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50MW火电机组中锅炉控制方案设计
发布时间：2013-05-21 08:17 来源：未知
1、引言
锅炉是过程工业不可缺少的动力设备，其产生的蒸汽可为蒸馏、化学反应、干燥、蒸发等过程提供热源，并可作为风机、压缩机、汽轮机的动力源。随着石油化工工业生产规模不断扩大，生产过程不断加强，生产设备不断革新，作为全厂动力和热源的锅炉，亦向大容量、高参数、高效率方向发展。锅炉是一个非线性、分布参数、时变、大滞后、多输入输出变量，且紧密耦合的控制对象，这些变量之间相互关联，任一变量改变都会影响整个锅炉系统的安全、稳定运行。为确保整个机组及系统的安全稳定，对锅炉设备的自动控制尤为重要。本文以青海盐湖100万吨钾肥供热中心的5MW火电机组中的锅炉为研究对象，按照工艺相对独立性和耦合程度强弱对整个锅炉控制功能部分进行了设计和说明。
2、系统对锅炉控制的要求
锅炉控制系统由若干子系统组成，子系统协调运行并具有前馈特征，使锅炉能灵敏、安全、快速与稳定运行，保证任何工况下，生产出满足机组负荷指令需要的电量。锅炉主控应将机组负荷指令以并行协调方式转化为对锅炉燃料和风量的控制，并有以下特点：
(b)为加快燃料量对负荷变化的响应，信号回路应有速率可调的“加速”功能，
(c)锅炉指令按可供的风量来限制燃料量出力，以保证燃料量决不高于风量；
(d)锅炉指令按送入锅炉总燃料量（包括所有辅助燃料）限制风量，保证风量不低于燃料量；
(e)燃料指令应根据运行的称重给煤机的出力进行修正；
(f)应根据燃料的不同发热量进行校正。
3、锅炉主控
系统对蒸汽负荷的要求最终是通过改变燃料量完成的，当燃料量改变时，必须相应地改变锅炉风量，使风量与燃料量适应，以实现经济燃烧。锅炉主控任务是将机组负荷指令以并行协调的方式转化为对锅炉燃料和风量的控制。
4、燃烧控制系统
燃烧控制系统的任务是使燃料燃烧所提供的热量适应外界对锅炉输出蒸汽负荷的需求，同时保证锅炉的安全经济运行。主要包括两项控制：燃料量控制和燃料风控制，富通新能源销售生物质锅炉，生物质锅炉主要燃烧木屑颗�；怪频纳镏士帕Ｈ剂�。
4.1燃料量控制
燃料量子控制系统的任务：使进入锅炉的燃料量随时与外界负荷要求相适应�？刂平峁雇既缤�2所示：
燃烧量控制系统接受机组主控制器的锅炉负荷指令，经总风量校正和限制后，得到总燃烧量指令。此指令与实际总燃料量比较后的偏差送入PI控制器进行运算得到给煤量指令。给煤量指令与实际给煤量进行比较，其偏差值经过一定的分配算法形成燃料量控制指令，并行的送给各给煤机，控制给煤机转速改变给煤量，以维持总给煤量与给定值一致，满足汽机蒸汽负荷对锅炉热能的需求。
4.2燃料风控制
燃料风控制子系统的任务：为保证燃料在炉内充分燃烧提供足够风量�？刂平峁谷缤�3所示：
这是一个具有氧量校正的控制系统。主蒸汽量代表机组负荷，经函数运算后，形成随负荷变化的氧量定值，并加以修正以保证最佳燃烧。修正后的氧量定值与烟气含氧量测量值进行比较，其偏差经PI运算后，形成风／煤比校正信号。利用高值选择器将三信号中的最大值作为风量设定值，并经过PI调节器形成送风量指令，送至风机，控制挡板的开度。
5、给水控制系统
给水控制子系统的任务：使给水量与锅炉的蒸发量相适应，维持汽包水位在规定的范围内。汽包水位是锅炉运行主要指标，维持水位在一定范围内是保证锅炉安全运行的首要条件。水位过高会影响汽包内汽水分离，饱和水蒸汽带水过多，会使过热器管壁结垢导致损坏，同时过热蒸汽温度急剧下降。该过热蒸汽作为汽轮机动力，将会损坏汽轮机叶片，影响整个机组运行的安全和经济性。水位过低，则由于汽包内水量较少，且负荷很大时，水的汽化速度加快，从而使汽包内水量变化速度很快，如不及时调节就会使汽包内的水全部汽化，导致水冷壁烧坏，甚至引起爆炸。因此，锅炉汽包水位必须严加控制。
汽包水位控制子系统是一个单冲量／三冲量可切换的控制系统。在启动或低负荷运行时只有汽包水位的单冲量控制，如图中虚线部分所示。当达到规定负荷时、蒸汽参数稳定、给水流量允许时，采用由汽包水位、给水流量和主蒸汽流量组成的三冲量串级控制系统来调节给水阀门，从而保证汽包水位在规定范围内变化。在此控制系统中，汽包水位信号经汽包压力补偿后与设定值偏差作为主调节器的输入信号，给水流量信号经温度补偿修正后，与主蒸汽流量信号一起作为副调节器的输入信号。无论是单冲量控制还是三冲量控制，测量汽包水位的变送器均为三重冗余。经压力温度补偿后汽包水位信号采取三取中的方法进行信号处理。
6、结论
本文设计的锅炉控制方案由若干协调运行的子系统组成，并将应用于青海盐湖100万吨钾肥供热中心的50MW火电机组中的锅炉控制中，保证机组中锅炉灵敏快速安全稳定运行，并生产出满足整个工艺所需的电量。此控制方案不仅可以实现很好的企业效益，提高整个机组效率，而且其控制方法和思想可为其他工程项目提供一定的理论依据，具有很强的实用价值。
