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成套集成節能系統
油鍋爐節能自动監控系統 系統設計圍繞可靠、穩定、節能、簡單为最終目标。在此基礎上盡量滿足自动化、网絡化、信息化的系統集成,并實現集中管理分散控制,为便于日後的系統升級與能源管理等。一、 鍋爐自控系統改造的緊迫性和必要性&nb

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産品詳情

系統設計圍繞可靠、穩定、節能、簡單为最終目标。在此基礎上盡量滿足自动化、网絡化、信息化的系統集成,并實現集中管理分散控制,为便于日後的系統升級與能源管理等。

一、 鍋爐自控系統改造的緊迫性和必要性

     因为鍋爐的數量多并且容量大,如果隻用傳統的開放式管理模式和粗曠的控制手段,每天的浪费,每月每年累積下来都會是觸目驚心的數字。鑒于現狀,必須對鍋爐的管理和控制提到一個全新的高度。 
     盡管變頻調速已经取代了傳統調節機構實現了節電,但鍋爐的煤耗遠大于電耗,而作为調節燃燒狀況的鍋爐輔機,如果速度比例分配不合理或協調不恰當,都将增加煤耗和電耗。現取四例說明如下:

  • ●煙氣含氧量

    1、经濟性: 
         燃煤鍋爐燃燒質量的好壞,直接關系到鍋爐燃料消耗率的高低,既要使燃料达到完全燃燒,同時又不過多地增加排煙量和降低燃燒溫度(過高的燃燒溫度會導致排煙溫度的升高和結渣的加速)。就必須保證鼓風量和燃料量的搭配适宜,这里我們引入了“風煤比”这個概念。“風煤比”就是在當前風量下所能燃燒的煤的最大值。防止由于風量不夠導致煤不能充分燃燒或空氣過剩致使大量煙氣帶走鍋爐熱量。過剩空氣系數對節煤和環保都有很大意義。因为如果不能充分燃燒将會導致灰渣的含炭率增高,这樣比較浪费煤,同時還會造成煙氣含炭量增高影響排放。過剩空氣同時還會導致風機電耗的增加。

    2 、安全性: 
          鍋爐運行的安全性来看,爐内過剩空氣系數過小,會使燃料中的碳不能完全燃燒,造成煙氣中含有較多的一氧化碳(CO)氣體。由于灰分在還原性氣體(CO)中氣熔點降低,易引起爐内結渣的後果。過剩空氣系數過大時,會加劇飛灰對受熱面的磨損。飛灰磨損與煙氣流速的三次方成正比,因此随着過剩空氣系數的增大,将使鍋爐受熱面的管子和引風機葉片磨損加劇,影響到設備的使用壽命。同時使燃料中的硫份易形成三氧化硫(SO3),露點溫度也相應提高,從而使尾部煙道的空氣預熱器也易于腐蝕,對于燃用高硫煤的鍋爐尤为顯著。

    3、解決方法 
          正常燃燒時,首先要控制燃料與空氣的比例,使過剩空氣系數α保持在一定範圍内。當熱負荷變化時,鼓風和引風轉速同時響應,加負荷時,爐排略滞後于鼓風,減負荷時,爐排略提前于鼓風。正常燃燒時,系統連續監察煙氣氧含量,氧量過剩空氣系數微調原来的“風煤比”值,最初的“風煤比”值来自于人工觀察給定。

  • ●爐膛負壓

    1、经濟性: 
         爐膛負壓的大小對于節能影響很大。爐膛壓力過低會使大量的冷風漏入爐膛,同時将會增大引風機的負荷和排煙熱損失。負壓大,被煙氣帶走的熱量就大,熱損失增加,煤耗量增大,理想運行狀态應在微負壓狀态。它能明顯增加懸浮煤顆粒在爐膛内的滞留時間,增加沉降,減少飛灰,使煤燃燒更充分以提高熱效率。由于負荷變化,需要改變給煤量和送風量,随之也要改變引風量,以保證爐膛負壓的穩定,但由于人工操作的誤差和其它種種原因,導致爐膛負壓往往很大。從而使煤耗增加。 
         在手动或簡單自动控制運行時,如果鍋爐的熱負荷波动較大時風機會頻繁的起、停(上、下限控制),因为引風機先開後停的邏輯顺序,致使風機啟停次數越多,鼓、引風的運行時間差就越大。而時間差越大,鍋爐的排煙熱損失就越大。特别在風機沒有安裝變頻的情況下,熱損失更大。

    2、安全性 
         为了保持爐膛壓力在要求的範圍内,引風量必須與送風量相适應,爐膛負壓太大甚至會引起内爆;反之爐膛負壓太小甚至高出大氣壓力的時候,會使火焰和煙氣冒出,不僅影響環境衛生,甚至可能影響設備和人生安全。

    3、解決方法 
         鼓、引風在任何時刻都同時響應,同時鼓、引風在運行時二者頻率差,一直等于最初人工設定的基本頻率差與實時修正值的和,因为有基本頻率差的參與,所以任意時刻負壓都較平穩。

  • ●被控量的穩定性

    1、经濟性 
         當鍋爐處于低限啟动、高限停止的運行控制模式或被控量波动很大時,系統都存在高低偏差的浪费。浪费體現在低限滿足了生産工藝需要的目标值,而從低限向高限爬升的過程就是溫度或壓力爬升的過程,與此過程同時發生的有,排煙溫度、鍋爐熱散失、水泵電耗等參數的爬升。如果可以讓鍋爐運行在一個相對穩定的狀态,即波动盡可能的小,便可減小这些偏差造成的浪费。 
         另外,所有的生産過程都需要更穩定的蒸汽壓力和熱媒溫度,因为他可以提高産品品質和降低産品出次率。

