文档介绍：工业燃煤锅炉DCS控制系统设计
(子课题:控制方案的组态及监控画面的制作)
摘要:本文叙述了工业燃煤锅炉的工作原理,具体阐述了锅炉控制中对汽水
控制系统方案和自动检测的设计,利用了ControlBuilder软件、UMC800控制器和FIX软件进行35吨工业燃煤锅炉汽水系统的自动检测与控制回路的组态,并设计了友好的监控画面。
关键词:锅炉FIXUMC800控制系统汽水系统蒸汽压力
引言
锅炉微机控制,是近年来开发的一项新技术,它是微型计算机软件、硬件、自动控制、锅炉节能等几项技术紧密结合的产物,我国现有中、小型锅炉30多万台,每年耗煤量占我国原煤产量的1/3,目前大多数工业锅炉仍处于能耗高、浪费大、环境污染严重的生产状态。提高热效率,降低耗煤量,降低耗电量,用微机进行控制是一件具有深远意义的工作。
工业锅炉采用微机控制和原有的仪表控制方式相比具有以下明显优势:。能快速计算出机组在正常运行和启停过程中的有用数据,能在显示器上同时显示锅炉运行的水位、压力、炉膛负压、烟气含量、测点温度、燃煤量等数十个运行参量的瞬时值、累计值及给定值,并能按需要在锅炉的结构示意画面的相应位置上显示出参数值。给人直观形象,减少观察的疲劳和失误;
,能对运行状况进行准确地记录,便于事故追查和分析,防止事故的瞒报漏报现象;
,并修改系统的控制参数;
,还可利用软件来代替许多复杂的仪表单元,(例如加法器、微分器、滤波器、限幅报警器等),从而减少了投资也减少了故障率;
。从已在运行的锅炉来看,采用计算机控制后热效率可比以前提高5-10%,据用户统计,一台20T的锅炉,全年平均负荷70%,以平均热效率提高5%计,全年节煤800吨,按每吨煤380元计算每年节约304000元;
,引风机,给水泵,等大功率电动机,由于锅炉本身特性和选型的因素,这些风机大部分时间里是不会满负荷输出的,原有方式采用阀门和挡板控制流量,浪费非常严重。通过对风机水泵进行变频控制可以平均节电达到30%-40%;
、非线性动态对象,诸多调解量和被调量间存在着耦合通道。例如当锅炉的负荷变化时,所有的被调量都会发生变化。故而理想控制应该采用多变量解偶控制方案。而建立解偶模型和算法通过计算机实现比较方便;
,可与工厂内其他节点构成工业以太网。这是企业现代化管理不可缺少的;
,其主要任务是保证锅炉的安全、稳定、经济运行,减轻操作人员的劳动强度。在采用计算机控制的锅炉控制系统中,有十分周到的安全机制,可以设置多点声光报警,和自动连锁停炉。杜绝由于人为疏忽造成的重大事故。
综合以上所述种种优点可以预见采用计算机控制锅炉系统是行业的大势所趋。
本书主要介绍了35吨燃煤锅炉的工艺过程,利用Lead-LineControlBuilder软件实现工业燃煤锅炉汽水控制系统的组态,并用FIX上位机监控软件设计了汽水控制系统的人机界面。基于FIX与HoneywellUMC800控制器对35吨工业燃煤锅炉汽水系统的DCS控制系统的配置。在本书的编写过程中,得到了付丽霞老师的大力支持,在此表示由衷的感谢。
由于时间仓促,加之作者的水平有限,书中错误和不妥之处在所难免,恳请读者批评指正,并提出宝贵的意见。
编者2006年6月
第1章锅炉概述

锅炉是一种生产蒸汽的换热设备。它通过煤、油或天然气等燃料的燃烧释放出化学能,并通过传热过程把能量传递给水,使水转变成蒸汽,蒸汽直接供给工业生产中所需的热能,或通过蒸汽动力机械转换为机械能,或通过汽轮发电机转换为电能。所以锅炉的中心任务是把燃料中的化学能最有效地转换为蒸汽的热能。因此,近代锅炉亦称作蒸汽发生器。
锅炉除了和所有动力机械产品一样,必须不断降低成本并提高效率和质量以外,由于锅炉本身的特性,它还具有以下特点。
1、可靠性要求高。锅炉一旦事故停炉,将使电厂临时对外供电,影响甚广,其直接、间接损失远远超过锅炉本身的价值。
2、综合性强。锅炉与汽轮机、发电机同为电厂三大主机,但锅炉除了一般性的产品内在矛盾外,还要能适应燃料性质,使整个电厂得到安全经济的运行,因而多了一个外在矛盾。此外,锅炉还和其他工业部门的发展有着十分密切的关系,如石油化工企业中的废热锅炉,蒸汽燃气联合动力装置中的压力燃烧锅炉及核反应堆工程中的蒸汽发生器等等。
3、金属耗量和体积大。以一台配30万千瓦机组的电站锅炉为例,金属耗量达四千多顿,体积达二万多立方米。
4、生产周期长