宇電產(chǎn)品在35t/h鍋爐生產(chǎn)控制中的應用
摘要：文章結合35t/h鍋爐大修改造項目，從工程概況、控制工藝要求、控制設計、應用說(shuō)明、使用效果等方面詳細介紹了宇電調節器和操作器在35t/h鍋爐生產(chǎn)控制中的應用。實(shí)踐證明，宇電產(chǎn)品為鍋爐穩定運行提供了良好的自動(dòng)化保障。
關(guān)鍵詞：35t/h鍋爐 汽包水位控制 減溫水溫度控制
一、工程概況
我鋼鐵廠(chǎng)35t/h鍋爐于2015年6月開(kāi)始大修改造，兩個(gè)月后恢復生產(chǎn)。該鍋爐主要為汽輪機提供一定溫度和壓力的蒸汽動(dòng)力，帶動(dòng)軸流風(fēng)機為高爐供風(fēng)。鍋爐大修自動(dòng)化設備相應進(jìn)行配套改造，作為鍋爐生產(chǎn)控制的關(guān)鍵儀表選用了廈門(mén)宇電的AI-808P調節器和AI-708J操作器。
二、控制工藝要求
鍋爐是冶金企業(yè)的重要設備，是一級安全許可管理的高溫高壓容器。在鍋爐現場(chǎng)控制中，每一個(gè)參數都關(guān)乎著(zhù)鍋爐的安全運行，其中以汽包水位檢測與控制、減溫水溫度控制為重中之重。
關(guān)于汽包水位調節：如果汽包水位過(guò)高，將使蒸汽帶水，造成汽輪機葉片損壞；如果汽包水位過(guò)低，鍋爐有被燒壞或發(fā)生爆炸的危險。因此，鍋爐生產(chǎn)工藝要求：汽包水位必須保持在0±15mm范圍內。
關(guān)于減溫水溫度調節：減溫水調節閥內流體通過(guò)彎彎曲曲的通道，控制鍋爐主蒸汽和再熱蒸汽溫度所需減溫水的流量，目的是消耗能量降低流速，防止液體空化。減溫水溫度必須控制在350±8℃范圍。
對調節器、控制器的具體要求：
（1）調節穩定，不能出現任何振蕩。
（2）響應迅速，無(wú)信號遲滯現象。
（3）功能豐富，集大成，包含一切PID功能所需的要素。
（4）人機界面友好，操作靈活，使用方便。
（5）方便與PLC或其它儀表的通訊聯(lián)接。
（6）實(shí)現無(wú)擾動(dòng)手/自動(dòng)切換。
三、控制設計
1、AI-808P調節器特點(diǎn)：采用先進(jìn)的AI人工智能調節算法，無(wú)超調，具備自整定功能；輸入采用數字校正系統；先進(jìn)的模塊化結構，提供豐富的輸出規格，能夠滿(mǎn)足各種復雜的工業(yè)現場(chǎng)需求；人性化的操作設計。
2、AI-708J操作器特點(diǎn)：集成手操器和伺服放大器功能，與PLC系統很好配合；可以實(shí)現手自動(dòng)的雙向無(wú)擾動(dòng)切換，特別是手自動(dòng)切換緩變功能使得控制更加平穩、方便，簡(jiǎn)化了PLC控制程序的編寫(xiě)；功能豐富齊全，面板顯示一目了然；采用模塊化結構設計，駁接信號類(lèi)型多；質(zhì)量穩定，運行可靠；抗干擾性能符合電磁兼容（EMC）的要求；方便的參數鎖功能，極大地提高了參數修改的速度，又避免了重要參數被誤修改；使用操作簡(jiǎn)單方便。
3、對于小型鍋爐來(lái)說(shuō)，汽包水位控制、減溫水溫度控制常采用單回路PID控制。大修改造前，上述兩參數調節采用某小型PLC實(shí)現PID調節功能，由于運行效果不很理想，技術(shù)人員決定采用廈門(mén)宇電的調節器和操作器構成獨立調節系統，取代PLC實(shí)現調節控制。兩控制系統所用調節器、操作器、電動(dòng)執行機構的電氣接線(xiàn)圖分別見(jiàn)圖1和圖2：
圖1 汽包水位調節控制接線(xiàn)圖
圖2 減溫水溫度調節控制接線(xiàn)圖
四、應用說(shuō)明
1、鍋爐汽水系統主畫(huà)面見(jiàn)圖3：
圖3 鍋爐汽水系統主畫(huà)面
2、操作器數量：本鍋爐共使用AI-808P調節器2臺、AI-708J操作器2臺。
3、應用說(shuō)明：
（1）上述4臺調節器和操作器均安裝在鍋爐值班室操作臺上，與PLC操作站的CRT并列。這樣崗位人員可以一邊監視鍋爐的運行情況，一邊方便地調控AI-808P和AI-708J。
（2）自動(dòng)調節閥門(mén)時(shí)：由人工在調節器上設定汽包水位值和減溫水溫度值，調節器運算后輸出給操作器，操作器再輸出220VAC正反轉信號給電動(dòng)執行機構分別控制給水和減溫水電動(dòng)執行機構的開(kāi)度。此時(shí)操作器置于“自動(dòng)”狀態(tài)。
（3）手動(dòng)調節閥門(mén)：將操作器置于“手動(dòng)”狀態(tài)，通過(guò)操作器上開(kāi)關(guān)按鈕，調節閥門(mén)開(kāi)度。此時(shí)系統脫離調節器工作。
（4）由于儀表是采用自動(dòng)調零和數字校準技術(shù)的免維護儀表，無(wú)需校準維護。出現超差問(wèn)題時(shí)，通過(guò)對儀表內部進(jìn)行清潔及干燥即可解決問(wèn)題。這是它與其它儀表相比別具特色的特點(diǎn)，可以大大減少儀表故障和處理時(shí)間，提高儀表運轉率，因而深受現場(chǎng)技術(shù)人員的歡迎。
（5）AI-808P調節器采用人工智能調節算法，采用模糊規則進(jìn)行PID調節，在調節中具有自學(xué)習和記憶被控對象的部分特征，具有無(wú)超調、高精度、參數確定簡(jiǎn)單等特點(diǎn)，這些特點(diǎn)給本來(lái)繁雜的、傳統中的系統投運增色不少。經(jīng)過(guò)近半個(gè)月時(shí)間的磨合運行后，調節系統逐漸趨于穩定，明顯減少了操作人員的工作量，達到改造預期目的。
（6）調節器的自定義輸入為工業(yè)現場(chǎng)的多種應用提供了極大方便，使得在設備選型、產(chǎn)品互換、備件應急替代方面的工作變得十分簡(jiǎn)單和快捷
（7）AI-708J集操作器和伺服放大器功能于一體，減少了安裝占位，減少了盤(pán)內配線(xiàn)，減少了維護量，減少了故障率，提高了設備運轉率。
五、使用效果
35t/h鍋爐大修改造運行一年多來(lái)，AI-808P調節器和AI-708J操作器運行穩定可靠，各項控制指標完全滿(mǎn)足生產(chǎn)工藝要求，汽包水位很好地保持在0±15mm，減溫水溫度保持在 350±8℃，其出色的表現為鍋爐安全生產(chǎn)提供了良好的自動(dòng)化保障。