1 Översikt
Kraftproduktion av olje- och gaspannor har en historia på mer än 60 år i Kina. Pannorna som byggdes i nordöstra mitt land på den tiden fungerar fortfarande säkert idag. De för närvarande utvecklade oljeeldade pannorna och gaseldade pannorna lägger till energibesparande, miljövänliga och andra tekniker till de ursprungliga gasgeneratorerna, vilket gör dem effektiva, energibesparande, säkra och miljövänliga teknologier. Den ekonomiska driften av pannor är en fråga som brådskande kräver uppmärksamhet. Det involverar inte bara den individuella ekonomin utan har också stor betydelse för att spara energi och uppnå en hållbar och samordnad utveckling i framtiden när energin blir alltmer bristfällig.
Det distribuerade styrsystemet UW500 är en ny generation av distribuerat styrsystem som utvecklats gemensamt av Hangzhou Youwen och National Engineering Research Center for Industrial Automation vid Zhejiang University. Det är en ny generation av distribuerat styrsystem som lanseras genom kontinuerlig analys och sammanfattning, utveckling och innovation, testförbättring och bedömning. Detta system kan avsevärt förbättra automationsnivån för övervakning och förbättra den ekonomiska och tillförlitliga driften av pannan.
2. Processintroduktion
Processen för kraftgenerering är en process för energiomvandling: bränsle kemisk energi ånga termisk energi mekanisk energi elektrisk energi. Enkelt uttryckt använder den bränsle (gas) för att generera värme och värme vatten för att bilda överhettad ånga med hög temperatur och högt tryck, som driver turbinen att rotera och generatorrotorn (elektromagnetiskt fält) att rotera. Statorspolen skär av de magnetiska kraftlinjerna för att avge elektrisk energi, och använder sedan step-up transformatorn för att stiga till Systemspänningen är ansluten till nätet och överför elektrisk energi till utsidan.
De viktigaste utrustningssystemen för gaseldad kraftgenerering inkluderar: bränsleförsörjningssystem, vattenförsörjningssystem, ångsystem, kylsystem, elsystem och annan extra processutrustning.
Dess kraftgenereringssystem består huvudsakligen av förbränningssystem (med panna som kärna), ång- och vattensystem (huvudsakligen sammansatt av olika pumpar, matarvattenberedare, kondensorer, rörledningar, vattenväggar, etc.), elsystem (med turbingenerator, huvudtransformator etc.), styrsystem etc. De två första genererar högtemperatur- och högtrycksånga; det elektriska systemet realiserar omvandlingen från termisk energi och mekanisk energi till elektrisk energi; och kontrollsystemet säkerställer säker, rimlig och ekonomisk drift av varje system.
3. Styrstrategi
Automationsfunktionen för pannenheten för det distribuerade styrsystemet inkluderar datainsamlingsfunktion (DAS), analog styrfunktion (MCS), turbinavstängningsskydd (ETS), sekvensstyrningsfunktion (SCS), pannans huvudbränsleavstängningsskydd (MFT) och informationshantering och andra funktioner.
1. Gasbränslekontrollsystem
Vid allmän styrning av pannförbränningssystem är den huvudsakliga kontrollerade parametern huvudångtryck eller belastning. Styrningen av huvudångtryck och belastningsparametrar uppnås genom att justera mängden gas som kommer in i pannan. Pannans bränslemängdskontrollsystem är baserat på att styra pannans utloppsångtryck, och pannans huvudångflöde används som frammatning.
Förbränningssystemet i masugnsgasgenereringsenheten kan hålla pannan i drift vid en bränslebelastning på 25 % till 110 % beroende på mängden gas utan att stoppa ugnen så mycket som möjligt genom enheten. Förändringen i öppningen av ångturbinens inloppsventil kommer att orsaka tryckparametrarna för huvudångan, och trycket på huvudångan kan stabiliseras genom att justera bränslet genom återkopplingskontroll. Därför säkerställer detta system först masugnsgasinloppstrycket, styr masugnsgasinloppstrycket genom att justera öppningen av masugnsgasinloppsventilen och styr bränslet när gastrycket är garanterat.
2. Volymkontrollsystem för lufttillförsel (kontrollsystem för röksyreinnehåll)
Lufttillförselkontrollen ska inte bara säkerställa en säker förbränning av pannan, utan också säkerställa pannans ekonomiska fördelar. Lufttillförselkontrollsystemet markerar i slutändan säkerheten och ekonomin för dess förbränningsförhållanden genom att säkerställa den optimala syrevolymen vid ugnens utlopp.
