系統(tǒng)。所謂三沖量調(diào)節(jié)系統(tǒng)就是把給水流量W，汽包水位 H，蒸汽流量 D 三個(gè)變量通過運(yùn)算后調(diào)節(jié)給水閥的調(diào)節(jié)系統(tǒng)。 如圖13 所示。 引、鼓風(fēng)風(fēng)量調(diào)節(jié)采用變頻器控制風(fēng)機(jī)拖動(dòng)電機(jī)，通過調(diào)節(jié)交流電機(jī)運(yùn)行頻率 f 改變電機(jī)轉(zhuǎn)速 n，從而改變風(fēng)量 Q。考慮到引風(fēng)機(jī)運(yùn)行阻尼較大，故引風(fēng)機(jī)變頻器采用專用風(fēng)機(jī)變頻器。 12 PLC 控制的鍋爐燃燒系統(tǒng)通過采集蒸汽壓力、風(fēng)量、爐膛負(fù)壓、含 O2 等參數(shù)，結(jié)合設(shè)計(jì)的控制算法，輸出調(diào)節(jié)變頻器模擬信號(hào)，實(shí) 現(xiàn)汽壓、送 /引風(fēng)量的自動(dòng)調(diào)節(jié)。 2）控制系統(tǒng)構(gòu)成 （ 1）設(shè)備功率、控制方式、信號(hào)采集點(diǎn) 15 噸循環(huán)流化床鍋爐控制柜 一次風(fēng)機(jī) 110KW 變頻控制 二次風(fēng)機(jī) 30KW 變頻控制 引風(fēng)機(jī) 110KW 變頻控制 給水泵 30KW 變頻控制 螺旋 機(jī) 變頻控制 生物質(zhì) 輸送風(fēng)機(jī) 30KW 變頻控制 以下電機(jī)控制為本地繼電控制，信號(hào)不進(jìn)入鍋爐 PLC 控制。 A）袋式除塵器吹灰系統(tǒng)控制柜（獨(dú)立 PLC 控制系統(tǒng)） B）除氧器控制柜（原有） C) 燃?xì)饷}沖吹灰控制柜（獨(dú)立 PLC 控制系統(tǒng)，采用國際知名品牌配件） D) 送儲(chǔ)灰控制柜（獨(dú)立 PLC 控制系統(tǒng)） G) 燃料配給控制柜（生物質(zhì) ） （ 2） 溫度信號(hào)采集 旋風(fēng)筒溫度 一體化熱電阻 爐室出口煙氣溫度 一體化熱電偶 沸下溫度 一體化熱電偶 沸中溫度 一體化紅外溫度探頭 沸上溫度 一體化熱電偶 給水溫度 一體化熱電阻 省煤器進(jìn)口水溫度 一體化熱電阻 省煤器出口水溫度 一體化熱電阻 熱風(fēng)溫度 一體化熱電阻 省煤器后煙溫度 一體化熱電阻 排煙溫度 一體化熱電阻 回料溫度檢測 一體化熱電阻 爐膛溫度 一體化熱電偶 13 （ 3） 壓力信號(hào) 汽泡壓力 （ 壓力變送器 ） 給水壓力 （ 壓力變送器 ） 旋風(fēng)筒風(fēng)壓 一次風(fēng)壓 二次風(fēng)壓 引風(fēng) 風(fēng) 壓 風(fēng)室風(fēng)壓 （ 壓力變送器 ） 爐室負(fù)壓 （壓力變送器 ） 省煤器差壓 （ 壓力變送器 ） （ 4） 流量信號(hào) 蒸汽流量 流量變送器 主付三套 給水流量 流量變送器 主付兩套 燃料流量 電子皮帶秤 主付兩套 （ 5） 位置信號(hào) 玻板水位計(jì) 視頻監(jiān)控 雙色水位計(jì) 視頻監(jiān)控 磁翻板水位計(jì) 視頻監(jiān)控、控制 微壓差水位計(jì) 控制 煤料倉料層高度 超聲波料位計(jì) （ 6） 煙氣 含氧量信號(hào) 煙氣含氧量 煙氣含氧量控制儀 （ 7） 控制方式 A 生物質(zhì)燃料 控制 提供通過手動(dòng)控制或者 根據(jù)蒸汽壓力、流量、溫度等 參量的自動(dòng)控制 B 給水控制 提供通過手動(dòng)控制和通過水位、蒸汽流量、給水流量傳感器實(shí)現(xiàn)三沖量自動(dòng)控制 C 冷凝水控制 提供通過手動(dòng)控制和通過水位傳感器實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制 D 負(fù)壓控制 提供通過手動(dòng)控制和通過壓力傳感器實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制 E 一、二次風(fēng)壓控制 提供通過手動(dòng)控制和通過壓力、床溫 傳感器實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制 F 袋式除塵器吹 灰系統(tǒng) 獨(dú)立控制，提供通過手動(dòng)控制和 PLC 自動(dòng)控制 3）控制算法 本方案采用 PLC 構(gòu)成鍋爐燃燒、給水自動(dòng)控制系統(tǒng)，通過 S7— PLC 內(nèi)數(shù)據(jù)處理、計(jì)算指令，參照原簡單單元儀表或 DDZ— II 系統(tǒng)法，構(gòu)成 PLC 控制的算法程 14 序。 循環(huán)流化床鍋爐燃燒系統(tǒng)是一個(gè)大滯后、強(qiáng)耦合的非線形系統(tǒng)，各個(gè)變量之間相互影響。有的被調(diào)參 數(shù)同時(shí)受到幾個(gè)調(diào)節(jié)參數(shù)的共同影響，如床層溫度要受到給 生物質(zhì) 供給量、一次風(fēng)量、運(yùn)料量及排渣 量等多個(gè)參數(shù)控制。同時(shí)，有的調(diào)節(jié)參數(shù)又影響多個(gè)被調(diào)參數(shù)。如 生物質(zhì)燃料的供給量 不僅影響 蒸汽 壓力、還影響床溫、爐膛溫度、過量空氣系數(shù)及 SO2 含量等參數(shù)。因此，在構(gòu)造 CFB 鍋爐控制方案時(shí)只有抓住主要矛盾，同時(shí)兼顧各個(gè)次要矛盾，才能構(gòu)造出滿足系統(tǒng)要求的控制策略 。 本方案控制子系統(tǒng)包括 鍋爐負(fù)荷控制 、 燃料量控制 、 一次風(fēng)控制 、 二次風(fēng)控制 、 床溫控制 、 料層差壓控制 、 爐膛壓力控制 和 返料風(fēng)控制 ?？刂瓶驁D如 下 圖所示。 圖 14 循環(huán)流化床鍋爐 控制框圖 （ 1）鍋爐送風(fēng)系統(tǒng)：由一臺(tái)一次風(fēng)機(jī)、一臺(tái)二次風(fēng)機(jī)、一臺(tái)空氣預(yù)熱器等設(shè)備構(gòu)成 .一次風(fēng)機(jī)主要保證鍋爐的流化風(fēng)量，二次風(fēng)機(jī)主要保證二次風(fēng)出口壓力，通過調(diào)節(jié) 控制送風(fēng)量，保持適當(dāng)?shù)娘L(fēng) /燃比。 （ 2）燃料供給系統(tǒng)：