1. Overzicht
De elektriciteitsopwekking met olie- en gasboilers heeft in China een geschiedenis van meer dan 60 jaar. De ketels die destijds in Noordoost-mijn land zijn gebouwd, werken nog steeds veilig. De momenteel ontwikkelde olie- en gasgestookte ketels voegen energiebesparende, milieuvriendelijke en andere technologieën toe aan de oorspronkelijke gasgeneratoren, waardoor deze efficiënte, energiebesparende, veilige en milieuvriendelijke technologieën worden. De economische werking van ketels is een onderwerp dat dringend aandacht behoeft. Het betreft niet alleen de individuele economie, maar is ook van groot belang voor het besparen van energie en het bereiken van duurzame en gecoördineerde ontwikkeling in de toekomst, wanneer energie steeds schaarser wordt.
Het gedistribueerde besturingssysteem UW500 is een gedistribueerd besturingssysteem van de nieuwe generatie, gezamenlijk ontwikkeld door Hangzhou Youwen en het National Engineering Research Center for Industrial Automation van de Universiteit van Zhejiang. Het is een gedistribueerd controlesysteem van de nieuwe generatie dat wordt gelanceerd door middel van voortdurende analyse en samenvatting, ontwikkeling en innovatie, testverbetering en beoordeling. Dit systeem kan het automatiseringsniveau van de bewaking aanzienlijk verbeteren en de economische en betrouwbare werking van de ketel verbeteren.
2. Procesintroductie
Het proces van energieopwekking is een proces van energieconversie: brandstof, chemische energie, stoom, thermische energie, mechanische energie, elektrische energie. Simpel gezegd: het gebruikt brandstof (gas) om warmte te genereren en water te verwarmen om oververhitte stoom op hoge temperatuur en hoge druk te vormen, die de turbine laat draaien en de generatorrotor (elektromagnetisch veld) laat draaien. De statorspoel snijdt de magnetische krachtlijnen door om elektrische energie uit te zenden, en gebruikt vervolgens de step-up transformator om te stijgen. De systeemspanning is aangesloten op het elektriciteitsnet en zendt elektrische energie naar buiten.
De belangrijkste uitrustingssystemen voor gasgestookte energieopwekking omvatten: brandstoftoevoersysteem, watertoevoersysteem, stoomsysteem, koelsysteem, elektrisch systeem en andere hulpverwerkingsapparatuur.
Het stroomopwekkingssysteem bestaat voornamelijk uit een verbrandingssysteem (met ketel als kern), stoom- en watersysteem (voornamelijk samengesteld uit verschillende pompen, voedingswaterverwarmers, condensors, pijpleidingen, watermuren, enz.), Elektrisch systeem (met turbinegenerator, hoofdtransformator enz.), besturingssysteem, enz. De eerste twee genereren stoom op hoge temperatuur en onder hoge druk; het elektrische systeem realiseert de transformatie van thermische energie en mechanische energie naar elektrische energie; en het besturingssysteem garandeert de veilige, redelijke en economische werking van elk systeem.
3. Controlestrategie
De automatiseringsfunctie van de ketelunit met gedistribueerd besturingssysteem omvat een data-acquisitiefunctie (DAS), analoge besturingsfunctie (MCS), bescherming tegen turbine-uitschakeling (ETS), sequentiecontrolefunctie (SCS), bescherming tegen hoofdbrandstofuitschakeling (MFT) en informatiebeheer. en andere functies.
1. Gasbrandstofcontrolesysteem
Bij de algemene regeling van het verbrandingssysteem van een ketel is de belangrijkste gecontroleerde parameter de hoofdstoomdruk of -belasting. De controle van de hoofdstoomdruk en belastingsparameters wordt bereikt door de hoeveelheid gas die de ketel binnenkomt aan te passen. Het brandstofhoeveelheidregelsysteem van de ketel is gebaseerd op het regelen van de uitlaatstoomdruk van de ketel, en het hoofdstoomdebiet van de ketel wordt gebruikt als vooruitkoppeling.
