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        船用鍋爐控制系統(tǒng)工作不穩(wěn)定整定方法研究

        2018-06-01 08:44:11張曉東豐少偉黃國安
        艦船科學技術 2018年5期
        關鍵詞:執(zhí)行機構變送器壓差

        張曉東,李 軍,豐少偉,黃國安

        (1. 海軍工程大學,湖北 武漢 430033;2. 上海磊華船舶工程有限公司,上海 200035)

        0 引 言

        某型鍋爐控制系統(tǒng)由主蒸汽壓力調(diào)節(jié)回路、空氣流量調(diào)節(jié)回路、鍋爐水位調(diào)節(jié)回路、燃油溫度調(diào)節(jié)回路、燃油壓力調(diào)節(jié)回路、燃油壓差調(diào)節(jié)回路等6個控制回路組成。該系統(tǒng)運行數(shù)年后,故障頻發(fā),高參數(shù)工況下多次出現(xiàn)鍋爐壓力大幅波動導致安全閥起跳的現(xiàn)象,于是在變負荷時不得不設置于低參數(shù)工況,嚴重影響了鍋爐裝置的正常工作。

        初步分析認為,鍋爐控制系統(tǒng)的變送器和執(zhí)行機構等硬件參數(shù)發(fā)生變化,以及作為控制對象的鍋爐裝置本體的燃燒性能劣化是造成控制系統(tǒng)整體性能下降的主要原因。但是在對鍋爐控制系統(tǒng)的變送器和執(zhí)行機構進行了維修、校準、更換以及對鍋爐裝置的燃油噴嘴和燃燒爐膛進行維修清理等措施后,控制性能仍未能得到有效改善,某些控制回路的性能甚至更為劣化。

        進一步分析發(fā)現(xiàn),該型船同樣規(guī)格的4套鍋爐控制系統(tǒng)在傳感器、執(zhí)行機構的量程、零位等重要參數(shù)方面互有差異,部分傳感器和執(zhí)行機構的零位和量程與銘牌標志不符。對控制軟件深入分析后發(fā)現(xiàn)各個系統(tǒng)的控制參數(shù)也互有差異,由此可見該型船生產(chǎn)廠家在前期開發(fā)維護工作中部分控制部件的更換和軟件參數(shù)修改沒有遵循標準化的原則。當主鍋爐工作不穩(wěn)定時,無法通過對硬件參數(shù)進行標校整定找到原有的穩(wěn)定工作點。作為控制對象的鍋爐本體性能、鍋爐控制系統(tǒng)的硬件參數(shù)和以及控制系統(tǒng)參數(shù)的互相匹配是整個鍋爐裝置穩(wěn)定工作的基本保證[1]。為使該船用鍋爐裝置在長期使用過程中能更方便進行維護保障,應該對控制系統(tǒng)的變送器、執(zhí)行機構等硬件進行標定校準,對控制系統(tǒng)進行參數(shù)整定。

        1 控制系統(tǒng)整定的思路和步驟

        主鍋爐工作不穩(wěn)定的因素存在于上述6個控制回路之中,關鍵控制環(huán)節(jié)在于主鍋爐的燃燒控制回路和增壓風機的空氣流量控制回路,其中牽涉到的機械部件和控制設備較多。鍋爐控制系統(tǒng)調(diào)整的具體思路如下:

        1)對鍋爐控制系統(tǒng)所有硬件和控制軟件的結構進行研究和排查分析,從源頭搞清楚故障癥結;

        2)對所有控制回路變送器的零位量程進行檢測標定,對所有控制回路執(zhí)行機構的起始點和行程進行檢測標定,做到同類型控制回路所采用的變送器和執(zhí)行機構規(guī)格型號一致并與銘牌標稱值完全相符。

        3)利用數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)實時采集記錄鍋爐運行相關參數(shù),著重對控制系統(tǒng)工作不穩(wěn)定時的數(shù)據(jù)進行分析,確定軟件參數(shù)的不匹配點。

        4)對控制系統(tǒng)的軟件參數(shù)進行整定。為降低風險,首先在陸上試驗平臺進行軟件參數(shù)修改范圍的測試,然后在系泊狀態(tài)下進行軟件參數(shù)修改試驗,并根據(jù)實時采集記錄數(shù)據(jù)進行逐次修改,滿足系泊狀態(tài)的基本平穩(wěn)工作后,進行航行試驗階段的軟件參數(shù)整定。

        5)在航行試驗中通過實時采集記錄分析鍋爐控制系統(tǒng)的實際運行狀態(tài)參數(shù),對參數(shù)進一步優(yōu)化,直至控制系統(tǒng)穩(wěn)定工作。

        2 控制系統(tǒng)整定的原理和方法

        在該型鍋爐控制系統(tǒng)的6個控制回路主通道控制中均采用目前技術最成熟、應用最為廣泛的PID調(diào)節(jié)方式[2]。在以采樣控制為特性的計算機控制系統(tǒng)中,離散的PID表達式為:

