锅炉汽包水位控制方案

三、锅炉汽包水位控制方案在本方案中最重要的控制对象是锅炉汽包水位，汽包水位是锅炉安全运行的一个非常重要的工艺参数，必须被控制在一个非常严格的工作范围内，由于引起汽包水位变化的因素较多，如锅炉负荷、燃烧工况、给水压力等，加上锅炉特有的虚假水位现象，简单的单回路控制难以满足对控制的要求，尤其是对于我厂这样的工况变化频繁，变化幅度大，对于水位的控制来说仅仅使用传统的仪表控制是非常困难的，即使是使用了专用的进口多回路可编程调节仪表对水位进行控制，但是仅能够在工况下满足控制的需要，在工况产生突变的情况下，仪表根本无法对水位进行控制，所以在此次的改造中我们着重在水位的控制方面提出了严格的要求。图2在方案中我们足够采用三冲量串级调节方式（如图2所示），该系统接收汽包水位、蒸汽流量、给水流量三个信号，两个控制器（主调和副调）相串联，称为三冲量串级给水调节系统。上述三信号经相应的变送器转换为统一的电流信号，再经输入组件进行电流/电压转换，分别作为主调的测量信号、补偿信号及副调的测量信号，其中主调将汽包水位测量值与给定值进行比较积分运算，运算结果再与蒸汽流量信号相加，作为副调的给定信号，副调将给水流量测量信号一给定信号相比较，并对偏差进行比例积分运算，再经高低限限幅、电压/是流转换，且输出信号控制执行机构动作，改变给水量，以维持一定水位。在实际的程序的编制中，我们对原方案进行了相应的改造，汽包水位作为主被控变量，给水流量和蒸汽流量的差值作为副被控变量构成串级调节控制系统，并且在程序中引入众多的逻辑比较条件，严格限定给水调节阀的开关状态以保证给水调节系统一直处于安全的运行状况，从而克服汽包水位现象，维持汽水平衡，保证汽包一定的水位。以下是在PLC编程中利用的技巧。四、PLC的编程技巧首先该系统要实现精确控制的先决条件是得到精确的测量值，所以如何克服系统的干扰和准确测量是必须首先考虑的。因为我厂原控制系统设计中没有充分考虑电力信号产生的干扰，在照明用电和动力用电方面，均有零线和地线混接的现象，很多动力线和信号线是混合敷设的，仪表信号控制电缆没有单独敷设，所以现场的干扰很大，如果现场的干扰不加以过滤的话，对DCS系统的影响是很严重的，不仅是测量不到信号，严重的时候甚至烧毁I/O模块，为防止干扰，该系统采取了单独接地的措施。在汽包水位、主汽流量和给水流量的测量中，因为工况的不断变化，所以信号是处于不断变化的，这样增加了调节系统的不稳定性，所以有必要对系统的信号进行滤波，在硬件方面该系统选用的I/O卡件采用了光电隔离技术，抗干扰能力可达：共模电压不小于250V，共模抑制比不小于90dB，差模电压不小于60V，差模抑制比不小于60dB。在软件方面我们针对各信号也采取了相应的滤波手段，例如水位信号的当前值为上次采样值的70%加上次采样值的30%的迭加（计算该值的百分比取值根据我厂现场运行状况进行调整），这样就能够较有效地抑制信号波动对系统的影响，当然该值的设定对系统的反应速度有一定影响，所以要根据现场的情况慎重选取。在系统的编程中除了考虑三冲量调节的各参数关系（见图3），为了提高系统调整的准确性、可靠性和保障系统有更高的安全性，我们还根据现场实际操作中可能存在的问题，将相应的信号进行比较，在程序中设置了众多的逻辑比较条件，以达到控制准确，防止失误的目的。以下是在我厂DCS系统中采用的部分条件：1.当汽包水位低于20mm，蒸汽流量比给水流量大5t而调节系统处于关阀状态时，系统将严禁继续关阀；2.当蒸汽流量比给水流量大10t，而调节系统处于关阀状态时，系统将严禁继续关阀；3.当汽包水位大于15mm，给水流量大于蒸汽流量，系统仍处于开阀状态时，系统将严禁继续开阀；4.当给水流量大于蒸汽流量超过10t，系统仍处于开阀状态时，系统将严禁继续开阀；梯形图见图4。该系统自投运至今一直运行稳定，提高了锅炉的检测精度，提高了控制水平，彻底解决了锅炉汽包水位自动控制存在的问题，减轻了操作人员的劳动强度，减少了维护的难度，取得了良好的效果。