1. Áttekintés
Az olaj- és gázkazán-energiatermelés több mint 60 éves múltra tekint vissza Kínában. Az akkori országom északkeleti részén épített kazánok ma is biztonságosan üzemelnek. A jelenleg kifejlesztett olajtüzelésű kazánok és gáztüzelésű kazánok energiatakarékos, környezetbarát és egyéb technológiákkal egészítik ki az eredeti gázgenerátorokat, így hatékony, energiatakarékos, biztonságos és környezetbarát technológiákká válnak. A kazánok gazdaságos működése sürgősen figyelmet érdemlő kérdés. Ez nemcsak az egyéni gazdaságot érinti, hanem az energiatakarékosság és a fenntartható és összehangolt fejlődés megvalósítása szempontjából is nagy jelentőséggel bír a jövőben, amikor az energia egyre szűkösebb.
Az UW500 elosztott vezérlőrendszer egy új generációs elosztott vezérlőrendszer, amelyet a Hangzhou Youwen és a Zhejiang Egyetem Ipari Automatizálási Nemzeti Mérnöki Kutatóközpontja közösen fejlesztett ki. Ez egy új generációs elosztott vezérlőrendszer, amelyet folyamatos elemzés és összegzés, fejlesztés és innováció, tesztelés javítása és értékelése révén indítottak el. Ez a rendszer jelentősen javíthatja a felügyelet automatizálási szintjét és javíthatja a kazán gazdaságos és megbízható működését.
2. Folyamat bemutatása
Az energiatermelés folyamata energiaátalakítási folyamat: tüzelőanyag kémiai energia gőz hőenergia mechanikai energia elektromos energia. Leegyszerűsítve: tüzelőanyagot (gázt) használ hőtermelésre és vizet melegítve magas hőmérsékletű és nagynyomású túlhevített gőzt képezve, amely a turbinát forogni, a generátor forgórészét (elektromágneses tér) pedig forogni hajtja. Az állórész tekercs elvágja a mágneses erővonalakat, hogy elektromos energiát adjon ki, majd a transzformátor segítségével felemelkedik a feszültségre.
A gáztüzelésű energiatermelés fő berendezésrendszerei a következők: tüzelőanyag-ellátó rendszer, vízellátó rendszer, gőzrendszer, hűtőrendszer, elektromos rendszer és egyéb kiegészítő feldolgozó berendezések.
Áramtermelő rendszere főként tüzelőrendszerből (magja kazánnal), gőz- és vízrendszerből (főleg különböző szivattyúkból, tápvízmelegítőkből, kondenzátorokból, csővezetékekből, vízfalakból stb.), elektromos rendszerből (turbinás generátorral, fő transzformátor stb.), vezérlőrendszer stb. Az első kettő magas hőmérsékletű és nagynyomású gőzt állít elő; az elektromos rendszer megvalósítja a hőenergiából és a mechanikai energiából elektromos energiává történő átalakulást; a vezérlőrendszer pedig biztosítja az egyes rendszerek biztonságos, ésszerű és gazdaságos működését.
3. Irányítási stratégia
Az elosztott vezérlőrendszerű kazánegység automatizálási funkciója magában foglalja az adatgyűjtő funkciót (DAS), az analóg vezérlési funkciót (MCS), a turbina leállás elleni védelmet (ETS), a szekvenciavezérlési funkciót (SCS), a kazán fő tüzelőanyag-lezárás elleni védelmét (MFT) és az információkezelést. és egyéb funkciókat.
1. Gázüzemanyag-szabályozó rendszer
Az általános kazán égetési rendszer szabályozásánál a fő szabályozott paraméter a fő gőznyomás vagy terhelés. A fő gőznyomás és terhelési paraméterek szabályozása a kazánba belépő gáz mennyiségének beállításával történik. A kazán tüzelőanyag-mennyiség-szabályozási rendszere a kazán kilépő gőznyomásának szabályozásán alapul, és a kazán fő gőzáramát használják előre.
