蒸汽鍋爐控制系統(tǒng)改造方案

1、燃?xì)忮仩t改造方案一、 項(xiàng)目工程概述廠內(nèi)的3臺3臺WNS10-1.6-Q 型10t/h燃?xì)忮仩t，由于年久失修、設(shè)備老化，系統(tǒng)運(yùn)行不穩(wěn)定，現(xiàn)對此三臺鍋爐進(jìn)行升級改造。本系統(tǒng)采用先進(jìn)的西門子S7-300系列PLC對鍋爐進(jìn)行綜合自動化設(shè)計(jì)。系統(tǒng)改造后，鍋爐控制系統(tǒng)具有遠(yuǎn)程實(shí)時過程控制與上位機(jī)聯(lián)網(wǎng)功能，且較改造前的控制系統(tǒng)更加安全、穩(wěn)定、先進(jìn)、智能。針對此項(xiàng)目所需進(jìn)行改造的基本內(nèi)容如下：1) 將原來配電柜內(nèi)的SIEMENS S7-200 PLC更換為SIEMENS CPU315-2DP/PN，并增加相應(yīng)的輸入、輸出模塊和相應(yīng)電器元件；對現(xiàn)有的壓力、流量、溫度傳感器（含蒸汽流量計(jì)）進(jìn)行更換；同時，對現(xiàn)場的

2、所有線路（動力電纜和控制線路）進(jìn)行更換。鍋爐房現(xiàn)有電源柜保持不變。2) 人機(jī)界面更換為SIEMENS 12寸觸摸屏，對集中監(jiān)控系統(tǒng)的硬件和軟件進(jìn)行升級改造，操作站顯示器更換為23寸，監(jiān)控軟件采用IFIX 5.0。3) 在3臺鍋爐的爐頭部分分別增加一個水位攝像頭，在中控室增加一臺水位顯示器，在水位顯示器上能夠顯示3臺鍋爐的實(shí)時水位，并能自由切換。4) 用STEP7 V5.5以上的版本對PLC的程序進(jìn)行編寫，編寫的程序嚴(yán)謹(jǐn)、合理，安全、可靠，能夠滿足工藝要求，編寫后的人機(jī)界面能夠顯示現(xiàn)場所有傳感器的實(shí)時數(shù)據(jù)和燃燒機(jī)的重要參數(shù)，操作站顯示器除能夠顯示現(xiàn)場所有傳感器的實(shí)時數(shù)據(jù)及燃燒機(jī)的重要參數(shù)外還具有

3、網(wǎng)頁發(fā)布的功能，能夠監(jiān)控和顯示地下室中控室網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的所有數(shù)據(jù)。5) 保留原輔機(jī)控制柜，不增加傳感器件，通過增加以太網(wǎng)模塊以此來和上位機(jī)進(jìn)行通訊。我公司是基于西門子PLC(Programmable Logic Control可編程邏輯控制器)對工業(yè)自控進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計(jì)的技術(shù)性公司，針對現(xiàn)在鍋爐控制的集中監(jiān)控化，我公司開發(fā)出一套非常實(shí)用于鍋爐的智能化控制的控制系統(tǒng)。在滿足用戶實(shí)用性的同時，還能最大限度地進(jìn)行能源的節(jié)約。 通過我方控制系統(tǒng)在實(shí)際的大量應(yīng)用，使用戶減少了人力的投入，加強(qiáng)了管理力度、減少了能源消耗，也增加了鍋爐運(yùn)行的穩(wěn)定性，得到了用戶對我公司產(chǎn)品的肯定。二、 項(xiàng)目的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)我們在工程的設(shè)計(jì)及

4、施工中遵循以下的標(biāo)準(zhǔn)： 電氣裝置安裝工程接地裝置施工及驗(yàn)收規(guī)范 工業(yè)鍋爐節(jié)能監(jiān)測方法GB/T 15317 -94 電氣裝置安裝工程施工及驗(yàn)收規(guī)范GBJ/232-90、92 鍋爐房安全管理規(guī)則 工業(yè)鍋爐熱工試驗(yàn)規(guī)范GB10180 電氣裝置安裝工程電氣照明裝置施工及驗(yàn)收規(guī)范GB50259-96 工業(yè)鍋爐熱工試驗(yàn)規(guī)范GB10180-88 電氣裝置安裝工程盤及二次回路結(jié)線施工及驗(yàn)收規(guī)范GB50171-92 鍋爐壓力容器安全監(jiān)察規(guī)程三、 項(xiàng)目的設(shè)計(jì)原則在工程項(xiàng)目的設(shè)計(jì)中，我們會將以下的一些原則引入設(shè)計(jì)中，將工程做的高于需方要求的標(biāo)準(zhǔn)： 系統(tǒng)設(shè)計(jì)應(yīng)遵循“技術(shù)先進(jìn)成熟、實(shí)時快速、安全可靠、經(jīng)濟(jì)實(shí)用、便于擴(kuò)展