Lufttillförselkontrollsystemet används huvudsakligen för att justera luftfördelningsvolymen för masugnsgasen, och sedan är syrevolymkorrigeringskretsen kaskadansluten till lufttillförselvolymkontrollslingan.
3. Inducerad luftvolymkontrollsystem (ugnsundertryckskontrollsystem)
Enligt praxisprojektet för generering av masugnsgas använder det inducerade dragstyrsystemet ugnens negativa tryck som huvudkontrollparameter, men den totala lufttillförselsignalen kan användas som en frammatningssignal.
4. Samordnad styrning av maskiner och ugnar
Om huvudångtrycket vid pannans utlopp ändras kommer mängden masugnsgasbränsle att ändras. Om mängden masugnsgasbränsle ändras, kommer det oundvikligen att visas genom ändringar i dess tryckparametervärde. Därför är kontrollen av bränslesystemet att styra förbränningstillståndet genom att justera öppningen av masugnsgasinloppsventilen för att styra masugnsgasinloppstrycket (snarare än att kontrollera mängden gasbränsleinlopp), i samband med kontrollen av ångturbinen för att styra pannans huvudånga. Syftet med trycket. Därför, å ena sidan, beräknas och styrs justeringen av pannbelastningen genom beräkningssystemet för pannlastfördelning; å andra sidan styrs kontrollen av pannans huvudångtryck genom att justera turbinventilens öppning.
5. Huvudsystem för ångtemperaturkontroll
Justeringen av pannans huvudångtemperatur bör utformas enligt pannans egenskaper. Inom det specificerade driftområdet för pannan, när temperaturregleringsbelastningen uppnås (särskilt i områden med låg belastning och hög belastning), styrs utloppstemperaturen för förstastegsöverhettaren till inom det inställda området.
Justeringsmängd: överhettat vattenflöde
Reglerutrustning: reglerventil för överhettning av vatten
Ledande temperatursignal: hög temperatur överhettarens utloppstemperatur
6. Vattenförsörjningskontroll (vattennivåkontroll i trumman)
Normal styrning bör vara ett treimpulsstyrsystem bestående av ångflöde, trumvattennivå och matarvattenflöde. När belastningen är mindre än 30 %, används enkelimpulsstyrning med endast trummans vattennivå. När belastningen är större än 30 % växlas den till treimpulsstyrning. En ojämn växling mellan enkelimpuls och treimpulsstyrning bör tillhandahållas, och vice versa.
Sändaren som mäter trumvattennivån ska vara dubbelredundant, helst trippelredundant och ha tryckkompensering, jämförelse och val.
Det temperaturkompenserade matarvattenflödet bör läggas till sprayvattenflödet för att erhålla den totala matarvattenflödessignalen.
Ångflödesmätningen bör vara tryck- och temperaturkompenserad, och värmehuvudrörets flöde bör läggas till för att erhålla den totala ångflödessignalen.
Justerad mängd: trummans vattennivå
Justeringsmängd: vattentillförselflöde
Hjälpkretsens ingångssignal: matarvattenflöde
Frammatningssignal: huvudångflöde
Figur 1 Skydd för vätskenivå för ångtrumman
7. Kondensorns vattennivåkontrollsystem
Upprätthåll en viss kondensorvattennivå för att säkerställa upprättandet av normalt kondensorvakuum. Både för höga och för låga vattennivåer i kondensorn kan förstöra kondensorns vakuum. I kondensorns vattennivåkontrollsystem utsätts avvikelsen mellan det uppmätta värdet på kondensorns vattennivå och det givna värdet för PID-beräkning, och beräkningsresultatet justerar öppningen av kondensorns vattennivåregleringsventil för att bibehålla ett konstant kondensorvatten nivå.
8. System för styrning av axeltätningens tryck
Vid gapet mellan den inre skiljeplattan och huvudaxeln på ångturbinsteget, såväl som den plats där huvudaxeln penetrerar utsidan av cylindern, kommer ångcylindern att läcka ut eller extern luft kommer att läcka in, vilket kommer att minska effektiviteten hos ångturbinen och förvärra enhetens vakuum, vilket förstör den normala driften av ångturbinen. Därför måste en axeltätning användas för att blockera ångläckage och luftläckage för att säkerställa normal drift av ångturbinen. Axeltätningens prestanda uppnås genom att kontrollera ångtrycket på axeltätningen.
