1 Обзор
Производство электроэнергии на нефтегазовых котлах в Китае имеет более чем 60-летнюю историю. Котлы, построенные в то время на северо-востоке моей страны, до сих пор безопасно работают. Разрабатываемые в настоящее время мазутные котлы и газовые котлы дополняют оригинальные газогенераторы энергосберегающими, экологически чистыми и другими технологиями, делая их эффективными, энергосберегающими, безопасными и экологически чистыми. Экономическая эксплуатация котельных – вопрос, требующий срочного внимания. Это не только затрагивает индивидуальную экономику, но также имеет большое значение для экономии энергии и достижения устойчивого и скоординированного развития в будущем, когда энергия будет становиться все более дефицитной.
Распределенная система управления UW500 — это распределенная система управления нового поколения, разработанная совместно компанией Hangzhou Youwen и Национальным инженерным исследовательским центром промышленной автоматизации Университета Чжэцзян. Это распределенная система управления нового поколения, запущенная посредством непрерывного анализа и обобщения, разработки и инноваций, тестирования, улучшения и оценки. Данная система позволяет существенно повысить уровень автоматизации контроля и повысить экономичность и надежность работы котла.
2. Введение в процесс
Процесс производства электроэнергии – это процесс преобразования энергии: топлива, химической энергии, пара, тепловой энергии, механической энергии, электрической энергии. Проще говоря, он использует топливо (газ) для выработки тепла и тепловую воду для образования перегретого пара высокой температуры и высокого давления, который приводит во вращение турбину и ротор генератора (электромагнитное поле). Катушка статора разрезает магнитные силовые линии, выделяя электрическую энергию, а затем использует повышающий трансформатор для повышения напряжения до напряжения системы, подключенного к сети и передающего электрическую энергию наружу.
Основные системы оборудования газовой электростанции включают в себя: систему подачи топлива, систему водоснабжения, паровую систему, систему охлаждения, электрическую систему и другое вспомогательное технологическое оборудование.
Его система выработки электроэнергии в основном состоит из системы сгорания (с котлом в качестве ядра), пароводяной системы (в основном состоящей из различных насосов, нагревателей питательной воды, конденсаторов, трубопроводов, водяных стен и т. д.), электрической системы (с турбогенератором, главный трансформатор и т. д.), система управления и т. д. Первые два генерируют пар высокой температуры и высокого давления; электрическая система осуществляет преобразование тепловой и механической энергии в электрическую энергию; а система управления обеспечивает безопасную, разумную и экономичную работу каждой системы.
3. Стратегия контроля
Функция автоматизации котлоагрегата с распределенной системой управления включает функцию сбора данных (DAS), функцию аналогового управления (MCS), защиту от остановки турбины (ETS), функцию последовательного управления (SCS), защиту от отключения основного топлива котла (MFT) и управление информацией. и другие функции.
1. Система контроля газового топлива.
При общем управлении системой сгорания котла основным контролируемым параметром является давление основного пара или нагрузка. Управление давлением главного пара и параметрами нагрузки достигается за счет регулирования количества газа, поступающего в котел. Система регулирования количества топлива котла основана на контроле давления пара на выходе котла, а в качестве прямой связи используется расход основного пара котла.
Система сгорания доменного газогенераторного агрегата может поддерживать работу котла с топливной загрузкой от 25% до 110% в зависимости от количества газа, не останавливая печь, насколько это возможно, через агрегат. Изменение открытия впускного клапана паровой турбины приведет к изменению параметров давления основного пара, причем давление основного пара можно стабилизировать путем регулировки подачи топлива посредством управления с обратной связью. Таким образом, эта система сначала обеспечивает давление на входе доменного газа, контролирует давление на входе доменного газа путем регулировки открытия впускного клапана доменного газа и контролирует подачу топлива, когда давление газа гарантировано.
2. Система регулирования объёма подачи воздуха (система контроля содержания кислорода в дыме)
Управление подачей воздуха должно не только обеспечивать безопасное горение котла, но и обеспечивать экономическую выгоду от котла. Система управления подачей воздуха в конечном итоге обеспечивает безопасность и экономичность условий его горения, обеспечивая оптимальный объем кислорода на выходе из топки.