5、、容易升級”的基本原則。 采用先進(jìn)、成熟的全開放、全分布系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，系統(tǒng)配置和設(shè)備選型便于硬件和功能的擴(kuò)充，并適應(yīng)工控技術(shù)發(fā)展迅速的特點(diǎn)，充分利用工控領(lǐng)域的先進(jìn)技術(shù)，使系統(tǒng)性能達(dá)到國內(nèi)一流水平，確保軟、硬件安全可靠、長期連續(xù)運(yùn)行的目標(biāo)。 系統(tǒng)應(yīng)具有可靠性高，抗干擾性能強(qiáng)，可利用率高，可維護(hù)性好的特點(diǎn)。 系統(tǒng)應(yīng)具有高度可靠，不會因局部故障而影響現(xiàn)場設(shè)備的正常運(yùn)行，而且系統(tǒng)的MTBF、MTTR及各項(xiàng)性能指標(biāo)均達(dá)到或超過行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。四、 項(xiàng)目通訊方式的設(shè)計(jì)智能設(shè)備如變頻器等設(shè)備通過PROFIBUS-DP接口與主控制器連接，實(shí)現(xiàn)高精度的信息傳輸；其它如軟啟動器、流量檢測、限位開關(guān)、電磁閥、壓力檢測、溫度檢

6、測、液位檢測等其它信號通過PLC采集到。鍋爐控制系統(tǒng)采用硬件連鎖的方式進(jìn)行工藝線的聯(lián)動控制。采用TCP/IP工業(yè)以太網(wǎng)與上位進(jìn)行通訊，通訊模塊由設(shè)備單機(jī)控制系統(tǒng)自帶。輔機(jī)設(shè)備只進(jìn)行監(jiān)控，通過增加通訊模塊，采用TCP/IP工業(yè)以太網(wǎng)與上位進(jìn)行通訊。五、 鍋爐控制系統(tǒng)的特點(diǎn)與控制功能5.5.1 鍋爐控制的整體設(shè)計(jì)現(xiàn)場有三臺蒸汽鍋爐，針對單臺鍋爐來說，鍋爐控制的整體設(shè)計(jì)如下圖示所示：5.5.2 鍋爐控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)特點(diǎn)我們對蒸汽鍋爐控制系統(tǒng)進(jìn)行如下的設(shè)計(jì)：1) 增加PLC的數(shù)字量和模擬量的輸入及輸出通道，控制三臺鍋爐控制系統(tǒng)的故障、壓力、溫度、液位等信號，同時預(yù)留業(yè)主需要的故障信號的硬件輸入/輸出點(diǎn)（D

7、I采集通道和繼電器輸出通道）。2) 通過對三臺鍋爐控制系統(tǒng)的改造，使鍋爐能夠的自動啟、停鍋爐和手動啟、停鍋爐，通過增加信號傳輸模塊，使系統(tǒng)能向集中監(jiān)控系統(tǒng)提供啟、停爐的過程時間和啟、停爐動作的冷卻時間。當(dāng)鍋爐啟動后，能進(jìn)行自動負(fù)荷調(diào)節(jié)。3) 對每臺鍋爐增加觸摸屏，通過對觸摸屏進(jìn)行組態(tài)，能夠在觸摸屏上實(shí)現(xiàn)手/自動的負(fù)荷調(diào)節(jié)，同時可以向集中監(jiān)控系統(tǒng)提供數(shù)據(jù)。4) 通過對現(xiàn)場設(shè)備進(jìn)行檢測，將所有測點(diǎn)數(shù)據(jù)上傳至鍋爐集中監(jiān)控系統(tǒng)和地下室中控，同時能在觸摸屏上顯示。5) 將鍋爐控制作為一個整體對象控制：按工藝流程的自動化過程由PLC系統(tǒng)協(xié)調(diào)完成，達(dá)到能量平衡；保障鍋爐及輔助設(shè)備安全、可靠、高效運(yùn)行和啟停。

