王慧琴，魏 志

北京科東電力控制系統(tǒng)有限責(zé)任公司

熱電廠除氧器溫度自動控制系統(tǒng)

王慧琴，魏 志

北京科東電力控制系統(tǒng)有限責(zé)任公司

氧的濃度，PH值的影響，水的溫度，水中離子及水的流速都會造成鍋爐的氧腐蝕，影響鍋爐系統(tǒng)的正常運(yùn)作，而氧的濃度是最主要的因素。所以除氧器在熱力發(fā)電廠中起到了很重要的作用。熱力除氧是應(yīng)用最廣的方法。為了保證除氧器能達(dá)到很好的除氧效果，就需要應(yīng)用自動化控制技術(shù)來控制。本論文以熱電廠的除氧器為控制對象，以除氧器的溫度為被調(diào)量，選擇蒸汽的流量作為被控變量，除鹽水量為干擾量，設(shè)計了該前饋—反饋控制系統(tǒng)，并結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際對各儀表進(jìn)行了選型。

鍋爐；除氧器；溫度控制；聯(lián)鎖保護(hù)

除氧器是熱電廠的關(guān)鍵設(shè)備，是熱電廠鍋爐及供熱系統(tǒng)的關(guān)鍵設(shè)備，如除氧器除氧能力差，將對鍋爐給水管道、省煤器和其他附屬設(shè)備的腐蝕造成嚴(yán)重的損失，其經(jīng)濟(jì)損失將是除氧器本身造價的幾十或幾百倍。

1 方案設(shè)計

1.1 除氧器的主要技術(shù)參數(shù)

除氧器的主要技術(shù)參數(shù)要求工作壓力：0.02Mpa，工作溫度：104℃。并且通過分析計算得到以下結(jié)論，除氧器內(nèi)壓力保持在0.02～0.025Mpa,溫度為104℃時，水中的溶解氧幾乎完全逸出，水中的含氧量為零，而且只要除氧器內(nèi)的溫度不超過107℃，除氧器的壓力就不會超過其最大允許壓力。因此將溫度的控制范圍設(shè)定在104土3℃?？紤]到執(zhí)行器不宜頻繁動作，因此將除氧器的溫度范圍設(shè)定在101～107℃范圍內(nèi)。

1.2 熱電廠熱力除氧的工藝圖和檢測流程圖

熱電廠熱力除氧的工藝圖如圖1所示：

圖1

1.3 方案的確立

圖2 除氧器溫度自動控制系統(tǒng)的方框圖

由除氧器的主要技術(shù)參數(shù)知，控制系統(tǒng)應(yīng)是定值控制系統(tǒng)，對于定值控制系統(tǒng)，其被調(diào)量往往可按工藝要求直接選定。故以除氧器的溫度為被調(diào)量，選擇蒸汽的流量作為被控變量，除鹽水量為干擾量，考慮到單回路控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，投資少，易于調(diào)整和投運(yùn)，尤其適用于被控過程的純時延和慣性小，負(fù)荷、擾動變化比較平緩的場合。為此對除氧器的溫度自動控制系統(tǒng)采用單回路控制系統(tǒng)。同時考慮到前饋控制系統(tǒng)能消除特定的干擾，控制及時，因此本設(shè)計采用了前饋——單回路反饋控制系統(tǒng)。

（1）除氧器的溫度自動控制系統(tǒng)的方框圖。除氧器的溫度控制自動控制系統(tǒng)的方框圖如圖2所示。

（2）測量溫度儀表的選擇。本設(shè)計選用通用的熱電阻Cu50。因其測溫范圍為-50℃-150℃，且其精度高，便于傳送，價格低廉，因此完全滿足生產(chǎn)工藝的要求。

