1 Yleiskatsaus
Öljy- ja kaasukattilasähköntuotannolla on Kiinassa yli 60 vuoden historia. Kotimaassani tuolloin rakennetut kattilat toimivat turvallisesti vielä tänäkin päivänä. Tällä hetkellä kehitetyt öljy- ja kaasukattilat lisäävät alkuperäisiin kaasugeneraattoreihin energiaa säästäviä, ympäristöystävällisiä ja muita teknologioita tehden niistä tehokkaita, energiaa säästäviä, turvallisia ja ympäristöystävällisiä. Kattiloiden taloudellinen toiminta on asia, johon on kiinnitettävä kiireesti huomiota. Se ei koske vain yksittäistä taloutta, vaan sillä on suuri merkitys myös energian säästämisen ja kestävän ja koordinoidun kehityksen saavuttamisessa tulevaisuudessa, kun energiaa on yhä niukemmin.
UW500-hajautettu ohjausjärjestelmä on uuden sukupolven hajautettu ohjausjärjestelmä, jonka ovat kehittäneet Hangzhou Youwen ja Zhejiangin yliopiston kansallinen teollisuusautomaation tutkimuskeskus. Se on uuden sukupolven hajautettu ohjausjärjestelmä, joka käynnistetään jatkuvan analyysin ja yhteenvedon, kehityksen ja innovaation, testauksen parantamisen ja arvioinnin kautta. Tämä järjestelmä voi merkittävästi parantaa valvonnan automaatiotasoa ja parantaa kattilan taloudellista ja luotettavaa toimintaa.
2. Prosessin esittely
Sähköntuotantoprosessi on energian muunnosprosessi: polttoaine kemiallinen energia höyry lämpöenergia mekaaninen energia sähköenergia. Yksinkertaisesti sanottuna se käyttää polttoainetta (kaasua) lämmön tuottamiseen ja veden lämmittämiseen korkean lämpötilan ja korkeapaineisen tulistetun höyryn muodostamiseksi, joka saa turbiinin pyörimään ja generaattorin roottorin (sähkömagneettinen kenttä) pyörimään. Staattorin käämi katkaisee magneettiset voimalinjat lähettääkseen sähköenergiaa ja käyttää sitten nostomuuntajaa noustakseen järjestelmän jännite on kytketty verkkoon ja siirtää sähköenergiaa ulos.
Kaasuvoimantuotannon päälaitejärjestelmiä ovat: polttoaineen syöttöjärjestelmä, vesihuoltojärjestelmä, höyryjärjestelmä, jäähdytysjärjestelmä, sähköjärjestelmä ja muut apukäsittelylaitteet.
Sen sähköntuotantojärjestelmä koostuu pääasiassa polttojärjestelmästä (kattila sydämenä), höyry- ja vesijärjestelmästä (joka koostuu pääasiassa erilaisista pumpuista, syöttövedenlämmittimistä, lauhduttimista, putkistoista, vesiseinistä jne.), sähköjärjestelmästä (turbiinigeneraattorilla, päämuuntaja jne.), ohjausjärjestelmä jne. Kaksi ensimmäistä tuottavat korkean lämpötilan ja korkeapaineisen höyryn; sähköjärjestelmä toteuttaa muutoksen lämpöenergiasta ja mekaanisesta energiasta sähköenergiaksi; ja ohjausjärjestelmä varmistaa jokaisen järjestelmän turvallisen, kohtuullisen ja taloudellisen toiminnan.
3. Valvontastrategia
Hajautetun ohjausjärjestelmän kattilayksikön automaatiotoiminto sisältää tiedonkeruutoiminnon (DAS), analogisen ohjaustoiminnon (MCS), turbiinin sammutussuojan (ETS), sekvenssiohjaustoiminnon (SCS), kattilan pääpolttoaineen katkaisusuojauksen (MFT) ja tiedonhallinnan. ja muita toimintoja.
