南区锅炉房控制系统改造方案及配置 - 图文(2)

2019-01-07 17:19

系统远程传输到上位监控系统。上位监控系统可实时了解实际室内温度情况,对实时控制系统进行微调,真正做到控制合理、供需平衡。

锅炉辅机强电操作子系统是指现场对锅炉各个辅机设备的强电手动操作系统,主要由强电操作按钮、紧急连锁设备和操作柜组成,负责锅炉辅机设备的启/停操作以及出现异常情况时的紧急操作和连锁保护功能,并具有操作上的最高优先级。

从横向角度来看,上述群控系统的设计符合国际上流行的“控制分散、监视集中”的群控系统的标准。单台燃煤热水锅炉和用户之间,控制回路是相互独立的,彼此不会干扰;而监视系统的信息是共享的,这有利于信息的集中管理。从纵向角度看,整个控制系统也具有三层安全性保障。在正常情况下,操作员在上位监控系统就可以对所有锅炉进行集中监控。即使上位监控系统发生故障,由于主要控制功能由核心控制系统实现,因此也不会影响锅炉的正常运行;即使发生极端情况,操作员也可以通过控制柜的强电手动操作对锅炉进行简单的操作,而不会因为控制系统影响锅炉的正常运行。因此,这样的控制系统是强壮的、科学的、合理的。

以下是本控制系统的网络拓扑图。

四、锅炉自动控制系统

4.1 2.8MW燃煤热水锅炉的I/O清单

首先将2.8MW燃煤热水锅炉的I/O清单列出,并在此基础上,对锅炉的控制系统进行详细描述。

2.8MW燃煤热水锅炉及辅机I/O清单如下:

序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 监测对象 技术参数 0-150℃ 0-150℃ 0—1.6MPa 0—1.6MPa -500--500Pa 0--350℃ 0_25% 0_50HZ 0_50HZ 0_50HZ 0-150℃ 0-150℃ -40-60℃ 0—1.6MPa 0—1.6MPa 0-25T 输入 AI 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 DI 输出 AO 1 1 1 DO 传感器、阀门、执行机构等 传感器类型 Pt100铂热电阻 Pt100铂热电阻 压力变送器 压力变送器 差压变送器 Pt100铂热电阻 氧化锆分析仪 变频器控制/反馈 变频器控制/反馈 变频器控制/反馈 继电器 继电器 继电器 继电器 继电器 继电器 继电器 继电器 Pt100铂热电阻 Pt100铂热电阻 Pt1000电阻+变送 压力变送器 压力变送器 超声波流量计 继电器(2用1备) 继电器(2用1备) 继电器(1用0备) 继电器(2用1备) 继电器(2用1备) 继电器(1用0备) 信号类型 PT100 PT100 4~20mA 4~20mA 4~20mA PT100 4~20mA 4~20mA 4~20mA 4~20mA 开关 开关 开关 开关 开关 开关 开关 开关 PT100 PT100 PT1000 4~20mA 4~20mA 4~20mA 开关 开关 开关 开关 开关 开关 1.单台2.8MW燃煤热水锅炉 锅炉出水温度 锅炉回水温度 锅炉出水压力 锅炉回水压力 炉膛负压 排烟温度 烟气含氧量 引风机调节(变频) 鼓风机调节(变频) 炉排调节(变频) 引风机运行/故障 鼓风机运行/故障 炉排运行/故障 出渣机运行/故障 引风机启动/停止 鼓风机启动/停止 炉排启动/停止 出渣机启动/停止 一次网供水温度 一次网回水温度 室外温度 一次网供水压力 一次网回水压力 一次供水流量 2 2 2 2 1 1 1 1 1 1 6 6 2 2 2 2 2 6 6 2 2. 锅炉房辅机系统 一次循环泵运行/故障 一次补水泵运行/故障 南区盐水泵运行/故障 一次循环泵启动/停止 一次补水泵启动/停止 南区盐水泵启动/停止 3. GPRS远程测量系统 1 2 3 4 5 6 7 8 1 2 3 4 一通区供回水温度 二通区供回水温度 钻前区供回水温度 综合区供回水温度 一通区室内温度 二通区室内温度 钻前区室内温度 综合区室内温度 声报警 光报警 消音 复位 单台锅炉小计 6台锅炉合计 公共辅机小计 IO点位总计 0-150℃ 0-150℃ 0-150℃ 0-150℃ -40-60℃ -40-60℃ -40-60℃ -40-60℃ 2 2 2 2 2 2 2 2 10 60 6 66 1 1 8 48 14 62 3 18 0 18 1 1 8 48 14 62 Pt100电阻+变送 Pt100电阻+变送 Pt100电阻+变送 Pt100电阻+变送 无限传感 无限传感 无限传感 无限传感 继电器 继电器 继电器 继电器 共计:208点 GPRS GPRS GPRS GPRS GPRS GPRS GPRS GPRS 开关 开关 开关 开关 4.其它部分 小计

