日立PLC在煤粉鍋爐控制系統(tǒng)中的應(yīng)用

一、系統(tǒng)概述：
本系統(tǒng)主要是針對(duì)煤粉蒸汽或熱水鍋爐的控制。具有鍋爐水位自動(dòng)控制、燃燒經(jīng)濟(jì)性自動(dòng)控制、爐膛負(fù)壓自動(dòng)控制、爐壓波動(dòng)補(bǔ)償點(diǎn)火系統(tǒng)、蒸汽超壓、缺水保護(hù)等自動(dòng)聯(lián)鎖保護(hù)功能。
本系統(tǒng)的控制方式分集控自動(dòng)/集控手動(dòng)/就地，三種方式可轉(zhuǎn)換。鍋爐正常運(yùn)行生產(chǎn)時(shí)，使用集控自動(dòng)方式，設(shè)備按工藝要求的順序和流程由中央控制臺(tái)自動(dòng)控制、聯(lián)鎖保護(hù)；集控手動(dòng)時(shí)，可在中央控制臺(tái)操作各設(shè)備，有互鎖和聯(lián)動(dòng)關(guān)系；就地時(shí)，在現(xiàn)場(chǎng)操作可啟停設(shè)備，閉鎖集控，保護(hù)現(xiàn)場(chǎng)操作人員的安全。


二、系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)：
①、初始化
首先檢測(cè)各電氣設(shè)備已通電，并且有動(dòng)作；然后依次檢測(cè)鍋爐水位是否低于下限，蒸汽壓力是否超限，煤粉罐料位是否低于下限，中間料倉(cāng)是否低于下限，如上述條件有任意一條為“是”均不能。　
②、點(diǎn)火
首先關(guān)閉一、二次風(fēng)電動(dòng)調(diào)節(jié)閥，然后依次啟動(dòng)引風(fēng)機(jī)、二次風(fēng)機(jī)、全開二次風(fēng)閥門，如任意動(dòng)作未執(zhí)行，則停爐并報(bào)警；如設(shè)備運(yùn)行正常，則延時(shí)吹掃1分鐘，然后調(diào)節(jié)二次風(fēng)電動(dòng)閥至設(shè)定位置，啟動(dòng)點(diǎn)火槍，此時(shí)監(jiān)測(cè)火焰是否建立，延時(shí)30秒，啟動(dòng)一次風(fēng)機(jī)，調(diào)節(jié)一次風(fēng)閥門至設(shè)定位置，啟動(dòng)攪拌器，啟動(dòng)給料螺旋并調(diào)節(jié)至設(shè)定轉(zhuǎn)速，此時(shí)監(jiān)測(cè)火焰是否建立，如火焰建立，則油與煤粉混燃10分鐘后關(guān)閉點(diǎn)火槍，火焰檢測(cè)器繼續(xù)監(jiān)測(cè)火焰是否建立，如上述任意條件為“否”或任意動(dòng)作未執(zhí)行，則執(zhí)行停爐控制程序。
③、運(yùn)行
實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)蒸汽壓力，如超過設(shè)定壓力，則執(zhí)行停爐控制程序；如未超出設(shè)定壓力，則執(zhí)行經(jīng)濟(jì)燃燒控制程序。
④、停爐
首先檢測(cè)點(diǎn)火槍是否關(guān)閉，然后依次停止攪拌器、供料螺旋、一次風(fēng)機(jī)；將二次風(fēng)閥門調(diào)至全開位置，延時(shí)吹掃1分鐘后；檢測(cè)爐膛溫度直至低于設(shè)定溫度后停止引風(fēng)機(jī)、停二次風(fēng)機(jī)，關(guān)閉一、二次風(fēng)閥門。
　　　　　　　　　　
鍋爐緊急或異常停車：


２、鍋筒水位自動(dòng)控制
根據(jù)本系統(tǒng)鍋爐容量，采用單沖量控制方式。


３、燃燒經(jīng)濟(jì)性自動(dòng)控制
根據(jù)5分鐘內(nèi)對(duì)煙氣中氧氣含量檢測(cè)的平均值，改變送風(fēng)量的大小，進(jìn)而達(dá)到調(diào)節(jié)鍋爐經(jīng)濟(jì)、高效燃燒的目的。