1. Kaasupolttoaineen ohjausjärjestelmä
Yleisessä kattilan polttojärjestelmän ohjauksessa pääohjattu parametri on päähöyryn paine tai kuorma. Päähöyryn paineen ja kuormitusparametrien säätö saavutetaan säätämällä kattilaan tulevan kaasun määrää. Kattilan polttoainemäärän säätöjärjestelmä perustuu kattilan ulostulohöyrynpaineen säätelyyn ja kattilan päähöyryn virtausnopeutta käytetään eteenpäinsyöttönä.
Masuunikaasun tuottoyksikön polttojärjestelmä voi pitää kattilan toiminnassa 25-110 %:n polttoainekuormalla kaasumäärän mukaan pysäyttämättä tulipesää mahdollisimman paljon yksikön läpi. Höyryturbiinin tuloventtiilin aukon muutos aiheuttaa päähöyryn paineparametreja ja päähöyryn painetta voidaan stabiloida säätämällä polttoainetta takaisinkytkentäohjauksella. Siksi tämä järjestelmä varmistaa ensin masuunikaasun tulopaineen, ohjaa masuunin kaasun tulopainetta säätämällä masuunikaasun tuloventtiilin aukkoa ja ohjaa polttoainetta, kun kaasunpaine on taattu.
2. Ilmansyötön määrän säätöjärjestelmä (savun happipitoisuuden säätöjärjestelmä)
Ilmansyötön ohjauksen tulee varmistaa kattilan turvallisen palamisen lisäksi myös kattilan taloudelliset hyödyt. Ilmansyötön ohjausjärjestelmä merkitsee viime kädessä palamisolosuhteiden turvallisuutta ja taloudellisuutta varmistamalla optimaalisen happimäärän uunin ulostulossa.
Ilmansyötön ohjausjärjestelmää käytetään pääasiassa masuunikaasun ilmanjakotilavuuden säätämiseen, ja sitten happitilavuuden korjauspiiri on kaskadi kytketty ilmansyöttömäärän säätösilmukkaan.
3. Indusoidun ilman määrän säätöjärjestelmä (uunin alipaineen säätöjärjestelmä)
Masuunikaasun sähköntuotantokäytäntöprojektin mukaan indusoituneen vedon ohjausjärjestelmä käyttää uunin alipainetta pääsäätöparametrina, mutta kokonaisilmansyöttösignaalia voidaan käyttää myötäkytkentäsignaalina.
4. Koneiden ja uunien koordinoitu ohjaus
Jos päähöyryn paine kattilan ulostulossa muuttuu, masuunikaasupolttoaineen määrä muuttuu. Jos masuunin kaasupolttoaineen määrä muuttuu, se näkyy väistämättä sen paineparametriarvon muutosten kautta. Siksi polttoainejärjestelmän ohjauksena on ohjata palamistilaa säätämällä masuunin kaasun tuloventtiilin aukkoa masuunin kaasun tulopaineen ohjaamiseksi (eikä säätelemään kaasun polttoaineen sisääntulon määrää) yhdessä ohjauksen kanssa. höyryturbiinista kattilan päähöyryn ohjaamiseksi. Paineen tarkoitus. Siksi toisaalta kattilan kuormituksen säätö lasketaan ja sitä ohjataan kattilan kuormituksen jakautumislaskentajärjestelmän kautta; toisaalta kattilan päähöyrypääputken paineen säätöä ohjataan säätämällä turbiinin venttiilin aukkoa.
5. Päähöyryn lämpötilan säätöjärjestelmä
Kattilan päähöyryn lämpötilan säätö tulee suunnitella kattilan ominaisuuksien mukaan. Määritetyllä kattilan toiminta-alueella, kun lämpötilan säätökuorma saavutetaan (erityisesti alhaisen kuormituksen ja suuren kuormituksen alueilla), ensimmäisen vaiheen tulistimen ulostulolämpötilaa säädetään asetetun alueen sisällä.
Säätömäärä: vedenpoistovesivirtaus
Säätölaitteet: vedenpoiston säätöventtiili
Johtava lämpötilasignaali: korkean lämpötilan tulistimen ulostulolämpötila
6. Vedensyötön ohjaus (rummun vedenpinnan säätö)
Normaalin ohjauksen tulee olla kolmen impulssin ohjausjärjestelmä, joka koostuu höyryvirtauksesta, rumpuveden tasosta ja syöttöveden virtauksesta. Kun kuormitus on alle 30 %, otetaan käyttöön yksipulssiohjaus vain rumpuveden tasolla. Kun kuormitus on yli 30 %, se kytketään kolmipulssiohjaukseen. Yksiimpulssin ja kolmen impulssin ohjauksen välillä tulee olla moitteeton vaihto ja päinvastoin.