A nagyolvasztó gáztermelő egység tüzelőrendszere a kazánt a gázmennyiségtől függően 25-110%-os tüzelőanyag-terhelésen tudja fenntartani anélkül, hogy a kemencét lehetőleg az egységen keresztül leállítaná. A gőzturbina bemeneti szelep nyitásának változása a főgőz nyomásparamétereit okozza, a főgőz nyomása pedig a tüzelőanyag visszacsatolásos szabályozással történő beállításával stabilizálható. Ezért ez a rendszer először biztosítja a nagyolvasztó gáz bemeneti nyomását, szabályozza a nagyolvasztó gáz bemeneti nyomását a kohógáz bemeneti szelep nyitásának beállításával, és szabályozza a tüzelőanyagot, ha a gáznyomás garantált.
2. Levegő-befúvó térfogat-szabályozó rendszer (füst-oxigén-tartalom-szabályozó rendszer)
A levegőellátás szabályozásának nemcsak a kazán biztonságos égését kell biztosítania, hanem a kazán gazdasági előnyeit is. A levegőellátás-szabályozó rendszer végső soron az égési körülményeinek biztonságát és gazdaságosságát jelzi azáltal, hogy biztosítja az optimális oxigénmennyiséget a kemence kimeneténél.
A levegőellátó vezérlőrendszert elsősorban a nagyolvasztó gáz levegőelosztási térfogatának beállítására használják, majd az oxigénmennyiség-korrekciós kört kaszkádosan csatlakoztatják a levegőellátási térfogatszabályozó hurokhoz.
3. Indukált levegőmennyiség-szabályozó rendszer (kemence negatív nyomásszabályozó rendszer)
A nagyolvasztó gázáram-termelési gyakorlati projekt szerint az indukált huzatszabályozó rendszer a kemence negatív nyomását használja fő szabályozási paraméterként, de a teljes levegőellátás jele előrecsatolható jelként használható.
4. Gépek és kemencék összehangolt irányítása
Ha a fő gőznyomás a kazán kimeneténél megváltozik, a nagyolvasztó gáz tüzelőanyag mennyisége megváltozik. Ha a kohógáz tüzelőanyag mennyisége megváltozik, az elkerülhetetlenül megjelenik a nyomásparaméter értékének változásán keresztül. Ezért a tüzelőanyag-rendszer vezérlése az égési állapot szabályozása a nagyolvasztó gázbevezető szelepének nyitásának beállításával a nagyolvasztó gáz bemeneti nyomásának szabályozása érdekében (ahelyett, hogy a bemeneti gáz mennyiségét szabályozná), a szabályozással együtt a gőzturbina a kazán fő gőzének szabályozására. A nyomás célja. Ezért egyrészt a kazánterhelés beállításának kiszámítása és vezérlése a kazánterheléselosztás számítási rendszerén keresztül történik; másrészt a kazán főgőz fővezetéki nyomásának szabályozása a turbinaszelep nyitásának beállításával történik.
5. Fő gőzhőmérséklet-szabályozó rendszer
A kazán fő gőz hőmérsékletének beállítását a kazán jellemzőinek megfelelően kell megtervezni. A megadott kazán üzemi tartományon belül a hőmérsékletszabályozási terhelés elérésekor (különösen alacsony terhelésű és nagy terhelésű területeken) az első fokozatú túlhevítő kimeneti hőmérséklete a beállított tartományon belülre kerül.