8、6) 通過增加控制的智能化及節(jié)能化，提高系統(tǒng)運(yùn)行的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益。鍋爐及輔助設(shè)備在額定參數(shù)上運(yùn)行，使鍋爐及輔助設(shè)備處于最佳運(yùn)行工況；實(shí)現(xiàn)高自動化投入率，提高可靠性，減少誤操作，降低事故率。7) 增加系統(tǒng)的實(shí)時處理能力和故障指示，完善的操作指導(dǎo)和事故分析手段。通過檢測鍋爐、輔助設(shè)備的運(yùn)行工況的參數(shù)，當(dāng)運(yùn)行工況出現(xiàn)異常時，一方面進(jìn)行符合鍋爐安規(guī)要求的安全控制，一方面報(bào)警并提示運(yùn)行人員及時處理,有助于鍋爐輔助設(shè)備的日常管理和事故分析。8) 通過觸摸屏功能的合理化設(shè)計(jì)，快速準(zhǔn)確地采集參數(shù)的數(shù)據(jù)顯示、設(shè)備狀態(tài)、報(bào)警、性能指示，為操作人員提供操作依據(jù)。9) 通過PLC控制器的實(shí)時監(jiān)控，對鍋爐安全做到保護(hù)功能

9、、模擬量控制功能、鍋爐燃燒控制及安全運(yùn)行程序功能、鍋爐檢測調(diào)節(jié)功能等。10) 通過聯(lián)網(wǎng)型模塊使系統(tǒng)做到集中監(jiān)控功能，并預(yù)留與能源控制中心和安防監(jiān)控中心聯(lián)網(wǎng)接口。11) 通過程序的合理化、縝密化設(shè)計(jì)，使鍋爐具備水位保護(hù)、壓力保護(hù)、溫度保護(hù)等多種安全聯(lián)鎖保護(hù)及報(bào)警功能。12) 在觸摸屏上能夠顯示設(shè)備的故障報(bào)警、超限報(bào)警畫面，在出現(xiàn)故障時，故障報(bào)警信息自動彈出，并具有故障自診斷功能。5.5.3 鍋爐系統(tǒng)控制方式及功能根據(jù)標(biāo)書的具體要求，我方在蒸汽鍋爐的控制系統(tǒng)中遵循以下的一些控制方法，以便能使系統(tǒng)更加安全、穩(wěn)定的工作：1) 控制系統(tǒng)具有手動、自動兩種控制方式。手動時，通過人手動進(jìn)行控制；自動時，通過

10、PLC進(jìn)行自動的控制。2) 通過增加程控器，使PLC能夠?qū)崿F(xiàn)鍋爐系統(tǒng)啟動/停止、鍋爐發(fā)生故障、緊急停爐等順序控制要求。3) 在設(shè)計(jì)時，增加優(yōu)先控制理念，使設(shè)備的硬聯(lián)鎖、保護(hù)指令具有最高優(yōu)先級；其次手動指令比自動指令優(yōu)先。使被控設(shè)備的“啟動”、“停止”或“開”、“關(guān)”指令互相閉鎖，且使被控設(shè)備向安全方向動作。4) 增加系統(tǒng)聯(lián)鎖保護(hù)功能，通過聯(lián)鎖、聯(lián)跳和保持跳閘功能來保證被控對象的安全。機(jī)組的硬聯(lián)鎖及保護(hù)跳閘功能，包括緊急跳閘均采取硬接線連接。5) 為了增加系統(tǒng)工作的可靠性，風(fēng)機(jī)、變頻器/水泵、程控器、開關(guān)電源、觸摸屏、軸流風(fēng)扇、PLC、接觸器線圈、報(bào)警器、門控?zé)舴謩e由獨(dú)立電源控制。通過在電控柜內(nèi)