    2、安全性
         壓力和溫度越穩定,管道和鍋爐本體的應力變化也就越小,管道和鍋爐本體洩漏的幾率也就越小。

    3、解決方法

    1. A、連續調節,不做間歇啟停控制。

    2. B、使用通訊,免除模拟信号傳送易被幹擾的現象。

    3. C、串級PID和前饋控制。

    4. D、专业控制算法。

  • ●鍋爐效率的檢測

    1、经濟性 
         在多台鍋爐并聯運行(一起參與調節)時,鍋爐是同時調節還是逐台調節,及逐台調節的先後顺序都是非常講究的。理論上應該讓最高效率的鍋爐最後調節而最低效率的鍋爐最先調節,这是最節能的方法。事實也如此。問題是如何測量每台鍋爐的各自效率。而讓電腦自动執行先後顺序。

    2、解決方法 
         測量每台鍋爐的給煤量,蒸汽流量和蒸汽壓力或熱媒溫差和熱媒流量,測量鍋爐輔機電耗。以計算鍋爐的綜合能耗。并将比較結果作为調節先後顺序的依據。

    二、設備控制

  • ●工业以太网

         作为高效自动化系統的骨幹,工业數據网絡要求和工业總線系統要求的突出特點是可擴充性和经常需要擴展。工业以太网是已经确立的應對这些需求的骨幹网絡技術。我們的工业以太网可以提供卓越的功能性和靈活性——即使是在長距離上——并可應對您的變化需求。 
         为了大量數據包的快速交互轉發,PLC與上位機通過工业管理型以太网交換機,以100M的最高速率無縫鍊接。當多台鍋爐并聯運行時,系統監察每台設備的綜合效率,依次来決定效率較低的鍋爐優先調整,而效率較高的以最佳負荷率運行。

  • ●串口通信

         为了得到更多配资平台的狀态信息和更好的解決模拟信号易被幹擾的問題,PLC與配资平台使用MODBUS –RTU通信,其中對于配资平台的故障内容更有别于傳統的故障繼電器節點輸出。 
         通信可使故障原因細分到上十種,并上傳至電腦,以便于操作員通過系統指導,更具針對性的高效快速的解決問題。 
    對于二次儀表的通信,避免了重複安裝傳感器而帶来的成本提升和管理繁雜。

  • ●電磁兼容

    三、系統優點

    四、實現功能

    1. A、持續的過程優化,持續的能耗降低,連續的數據采集,透明的工作現場,便捷的報表浏覽,网絡化的協同自动化。

    2. B、出色的可擴展性、模塊化的組合。

    3. C、集中管理,分散控制,風險的最小化。

    4. D、清楚明了的診斷功能可以幫您快捷、輕松的解決問題。

    5. E、快速工业以太网的集成架構,提供了車間級全局的設備訪問。为通過持續的質量監控,高效的産能優化鋪平道路。

    1. A、作为系統最大的傳導幹擾源,配资平台必須全部就地獨立接地。

    2. B、自控系統離開變頻接地系統20米獨立接地。

    3. C、上位機由UPS供電。

    4. D、自控系統使用加磁環和隔離變壓器的隔離電源。

    5. E、自控系統線纜離開动力線纜一米以上穿線管獨立布線,線管接地。

  • ●報警與安全保護

    1. A、高、低出口油溫(汽壓)、電機負荷、爐膛負壓、省煤器(空氣預熱器)壓差等極限報警。

    2. B、回油溫度(蒸汽壓力)、汽包水位變化率報警。

    3. C、超溫(壓)自动強制停車。

    4. D、油壓(水位)異常報警,如無應答強制停車。

    5. E、引風電機(變頻)故障時鼓風爐排強制停車并報警。

    6. F、其它設備故障時報警。

    7. G、通信出錯時自动切換至常規控制并報警。

    8. H、報警發生時聲光警示、電腦顯示具體報警内容與報警原因及故障處理指導流程。

  • ●控制工藝

    1. A、運行、降速、升速時爐膛都保持恒微負壓。

    2. B、在合理效率點自动調整燃燒狀況,超過合理點以下限(上限)運行,至減載壓力(溫度)自动停機,至加載壓力(溫度)自动開機。

    3. C、以出口油溫(汽壓)为目标函數,自动跟蹤反向修正被控量。

    4. D、依據實際工況可随意更改鼓、引、排的速度比例。

    5. E、穩态運行時自动調整給煤和配風的比例,提高整體能效比。

    6. F、依據煙氣氧量、排煙溫度,作为系統的輸入數據,當系統取得这些樣本數據後,建立鍋爐燃燒特性模型,并经過軟件分析,給運行人員一個優化燃燒的操作指導,運行人員根據这些操作指導進行手动操作,或将操作指導納入到自动控制系統中進行優化調整。。

  • ●控制冗餘

    1. A、鼓、引、排控制保留原驅动系統。

    2. B、通信異常時自动切換到原儀表控制。

    3. C、自动控制與儀表控制可一鍵自由切換。

    4. D、主、付操作員站故障時,可以由原櫃體按鈕起停電機,不影響自动控制,但無法再修改數據和無法看到報警信息。

  • ●信息與管理

    1. A、系統開放所有OPC服務器的數據,支持極大部分的辦公管理軟件自由訪問,控制電腦上所見的鍋爐運行各項數據。

    2. B、變頻電耗、鍋爐總電耗、換算煤耗一一可見。

    3. C、各項數據與報警記錄曆史可查、可打印,數據可保存1年。

    4. D、局域网内計算機可用共享文件方式簡單浏覽各項數據。

    5. E、記錄所有需要記錄但可以記錄的數據。

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