Rummun veden tasoa mittaavan lähettimen tulee olla kaksinkertainen, mieluiten kolminkertainen, ja siinä on oltava paineen kompensointi, vertailu ja valinta.
Lämpötilakompensoitu syöttövesivirtaus tulee lisätä ruiskutusvesivirtaukseen, jotta saadaan syöttöveden kokonaisvirtaussignaali.
Höyryn virtausmittauksen tulee olla paine- ja lämpötilakompensoitu, ja lämmityspääputken virtaus tulee lisätä kokonaishöyryn virtaussignaalin saamiseksi.
Säädetty määrä: rummun veden taso
Säätömäärä: veden syöttövirtaus
Apupiirin tulosignaali: syöttövesivirtaus
Feedforward tulosignaali: päähöyryvirtaus
Kuva 1 Höyryrummun nestetason suojaus
7. Lauhduttimen vesitason ohjausjärjestelmä
Säilytä tietty lauhduttimen veden taso varmistaaksesi normaalin lauhduttimen tyhjiön muodostumisen. Sekä liian korkea että liian matala vesitaso lauhduttimessa voivat tuhota lauhduttimen tyhjiön. Lauhduttimen vedenkorkeuden säätöjärjestelmässä lauhduttimen vedenkorkeuden mitatun arvon ja annetun arvon väliselle poikkeamalle tehdään PID-laskenta ja laskennan tulos säätää lauhduttimen vedenkorkeuden säätöventtiilin aukkoa niin, että lauhdutinvesi pysyy vakiona. taso.
8. Akselitiivisteen paineensäätöjärjestelmä
Höyryturbiinivaiheen sisemmän väliseinälevyn ja pääakselin välisessä raossa sekä paikassa, jossa pääakseli tunkeutuu sylinterin ulkopuolelle, höyrysylinteri vuotaa ulos tai ulkoilmaa vuotaa sisään, mikä vähentää höyryturbiinin tehokkuutta ja huonontaa yksikön tyhjiötä, mikä tuhoaa höyryturbiinin normaalin toiminnan. Siksi akselitiivistettä on käytettävä estämään höyry- ja ilmavuodot höyryturbiinin normaalin toiminnan varmistamiseksi. Akselitiivisteen suorituskyky saavutetaan säätämällä akselitiivisteen höyrynpainetta.
Höyryturbiinigeneraattorisarjan akselitiivisteen paineensäätöjärjestelmässä akselitiivisteen paineen mitattu arvo ja annettu arvo altistetaan PID-laskentaan, ja laskentatulos ohjaa akselitiivisteen höyrynsyötön säätöventtiiliä akselin tiivisteen paineen ylläpitämiseksi. asetetussa arvossa.
9. Vedenpinnan valvontajärjestelmä jatkuvatoimisille paisuntasäiliöille
Jatkuvan paisunta-astian vedenkorkeussignaalin mukaan jatkuvan paisunta-astian hydrofobista säädintä ohjataan jatkuvan paisunta-astian vedenpinnan pitämiseksi asetetussa arvossa.
10. Korkeapainelämmittimen vesitason ohjausjärjestelmä
Korkeapainelämmitin on lämmönvaihtolaite turbiinin poistohöyryn ja pääsyöttöveden välillä. Matalapainelämmitin on lämmönvaihtolaite turbiinin höyryn ja lauhdeveden poistoon. Niiden vedenpinnat ovat liian korkeat, mikä saattaa aiheuttaa veden pääsyn turbiiniin ja aiheuttaa onnettomuuden.
Korkeapainelämmittimen vedenpinnan säätöjärjestelmässä mitattua vedenpinnan arvoa verrataan PID-käytölle annettuun arvoon ja toimintatulos ohjaa korkeapainelämmittimen tyhjennyssäätöventtiiliä niin, että korkea vedenpinta vastaa käyttövaatimukset.
