锅炉旋膜除氧器供水系统的DCS计算机控制

锅炉旋膜除氧器供水系统的DCS计算机控制

发电厂三电车间四台230t/h低压旋膜除氧器和低压旋膜除氧器水箱，六台锅炉给水泵组成的锅炉供水系统控制上采用DCS计算机系统,保证锅炉正常安全供水，满足销售的需求。

本钢发电厂是集团公司自备电厂，锅炉销售出的蒸汽供给备压发电机组，同时解决为高炉配套的汽动鼓风机的蒸汽源，对本钢销售有一定的关键作用和经济效益。

热电厂三电车间的锅炉除氧器供水由于设备及控制系统老化的原因，造成锅炉给水除氧不合格，严重腐蚀锅炉设备。该控制系统采用国产DDZIII型电动单元组合仪表，且较为陈旧，长时间运行在手动状态，已无法满足锅炉工艺的控制要求，并且已经造成锅炉腐蚀损坏现象，因此对其进行技术改造势在必行。锅炉供水采用母管制，为定压运行。

1、旋膜除氧器系统构成

本系统由HONEYWELL公司的PKS混合控制器(PMIO)的过程管理级、过程控制级两级组成。主要包括:

①过程管理级:冗余服务器(操作站﹑工程师站)﹑打印机设备等。

②过程控制级:冗余PKS混合控制器(PMIO)一套(主要包括现场控制单元、机架﹑I／O模件﹑通讯模件﹑电源模件、电缆﹑机柜等)。

该系统是一体化的混合控制系统，基于开放的功能强大的Microsoft公司的Win-dows2000平台，图形化的工程组态工具，全套的过程控制算法库，开放的控制网络，系统和I/O点冗余可靠性，提供了好的系统可用性(availability)技术，构成了PKS系统体系结构。旋膜除氧器的DCS计算机控制系统构成见图1。

2、旋膜除氧器系统控制功能

2.1锅炉旋膜除氧器供水系统的控制

锅炉旋膜除氧器供水系统的安全销售过程的DCS计算机控制系统主要完成:工艺过程检测控制(MCS)、顺序控制(SCS)、数据采集(DaS)等。

2.2HMI的DCS计算机人-机操作

锅炉旋膜除氧器供水系统根据锅炉供水要求按工艺流程组成各操作控制子系统:包括四台除氧器和水箱的热力除氧子系统，六台给水泵系统联锁控制子系统等。对销售过程进行监视画面包括:工艺流程图画面，组回路显示画面，趋势画面，报警画面，帮助指导画面等。值班员按照规定的操作权限实现操作和数据输入，以及LCD上的目标捕捉。报警可以多种优先级处理，处理方式包括:窗口显示，列表，打印，声音输出，报警确认等。

3、旋膜除氧器自动调节回路

从气体容解定律(亨利定律)可知，任何气体在水中的容解度与此气体在气水界面上的分压力和水温有关。

用加热方法除氧的设备称为热力除氧器，工作蒸汽压力为0.02MPa(水温104℃)的低压热力除氧器主要调节系统有压力和液位调节控制系统。

仪表系统改造前采用单回路调节器。一般来说，各自独立的单回路控制应该是可行的，但是由于旋膜除氧器设备使用时间较长，有可能偏离了原设计的工作情况。即使自动控制满足了设计压力，却未必能保证水处于当前压力下的饱和温度，仍然造成脱氧效果不好。另外，锅炉用水量有较大波动时，反馈调节存在一定的滞后。

由于水箱底部有连通管，各水箱液位几乎相等，各控制仪表间缺乏联系。系统稍有失衡，常常会造成某个旋膜除氧器进水量过大或过小，使得各旋膜除氧器负荷不平衡，造成除氧不合格。

①液位控制系统:负荷综合平衡控制:改造后针对各除氧器负荷不平衡，先将多台

图1除氧器系统PKS混合控制器的PMIO系统框图除氧器的液位信号进行分析处理，采用某个液位(可以是高、低值等)作为被控量进行PID控制，同时调节所有进水阀门(阀门必须事先调校一致)，这样即可以保证液位又可以保证各除氧器负荷基本相等。

②压力控制系统，各自独立的带温度修正及前馈补偿的单回路控制。改造后将进水阀门的位置变化量作为蒸汽进汽量的前馈即当锅炉用水量有较大波动，引起进水阀门变化时，不等压力发生变化，蒸汽阀门立即随之动作，反应很快;另一方面，正常情况下，除氧器按照设计的压力设定值进行控制，一旦当前压力下，水温达不到饱和水的温度值，此时将对压力设定值进行进行修正，一提高压力设定值，增大蒸汽量，从而使水达到饱和温度。压力控制原理方框图如图2所示。

压力设定值修正公式为:△P=K*(T-T)，其中:K为修正系数。

图2单台除氧器压力控制原理方框图图3

旋膜除氧器目前实际进水温度、流量，进汽压力、流量基本接近设计参数。除氧器工作基本正常，即压力控制在设计压力附近时，水温基本接近饱和水温度。调节阀可调范围满足5%～80%开度范围，进水调节阀在同一控制信号的作用下开度基本一致。可以很方便地连接到大系统当中，使之构成一个整体设计要求。