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可编程控制器的PID调节在电厂控制系统的应用

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日期:2006-10-21 0:36:43     来源:本文摘自《PLC&FA》   作者: 点击:
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1  引言
    浙江某发电厂三期工程(2×300MW机组)的水务控制系统主要作用是控制和改善电厂的水质,包括凝结水精处理控制系统、渣水处理控制系统、酸碱再生控制系统、加药控制系统、取样控制系统、工业水泵房控制系统。其中的自动加药系统是整个水务控制系统中最重要的系统,本文着重讲ControlLogix在自动加药系统的运用。控制系统采用AB公司的ControlLogix可编程控制器进行顺序控制,双机热备、双网冗余的形式使系统稳定高效。

2  控制要求
    加药控制系统包括加磷酸盐、加联氨、加氨、加十八胺4个子系统。
2.1  加磷酸盐系统
    加磷酸盐系统包括三台磷酸盐计量泵(二用一备)、三个磷酸盐溶液箱、三台磷酸盐溶液箱搅拌器。根据炉水磷酸根信号来调节磷酸盐计量泵。采用计量泵将磷酸盐药液直接加入锅炉汽包内,维护磷酸根含量0.5~3.0mg/L。当炉水PH异常时,或机组处于低负荷运行时,可实施炉水协调处理。把磷酸氢二钠溶液或NaOH的综合溶液加入炉水中,调节炉水PH值达9.0~10.0。泵与泵联锁,当酸盐溶液箱液位高、低时报警, 低低时自动停泵,参见图1。

图1     磷酸盐系统

2.2  加联氨系统
    加联氨系统包括六台联氨计量泵、二个联氨溶液箱、二台联氨溶液箱搅拌器。泵与泵联锁,当溶液箱液位高、低时报警,低低时自动停泵。
其中三台泵(二用一备)将浓度为0.1~0.2%的联氨溶液加入除氧器下降管,加药量由自动控制的方式来完成,控制信号来源于给水流量信号和除氧器水箱出口溶氧表信号。
另三台泵(二用一备)根据需要手动将联氨加入闭式循环冷却水中,参见图2所示。

图2     联氨系统

2.3  加氨系统
    加氨系统包括6台氨计量泵、2个氨溶液箱、2台氨溶液箱搅拌器。氨加药装置将给水PH值调节在8.8~9.3范围内,以达到中和给水中的CO2,缓解金属腐蚀,同时,也是给后级水系统提供良好的水质条件。按工艺过程要求,把加氨装置划分为两个工作单元:
    其中3台泵(二用一备)向凝结水精处理出口母管加入0.3~0.5%氨溶液,取凝结水流量信号及凝结水精处理出口PH表控制计量泵加药量,实现凝结水精处理加氨过程的自动控制,调节性能的不确定度小于0.2PH值。泵与泵联锁,当溶液箱液位高、低时报警,低低时自动停泵。
    向除氧器下降管中加入0.3~0.5%的氨溶液,采用双电控的方式来进行控制。当给水流量波动时,由给水流量信号控制变频器进行比例调节,有效抑制由于负荷变化而引起的PH值波动。由省煤器PH表发送的电流信号(4~20mA)为反馈信号,调整计量泵冲程,修正PH值的偏差量,控制PH值不确定度小于0.2PH值。泵与泵联锁,当溶液箱液位高、低时报警,低低时自动停泵,参见图3所示:

图3     氨系统

2.4  加十八胺系统
    加十八胺系统包括2台十八胺计量泵(一用一备)、2个十八胺溶液箱、2台十八胺溶液箱搅拌器。加药是通过计量泵手动调节的方式进行,在停炉前3小时,按1.5~2%浓度比加入给水母管,保持给水中十八胺含量为2~3mg/L。泵与泵联锁,当溶液箱液位高、低时报警,低低时自动停泵,参见图4所示:

图4     胺系统

2.5  问题分析
    此控制系统中的联锁和报警功能很容易在Control Logix中实现,现场碰到的问题主要是如何实现自动加药的问题。
    磷酸盐自动加药系统根据炉水磷酸盐浓度来调节计量泵频率,计量泵转速改变从而改变磷酸盐的加药量,使炉水磷酸盐浓度维持在设定值附近。

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