11、增加溫度傳感器，使軸流風(fēng)扇受電控柜內(nèi)溫度控制其啟動、停止，以此來延長軸流風(fēng)機(jī)的壽命和保證配電柜內(nèi)溫度的正常。5.5.4 鍋爐安全保護(hù)功能根據(jù)具體要求和系統(tǒng)設(shè)計(jì)的合理性理念，我們在鍋爐的控制中進(jìn)行了安全保護(hù)功能的設(shè)計(jì)，通過這些完善的安全保護(hù)功能，系統(tǒng)能夠安全、穩(wěn)定地運(yùn)行，具體安全保護(hù)功能如下所示：1) 鍋爐低水位保護(hù)功能，并能夠?qū)崿F(xiàn)聲光報(bào)警。2) 鍋爐極低水位保護(hù)功能，并能夠?qū)崿F(xiàn)聲光報(bào)警、停爐功能。3) 鍋爐高水位保護(hù)功能，并能夠?qū)崿F(xiàn)聲光報(bào)警。4) 鍋爐超高蒸汽壓力保護(hù)功能，并能夠?qū)崿F(xiàn)聲光報(bào)警。5) 鍋爐極高蒸汽壓力保護(hù)功能，并能夠?qū)崿F(xiàn)停爐及有聲光報(bào)警功能。6) 鍋爐排煙溫度超高報(bào)警，并能夠做出

12、聲光報(bào)警提示。7) 鍋爐故障熄火程序保護(hù)功能，并能夠?qū)崿F(xiàn)停爐及聲光報(bào)警，待故障解除方可重新啟爐。8) 增設(shè)UPS電源，做到斷電保護(hù)功能。9) 通過檢測器件，實(shí)時檢測天燃?xì)鈮毫?，?dāng)壓力過低進(jìn)行聲光報(bào)警提示。10) 通過對控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，滿足手動自動無擾動切換和重要參數(shù)的雙重指示、總電壓指示和鼓風(fēng)、水泵電機(jī)電流指示等。11) 通過PLC進(jìn)行實(shí)時檢測運(yùn)行參數(shù)，做到安全運(yùn)行聯(lián)鎖保護(hù)，遇到問題實(shí)時切換。12) 通過對相關(guān)參數(shù)進(jìn)行檢測，實(shí)時監(jiān)測閥門密封性保護(hù)功能。13) 對燃燒器內(nèi)部器件進(jìn)行檢測，對火焰裝置進(jìn)行檢測。14) 對鼓風(fēng)機(jī)進(jìn)行實(shí)時保護(hù)，遇到故障或緊急情況實(shí)現(xiàn)聲光報(bào)警，聯(lián)鎖。15) 對給水泵變頻器

13、進(jìn)行通訊檢測，遇到故障進(jìn)行故障報(bào)警，聯(lián)鎖16) 對現(xiàn)場溫度、壓力和水位傳感器進(jìn)行檢測，遇到某個傳感器故障報(bào)警后，對相應(yīng)的設(shè)備進(jìn)行聯(lián)鎖17) 能夠?qū)崿F(xiàn)斷電參數(shù)記憶、保護(hù)功能18) 實(shí)現(xiàn)給水泵與鍋爐高液位硬聯(lián)鎖。19) 實(shí)現(xiàn)給水泵與除氧水箱低液位硬聯(lián)鎖。20) 將所有空開、接觸器狀態(tài)進(jìn)入PLC并能夠?qū)⑵錉顟B(tài)上傳至中控室。5.5.5 鍋爐系統(tǒng)觸摸屏設(shè)計(jì)功能根據(jù)具體要求及鍋爐控制系統(tǒng)的控制情況，觸摸屏的設(shè)計(jì)要能夠?qū)崟r對現(xiàn)場進(jìn)行監(jiān)控，并能夠?qū)ΜF(xiàn)場設(shè)備進(jìn)行操作。在參數(shù)的采集上，能快速準(zhǔn)確地采集參數(shù)數(shù)據(jù)、設(shè)備狀態(tài)、參數(shù)設(shè)置、報(bào)警、性能指示，為操作人員提供操作依據(jù)。1) 觸摸屏模擬圖部分設(shè)計(jì)在觸摸屏畫面的設(shè)計(jì)

14、中，工藝流程模擬圖分為系統(tǒng)總覽圖、燃燒系統(tǒng)圖、汽水系統(tǒng)圖、煙氣系統(tǒng)圖、給水系統(tǒng)圖等，模擬圖顯示鍋爐及其輔機(jī)運(yùn)行狀態(tài)、各種變量數(shù)值、設(shè)備狀態(tài)，處于報(bào)警的變量以變色、閃爍、自動彈出相關(guān)畫面等方式顯示，下面是觸摸屏內(nèi)模擬圖所設(shè)計(jì)的內(nèi)容：a) 鍋爐運(yùn)行方面： 對系統(tǒng)故障能智能識別和實(shí)時處理，確保鍋爐和燃燒器的安全可靠運(yùn)行。 風(fēng)機(jī)狀況，包括風(fēng)機(jī)的運(yùn)行、停止、故障狀態(tài) 給水泵變頻器的實(shí)際電壓、電流、溫度、頻率、故障信息等參數(shù) 限位開關(guān)狀態(tài) 檢測蒸汽壓力 檢測鍋爐爐膛水位 檢測蒸汽溫度值 檢測給水溫度 檢測尾煙溫度 檢測蒸汽瞬時流量、累積流量 檢測鍋爐給水瞬時流量、累積流量 檢測天燃?xì)馑矔r流量、累積流量b)