        式中:T為采樣周期;E(k)為第k次采樣時的偏差值;E(k–1)為第(k–1)次采樣時的偏差值;k為采樣序號,k=0,1,2……;P(k)為第k次采樣時調(diào)節(jié)器的輸出。

        對控制性能的影響主要通過以下參數(shù):

        1)控制器增益Kp:增益Kp的增大,加速系統(tǒng)響應,但影響系統(tǒng)的穩(wěn)定性;

        2)積分系數(shù)TI:積分作用的增強,使系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)精度提高,但影響控制系統(tǒng)的動態(tài)特性;

        3)微分系數(shù)TD:微分作用增強,可使系統(tǒng)的超前作用增強,提高穩(wěn)定性,但引入了高頻噪聲。

        在對鍋爐控制系統(tǒng)傳感器和執(zhí)行機構的硬件參數(shù)進行標校整定的基礎上,啟動鍋爐在系泊狀態(tài)的低負荷運行,對鍋爐控制系統(tǒng)6個控制回路的軟件參數(shù)進行初步整定,在出海試航過程中再進行高參數(shù)大負荷工況下的調(diào)整。根據(jù)工程經(jīng)驗可知,主鍋爐水位、燃油溫度、燃油壓力、燃油壓差4個控制回路通常在系泊試驗狀態(tài)下就可以完成整定,而主蒸汽壓力和空氣流量2個控制回路需要在系泊狀態(tài)初步完成整定后,再在試航試驗中,在高參數(shù)大負荷工況下進一步優(yōu)化。

        2.1 主鍋爐水位、燃油溫度、燃油壓力、燃油壓差4個控制回路參數(shù)整定

        主鍋爐水位、燃油溫度、燃油壓力、燃油壓差4個調(diào)節(jié)回路的輸出控制量(執(zhí)行機構給定值)、執(zhí)行機構動作值(開度)和變送器測量信號見表1。

        以FLUKE754多功能過程校準器校準各個控制回路壓力、壓差變送器[3],使其測量壓力、壓差量程精確對應輸出0~20 mA電流信號;以FLUKE干井爐校準各個溫度傳感器,使其測量溫度量程精確對應輸出0~20 mA電流信號;鍋爐傾斜傳感器L53校準為±45°對應輸出0~10 V電壓信號;各個執(zhí)行機構調(diào)節(jié)閥校準為控制信號0~20 mA電流對應0~100%的閥位開度。

        對完成硬件傳感器和執(zhí)行機構的校準的基礎上,系泊試驗狀態(tài)下,以逐次逼近的方式整定4個控制回路的軟件參數(shù)[4–6]:

        1)主鍋爐水位調(diào)節(jié)控制器增益Kp和積分系數(shù)Ti,實際整定值為En={0,20}時,Kp={1,3},Ti={100,60};穩(wěn)態(tài)誤差≤±10 mm。

        2)燃油溫度調(diào)節(jié)控制器增益Kp和積分系數(shù)Ti,實際整定值為En>5時 Kp=1.5,Ti=100;En<3時,Kp=1.5,Ti=160;穩(wěn)態(tài)誤差≤±1.5 ℃。

        3)燃油壓力調(diào)節(jié)控制器增益Kp和積分系數(shù)Ti,實際整定值為En>4時 Kp=1.3,Ti=12;En<2時,Kp=1.3,Ti=30;穩(wěn)態(tài)誤差≤±0.5 kgf/cm2。

        4)燃油壓差調(diào)節(jié)控制器增益Kp和積分系數(shù)Ti,實際整定值為En>16時 Kp=1,Ti=20;En<14時,Kp=0.1,Ti=60;穩(wěn)態(tài)誤差≤±0.1 kgf/cm2。

        2.2 主鍋爐蒸汽壓力、鍋爐增壓器空氣流量2個調(diào)節(jié)回路參數(shù)整定

        主鍋爐主蒸汽壓力、鍋爐增壓器空氣流量調(diào)節(jié)回路的輸出控制量(調(diào)節(jié)器給定值)、執(zhí)行機構動作值(調(diào)節(jié)器開度)和傳感器測量信號見表2。

        同前面4個控制回路的操作,對2個控制回路壓力、壓差變送器進行校準,使其測量壓力、壓差量程精確對應輸出0~20 mA電流信號;使轉速變送器測量轉速量程精確對應輸出0~10 V電壓信號;同時對2個執(zhí)行機構調(diào)節(jié)閥進行校準,確??刂菩盘?~20 mA電流嚴格對應0~100%的閥位開度。

        在對控制系統(tǒng)中變送器和執(zhí)行機校準的基礎上,結合系泊試驗和大負荷機動航行試驗,根據(jù)實時監(jiān)測記錄的數(shù)據(jù),逐次修改調(diào)整2個控制回路的軟件參數(shù):