Система управления подачей воздуха в основном используется для регулировки объема распределения воздуха доменного газа, а затем схема коррекции объема кислорода каскадно подключается к контуру регулирования объема подачи воздуха.
3. Система контроля объема приточного воздуха (система контроля отрицательного давления в печи)
Согласно практическому проекту по выработке электроэнергии на доменном газе, система управления принудительной тягой использует отрицательное давление печи в качестве основного параметра управления, но общий сигнал подачи воздуха может использоваться в качестве сигнала прямой связи.
4. Координированное управление машинами и печами.
При изменении давления основного пара на выходе из котла изменится и количество доменного газового топлива. Если количество доменного газового топлива изменится, это неизбежно отобразится через изменение значения его параметра давления. Таким образом, управление топливной системой заключается в контроле состояния сгорания путем регулировки открытия впускного клапана доменного газа для управления давлением на входе доменного газа (вместо контроля количества подаваемого газового топлива) в сочетании с контролем паровой турбины для управления основным паром котла. Цель давления. Поэтому, с одной стороны, регулировка нагрузки котла рассчитывается и контролируется через систему расчета распределения нагрузки котла; с другой стороны, регулирование давления в главном паровом трубопроводе котла осуществляется путем регулирования открытия клапана турбины.
5. Основная система контроля температуры пара.
Регулировку температуры основного пара котла следует проектировать в соответствии с характеристиками котла. В пределах указанного рабочего диапазона котла, когда достигается нагрузка регулирования температуры (особенно в зонах низкой и высокой нагрузки), температура на выходе перегревателя первой ступени контролируется в пределах установленного диапазона.
Величина регулировки: расход охлаждающей воды
Регулирующее оборудование: регулирующий клапан охлаждающей воды.
Опережающий температурный сигнал: высокая температура на выходе перегревателя.
6. Контроль подачи воды (контроль уровня воды в барабане)
Нормальное управление должно представлять собой трехимпульсную систему регулирования, состоящую из расхода пара, уровня воды в барабане и расхода питательной воды. При нагрузке менее 30% применяется одноимпульсное управление только по уровню воды в барабане. При нагрузке более 30% происходит переключение на трехимпульсное управление. Должно быть обеспечено безударное переключение между одноимпульсным и трехимпульсным управлением и наоборот.
Датчик, измеряющий уровень воды в барабане, должен быть с двойным, а лучше с тройным резервированием и иметь компенсацию давления, сравнение и выбор.
Расход питательной воды с температурной компенсацией следует добавить к расходу опрыскивающей воды, чтобы получить сигнал общего расхода питательной воды.
Измерение расхода пара должно быть компенсировано по давлению и температуре, а расход магистральной трубы отопления должен быть добавлен для получения сигнала общего расхода пара.
Регулируемое количество: уровень воды в барабане
Величина регулировки: расход подачи воды
Входной сигнал вспомогательной цепи: расход питательной воды
Входной сигнал прямой связи: основной поток пара
Рисунок 1. Защита уровня жидкости в паровом барабане.
7. Система контроля уровня воды в конденсаторе.
Поддерживайте определенный уровень воды в конденсаторе, чтобы обеспечить нормальный вакуум в конденсаторе. Как слишком высокий, так и слишком низкий уровень воды в конденсаторе может разрушить вакуум конденсатора. В системе контроля уровня воды в конденсаторе значение отклонения между измеренным значением уровня воды в конденсаторе и заданным значением подвергается расчету ПИД-регулятора, а результат расчета регулирует открытие регулирующего клапана уровня воды в конденсаторе для поддержания постоянного уровня воды в конденсаторе. уровень.
8. Система контроля давления уплотнения вала.
В зазоре между внутренней перегородкой и главным валом ступени паровой турбины, а также в месте выхода главного вала наружу цилиндра произойдет утечка парового цилиндра или попадание наружного воздуха, что снизит КПД паровой турбины и ухудшают вакуум агрегата, нарушая нормальную работу паровой турбины. Поэтому необходимо использовать уплотнение вала для блокировки утечки пара и воздуха, чтобы обеспечить нормальную работу паровой турбины. Производительность уплотнения вала достигается за счет контроля давления пара в уплотнении вала.