15、 燃燒器部分： 檢測風(fēng)壓開關(guān) 檢測點(diǎn)火變壓器 檢測點(diǎn)火閥 檢測主氣閥1 檢測主氣閥2 檢測火焰狀態(tài) 檢測具有參數(shù)設(shè)與修改功能及畫面 檢測鍋爐準(zhǔn)備條件就緒（程控器端子5）2) 觸摸屏直方圖部分設(shè)計(jì)模擬量顯示，PID 棒圖，顯示模擬量控制回路工作狀態(tài)和棒圖，每個回路可進(jìn)行手動/自動切換及上、下限報(bào)警。設(shè)有溫度、壓力、水位棒圖，可形象觀查其變化。3) 電控柜內(nèi)主要器件、系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)及總線狀態(tài)監(jiān)視。4) 觸摸屏工藝參數(shù)設(shè)計(jì)：通過參數(shù)表,控制器顯示及設(shè)定主要工藝參數(shù)和控制參數(shù)。5) PID 回路參數(shù)設(shè)定授權(quán)人員可以在線修改回路控制的PID 參數(shù)或手/自動狀態(tài)等。6) 觸摸屏趨勢分析設(shè)計(jì)：顯示主要工藝參數(shù)的實(shí)

16、時趨勢圖，如流量、壓力、溫度和水位等；7) 事件報(bào)警和系統(tǒng)響應(yīng)設(shè)計(jì)顯示故障信息、報(bào)警分級，有助于車間檢修人員及時掌握設(shè)備運(yùn)行情況，及時地找出設(shè)備故障點(diǎn)，提高設(shè)備利用率。8) 觸摸屏故障幫助設(shè)計(jì)：當(dāng)出現(xiàn)各種故障時，觸摸屏出現(xiàn)紅色故障小畫面 ，畫面上顯示有故障來源及故障處理方法。9) 觸摸屏密碼認(rèn)證設(shè)計(jì)系統(tǒng)參數(shù)、運(yùn)行參數(shù)及運(yùn)行時間查詢需輸入密碼，只有密碼正確后，才能進(jìn)入相應(yīng)的功能模塊。10) Profibus-Dp網(wǎng)絡(luò)診斷功能設(shè)計(jì)能有效診斷Profibus-Dp網(wǎng)絡(luò)內(nèi)設(shè)備的故障狀態(tài)。11) 觸摸屏的其它功能 手動自動無擾動切換鍋爐負(fù)荷運(yùn)行方式，且對鍋爐運(yùn)行不造成影響，當(dāng)壓力超高時，聲光報(bào)警； 當(dāng)蒸

17、汽壓力低于設(shè)定的下限時，鍋爐自動啟動。當(dāng)蒸汽壓力高于上限值時，鍋爐自動停止。 燃燒器的負(fù)荷大小隨壓力的整定值自動變化為大火或小火。5.5.6 鍋爐控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)圖紙鍋爐控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)圖紙見“十四設(shè)計(jì)圖紙”。六、 鍋爐控制系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)的設(shè)計(jì)5.6.1 鍋爐液位三沖量變頻控制鍋爐液位的控制是鍋爐控制的一個難點(diǎn)，鍋爐水位的穩(wěn)定是鍋爐穩(wěn)定運(yùn)行的關(guān)鍵，水位不穩(wěn)將會使鍋爐頻繁地停機(jī)，從而影響到供汽的穩(wěn)定性，進(jìn)而給用戶造成費(fèi)用上的增加和生產(chǎn)的不穩(wěn)定。鍋爐液位控制反映給水量與供汽量的動態(tài)平衡，屬于典型的串級加前饋控制方式。給水流量作為副調(diào)回路，克服給水流量變化擾動；鍋爐液位作為主調(diào)回路。通過調(diào)節(jié)變頻給水泵的頻率，