Beállítás mértéke: túlhevítő vízáram
Szabályozó berendezés: túlmelegítő víz szabályozó szelep
Vezető hőmérsékleti jel: magas hőmérsékletű túlhevítő kimeneti hőmérséklete
6. Vízellátás szabályozása (dob vízszint szabályozása)
A normál szabályozásnak egy háromimpulzusos vezérlőrendszernek kell lennie, amely a gőzáramból, a dobvíz szintjéből és a tápvíz áramlásából áll. Ha a terhelés kisebb, mint 30%, a rendszer egyimpulzusos vezérlést alkalmaz, csak a dobvíz szintjével. Ha a terhelés meghaladja a 30%-ot, akkor három impulzusos vezérlésre vált. Biztosítani kell az egyimpulzusos és háromimpulzusos vezérlés közötti zökkenőmentes váltást, és fordítva.
A dob vízszintjét mérő adónak dupla, lehetőleg háromszoros redundánsnak kell lennie, és rendelkeznie kell nyomáskompenzációval, összehasonlítással és kiválasztással.
A hőmérséklet-kompenzált tápvízáramot hozzá kell adni a permetezett vízáramhoz, hogy megkapjuk a teljes tápvíz áramlási jelet.
A gőzáram mérését nyomás- és hőmérsékletkompenzáltnak kell lennie, és hozzá kell adni a fűtési fővezeték áramlását, hogy megkapjuk a teljes gőzáramlási jelet.
Beállított mennyiség: dobvízszint
Beállítási mennyiség: vízellátás áramlása
Segédkör bemeneti jele: tápvíz áramlás
Feedforward bemeneti jel: fő gőzáram
1. ábra Gőzdob folyadékszint védelme
7. Kondenzátor vízszint-szabályozó rendszer
Tartson fenn egy bizonyos kondenzátorvízszintet, hogy biztosítsa a kondenzátor normál vákuumának kialakítását. Mind a túl magas, mind a túl alacsony vízszint a kondenzátorban tönkreteheti a kondenzátor vákuumot. A kondenzátor vízszint szabályozó rendszerében a kondenzátor vízszintjének mért értéke és az adott érték közötti eltérés értékét PID számításnak vetjük alá, és a számítás eredménye a kondenzátor vízszint szabályozó szelepének nyitását állítja be a kondenzátorvíz állandó fenntartása érdekében. szint.
8. Tengelytömítés nyomásszabályozó rendszer
A gőzturbina fokozat belső válaszfala és főtengelye közötti résnél, valamint azon a helyen, ahol a főtengely a henger külső részébe hatol, a gőzhenger kiszivárog, vagy külső levegő szivárog be, ami csökkenti a rontja a gőzturbina hatásfokát és rontja az egység vákuumát, tönkretéve a gőzturbina normál működését. Ezért tengelytömítést kell használni a gőzszivárgás és a levegőszivárgás blokkolására a gőzturbina normál működésének biztosítása érdekében. A tengelytömítés teljesítménye a tengelytömítés gőznyomásának szabályozásával érhető el.
A gőzturbina generátor készlet tengelytömítés nyomásszabályozó rendszerében a mért tengelytömítés nyomás és az adott érték PID számítás alá esik, és a számítás eredménye a tengelytömítés gőzellátás szabályozó szelepét szabályozza a tengelytömítés nyomásának fenntartása érdekében. a beállított értéken.
9. Vízszintszabályozó rendszer folyamatos tágulási tartályokhoz
A folyamatos tágulási tartály vízszintjele szerint a folyamatos tágulási tartály hidrofób szabályozóját szabályozzák, hogy a folyamatos tágulási tartály vízszintjét a beállított értéken tartsa.
10. Nagynyomású melegítő vízszint-szabályozó rendszer
A nagynyomású fűtőberendezés egy hőcserélő eszköz a turbinás elszívó gőz és a fő tápvíz között. Az alacsony nyomású fűtőberendezés egy hőcserélő eszköz a turbinás gőz és kondenzvíz elszívására. Túl magas a vízszintjük, ami miatt víz kerülhet a turbinába, ami balesetet okozhat.
