1. Übersicht
Die Stromerzeugung aus Öl- und Gaskesseln hat in China eine mehr als 60-jährige Geschichte. Die damals im Nordosten meines Landes gebauten Kessel funktionieren auch heute noch sicher. Die derzeit entwickelten Ölkessel und Gaskessel ergänzen die ursprünglichen Gasgeneratoren um energiesparende, umweltfreundliche und andere Technologien und machen sie zu effizienten, energiesparenden, sicheren und umweltfreundlichen Technologien. Der wirtschaftliche Betrieb von Kesseln ist ein Thema, das dringend Aufmerksamkeit erfordert. Es betrifft nicht nur die einzelne Wirtschaft, sondern ist auch von großer Bedeutung für die Energieeinsparung und die Erreichung einer nachhaltigen und koordinierten Entwicklung in der Zukunft, wenn Energie immer knapper wird.
Das verteilte Steuerungssystem UW500 ist ein verteiltes Steuerungssystem der neuen Generation, das gemeinsam von Hangzhou Youwen und dem National Engineering Research Center for Industrial Automation der Zhejiang-Universität entwickelt wurde. Es handelt sich um ein verteiltes Steuerungssystem der neuen Generation, das durch kontinuierliche Analyse und Zusammenfassung, Entwicklung und Innovation, Testverbesserung und Bewertung eingeführt wird. Dieses System kann den Automatisierungsgrad der Überwachung deutlich verbessern und den wirtschaftlichen und zuverlässigen Betrieb des Kessels verbessern.
2. Prozesseinführung
Der Prozess der Stromerzeugung ist ein Prozess der Energieumwandlung: Brennstoff, chemische Energie, Dampf, thermische Energie, mechanische Energie, elektrische Energie. Vereinfacht ausgedrückt nutzt es Brennstoff (Gas), um Wärme zu erzeugen und Wasser zu erhitzen, um überhitzten Dampf mit hoher Temperatur und hohem Druck zu erzeugen, der die Turbine in Drehung versetzt und den Rotor des Generators (elektromagnetisches Feld) in Drehung versetzt. Die Statorspule durchschneidet die magnetischen Kraftlinien, um elektrische Energie abzugeben, und erhöht dann mithilfe des Aufwärtstransformators die Systemspannung auf die Netzspannung und überträgt elektrische Energie nach außen.
Zu den Hauptausrüstungssystemen der gasbefeuerten Stromerzeugung gehören: Brennstoffversorgungssystem, Wasserversorgungssystem, Dampfsystem, Kühlsystem, elektrisches System und andere Hilfsverarbeitungsgeräte.
Sein Stromerzeugungssystem besteht hauptsächlich aus einem Verbrennungssystem (mit Kessel als Kern), einem Dampf- und Wassersystem (hauptsächlich bestehend aus verschiedenen Pumpen, Speisewassererhitzern, Kondensatoren, Rohrleitungen, Wasserwänden usw.), einem elektrischen System (mit Turbinengenerator, Haupttransformator usw.), Steuersystem usw. Die ersten beiden erzeugen Hochtemperatur- und Hochdruckdampf; das elektrische System realisiert die Umwandlung von thermischer Energie und mechanischer Energie in elektrische Energie; und das Steuerungssystem gewährleistet den sicheren, sinnvollen und wirtschaftlichen Betrieb jedes Systems.
3. Kontrollstrategie
Die Automatisierungsfunktion der Kesseleinheit des verteilten Steuerungssystems umfasst die Datenerfassungsfunktion (DAS), die analoge Steuerungsfunktion (MCS), den Turbinenabschaltschutz (ETS), die Sequenzsteuerungsfunktion (SCS), den Hauptbrennstoffabschaltschutz des Kessels (MFT) und das Informationsmanagement und andere Funktionen.
1. Gaskraftstoffkontrollsystem
Bei der allgemeinen Regelung von Kesselverbrennungssystemen ist der wichtigste Regelparameter der Frischdampfdruck oder die Frischdampflast. Die Steuerung des Frischdampfdrucks und der Lastparameter erfolgt durch Anpassung der in den Kessel eintretenden Gasmenge. Das System zur Regelung der Brennstoffmenge des Kessels basiert auf der Regelung des Austrittsdampfdrucks des Kessels, und der Hauptdampfdurchsatz des Kessels wird als Vorsteuerung verwendet.