В системе регулирования давления уплотнения вала паротурбинно-генераторной установки измеренное значение давления уплотнения вала и заданное значение подвергаются ПИД-расчету, и результат расчета управляет регулирующим клапаном подачи пара уплотнения вала для поддержания давления уплотнения вала. по установленному значению.
9. Система контроля уровня воды в расширительных баках непрерывного действия.
В соответствии с сигналом уровня воды расширительного бака непрерывного действия гидрофобный регулятор расширительного бака непрерывного действия контролируется для поддержания уровня воды в расширительном баке непрерывного действия на заданном значении.
10. Система контроля уровня воды в нагревателе высокого давления.
Подогреватель высокого давления представляет собой теплообменное устройство между отводимым паром турбины и основной питательной водой. Подогреватель низкого давления является теплообменным устройством для отбора пара турбины и конденсатной воды. Уровень воды в них слишком высок, что может привести к попаданию воды в турбину и возникновению аварии.
В системе регулировки уровня воды нагревателя высокого давления измеренное значение уровня воды сравнивается с заданным значением для работы ПИД-регулятора, а результат операции управляет сливным регулирующим клапаном нагревателя высокого давления так, чтобы высокий уровень воды соответствовал эксплуатационные требования.
11. Система контроля уровня воды в нагревателе низкого давления (как правило, недоступна в небольших агрегатах)
В системе регулировки уровня воды нагревателя низкого давления измеренное значение уровня воды сравнивается с заданным значением для работы ПИД-регулятора, а результат операции управляет сливным регулирующим клапаном нагревателя низкого давления так, чтобы уровень низкого уровня воды соответствовал эксплуатационные требования. В аварийной ситуации уровень жидкости контролируется электрической дверцей аварийного спуска воды.
12. Система контроля уровня воды в деаэраторе.
Целью поддержания уровня воды в деаэраторе является обеспечение баланса между подачей и потреблением котловой воды. В зависимости от производственного процесса регулятор уровня воды в деаэраторе имеет два способа регулировки: одноимпульсный и трехимпульсный. Разница между ними заключается в том, непрерывно ли подается вода с химической добавкой. Среди них трехимпульсный метод регулировки аналогичен системе контроля уровня воды в барабане. Это одноимпульсная регулировка при запуске и работе с низкой нагрузкой и трехимпульсная регулировка при нормальной нагрузке. Переключение между одиночным и тройным импульсами может осуществляться вручную или автоматически.
При достижении уровня воды в деаэраторе высокого значения регулятор уровня воды в деаэраторе закрывается и открывается клапан рециркуляции конденсата. Если уровень воды в деаэраторе слишком высок, откройте электрическую дверцу аварийного спуска воды. Когда турбина не работает, уровень воды в деаэраторе регулируется клапаном подачи реагентов.
13. Система регулирования давления деаэратора.
Во время запуска установки давление деаэратора регулируется путем открытия регулирующего клапана главного паропровода установки для поддержания заданного значения давления деаэратора.
В условиях нормальной нагрузки система регулирования давления деаэратора предназначена для отправки отклонения между измеренным значением давления деаэратора и заданным значением в ПИД-регулятор для расчета. Результат расчета регулирует клапан регулирования давления деаэратора для управления деаэрацией. Давление устройства находится на заданном значении.
4. Техника управления
Распределенная система управления UW500 широко используется в котельных электростанциях. UW500 может выполнять функции, включая сбор данных, аналоговое управление, защиту печи, электрическое управление, общественный контроль заводской мощности, управление тепловой сетью и т. д. Система поддерживает 32 станции управления, а масштаб системы достигает: AIO: 16384, DIO: 32768.
Распределенная система управления UW500 может контролировать большое количество точек, которые необходимо контролировать при выработке электроэнергии котлом, в режиме реального времени. Превосходная конструкция с двойным резервированием делает систему более стабильной и надежной.
Рисунок 2. Схема организации системы.
Рисунок 3 Система сгорания котла
5. Резюме
Использование распределенной системы управления UW500 для мониторинга большого количества точек мониторинга позволяет значительно снизить нагрузку на работников, позволяя централизованно отображать большой объем разрозненных данных на операционной станции. Стабильная система делает управление более безопасным и простым. Горение котла также хорошо контролируется, что значительно повышает эффективность сгорания.