Het verbrandingssysteem van de hoogovengasgenererende eenheid kan de ketel laten werken op een brandstofbelasting van 25% tot 110%, afhankelijk van de hoeveelheid gas, zonder de oven zoveel mogelijk via de eenheid te stoppen. De verandering in de opening van de inlaatklep van de stoomturbine zal de drukparameters van de hoofdstoom veroorzaken, en de druk van de hoofdstoom kan worden gestabiliseerd door de brandstof aan te passen via feedbackregeling. Daarom zorgt dit systeem eerst voor de inlaatdruk van het hoogovengas, regelt het de inlaatdruk van het hoogovengas door de opening van de inlaatklep voor hoogovengas aan te passen, en regelt het de brandstof wanneer de gasdruk gegarandeerd is.
2. Volumeregelsysteem voor luchttoevoer (controlesysteem voor rookzuurstofgehalte)
De luchttoevoerregeling moet niet alleen zorgen voor een veilige verbranding van de ketel, maar ook voor de economische voordelen van de ketel. Het luchttoevoercontrolesysteem markeert uiteindelijk de veiligheid en zuinigheid van de verbrandingsomstandigheden door het optimale zuurstofvolume bij de ovenuitlaat te garanderen.
Het luchttoevoerregelsysteem wordt voornamelijk gebruikt om het luchtverdeelvolume van het hoogovengas aan te passen, en vervolgens is het zuurstofvolumecorrectiecircuit in cascade verbonden met de luchttoevoervolumeregellus.
3. Systeem voor regeling van het geïnduceerde luchtvolume (controlesysteem voor onderdruk van de oven)
Volgens het praktijkproject voor de opwekking van elektriciteit uit hoogovengas gebruikt het geïnduceerde trekcontrolesysteem de negatieve druk van de oven als de belangrijkste regelparameter, maar kan het totale luchttoevoersignaal worden gebruikt als een voorwaarts signaal.
4. Gecoördineerde controle van machines en ovens
Als de hoofdstoomdruk bij de uitlaat van de ketel verandert, zal de hoeveelheid hoogovengasbrandstof veranderen. Als de hoeveelheid hoogovengasbrandstof verandert, zal dit onvermijdelijk worden weergegeven via veranderingen in de drukparameterwaarde. Daarom bestaat de regeling van het brandstofsysteem uit het regelen van de verbrandingstoestand door het aanpassen van de opening van de hoogovengasinlaatklep om de inlaatdruk van het hoogovengas te regelen (in plaats van het regelen van de hoeveelheid gasbrandstofinlaat), in combinatie met de regeling van de stoomturbine om de hoofdstoom van de ketel te regelen. Het doel van druk. Daarom wordt enerzijds de aanpassing van de ketelbelasting berekend en geregeld via het berekeningssysteem voor de verdeling van de ketelbelasting; aan de andere kant wordt de regeling van de druk van de hoofdstoomleiding van de ketel geregeld door de opening van de turbineklep aan te passen.
5. Hoofdregelsysteem voor stoomtemperatuur
De aanpassing van de hoofdstoomtemperatuur van de ketel moet worden ontworpen in overeenstemming met de kenmerken van de ketel. Binnen het gespecificeerde bedrijfsbereik van de ketel, wanneer de temperatuurregelbelasting wordt bereikt (vooral in gebieden met lage belasting en hoge belasting), wordt de uitlaattemperatuur van de oververhitter van de eerste trap geregeld tot binnen het ingestelde bereik.
