宇電產品在35t/h鍋爐生產控制中的應用

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鍋爐生產控制中的應用。實踐證明，宇電產品為鍋爐穩定運行提供了良好的自動化保障。

關鍵詞：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35t/h鍋爐于2015年6月開始大修改造，兩個月后恢復生產。該鍋爐主要為汽輪機提供一定溫度和壓力的蒸汽動力，帶動軸流風機為高爐供風。鍋爐大修自動化設備相應進行配套改造，作為鍋爐生產控制的關鍵儀表選用了廈門宇電的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。在鍋爐現場控制中，每一個參數都關乎著鍋爐的安全運行，其中以汽包水位檢測與控制、減溫水溫度控制為重中之重。

    關于汽包水位調節：如果汽包水位過高，將使蒸汽帶水，造成汽輪機葉片損壞；如果汽包水位過低，鍋爐有被燒壞或發生爆炸的危險。因此，鍋爐生產工藝要求：汽包水位必須保持在0±15mm范圍內。

   關于減溫水溫度調節：減溫水調節閥內流體通過彎彎曲曲的通道，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接。

（6）實現無擾動手/自動切換。

三、控制設計

1、AI-808P調節器特點：采用先進的AI人工智能調節算法，無超調，具備自整定功能；輸入采用數字校正系統；先進的模塊化結構，提供豐富的輸出規格，能夠滿足各種復雜的工業現場需求；人性化的操作設計。

2、AI-708J操作器特點：集成手操器和伺服放大器功能，與PLC系統很好配合；可以實現手自動的雙向無擾動切換，特別是手自動切換緩變功能使得控制更加平穩、方便，簡化了PLC控制程序的編寫；功能豐富齊全，面板顯示一目了然；采用模塊化結構設計，駁接信號類型多；質量穩定，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；使用操作簡單方便。

3、對于小型鍋爐來說，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實現PID調節功能，由于運行效果不很理想，技術人員決定采用廈門宇電的調節器和操作器構成獨立調節系統，取代PLC實現調節控制。兩控制系統所用調節器、操作器、電動執行機構的電氣接線圖分別見圖1和圖2：

圖1   汽包水位調節控制接線圖

圖2   減溫水溫度調節控制接線圖

四、應用說明

1、鍋爐汽水系統主畫面見圖3：

圖3  鍋爐汽水系統主畫面

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）自動調節閥門時：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正反轉信號給電動執行機構分別控制給水和減溫水電動執行機構的開度。此時操作器置于“自動”狀態。

（3）手動調節閥門：將操作器置于“手動”狀態，通過操作器上開關按鈕，調節閥門開度。此時系統脫離調節器工作。

（4）由于儀表是采用自動調零和數字校準技術的免維護儀表，無需校準維護。出現超差問題時，通過對儀表內部進行清潔及干燥即可解決問題。這是它與其它儀表相比別具特色的特點，可以大大減少儀表故障和處理時間，提高儀表運轉率，因而深受現場技術人員的歡迎。

（5）AI-808P調節器采用人工智能調節算法，采用模糊規則進行PID調節，在調節中具有自學習和記憶被控對象的部分特征，具有無超調、高精度、參數確定簡單等特點，這些特點給本來繁雜的、傳統中的系統投運增色不少。經過近半個月時間的磨合運行后，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）調節器的輸入為工業現場的多種應用提供了極大方便，使得在設備選型、產品互換、備件應急替代方面的工作變得十分簡單和快捷

（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，減少了盤內配線，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，AI-808P調節器和AI-708J操作器運行穩定可靠，各項控制指標*生產工藝要求，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提供了良好的自動化保障。