18、使鍋爐液位處于合理的范圍內(nèi)。針對鍋爐液位的特點(diǎn)，我公司在系統(tǒng)的設(shè)計(jì)上采用變頻補(bǔ)水的三沖量控制邏輯，三沖量內(nèi)容為：鍋爐液位、蒸發(fā)量、給水量等三部分組成，通過合理的編程，使PLC控制給水泵的頻率，使鍋爐液位恒定在設(shè)定的水位范圍。在鍋爐液位的設(shè)計(jì)中，給水流量作為內(nèi)環(huán)隨動控制，而氣包液位作為外環(huán)校正控制，由蒸汽流量作前饋補(bǔ)償及虛假水位補(bǔ)償。其調(diào)節(jié)原理如下圖所示：具體工作原理為：當(dāng)負(fù)荷增加時，蒸汽流量fD也增加，水位H下降，前饋補(bǔ)償系數(shù)a0會抵消該部分的水位下降，同時由于氣壓的下降，出現(xiàn)了虛假水位的迅速上升，其負(fù)的微分前饋補(bǔ)償環(huán)節(jié)使給水流量急劇減少，就能使水位的上升副度減少，給水流量fW擾動，通過內(nèi)環(huán)P

19、I調(diào)節(jié)使其穩(wěn)定，外環(huán)的負(fù)反饋通過水位誤差進(jìn)一步修正PID調(diào)節(jié)的輸入，并使水位H達(dá)到給定H0。通過PID調(diào)節(jié)鍋爐給水調(diào)節(jié)閥的開度，來控制給水量。fD,fW分別為蒸汽流量及給水流量的擾動;PIPLC計(jì)算參數(shù),GO1給水流量的作用下,水位變化的傳遞函數(shù);GF2蒸汽流量擾動下水位變化的傳遞函數(shù);D,W分別為蒸汽流量及給水流量的分流系數(shù);H0水位給定信號。鍋爐液位三沖量設(shè)計(jì)的好處：1) 通過水泵變頻調(diào)速實(shí)現(xiàn)連續(xù)穩(wěn)定供水，使水位保持合適的范圍之內(nèi)，鍋爐運(yùn)行更平穩(wěn)。2) 軟啟動、軟停止，沒有啟動沖擊電流，水泵壽命大大延長。3) 變頻節(jié)能，節(jié)約鍋爐運(yùn)行成本。4) 手動/自動自由切換，調(diào)節(jié)更方便，運(yùn)行更可靠。5

20、) 全電腦控制，控制性能更優(yōu)越，功能更完善。5.6.2 鍋爐燃燒順序控制設(shè)計(jì)為了保證控制蒸汽鍋爐按照安全規(guī)范啟動設(shè)備、停止設(shè)備，系統(tǒng)引入順序控制的方法。在遇到異常情況發(fā)生時，能夠及時報(bào)警，當(dāng)達(dá)到連鎖保護(hù)值時，啟動相應(yīng)的連鎖保護(hù)停止設(shè)備運(yùn)行，未在連鎖保護(hù)范圍內(nèi)的異常情況時，操作人員視其情節(jié)嚴(yán)重，可作相應(yīng)的處理，以保證鍋爐安全生產(chǎn)。根據(jù)燃燒器運(yùn)行的程序，具體可以將其分為五個部分，這幾個部分是一個串行的控制邏輯，具體內(nèi)容如下所示：1) 準(zhǔn)備程序燃燒器運(yùn)行前，首先必須進(jìn)行爐膛吹掃。爐膛吹掃時開啟鼓風(fēng)設(shè)備進(jìn)行吹掃。2) 點(diǎn)火程序系統(tǒng)吹掃完畢后，燃燒器進(jìn)入點(diǎn)火程序，點(diǎn)火子程序?yàn)榍按祾叽蚧瘘c(diǎn)輔火點(diǎn)主火火焰控