Das Verbrennungssystem der Hochofengaserzeugungseinheit kann den Betrieb des Kessels je nach Gasmenge bei einer Brennstofflast von 25 % bis 110 % aufrechterhalten, ohne dass der Ofen durch die Einheit so weit wie möglich angehalten werden muss. Die Änderung der Öffnung des Dampfturbinen-Einlassventils führt zu Druckparametern des Hauptdampfs, und der Druck des Hauptdampfs kann durch Anpassen des Brennstoffs durch Rückkopplungssteuerung stabilisiert werden. Daher stellt dieses System zunächst den Hochofengas-Einlassdruck sicher, steuert den Hochofengas-Einlassdruck durch Einstellen der Öffnung des Hochofengas-Einlassventils und steuert den Brennstoff, wenn der Gasdruck gewährleistet ist.
2. System zur Steuerung des Luftzufuhrvolumens (System zur Steuerung des Rauchsauerstoffgehalts)
Die Luftzufuhrregelung muss nicht nur die sichere Verbrennung des Kessels gewährleisten, sondern auch den wirtschaftlichen Nutzen des Kessels gewährleisten. Das Luftzufuhr-Kontrollsystem gewährleistet letztendlich die Sicherheit und Wirtschaftlichkeit seiner Verbrennungsbedingungen, indem es die optimale Sauerstoffmenge am Ofenausgang gewährleistet.
Das Luftzufuhr-Steuersystem wird hauptsächlich zur Einstellung des Luftverteilungsvolumens des Hochofengases verwendet, und dann ist der Sauerstoffvolumen-Korrekturkreis kaskadenförmig mit dem Luftzufuhr-Volumenregelkreis verbunden.
3. System zur Steuerung des induzierten Luftvolumens (System zur Steuerung des Unterdrucks des Ofens)
Gemäß dem Praxisprojekt zur Hochofengasstromerzeugung nutzt das Saugzugkontrollsystem den Unterdruck des Ofens als Hauptkontrollparameter, das Gesamtluftzufuhrsignal kann jedoch als Feedforward-Signal verwendet werden.
4. Koordinierte Steuerung von Maschinen und Öfen
Ändert sich der Frischdampfdruck am Kesselaustritt, verändert sich auch die Brennstoffmenge des Gichtgases. Wenn sich die Menge des Gichtgasbrennstoffs ändert, wird dies zwangsläufig durch Änderungen seines Druckparameterwerts angezeigt. Daher besteht die Steuerung des Brennstoffsystems darin, den Verbrennungszustand durch Anpassen der Öffnung des Hochofengas-Einlassventils zu steuern, um den Hochofengas-Einlassdruck zu steuern (anstatt die Menge des Gasbrennstoffeinlasses zu steuern), in Verbindung mit der Steuerung der Dampfturbine zur Steuerung des Hauptdampfes des Kessels. Der Zweck des Drucks. Daher wird einerseits die Anpassung der Kessellast über das System zur Berechnung der Kessellastverteilung berechnet und gesteuert; Andererseits wird die Steuerung des Frischdampf-Hauptleitungsdrucks des Kessels durch Einstellen der Öffnung des Turbinenventils gesteuert.
5. System zur Regelung der Hauptdampftemperatur
Die Einstellung der Frischdampftemperatur des Kessels sollte entsprechend den Eigenschaften des Kessels erfolgen. Innerhalb des angegebenen Kesselbetriebsbereichs wird bei Erreichen der Temperaturregellast (insbesondere in Niedriglast- und Hochlastbereichen) die Austrittstemperatur des Überhitzers der ersten Stufe auf den eingestellten Bereich geregelt.
Einstellmenge: Enthitzungswasserdurchfluss
Regulierungsausrüstung: Enthitzungswasser-Regulierungsventil
Führendes Temperatursignal: Hochtemperatur-Überhitzer-Auslasstemperatur
6. Wasserversorgungskontrolle (Trommelwasserstandskontrolle)
Die normale Steuerung sollte ein Dreiimpuls-Steuerungssystem sein, bestehend aus Dampfdurchfluss, Trommelwasserstand und Speisewasserdurchfluss. Wenn die Last weniger als 30 % beträgt, wird die Einzelimpulssteuerung nur mit Trommelwasserstand eingesetzt. Bei einer Last von mehr als 30 % wird auf Dreiimpulssteuerung umgeschaltet. Es soll eine stoßfreie Umschaltung zwischen Einimpuls- und Dreiimpulsansteuerung und umgekehrt gewährleistet sein.