（3）溫度變送器的選擇。結(jié)合生產(chǎn)現(xiàn)場，選用電動儀表即可，故選用最常用的DDZ-Ⅲ型儀表。因此選用Cu50熱電阻溫度變送器，它是一種將熱電阻信號，經(jīng)全隔離放大轉(zhuǎn)換成與溫度成正比的標(biāo)準(zhǔn)直流信號，從而實(shí)現(xiàn)對被測溫度信號精確測量的儀器。該變送器輸入、輸出、電源三方全隔離，抗干擾能力強(qiáng)，遠(yuǎn)傳不受其它設(shè)備影響。輸入、輸出選擇范圍寬，準(zhǔn)確度高，電源可選擇，導(dǎo)軌安裝便于檢測與維護(hù)。廣泛用于各種對溫度進(jìn)行測量的監(jiān)控系統(tǒng)中。

（4）溫度控制器的選擇。由于本系統(tǒng)設(shè)定除氧器的溫度控制在101℃-107℃之間，因此允許系統(tǒng)有余差，故選用PD調(diào)節(jié)規(guī)律的模擬式控制器。選用XMT6000系列的溫度控制器即可。

（5）水流量測量儀表的選擇。在水位控制系統(tǒng)中，調(diào)節(jié)量是給水流量，流量的測量和控制是一個重要的熱工參數(shù)。流體的流量直接反映設(shè)備效率，鍋爐負(fù)荷高低等運(yùn)行情況。因此連續(xù)測量和監(jiān)測流體的流量對于熱力設(shè)備的安全，經(jīng)濟(jì)運(yùn)行有著重要意義。從被測流體的溫度高低選擇流量計。一般玻璃轉(zhuǎn)子流量計、橢圓齒輪流量計、腰輪流量計、水表、渦輪流量計和電磁流量計適用于被測介質(zhì)的溫度在0-100度以內(nèi)。金屬轉(zhuǎn)子流量計、靶式流量計、渦輪流量計適用于被測介質(zhì)溫度在0-200度以內(nèi)。差壓式流量計適用于被測介質(zhì)在0-250度以內(nèi)。選擇通用的差壓式流量計，且節(jié)流件選用常用的孔板。在已知有關(guān)參數(shù)的情況下，根據(jù)流動連續(xù)性原理和伯努力方程可以推導(dǎo)出差壓與流量之間的關(guān)系而求得流量。為此選用HYLG系列的孔板流量計。

（6）水流量變送器的選擇。結(jié)合生產(chǎn)現(xiàn)場，選用的DDZ—Ⅲ型儀表。選用DDZ-Ⅲ系列：DBLB-A-Ⅲ矢量靶式流量變送器。在自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)中，它主要用于檢測，可以用來連續(xù)測量粘度較高的介質(zhì)流量和含粉塵或小顆粒的介質(zhì)流量，也適用于測量一般液體及氣體的流量。將被測量值轉(zhuǎn)換為4～20mA直流信號值輸出。

（7）執(zhí)行器的選擇。根據(jù)能源、工藝條件、介質(zhì)性質(zhì)確定選用電動執(zhí)行機(jī)構(gòu)，根據(jù)流體性質(zhì)，流動狀態(tài)，工藝條件和過程控制的要求，并兼顧經(jīng)濟(jì)性確定選用等百分比流量特性的控制閥，且閥門開度處于15%-85%之間，故選用電動執(zhí)行器。視現(xiàn)場生產(chǎn)情況選擇合適規(guī)格的執(zhí)行器。

通過以上敘述，作出除氧器溫度自動控制系統(tǒng)圖如圖3所示：

圖3 除氧器溫度自動控制系

2 結(jié)論

對控制系統(tǒng)的設(shè)計，首先要從生產(chǎn)實(shí)際出發(fā)，然后確定控制系統(tǒng)的被調(diào)量和主要干擾及操縱變量，然后再根據(jù)設(shè)計要求，確定控制系統(tǒng)方案，作出控制系統(tǒng)的原理方框圖，進(jìn)而進(jìn)行儀表選型，最后作出控制系統(tǒng)圖。