燃燒經(jīng)濟(jì)性自動(dòng)控制條件：
①、在一定的采樣周期內(nèi)，實(shí)際含氧量濃度變化率大于或小于工藝設(shè)定的含氧量目標(biāo)值時(shí)，差值經(jīng)PID運(yùn)算后控制二次風(fēng)閥執(zhí)行器，執(zhí)行器調(diào)整二次送風(fēng)量，并在一定的時(shí)間內(nèi)保持，以滿足燃燒的經(jīng)濟(jì)性。
②、在一定的采樣周期內(nèi)，實(shí)際含氧濃度變化率在工藝含氧量目標(biāo)值范圍內(nèi)時(shí)，系統(tǒng)不做運(yùn)算，二次送風(fēng)量保持原狀態(tài)。
４、爐膛負(fù)壓自動(dòng)控制
考慮到燃燒過程的波動(dòng)性，控制系統(tǒng)應(yīng)設(shè)有死區(qū)不響應(yīng)功能。但是當(dāng)爐壓持續(xù)出現(xiàn)波動(dòng)時(shí)，起動(dòng)給油泵，同時(shí)點(diǎn)火器動(dòng)作并延時(shí)，當(dāng)爐壓趨于穩(wěn)定，關(guān)閉點(diǎn)火器同時(shí)停給油泵。啟動(dòng)給油泵、點(diǎn)火器點(diǎn)火并在給定的延遲時(shí)間內(nèi)爐壓還不能趨于穩(wěn)定狀態(tài)，則停止鍋爐的運(yùn)行。

５、中間粉倉(cāng)料位自動(dòng)控制
根據(jù)粉倉(cāng)重量控制煤粉罐旋轉(zhuǎn)閥的啟停，當(dāng)中間粉倉(cāng)重量到達(dá)下限時(shí)，啟動(dòng)旋轉(zhuǎn)閥；當(dāng)中間粉倉(cāng)重量到達(dá)上限時(shí)，停止旋轉(zhuǎn)閥。

６、煤粉鍋爐系統(tǒng)連鎖保護(hù)
①、水位保護(hù)
鍋爐水位報(bào)警共設(shè)定水位高、水位超高、水位低、水位極低等4種水位報(bào)警信號(hào)。
鍋爐水位保護(hù)共社水位超高、水位極低等兩種保護(hù)。當(dāng)水位超高或極低時(shí)停止鍋爐運(yùn)行。
②、蒸汽壓力超高保護(hù)。當(dāng)蒸汽壓力超過設(shè)定的壓力保護(hù)值時(shí)停止鍋爐運(yùn)行。
③、鍋爐爐膛熄火保護(hù)。即鍋爐在正常的運(yùn)行狀態(tài)下的非正常的熄火保護(hù)。
④、緊急停車保護(hù)。在現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備調(diào)試及設(shè)備試運(yùn)行期間，如果設(shè)備出現(xiàn)故障而設(shè)置的手動(dòng)緊急保護(hù)功能
三、控制系統(tǒng)硬件配置：
根據(jù)工藝要求及操作使用方便，本系統(tǒng)將配置：低壓電氣柜一臺(tái)和操作箱一臺(tái)。
（1） 主要的低壓電氣元件選用國(guó)際知名品牌富士。
（2） 數(shù)據(jù)集中采集及控制采用國(guó)際知名品牌日立EH-150系列。
（3） 變頻器采用國(guó)際知名品牌日立L300P系列。
（4） 集中監(jiān)控采用工控機(jī)。
（5） 溫度傳感器選用符合IEC國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的熱電阻和熱電偶。
（6） 鍋筒水位采用配備就地式水位表和高精度的壓差變送器。
（7） 蒸汽壓力采用藍(lán)寶石高溫壓力傳感器。
（8） 蒸汽流量和給水流量采用一體化帶溫補(bǔ)的渦街流量計(jì)。
四、 上位機(jī)控制系統(tǒng)：

五、 結(jié)束語：
該高效煤粉鍋爐控制系統(tǒng)可靠性高、自動(dòng)化程度高、使用方便、操作簡(jiǎn)單、功能豐富、控制靈活，滿足用戶的控制要求，運(yùn)行正常穩(wěn)定。