I axeltätningstryckregleringssystemet för ångturbingeneratoraggregatet, utsätts det uppmätta värdet på axeltätningstrycket och det givna värdet för PID-beräkning, och beräkningsresultatet styr axeltätningens ångtillförselreglerventil för att upprätthålla axeltätningstrycket vid inställt värde.
9. Vattennivåkontrollsystem för kontinuerliga expansionskärl
Enligt vattennivåsignalen för det kontinuerliga expansionskärlet, kontrolleras den hydrofoba regulatorn för det kontinuerliga expansionskärlet för att hålla vattennivån i det kontinuerliga expansionskärlet vid det inställda värdet.
10. Högtrycksvärmarens vattennivåkontrollsystem
Högtrycksvärmaren är en värmeväxlare mellan turbinextraktionsånga och huvudmatarvatten. Lågtrycksvärmaren är en värmeväxlare för turbinextraktionsånga och kondensatvatten. Deras vattennivåer är för höga, vilket kan leda till att vatten kommer in i turbinen, vilket kan orsaka en olycka.
I högtrycksvärmarens vattennivåjusteringssystem jämförs vattennivåns uppmätta värde med det angivna värdet för PID-drift, och driftresultatet styr högtrycksvärmarens avloppsregleringsventil så att den höga vattennivån möter driftkraven.
11. Lågtrycksvärmares vattennivåkontrollsystem (vanligtvis inte tillgängligt i små enheter)
I lågtrycksvärmarens vattennivåjusteringssystem jämförs vattennivåns uppmätta värde med det angivna värdet för PID-drift, och driftresultatet styr lågtrycksvärmarens avtappningsreglerventil så att lågvattennivån möter driftkraven. I en nödsituation styrs vätskenivån av den elektriska dörren för nödvattenutlösning.
12. Avluftarens vattennivåkontrollsystem
Syftet med att upprätthålla avluftarens vattennivå är att säkerställa balansen mellan pannvattentillgång och efterfrågan. Beroende på produktionsprocessen har avluftarens vattennivåkontroll två justeringsmetoder: enkelimpuls och treimpuls. Skillnaden mellan dem ligger i om det kemiska tillskottet vatten matas kontinuerligt. Bland dem liknar treimpulsjusteringsmetoden trummans vattennivåkontrollsystem. Det är en enkelimpulsjustering under start och lågbelastningsdrift, och det är en treimpulsjustering vid normal belastning. Växling mellan enkelimpuls och trippelimpuls kan åstadkommas manuellt eller automatiskt.
När avluftarens vattennivå når ett högt värde stänger avluftarens vattennivåregulator och kondensatåtercirkulationsventilen öppnas. När vattennivån i avluftaren är för hög, öppna den elektriska luckan för nödvattenutlösning. När turbinen är ur drift, justeras avluftarens vattennivå av kemikalietillförselvattenventilen.
13. Avluftarens tryckkontrollsystem
Under uppstart av enheten justeras avluftarens tryck genom att öppna anläggningens ånghuvuds reglerventil för att bibehålla avluftarens inställda tryck.
Under normala belastningsförhållanden är avluftarens tryckjusteringssystemet utformat för att skicka avvikelsen mellan avluftarens tryckmätningsvärde och det inställda värdet till PID för beräkning. Beräkningsresultatet justerar avluftarens tryckregleringsventil för att kontrollera avluftningen. Anordningens tryck är vid inställt värde.
4. Reglerteknik
UW500 distribuerat styrsystem har använts i stor utsträckning vid pannkraftproduktion. UW500 kan komplettera funktioner inklusive datainsamling, analog styrning, ugnssäkerhetsskydd, elektrisk styrning, fabrikskraft offentlig styrning, värmenätverksstyrning, etc. Systemet stöder 32 kontrollstationer, och systemskalan når: AIO: 16384, DIO: 32768.
Det distribuerade styrsystemet UW500 kan övervaka ett stort antal punkter som behöver övervakas vid pannkraftgenerering i realtid. Den utmärkta designen med dubbla redundans gör systemet mer stabilt och pålitligt.
Figur 2 Systemorganisationsdiagram
Figur 3 Pannans förbränningssystem
5. Sammanfattning
Att använda det distribuerade styrsystemet UW500 för att övervaka ett stort antal övervakningspunkter kan avsevärt minska arbetsbelastningen för arbetare, vilket gör att en stor mängd spridd data kan visas centralt på driftstationen. Det stabila systemet gör kontrollen säkrare och enklare. Förbränningen av pannan är också väl kontrollerad, vilket avsevärt förbättrar förbränningseffektiviteten.