Aanpassingsbedrag: waterstroom desuperheating
Regelapparatuur: waterregelklep voor desuperheating
Leidend temperatuursignaal: hoge temperatuur uitlaattemperatuur van de oververhitter
6. Watertoevoerregeling (trommelwaterniveauregeling)
Normale regeling moet een drie-impulsregelsysteem zijn, bestaande uit stoomstroom, trommelwaterniveau en voedingswaterstroom. Wanneer de belasting minder dan 30% bedraagt, wordt een enkele impulsregeling met alleen het trommelwaterniveau toegepast. Wanneer de belasting groter is dan 30% wordt er overgeschakeld op drie-impulsregeling. Er moet worden gezorgd voor een schokloze omschakeling tussen een enkele impuls- en een drie-impulsbesturing, en omgekeerd.
De zender die het trommelwaterniveau meet, moet dubbel redundant zijn, bij voorkeur drievoudig redundant, en beschikken over drukcompensatie, vergelijking en selectie.
De temperatuurgecompenseerde voedingswaterstroom moet aan de spraywaterstroom worden toegevoegd om het totale voedingswaterstroomsignaal te verkrijgen.
De stoomstroommeting moet druk- en temperatuurgecompenseerd zijn, en de stroom van de hoofdleiding van de verwarming moet worden opgeteld om het totale stoomstroomsignaal te verkrijgen.
Aangepaste hoeveelheid: trommelwaterniveau
Aanpassingsbedrag: watertoevoerstroom
Ingangssignaal hulpcircuit: voedingswaterstroom
Feedforward-ingangssignaal: hoofdstoomstroom
Figuur 1 Beveiliging vloeistofniveau stoomtrommel
7. Controlesysteem condensorwaterniveau
Handhaaf een bepaald condensorwaterniveau om te zorgen voor een normaal condensorvacuüm. Zowel een te hoog als een te laag waterpeil in de condensor kan het condensorvacuüm vernietigen. In het condensorwaterniveauregelsysteem wordt de afwijkingswaarde tussen de gemeten waarde van het condensorwaterniveau en de gegeven waarde onderworpen aan PID-berekening, en het berekeningsresultaat past de opening van de condensorwaterniveauregelklep aan om een constant condensorwater te handhaven niveau.
8. Drukregelsysteem voor asafdichting
Bij de opening tussen de binnenste scheidingsplaat en de hoofdas van de stoomturbinetrap, evenals de plaats waar de hoofdas de buitenkant van de cilinder binnendringt, zal de stoomcilinder naar buiten lekken of zal er externe lucht naar binnen lekken, wat de de efficiëntie van de stoomturbine aantasten en het vacuüm van de eenheid verslechteren, waardoor de normale werking van de stoomturbine wordt verstoord. Daarom moet een asafdichting worden gebruikt om stoomlekkage en luchtlekkage te blokkeren om de normale werking van de stoomturbine te garanderen. De prestaties van de asafdichting worden bereikt door de stoomdruk van de asafdichting te regelen.
In het drukregelsysteem van de asafdichting van de stoomturbinegeneratorset worden de gemeten waarde van de asafdichtingsdruk en de gegeven waarde onderworpen aan PID-berekening, en het berekeningsresultaat regelt de regelklep voor de stoomtoevoer van de asafdichting om de asafdichtingsdruk te handhaven op de ingestelde waarde.
9. Waterniveaucontrolesysteem voor continu-expansievaten
Volgens het waterniveausignaal van het continue expansievat wordt de hydrofobe regelaar van het continue expansievat geregeld om het waterniveau van het continue expansievat op de ingestelde waarde te houden.
10. Waterpeilcontrolesysteem van de hogedrukverwarmer
De hogedrukverwarmer is een warmtewisselaar tussen turbine-extractiestoom en hoofdvoedingswater. De lagedrukverwarmer is een warmtewisselaar voor turbine-extractiestoom en condenswater. Hun waterstanden zijn te hoog, waardoor er water in de turbine kan komen en een ongeval kan ontstaan.
In het waterniveau-aanpassingssysteem van de hogedrukverwarmer wordt de gemeten waarde van het waterniveau vergeleken met de gegeven waarde voor PID-werking, en het bedrijfsresultaat regelt de afvoerregelklep van de hogedrukverwarmer zodat het hoge waterniveau voldoet de operationele vereisten.