21、制。3) 連鎖運(yùn)行當(dāng)系統(tǒng)點(diǎn)火成功后，燃燒器進(jìn)入火焰調(diào)節(jié)。系統(tǒng)的控制目標(biāo)是保證蒸汽壓力滿足負(fù)荷的要求；系統(tǒng)的控制對象是燃燒器的進(jìn)風(fēng)量和進(jìn)氣量。系統(tǒng)采集蒸汽壓力信號，同時設(shè)定期望值，通過PID算法，使得系統(tǒng)實(shí)時連續(xù)調(diào)節(jié)燃燒器的進(jìn)風(fēng)量和進(jìn)氣量。4) 停爐程序當(dāng)系統(tǒng)停爐時，關(guān)閉切斷燃料供給，進(jìn)行后吹掃，最后進(jìn)行燃燒器復(fù)位。5.6.3 鍋爐蒸汽壓力和燃燒控制鍋爐蒸汽壓力通過調(diào)節(jié)燃?xì)庹{(diào)節(jié)閥門開度、配風(fēng)等參數(shù)實(shí)現(xiàn)控制要求，所以在構(gòu)建蒸汽壓力-燃燒控制方案時，將壓力檢測值和設(shè)定值經(jīng)過比較，其偏差作為控制器的輸入信號，控制器進(jìn)行P、I、D運(yùn)算后，輸出控制信號去調(diào)節(jié)燃?xì)獾拈_度。為了溫度的穩(wěn)定，系統(tǒng)引入蒸汽流量作為

22、前饋信號，更為及時操縱燃?xì)庹{(diào)節(jié)閥和鼓風(fēng)機(jī)。壓力低就會加大調(diào)節(jié)閥門開度，高則減少調(diào)節(jié)閥門開度。穩(wěn)定運(yùn)行時，總風(fēng)量調(diào)節(jié)采用以主汽壓力PID輸出值做比例控制，如有必要引入風(fēng)溫、風(fēng)壓補(bǔ)償?shù)取Ｈ紵刂扑惴◣в腥斯ぶ笇?dǎo)功能，用戶可以指設(shè)定從點(diǎn)火到滿負(fù)荷的時間，因此，在不同的壓力狀態(tài)下，一旦用戶輸入了起動滿負(fù)荷的時間要求，燃燒控制軟件將根據(jù)實(shí)際的蒸汽壓力進(jìn)行負(fù)荷的控制，在差距較大的情況下，采用全開式燃燒，在接近滿負(fù)荷狀態(tài)，智能化軟件根據(jù)動態(tài)的PID參數(shù)對燃燒風(fēng)門進(jìn)行調(diào)節(jié)，保證滿負(fù)荷狀態(tài)的平穩(wěn)到達(dá)，減少超調(diào)，以到達(dá)最佳的控制效果，完全滿足不同溫度狀態(tài)下從起動到滿負(fù)荷的時間要求。5.6.4 鍋爐燃燒器設(shè)備控制鍋

23、爐在燃燒時遵循一定的順序，這個順序的控制是通過程控器進(jìn)行控制的。每一個步驟都有自己的運(yùn)行條件，具體內(nèi)容如下所示：1) 準(zhǔn)備階段。a) 檢測所有的閥門，燃?xì)鈺r關(guān)閉所有調(diào)節(jié)閥門。b) 通過檢測檢查火焰檢測信號，判斷是否處于“未著火”狀態(tài)，否則有火焰檢測器故障報(bào)警。c) 檢查風(fēng)壓開關(guān)的常開觸點(diǎn)應(yīng)處于斷開狀態(tài)，否則即是壓力檢測開關(guān)有故障。d) 對燃?xì)獾墓鈮毫Γǜ邏?、低壓）進(jìn)行判斷。如不符合要求則則停止燃燒啟動程序并報(bào)警。2) 燃?xì)鈺r檢漏階段 通過DSLC氣密封試驗(yàn)控制器分別對兩種燃?xì)獾那袛嚅y門進(jìn)行密封性能檢測，如未達(dá)到預(yù)定要求，則停止燃燒裝置的運(yùn)行并報(bào)警。3) 前吹掃階段a) 檢漏通過后即進(jìn)入前吹掃

24、階段：b) 鼓風(fēng)機(jī)送電。延時10秒，檢查風(fēng)壓有未建立（風(fēng)壓檢測開關(guān)常開觸點(diǎn)應(yīng)閉合）。有風(fēng)壓則進(jìn)入下一步；無風(fēng)壓，報(bào)警停機(jī)。c) 風(fēng)門蝶閥伺服執(zhí)行器開至最大位置吹掃時間約40秒，關(guān)小風(fēng)門至點(diǎn)火位置（全關(guān)）。4) 點(diǎn)火階段a) 控制器使點(diǎn)火變壓器得電，開始高壓點(diǎn)火。5秒鐘后控制器打開主氣閥(主燃油閥）和點(diǎn)火氣閥（點(diǎn)火油閥）。如在安全時間段（3秒）內(nèi)，點(diǎn)火槍火焰穩(wěn)定形成，則關(guān)閉點(diǎn)火變壓器進(jìn)入下一步驟，否則報(bào)警點(diǎn)火失敗。b) 第一次點(diǎn)火報(bào)警后30秒自動進(jìn)行第二次點(diǎn)火，如第二次點(diǎn)火失敗即鎖定報(bào)警。5) 正常工作階段a) 點(diǎn)火成功后延時5秒鐘，相應(yīng)燃料的主閥打開，而后風(fēng)門調(diào)節(jié)閥逐漸開大，相應(yīng)燃料的調(diào)節(jié)閥同