        表 1 主鍋爐水位、燃油溫度、燃油壓力、燃油壓差4個控制回路控制信號表Tab. 1 Signal labels of water level, fuel temperature, fuel pressure and differential pressure

        表 2 主鍋爐主蒸汽壓力、空氣流量調(diào)節(jié)回路控制信號表Tab. 2 Signal labels of main stream pressure and flue gas differential pressure of the main boiler

        1)主蒸汽壓力調(diào)節(jié)控制器增益Kp和積分系數(shù)Ti,實際整定值為En={0,3,6}時,Kp={2.1,7.28,11.3},En={0,1.5}時Ti={40,30};超調(diào)量≤10%;調(diào)整時間≤120 s,穩(wěn)態(tài)誤差≤±0.5 kgf/cm2。

        2)空氣流量調(diào)節(jié)控制器增益Kp和積分系數(shù)Ti,調(diào)整空氣流量控制器增益Kp和積分系數(shù)Ti,實際整定值為 En={0,40,100}時,Ti={50,120,150},KP=0.5;穩(wěn)態(tài)誤差≤±0.005 kgf/cm2。

        3)關聯(lián)主蒸汽壓力和空氣流量2個控制回路的“主蒸汽壓力調(diào)節(jié)器開度—空氣比例”的控制參數(shù)??刂葡到y(tǒng)原來的“主蒸汽壓力調(diào)節(jié)器開度-空氣比例”(即風-油比例)控制參數(shù)如表3所示,根據(jù)實時監(jiān)測記錄的數(shù)據(jù),鍋爐運行時風機轉速過高風壓過大,容易使鍋爐熄火。在軟件中將鍋爐的風-油比例進行調(diào)整,具體參數(shù)見表4。

        表 3 原有的鍋爐主蒸汽壓力調(diào)節(jié)閥與煙氣壓差值關系表Tab. 3 The relationship between original main stream pressure governing valve opening and flue gas differential pressure

        表 4 調(diào)整后的鍋爐主蒸汽壓力調(diào)節(jié)閥與煙氣壓差值關系表Tab. 4 The relationship between adjusted main stream pressure governing valve opening and flue gas differential pressure

        表3和表4給出了出蒸汽壓力調(diào)節(jié)器開度和煙氣壓差數(shù)值之間的關系,兩者以插值法得到近似關系用于控制系統(tǒng)。實際運行情況表明,調(diào)整參數(shù)后的主鍋爐控制系統(tǒng),完全消除了原來高參數(shù)工況壓力大幅度波動導致安全閥起跳、爐膛容易熄火等故障,機動變負荷工作時響應迅速且壓力變化平穩(wěn)。也證明對控制系統(tǒng)硬件設備維修、校準軟件以及軟件系統(tǒng)參數(shù)調(diào)整有效地排除了故障。

        3 結 語

        鍋爐控制系統(tǒng)控制參數(shù)整定后對運行情況進行了長期跟蹤,運行情況表明,各個控制回路的穩(wěn)定性得到明顯改善;高參數(shù)工況變負荷運行時主蒸汽壓力控制回路和空氣流量控制回路調(diào)整迅速,動態(tài)過程平穩(wěn);鍋爐壓力和增壓風機轉速波動范圍也達到原設計技術指標的要求。在此基礎上,制定了控制系統(tǒng)變送器、執(zhí)行機構等設備的參數(shù)校準的操作規(guī)程,編制了控制系統(tǒng)軟件參數(shù)配合整定的操作程序,降低了日常維護的技術難度,為此類型鍋爐控制系統(tǒng)的長期維修保障提供了有效的技術途徑。

        [1] 谷洋洋. 基于智能PID控制的燃氣鍋爐燃燒控制系統(tǒng)研究[D]. 哈爾濱: 哈爾濱艦船鍋爐渦輪機研究所, 2014.

        [2] 倪吉遠, 宋玉官, 郭慶祝. 基于PID參數(shù)模糊自整定的船用鍋爐水位控制器設計與仿真研究[J]. 中國艦船研究, 2008, 3(2):54–63.

        [3] 黃萌, 張瀚文. 便攜式多功能校準儀在專用測試設備現(xiàn)場校準中的應用[J]. 宇航計測技術, 2015, 35(3): 70–74.

        [4] 張栓記, 胡敏. 調(diào)節(jié)器的PID參數(shù)整定[J]. 洛陽師范學院學報,2005, 24(5): 28–30.

        [5] 易迎華, 朱禮凱. 大型油船鍋爐燃燒控制系統(tǒng)[J]. 船舶工程,2001, 4: 22–24.

        [6] 段莉, 周福斌. 基于西門子PLC的船舶用鍋爐控制[J]. 艦船科學技術, 2016, 38(2A): 22–24.

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