Der Sender, der den Trommelwasserstand misst, sollte doppelt redundant, vorzugsweise dreifach redundant sein und über Druckkompensation, Vergleich und Auswahl verfügen.
Der temperaturkompensierte Speisewasserdurchfluss sollte zum Sprühwasserdurchfluss addiert werden, um das Gesamtsignal für den Speisewasserdurchfluss zu erhalten.
Die Dampfdurchflussmessung sollte druck- und temperaturkompensiert sein und der Durchfluss der Heizungshauptleitung sollte addiert werden, um das Gesamtdampfdurchflusssignal zu erhalten.
Angepasste Menge: Trommelwasserstand
Anpassungsbetrag: Wasserversorgungsdurchfluss
Eingangssignal Hilfskreis: Speisewasserdurchfluss
Feedforward-Eingangssignal: Frischdampfdurchfluss
Abbildung 1 Flüssigkeitsstandschutz der Dampftrommel
7. Kontrollsystem für den Wasserstand des Kondensators
Halten Sie einen bestimmten Wasserstand im Kondensator aufrecht, um den Aufbau eines normalen Kondensatorvakuums sicherzustellen. Sowohl ein zu hoher als auch ein zu niedriger Wasserstand im Kondensator können das Kondensatorvakuum zerstören. Im Kondensatorwasserstand-Kontrollsystem wird der Abweichungswert zwischen dem gemessenen Wert des Kondensatorwasserstands und dem vorgegebenen Wert einer PID-Berechnung unterzogen, und das Berechnungsergebnis passt die Öffnung des Kondensatorwasserstand-Regulierungsventils an, um einen konstanten Kondensatorwasserstand aufrechtzuerhalten Ebene.
8. Druckkontrollsystem für die Wellendichtung
An der Lücke zwischen der inneren Trennplatte und der Hauptwelle der Dampfturbinenstufe sowie an der Stelle, an der die Hauptwelle die Außenseite des Zylinders durchdringt, wird der Dampfzylinder austreten oder Außenluft eintreten, was zu einer Verringerung führt Dies beeinträchtigt den Wirkungsgrad der Dampfturbine und verschlechtert das Vakuum der Einheit, wodurch der normale Betrieb der Dampfturbine beeinträchtigt wird. Daher muss eine Wellendichtung verwendet werden, um Dampf- und Luftlecks zu blockieren und den normalen Betrieb der Dampfturbine sicherzustellen. Die Leistung der Wellendichtung wird durch die Steuerung des Dampfdrucks der Wellendichtung erreicht.
Im System zur Regulierung des Wellendichtungsdrucks des Dampfturbinengeneratorsatzes werden der gemessene Wert des Wellendichtungsdrucks und der vorgegebene Wert einer PID-Berechnung unterzogen, und das Berechnungsergebnis steuert das Regelventil für die Wellendichtungsdampfzufuhr, um den Wellendichtungsdruck aufrechtzuerhalten auf den eingestellten Wert.
9. Wasserstandskontrollsystem für kontinuierliche Ausdehnungsgefäße
Entsprechend dem Wasserstandsignal des kontinuierlichen Expansionsgefäßes wird der hydrophobe Regler des kontinuierlichen Expansionsgefäßes gesteuert, um den Wasserstand des kontinuierlichen Expansionsgefäßes auf dem eingestellten Wert zu halten.
10. Wasserstandskontrollsystem des Hochdruckheizgeräts
Der Hochdruckerhitzer ist ein Wärmeaustauschgerät zwischen Turbinenentnahmedampf und Hauptspeisewasser. Der Niederdruckerhitzer ist eine Wärmeaustauscheinrichtung für Turbinenentnahmedampf und Kondensatwasser. Ihr Wasserstand ist zu hoch, was dazu führen kann, dass Wasser in die Turbine eindringt und einen Unfall verursacht.