A nagynyomású fűtőberendezés vízszintbeállító rendszerében a vízszint mért értékét összehasonlítják a PID működésnél megadott értékkel, és a működési eredmény úgy szabályozza a nagynyomású fűtőberendezés leeresztő szabályozó szelepét, hogy a magas vízszint megfeleljen a működési követelményeket.
11. Alacsony nyomású fűtővízszint-szabályozó rendszer (általában nem kapható kis egységekben)
A kisnyomású fűtőberendezés vízszintbeállító rendszerében a vízszint mért értékét összevetik a PID működésnél megadott értékkel, és a működési eredmény úgy szabályozza a kisnyomású fűtőberendezés leeresztő szabályozó szelepét, hogy az alacsony vízszint megfeleljen a működési követelményeket. Vészhelyzetben a folyadékszintet a vészhelyzeti vízkioldó elektromos ajtó szabályozza.
12. Légtelenítő vízszint-szabályozó rendszer
A légtelenítő vízszintjének fenntartásának célja a kazánvízellátás és -igény egyensúlyának biztosítása. A gyártási folyamattól függően a légtelenítő vízszint-szabályozásának két beállítási módja van: egyszeri impulzus és három impulzus. A különbség abban rejlik, hogy a kémiai kiegészítő vizet folyamatosan adagolják-e. Közülük a három impulzusos beállítási módszer hasonló a dobvízszint-szabályozó rendszeréhez. Ez egy impulzusos beállítás indításkor és alacsony terhelés mellett, és három impulzusos beállítás normál terhelés esetén. Az egyimpulzus és a hármas impulzus közötti váltás manuálisan vagy automatikusan történhet.
Amikor a légtelenítő vízszintje elér egy magas értéket, a légtelenítő vízszint-szabályozója zár, és a kondenzvíz-visszavezető szelep kinyílik. Ha a légtelenítő vízszintje túl magas, nyissa ki a vészhelyzeti vízkioldó elektromos ajtót. Amikor a turbina üzemen kívül van, a légtelenítő vízszintjét a vegyszer-bevezető vízszelep állítja be.
13. Légtelenítő nyomásszabályozó rendszer
Az egység indításakor a légtelenítő nyomását az üzemi gőzfőcső szabályozószelepének kinyitásával állítják be, hogy a légtelenítő nyomás beállított értéket tartsa.
Normál terhelési körülmények között a légtelenítő nyomás-beállító rendszert úgy tervezték, hogy a légtelenítő nyomás mérési értéke és a beállított érték közötti eltérést elküldje a PID-nek kiszámításra. A számítás eredménye beállítja a légtelenítő nyomásszabályozó szelepét a légtelenítés szabályozására. A készülék nyomása a beállított értéken van.
4. Irányítástechnika
Az UW500 elosztott vezérlőrendszert széles körben használják a kazánok energiatermelésében. Az UW500 olyan funkciókat tud teljesíteni, mint az adatgyűjtés, analóg vezérlés, a kemencebiztonság védelme, az elektromos vezérlés, a gyári tápellátás nyilvános vezérlése, a fűtési hálózat vezérlése stb. A rendszer 32 vezérlőállomást támogat, és a rendszer mérete: AIO: 16384, DIO: 32768.
Az UW500 elosztott vezérlőrendszer nagyszámú olyan pontot képes felügyelni, amelyeket a kazán áramtermelésében valós időben kell figyelni. A kiváló kettős redundancia kialakítás stabilabbá és megbízhatóbbá teszi a rendszert.
2. ábra Rendszerszervezési diagram
3. ábra Kazán tüzelőrendszer
5. Összegzés
Az UW500 elosztott vezérlőrendszer használata nagyszámú megfigyelési pont figyelésére nagymértékben csökkentheti a dolgozók leterheltségét, így nagy mennyiségű szórt adat jeleníthető meg központilag a kezelőállomáson. A stabil rendszer biztonságosabbá és egyszerűbbé teszi a vezérlést. A kazán égése is jól szabályozott, ami jelentősen javítja az égés hatásfokát.