4.2 锅炉主要控制回路

(1)供水温度控制 (鼓风机、炉排变频)

燃煤热水锅炉的供水温度控制主要是根据出水温度控制送煤量和进风量的配比。送煤量是通过炉排的转速来控制的,而送风量是通过鼓风机频率来调节的。风量和煤量的配比设定值是由氧空燃比T、和总燃料量确定。总风量信号经过温度校正。调试时,应首先根据机组静态特性所提供的风煤比关系来确定T值的表达式,然后进行风煤比的自动调节。本系统中炉排转速(代表煤量)为主动信号,鼓风机风

量为辅动信号,鼓风机和炉排都采用变频控制方式,可以根据炉排转速信号随动调节鼓风风量,保证燃烧的效率。此外,循环水流量作为前馈量引入主回路,对控制系统进行动态补偿。因此,供水温度控制系统是一个带前馈校正的串级控制系统。

(2)炉膛负压控制(引风机变频)

通过调节控制现场引风机的频率来控制引风量以保持炉膛负压稳定,这是保证锅炉安全运行的必要条件。由于炉膛负压波动较频繁,因此一般要将炉膛负压经一阶惯性环节进行平滑处理后送到PID调节器中;同时将送风量信号作为负压调节器的前馈信号直接加到调节器输出端,以使引风系统能及时响应送风量的变化,使负压的变化趋于稳定。本系统中引风机采用变频控制方式。 (3)定压补水控制

系统自动检测系统回水压力,自动控制补水泵,确保系统供水压力平衡。当回水压力低于系统设定的压力低值时,自动开启补水泵,当回水压力高于系统设定的压力高值时,自动关闭补水泵,停止补水。

4.3 锅炉强电手操控制系统

燃煤热水锅炉的强电手操部分主要是对一些锅炉辅机以及送煤系统的设备进行手动操作,如本项目中的每台锅炉的出渣机设备。

五、节能控制系统(气候补偿控制)

所有的供热都是为了末端用户服务,因此我们在系统设计过程中不得不考虑末端用户。末断用户的信息是最重要的,用户的直接反馈可以使整个控制系统形成闭环,从而保证节能控制的最终效果。考虑到建筑物的朝向(向阳和背阳)以及分布、材料等因素,我们可以在每一个片区设定多个室内温度采集点,经过加权处理后作为供水温度设定值的依据,之所以选择供水温度做为控制目标,是因为它与末断用户室内温度直接关联,控制滞后最小,反应速度快。

在本项目中,为达到节能降耗的目的,我们引入了室外温度补偿,根据室外温度的变化来决定热源部分供水温度,同时,系统通过GPRS技术采集多点未端用户的室内温度进行补偿控制,适时调节供热需求,在满足采暖要求的同时,更实时、更科学、更合理的节省能耗。

本系统设计多种节能控制模式:智能优化控制模式、人工干预控制模式、分时分温控制模式、手动优化控制模式等

节能控制系统图如下:

1)智能优化控制模式

随着室外温度下降,建筑物的热损失增加,因而需要增加更多的热量以防止室内温度下降,由于供水温度的高低取决于室外温度,因此控制系统在室外温度和供水温度之间建立一条供暖曲线。供暖曲线提供了室外温度与供水温度的变化值。选择合适的供热曲线,便确定了供水温度目标值,从而调节电动二通调节阀的开度,将一部分回水参与二次循环,控制锅炉侧高温水的循环量,从而降低燃料的损耗。如果供热曲线选的太低,则出水温度过低导致房间温度下降;如果供暖曲线选的太高,则出水温度过高而导致房间温度过热。供暖曲线如下图所示:


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