Im Wasserstands-Einstellsystem des Hochdruckerhitzers wird der gemessene Wert des Wasserstands mit dem vorgegebenen Wert für den PID-Betrieb verglichen und das Betriebsergebnis steuert das Abflussregelventil des Hochdruckerhitzers so, dass der hohe Wasserstand erreicht wird die betrieblichen Anforderungen.
11. Niederdruck-Heizwasserstandskontrollsystem (in kleinen Einheiten im Allgemeinen nicht verfügbar)
Im Niederdruck-Heizwasserstand-Einstellsystem wird der gemessene Wert des Wasserstands mit dem vorgegebenen Wert für den PID-Betrieb verglichen und das Betriebsergebnis steuert das Abflussregelventil des Niederdruck-Heizgeräts so, dass der niedrige Wasserstand erreicht wird die betrieblichen Anforderungen. Im Notfall wird der Flüssigkeitsstand durch die elektrische Notwasserablasstür kontrolliert.
12. Wasserstandskontrollsystem des Entlüfters
Der Zweck der Aufrechterhaltung des Entgaserwasserstands besteht darin, das Gleichgewicht zwischen Kesselwasserangebot und -bedarf sicherzustellen. Abhängig vom Produktionsprozess verfügt die Wasserstandsregelung des Entgasers über zwei Einstellmethoden: Einzelimpuls und Dreiimpuls. Der Unterschied zwischen ihnen besteht darin, ob das chemische Ergänzungswasser kontinuierlich zugeführt wird. Unter diesen ähnelt die Drei-Impuls-Einstellmethode dem Trommelwasserstandskontrollsystem. Es handelt sich um eine Ein-Impuls-Anpassung während des Start- und Schwachlastbetriebs und um eine Drei-Impuls-Anpassung bei normaler Last. Die Umschaltung zwischen Einzelimpuls und Dreifachimpuls kann manuell oder automatisch erfolgen.
Wenn der Wasserstand im Entgaser einen hohen Wert erreicht, schließt der Wasserstandsregler des Entgasers und das Kondensatrückführungsventil öffnet sich. Wenn der Wasserstand im Entlüfter zu hoch ist, öffnen Sie die elektrische Notwasserablasstür. Wenn die Turbine außer Betrieb ist, wird der Wasserstand des Entgasers durch das Wasserventil der Chemikalienversorgung reguliert.
13. Druckkontrollsystem des Entlüfters
Während der Inbetriebnahme der Einheit wird der Entgaserdruck durch Öffnen des Regelventils der Dampfhauptleitung der Anlage angepasst, um den eingestellten Wert für den Entgaserdruck aufrechtzuerhalten.
Unter normalen Lastbedingungen ist das Entgaserdruck-Einstellsystem so konzipiert, dass es die Abweichung zwischen dem Entgaserdruckmesswert und dem eingestellten Wert zur Berechnung an den PID sendet. Das Berechnungsergebnis passt das Druckregelventil des Entgasers an, um die Entgasung zu steuern. Der Druck des Gerätes liegt auf dem eingestellten Wert.
4. Regelungstechnik
Das verteilte Steuerungssystem UW500 wird häufig in der Kesselstromerzeugung eingesetzt. UW500 kann Funktionen wie Datenerfassung, analoge Steuerung, Ofensicherheitsschutz, elektrische Steuerung, öffentliche Fabrikstromsteuerung, Heizungsnetzsteuerung usw. ausführen. Das System unterstützt 32 Kontrollstationen und die Systemgröße erreicht: AIO: 16384, DIO: 32768.
Das verteilte Steuerungssystem UW500 kann eine große Anzahl von Punkten, die bei der Kesselstromerzeugung überwacht werden müssen, in Echtzeit überwachen. Das hervorragende Dual-Redundanz-Design macht das System stabiler und zuverlässiger.
Abbildung 2 Systemorganisationsdiagramm
Abbildung 3 Kesselverbrennungssystem
5. Zusammenfassung
Durch den Einsatz des verteilten Steuerungssystems UW500 zur Überwachung einer großen Anzahl von Überwachungspunkten kann die Arbeitsbelastung der Mitarbeiter erheblich reduziert werden, da eine große Menge verstreuter Daten zentral auf der Bedienstation angezeigt werden kann. Das stabile System macht die Steuerung sicherer und einfacher. Auch die Verbrennung des Kessels wird gut kontrolliert, was die Verbrennungseffizienz deutlich verbessert.
