企业: | 控制网 | 日期: | 2004-06-04 |
---|---|---|---|
领域: | 点击数: | 2523 |
赵永生 1 前言 对于除氧给水母管制运行的机组,保持给水母管压力的稳定,除保证给水除氧系统安全运行之外,还能有效保证锅炉汽包水位的稳定。稳定负荷时,减少给水侧的扰动;变动负荷时,及时调整给水泵转速,稳定住给水母管压力,使给水量变化及时,同时还有一定的节能效果。但为保证给水系统的基本稳定,同时还要稳定母管压力,运行泵组往往采用定速泵和调速泵的组合。组合不同,其调节特性也会有较大变化,因此,给水母管压力自动调节系统的设计与调试必须考虑其组合变化。由安徽电力试验研究所调试的山东滨洲魏桥纺织集团热电厂的给水母管压力自动系统,考虑了这个因素,在系统设计及调试中,利用DCS可以灵活组态的功能,采用调节参数变增益的方法,满足了给水泵不同组合形式下,给水母管压力的自动调节。
2 机组概况
山东滨洲魏桥纺织集团热电厂一期工程为4×12MW的供热机组。锅炉系无锡锅炉厂生产的UG-75/3.82-M30型单汽包、自然循环、Л型布置的固态排渣煤粉炉;汽轮机系南京汽轮电机厂生产的C12-3.43/0.98-2型12MW单缸轴流,中压,冲动,抽凝式汽轮机,它带有可调整抽汽,正常功率为12MW。热工控制系统采用北京和利时控制工程有限公司生产的分散控制系统(DCS)。目前一期工程已经全面完成建设,投入运行。
3 给水除氧系统
其除氧给水系统采用母管制运行方式。除氧给水系统配用的除氧器采用CY-85型,最大出力为85t/h的卧式除氧器。四台机组的六台除氧器采用母管制方式并列运行,四台锅炉给水从给水母管引出,用给水调节门控制锅炉水位。除氧给水系统共配有6台给水泵,其中3台电动定速给水泵,3台电动调速给水泵。调速给水泵系日照水泵厂生产的DG85-67*9型锅炉给水泵,在电动机与给水泵之间装有大连液力机械有限公司YOTGC360型液力耦合器。勺管调速范围20%至90%,给水泵额定转速为2985rpm。 图1中可以看出,其1、2、5号泵为调速给水泵,3、4、6号泵为定速泵。根据负荷的不同要求,可以选用2、3或4台泵运行,可以采用1、2或3台调速给水泵来控制给水母管压力稳定。 4 自动调节系统设计
根据负荷要求及给水系统的设备状况,泵组有不同的运行组合。给水泵的运行总台数、参与自动调节的调速给水泵台数会有不同,相应影响给水母管压力调节的特性。由于定速给水泵型号、出力及接入系统运行方式一样;调速给水泵型号、出力、接入系统及调速运行方式一样,因此同型号但不同的泵运行变化可以不考虑,这样可以做到满足泵组运行变化要求的同时,尽量简化系统。对调节特性影响最大的是参与自动调节的调速给水泵台数,及其在泵的总体运行台数中的比重。设计给水母管压力自动调节必须考虑这个因素。 给水母管压力自动调节系统采取串级调节,其主回路接受给水母管压力信号,与给水母管压力定值比较后进行PID调节,其输出为调速水泵转速指令,各个调速水泵采用单独的PID调节器作为副回路,是快速回路,通过控制相应调速给水泵的勺管开度,来调节相应调速水泵的转速与主调输出转速指令相等,从而维持给水母管压力为给定值。 如果参与自动调节的调速给水泵台数及其在泵的总体运行台数中的比重发生变化,则即使是同样的主调节器的输出变化,其对给水母管压力的影响也不一样。因此,必须根据泵组不同的运行方式,相应改变调节器通道的比例增益,消除由于参与自动调节的调速给水泵台数及其在泵的总体运行台数中的比重变化所带来的影响。这样才能保证无论泵组运行方式如何变化,都能有效维持给水母管压力。 图2是随泵组运行变化而变比例增益的给水母管压力自动调节系统原理示意图。
图2 给水母管压力自动调节系统原理示意图 调节提到增益变化的计算是以三台泵总体运行,其中用一台调速水泵调节给水母管压力的工况为基础。因为系统的初始调试是在此工况下进行的,并以此试验得到最佳调节器参数。由于DCS中调节器模块不方便设置可变调节参数,因此比例增益的变化施加于给水母管压力定值与测量值之差上,实现调节通道的变比例增益调节。 由于可能有不同的调速水泵投入自动,或多台调速水泵逐一投入自动,为保证自动调节系统手动/自动双向无扰切换,必须设计正确的跟踪回路。跟踪回路的设计必须使手动时,主调节器跟踪运行的调速水泵转速信号,各泵副调节器的定值跟踪相应泵的转速,输出跟踪相应调速水泵勺管的开度信号,才能保证信号的平衡,实现无扰手/自动切换。图中的信号处理模块组为示意,它是一系列选择和加减乘除等模块组成,目的是将主调节器的输出信号,根据不同调速水泵的运行状态,转换成相应的调速水泵的转速定值,送入副调节器,使其在手动状态时的值跟踪泵的实际转速,自动状态时接受主调节器信号,维持给水泵转速。 为保证自动调节系统的安全,从而保证给水系统的稳定和安全,还设计了相应的信号报警和联锁保护功能。这样在调节系统投入自动运行的情况下,当由于自动调节系统本身的原因,如执行器故障、变送器信号故障、线路故障或调节幅度超限等,造成调节系统不能正常工作;或者由于外部原因,如热力系统不正常大幅扰动或运行在不稳定工况,造成自动调节系统不可以正常工作,会发出报警或自动切除自动运行状态至手动状态,以避免不正常工况扩大造成不必要的事故。
5 自动系统调试及投运
设计好调节系统,观察运行情况,根据手动时压力调整的情况,设置好DCS中相应功能块的静态配合参数及PID模块的初始参数。为保证在自动调节的工况下,调速水泵的转速在正常工作范围之内,应设置好PID调节器的输出上下限幅。 调节参数的优化调试是在两台定速泵加一台调速水泵的运行工况下进行的,调速水泵为#2泵,通过定值扰动和观察外部负荷变化时系统的调节品质加以优化。和利时公司的DCS可以对组态的在线下装,保证了控制系统结构及参数的优化。自动调节系统投入运行后,给水母管压力能够稳定在6.0±0.15MPa。在其它泵组合的运行方式下,自动调节系统也能够满足稳定给水母管压力的要求。 在调试过程中遇见的主要问题是执行环节死区偏大。主要原因有两个,一是执行器选型相对于勺管开度行程有些偏大,因此执行器电机一动,勺管就有过调;二是该执行器采用开关量控制,伺服放大器为DCS内部的软伺服模块,调节器指令与阀位反馈比较运算后的输出控制由DCS的普通DO点完成,未采用可以调整DO脉冲输出宽度和频率的专门进行调节控制的DO模块。造成软伺服模块死区只能大于4%,每次勺管的调整量有7%左右,产生调节初始阶段滞后而调整进行时产生过调,影响调节速度和质量,否则调节品质将会更好。 |
![]() |
![]() |
![]() |
![]() |
![]() |
![]() |
1.我有以下需求: | |
|
|
2.详细的需求: | |
* | |
姓名: | * |
单位: | |
电话: | * |
邮件: | * |