浅谈DeltaV系统中锅炉汽包水位的PID调节

摘 要:现代锅炉的特点之一就是蒸发量显著提高,汽包容积相对变小,水位变化速度快,因此锅炉汽包水位高度,是确保安全生产和提供优质蒸汽的重要参数,而对锅炉汽包水位的PID调节尤为重要。

关键词:锅炉汽包水位PID调节DeltaV系统

中图分类号:TK22文献标识码:A文章编号:1674-098X(2011)06(a)-0084-01

蒸汽锅炉是厂矿重要的动力设备,其任务是供给合格稳定的蒸汽,以满足负荷的需要。为此,锅炉生产过程的各个主要参数都必须严格控制。而余热锅炉利用沸腾炉出来的炉气作为热交换对象,通过余热锅炉副产中压蒸汽供各生产子单位使用,既可以保证生产需要,也可以达到节能降耗的目的。锅炉是一个较为复杂的调节对象,为保证提供合格的蒸汽以适应负荷的需要,与其配套设计的控制系统必须满足各主要工艺参数的需要。余热锅炉工艺流程如图1所示。

锅炉汽包水位自动调节是使给水量跟踪锅炉的蒸发量,并维持汽包中的水位在工艺允许的范围内。维持汽包水位在给定范围内是保证锅炉安全运行的必要条件,也是锅炉正常运行的主要指标之一。

控制难点分析:由于锅炉水位系统是一个设有自平衡能力的被控对象,运行中存在虚假水位现象,实际应用中可根据情况采用水位单冲量、水位蒸汽量双冲量和水位、蒸汽量、给水量三冲量的控制系统。所谓三冲量调节系统就是把给水流量W,汽包水位H,蒸汽流量D三个变量通过运算后调节给水阀的调节系统。具体调节过程方框图如图2所示。

随着使用时间、组件特性变化或受控负载或外界工作环境的变化,开环回路控制因为没有真实将受控程序的实际量反馈到控制器,因此控制结果可能与实际期望的结果会有些落差,闭环回路PID过程控制是用来克服并解决上述缺点的极佳选择。

我公司沸腾炉采用DeltaV控制系统,余热锅炉的汽包水位调节阀定位器为Fisher定位器。一个大型的DeltaV控制系统可由多个服务器组成,由此将系统划分为多个域,完成相对独立的数据采集和控制功能。DeltaV控制系统的网络由上到下分为管理网络、系统网络和控制网络三个层次。系统网络实现工程师站、操作员站系统服务器与现场控制站的互连,控制网络实现主控单元与过程I/O单元的通讯。

采用DeltaV整定程序对控制回路进行整定可实现回路最优化运行。DeltaV整定程序采用专利技术的继电器振荡原理测量过程动态数据,该技术可将过程扰动的影响降到最低,并且大大缩短整定时间。DeltaV 整定程序还提供高级但方便易用的回路仿真和分析功能,从而允许您在采用新的整定参数之前对控制回路性能进行预测。

常见应用故障及解决方法:

(1)阀门故障问题

阀门调节异常可能由多方面原因引起,首先检查通讯线路有无故障,气源是否正常,阀杆、阀座是否卡有异物,如上述均正常,则需检查阀门定位器。先检查阀门定位器连杆是否松动,再检查定位器气路部分是否堵死、是否卡有异物,重新安装定位器后,需重新标定。

(2)历史视图中没有历史趋势

没有历史趋势一般查看历史数据采集是否已定义,历史子系统是否已被激活,历史视图是否已组态,有历史数据的工作站是否已下装。如为某一流量只有实时趋势,没有历史趋势,原因是没有对历史数据采集定义。处理办法是对历史数据采集定义,激活历史子系统,并下装工作站。

(3)下装问题

系统中所有的组态数据都需下装。在浏览器中,控制器或工作站旁若有蓝色三角形标记,表示组态数据与运行数据不匹配,需重新下装控制器或工作站。报警和历史趋势组态完后,也要注意下装,否则不起作用。

(4)网络通信问题

系统网络通信有故障时,在浏览器中有红色X显示,表示通信有故障。如果数据不能共享,一般为光缆通信故障,如光电转换器接头松动或光电转换器的供电电源质量有问题。接头处理后或更换工业用电源后正常。

DeltaV控制系统功能完善,结构先进合理,能耗小,扩展灵活,便于维护,并且可靠性高,而且还极大地提高了企业的生产效率和经济效益。随着优秀可编程控制器和高速计算元件的快速发展,锅炉控制系统将会更加完善。

参考文献

[1]中国工控网.Deltav系统的特点及应用,2006.07.24

[2]周燕.东南大学学报《基于Deltav的实时故障诊断》2006.07

[3]陈平.锅炉汽包水位模糊PID控制的研究,硕士学位论文,2006.01.01.

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