11. Waterniveaucontrolesysteem voor lagedrukverwarmers (doorgaans niet beschikbaar in kleine units)
In het waterniveau-aanpassingssysteem van de lagedrukverwarmer wordt de gemeten waarde van het waterniveau vergeleken met de gegeven waarde voor PID-werking, en het bedrijfsresultaat regelt de afvoerregelklep van de lagedrukverwarmer zodat het lage waterniveau voldoet de operationele vereisten. In geval van nood wordt het vloeistofniveau geregeld door de elektrische nooddeur voor waterontgrendeling.
12. Waterniveaucontrolesysteem van de ontluchter
Het doel van het op peil houden van het waterniveau in de ontluchter is het waarborgen van het evenwicht tussen vraag en aanbod van ketelwater. Afhankelijk van het productieproces kent de waterniveauregeling van de ontluchter twee instelmethoden: enkele impuls en drie impulsen. Het verschil tussen beide ligt in de vraag of het chemische supplement water continu wordt toegevoerd. Onder hen is de aanpassingsmethode met drie impulsen vergelijkbaar met het controlesysteem voor het trommelwaterniveau. Het is een aanpassing met één impuls tijdens het opstarten en bij lage belasting, en het is een aanpassing met drie impulsen tijdens normale belasting. Het schakelen tussen enkele impuls en drievoudige impuls kan handmatig of automatisch worden bereikt.
Wanneer het waterniveau van de ontluchter een hoge waarde bereikt, sluit de waterniveauregelaar van de ontluchter en gaat de condensaatrecirculatieklep open. Wanneer het waterniveau in de ontluchter te hoog is, opent u de elektrische nooddeur voor waterontgrendeling. Wanneer de turbine buiten bedrijf is, wordt het waterniveau van de ontluchter aangepast door de chemicaliëntoevoerwaterklep.
13. Drukregelsysteem voor ontluchter
Tijdens het opstarten van de unit wordt de ontluchtingsdruk aangepast door de regelklep van de hoofdstoomleiding van de installatie te openen om de ingestelde waarde van de ontluchtingsdruk te behouden.
Onder normale belastingsomstandigheden is het ontluchterdrukaanpassingssysteem ontworpen om de afwijking tussen de meetwaarde van de ontluchterdruk en de ingestelde waarde ter berekening naar de PID te sturen. Het resultaat van de berekening past de drukregelklep van de ontluchter aan om de ontluchting te regelen. De druk van het apparaat bevindt zich op de ingestelde waarde.
4. Regeltechniek
Het UW500 gedistribueerde besturingssysteem wordt veel gebruikt bij het opwekken van ketelenergie. UW500 kan functies voltooien, waaronder gegevensverzameling, analoge bediening, ovenveiligheidsbescherming, elektrische bediening, openbare fabrieksvoeding, controle van verwarmingsnetwerken, enz. Het systeem ondersteunt 32 controlestations en de systeemschaal bereikt: AIO: 16384, DIO: 32768.
Het gedistribueerde besturingssysteem UW500 kan een groot aantal punten monitoren die in realtime moeten worden bewaakt bij de energieopwekking van de ketel. Het uitstekende ontwerp met dubbele redundantie maakt het systeem stabieler en betrouwbaarder.
Figuur 2 Systeemorganisatiediagram
Figuur 3 Ketelverbrandingssysteem
5. Samenvatting
Door het gedistribueerde besturingssysteem UW500 te gebruiken om een groot aantal controlepunten te bewaken, kan de werklast van werknemers aanzienlijk worden verminderd, waardoor een grote hoeveelheid verspreide gegevens centraal op het bedieningsstation kan worden weergegeven. Het stabiele systeem maakt de bediening veiliger en eenvoudiger. Bovendien wordt de verbranding van de ketel goed gecontroleerd, wat het verbrandingsrendement aanzienlijk verbetert.