25、步開大至小火位置，保持燃燒10秒鐘。b) 根據(jù)鍋爐的負(fù)荷要求自動調(diào)整燃料調(diào)節(jié)閥和風(fēng)門調(diào)節(jié)閥。c) 根據(jù)燃料調(diào)節(jié)閥的開度，通過不同燃料的熱值折算，計(jì)算出空氣調(diào)節(jié)閥的開度。d) 風(fēng)門調(diào)節(jié)閥和燃料調(diào)節(jié)閥的動作次序?yàn)椋杭迂?fù)荷時，先加風(fēng)后加燃料；減負(fù)荷時，先減燃料后減風(fēng)。6) 停機(jī)a) 運(yùn)行中遇到熄火，燃料壓力異常，風(fēng)壓異常等故障時，所有燃料閥均應(yīng)關(guān)閉，切斷燃料供應(yīng)并報(bào)警。b) 得到停爐指令，所有燃料閥均應(yīng)關(guān)閉，切斷燃料供應(yīng)。c) 風(fēng)機(jī)繼續(xù)運(yùn)行10秒左右，執(zhí)行后吹掃程序吹盡爐膛余氣，最后停機(jī)。七、 集中監(jiān)控系統(tǒng)的特點(diǎn)和控制功能5.7.1 集中監(jiān)控系統(tǒng)整體設(shè)計(jì)集中監(jiān)控系統(tǒng)需要和三臺蒸汽鍋爐進(jìn)行TCP/IP

26、方式的通訊，監(jiān)控鍋爐的運(yùn)行參數(shù)，并且還要和輔機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行通訊，監(jiān)控輔機(jī)的運(yùn)行參數(shù)，系統(tǒng)的整體設(shè)計(jì)如下圖示：5.7.2 集中監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)特點(diǎn)及功能針對標(biāo)書的具體要求，我公司對集中監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)包括3臺蒸汽鍋爐的監(jiān)控，并能對鍋爐液位進(jìn)行視頻監(jiān)控，及時進(jìn)行現(xiàn)場查看。通過對接收到的現(xiàn)場數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，生成曲線和報(bào)表，以方便對實(shí)時數(shù)據(jù)和歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行分析?，F(xiàn)將集中監(jiān)控系統(tǒng)的監(jiān)控進(jìn)行如下的設(shè)計(jì)：1) 監(jiān)控軟件采用IFIX 5.1（開發(fā)版）。2) PLC傳送數(shù)據(jù)到集中監(jiān)控系統(tǒng)。3) 監(jiān)控通訊：控制系統(tǒng)之間采用TCP/IP協(xié)議以太網(wǎng)方式連接。傳輸介質(zhì)為屏蔽雙絞線。通訊速率10/100Mb. 4) 畫面監(jiān)控：滿足集中控制的需要，實(shí)現(xiàn)監(jiān)控計(jì)算機(jī)對鍋爐系統(tǒng)控制和監(jiān)控。5) 具有動態(tài)監(jiān)控模擬畫面及相關(guān)實(shí)時數(shù)據(jù)及參數(shù)設(shè)定、修改、顯示功能。6) 對鍋爐本體的監(jiān)控。a) 3臺鍋爐的蒸汽壓力、蒸汽溫度、蒸汽流量、給水溫度、給水流量、尾煙溫度、天然氣流量、鍋爐水位，燃汽比，以及給水泵變頻器的實(shí)際電壓、電流、溫度、頻率、故障信息等參數(shù)；b) 3臺鍋爐燃燒機(jī)的狀態(tài)：風(fēng)機(jī)啟動/停止、風(fēng)壓開關(guān)、點(diǎn)火變壓器、點(diǎn)火閥、主氣閥1、主氣閥2、火焰狀態(tài)、鍋爐啟動的安全條件是否就緒等狀態(tài)。5.7.3 監(jiān)控中心其他監(jiān)控功能1) 運(yùn)行趨勢：具有重要參數(shù)的實(shí)時趨勢