日立PLC在煤粉锅炉控制系统中的应用

日立PLC在煤粉锅炉控制系统中的应用

一、系统概述：
本系统主要是针对煤粉蒸汽或热水锅炉的控制。具有锅炉水位自动控制、燃烧经济性自动控制、炉膛负压自动控制、炉压波动补偿点火系统、蒸汽超压、缺水保护等自动联锁保护功能。
本系统的控制方式分集控自动/集控手动/就地，三种方式可转换。锅炉正常运行生产时，使用集控自动方式，设备按工艺要求的顺序和流程由中央控制台自动控制、联锁保护；集控手动时，可在中央控制台操作各设备，有互锁和联动关系；就地时，在现场操作可启停设备，闭锁集控，保护现场操作人员的安全。


二、系统的实现：
①、初始化
首先检测各电气设备已通电，并且有动作；然后依次检测锅炉水位是否低于下限，蒸汽压力是否超限，煤粉罐料位是否低于下限，中间料仓是否低于下限，如上述条件有任意一条为“是”均不能。　
②、点火
首先关闭一、二次风电动调节阀，然后依次启动引风机、二次风机、全开二次风阀门，如任意动作未执行，则停炉并报警；如设备运行正常，则延时吹扫1分钟，然后调节二次风电动阀至设定位置，启动点火枪，此时监测火焰是否建立，延时30秒，启动一次风机，调节一次风阀门至设定位置，启动搅拌器，启动给料螺旋并调节至设定转速，此时监测火焰是否建立，如火焰建立，则油与煤粉混燃10分钟后关闭点火枪，火焰检测器继续监测火焰是否建立，如上述任意条件为“否”或任意动作未执行，则执行停炉控制程序。
③、运行
实时监测蒸汽压力，如超过设定压力，则执行停炉控制程序；如未超出设定压力，则执行经济燃烧控制程序。
④、停炉
首先检测点火枪是否关闭，然后依次停止搅拌器、供料螺旋、一次风机；将二次风阀门调至全开位置，延时吹扫1分钟后；检测炉膛温度直至低于设定温度后停止引风机、停二次风机，关闭一、二次风阀门。
　　　　　　　　　　
锅炉紧急或异常停车：


２、锅筒水位自动控制
根据本系统锅炉容量，采用单冲量控制方式。


３、燃烧经济性自动控制
根据5分钟内对烟气中氧气含量检测的平均值，改变送风量的大小，进而达到调节锅炉经济、高效燃烧的目的。

燃烧经济性自动控制条件：
①、在一定的采样周期内，实际含氧量浓度变化率大于或小于工艺设定的含氧量目标值时，差值经PID运算后控制二次风阀执行器，执行器调整二次送风量，并在一定的时间内保持，以满足燃烧的经济性。
②、在一定的采样周期内，实际含氧浓度变化率在工艺含氧量目标值范围内时，系统不做运算，二次送风量保持原状态。
４、炉膛负压自动控制
考虑到燃烧过程的波动性，控制系统应设有死区不响应功能。但是当炉压持续出现波动时，起动给油泵，同时点火器动作并延时，当炉压趋于稳定，关闭点火器同时停给油泵。启动给油泵、点火器点火并在给定的延迟时间内炉压还不能趋于稳定状态，则停止锅炉的运行。

５、中间粉仓料位自动控制
根据粉仓重量控制煤粉罐旋转阀的启停，当中间粉仓重量到达下限时，启动旋转阀；当中间粉仓重量到达上限时，停止旋转阀。

６、煤粉锅炉系统连锁保护
①、水位保护
锅炉水位报警共设定水位高、水位超高、水位低、水位极低等4种水位报警信号。
锅炉水位保护共社水位超高、水位极低等两种保护。当水位超高或极低时停止锅炉运行。
②、蒸汽压力超高保护。当蒸汽压力超过设定的压力保护值时停止锅炉运行。
③、锅炉炉膛熄火保护。即锅炉在正常的运行状态下的非正常的熄火保护。
④、紧急停车保护。在现场设备调试及设备试运行期间，如果设备出现故障而设置的手动紧急保护功能
三、控制系统硬件配置：
根据工艺要求及操作使用方便，本系统将配置：低压电气柜一台和操作箱一台。
（1） 主要的低压电气元件选用国际知名品牌富士。
（2） 数据集中采集及控制采用国际知名品牌日立EH-150系列。
（3） 变频器采用国际知名品牌日立L300P系列。
（4） 集中监控采用工控机。
（5） 温度传感器选用符合IEC国际标准的热电阻和热电偶。
（6） 锅筒水位采用配备就地式水位表和高精度的压差变送器。
（7） 蒸汽压力采用蓝宝石高温压力传感器。
（8） 蒸汽流量和给水流量采用一体化带温补的涡街流量计。
四、 上位机控制系统：

五、 结束语：
该高效煤粉锅炉控制系统可靠性高、自动化程度高、使用方便、操作简单、功能丰富、控制灵活，满足用户的控制要求，运行正常稳定。