11. Matalapaineisen lämmittimen vesitason ohjausjärjestelmä (ei yleensä saatavana pienissä yksiköissä)
Matalapainelämmittimen vedenpinnan säätöjärjestelmässä mitattua vedenpinnan arvoa verrataan annettuun PID-toiminnan arvoon ja toimintatulos ohjaa matalapainelämmittimen tyhjennyssäätöventtiiliä niin, että alhainen vedenkorkeus kohtaa. käyttövaatimukset. Hätätilanteessa nestetasoa ohjataan hätävedenpoistoluukun avulla.
12. Ilmanpoiston vedenpinnan säätöjärjestelmä
Ilmanpoiston vedenpinnan ylläpidon tarkoituksena on varmistaa kattilan veden tarjonnan ja kysynnän välinen tasapaino. Valmistusprosessista riippuen ilmanpoiston vedenpinnan säädössä on kaksi säätötapaa: yksiimpulssi ja kolmipulssi. Niiden välinen ero on siinä, syötetäänkö kemiallista lisävettä jatkuvasti. Niistä kolmen impulssin säätömenetelmä on samanlainen kuin rumpuveden tason ohjausjärjestelmä. Se on yhden impulssin säätö käynnistyksen ja alhaisen kuormituksen aikana, ja se on kolmen impulssin säätö normaalin kuormituksen aikana. Vaihto yhden impulssin ja kolminkertaisen impulssin välillä voidaan suorittaa manuaalisesti tai automaattisesti.
Kun ilmanpoiston vedenpinta saavuttaa korkean arvon, ilmanpoiston vedenpinnan säädin sulkeutuu ja lauhteen kierrätysventtiili avautuu. Kun ilmanpoiston veden taso on liian korkea, avaa hätävedenpoistoluukku. Kun turbiini on poissa käytöstä, ilmanpoiston veden tasoa säädetään kemikaalien syöttövesiventtiilillä.
13. Ilmanpoiston paineensäätöjärjestelmä
Yksikön käynnistyksen aikana ilmanpoiston painetta säädetään avaamalla laitoksen höyryn pääputken säätöventtiili ilmanpoiston paineen asetusarvon ylläpitämiseksi.
Normaaleissa kuormitusolosuhteissa ilmanpoiston paineensäätöjärjestelmä on suunniteltu lähettämään ilmanpoiston paineen mittausarvon ja asetusarvon välinen poikkeama PID-arvoon laskentaa varten. Laskentatulos säätää ilmanpoiston paineensäätöventtiilin ilmanpoistoa säätelemään. Laitteen paine on asetetussa arvossa.
4. Ohjaustekniikka
UW500 hajautettua ohjausjärjestelmää on käytetty laajalti kattilan sähköntuotannossa. UW500 voi suorittaa toimintoja, kuten tiedonkeruun, analogisen ohjauksen, uunin turvasuojauksen, sähköohjauksen, tehdasvirran julkisen ohjauksen, lämmitysverkon ohjauksen jne. Järjestelmä tukee 32 ohjausasemaa, ja järjestelmän mittakaava ulottuu: AIO: 16384, DIO: 32768.
UW500-hajautettu ohjausjärjestelmä pystyy valvomaan reaaliajassa suurta määrää kattilan sähköntuotannossa seurattavia pisteitä. Erinomainen kaksoisredundanssirakenne tekee järjestelmästä vakaamman ja luotettavamman.
Kuva 2 Järjestelmän organisaatiokaavio
Kuva 3 Kattilan polttojärjestelmä
5. Yhteenveto
UW500-hajautetun ohjausjärjestelmän käyttäminen useiden valvontapisteiden valvontaan voi vähentää huomattavasti työntekijöiden työtaakkaa, jolloin suuri määrä hajatietoja voidaan näyttää keskitetysti käyttöasemalla. Vakaa järjestelmä tekee ohjauksesta turvallisempaa ja helpompaa. Kattilan palaminen on myös hyvin hallittua, mikä parantaa merkittävästi palamistehokkuutta.
