集散控制 - DCS在采暖锅炉房中的应用

来源:互联网 编辑:王志 手机版

空气能采暖2113更好。使用空气能热泵采暖5261,每消耗41021度电能至少得当相当于2度电的热量,而1653使用电锅炉,每消耗1度电只能得到相当于1度电的热量。也就是说使用空气能热泵来采暖相对于使用电锅炉来说至少节省用电量50%以上www.07swz.com防采集请勿采集本网。

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恩能电磁热能转换器系统的电磁转换单元采用了独有核心专利技术EMHD-嵌入式多媒介热源耗散技术、DCS-集散控制系统技术和HDNT-热 力动态组网技术。真正实现了超静音运行,自平衡散热,余热高效

DCS在采暖锅炉房中的 应用\

我认为锅炉再节能也需要消耗很多的能源,造成空气污染不说,那可是在耗钱啊,如果要寻求真正的节能办法就需要寻找新的集热模式。在现在看来最节能的就只有太阳能集热了。现在的太阳能供热系统

介绍了JX一300X DCS系统的组成、 功能、特点以及热水锅炉主要控制 方案及其在锅炉测控方面的应用 ?

高层建筑一般选用承压锅炉,所以不能够直接用锅炉进行换热采暖。一般的解决方法是建立换热装置进行换热供暖

关键词:DCS;采暖锅炉;检测;控制;过剩空 气系数;排烟热损失 1 前言?

1、经济模式:达到预定温度,即停止燃烧,低于设定温度5-10℃开始开启加热。2、舒适模式:一直不停的工作,每工作一定时间,停机一段时间防止高温。3、地暖/暖气片模式:适用于不同采暖末端形式

目前全国各油田采用了大量的燃油锅炉采暖。

锅炉控制属于手动控制,锅炉房自动化程度和管 理水平较低,许多重要工艺参数没有检测手段, 现有仪表原始落后、工况差(不准确或不能工作), 采用人工记录、手抄报表,劳动强度大、易出错。

加之供暖系统的工艺缺陷和设备老化等问题致使 锅炉系统的运行过程达不到安全、高效、节能、 降耗的要求,耗电量、耗油量较大。

因此,如何 使燃油锅炉经济可靠运行、安全生产、提高热效 率是至关重要的事情。

为此,我们采用浙大中控 的JX一300X DCS系统对胜利油田的纯梁社区采暖 锅炉房进行了自动化改造。 ?

JX一300X DCS是浙大中控自动化有限公司 在JX一100、JX一200、JX一300基础上,经 不断完善、提高而全新设计的新一代全数 字化DCS装置,是当今国内同类产品之佼佼 者。

该系统具有以下特点? ? ? ??? ? ? ? ? ?

1)传统DCS控制运算功能和PLC联锁逻辑功能有机结合的开放、分散 的体系结构; (2)全数字化新型集散型控制系统,可作为向现场总线过渡的技术 基础; (3)双重化冗余工业以太网,10 M/100 M 冗余Ethernet(SCnet I): (4)工作站软件模块化,功能全面,可靠性高; (5)基于Windows NT 软件体系的实时多任务控制软件; (6)现场总线设备的联接; (7)组态IEEEll31—3、高级控制算法C语言; (8)控制站处理功能强大,控制算法容量大,工业级的嵌入式微处 理器; (9)卡件设计、使用更为灵活; (10)顺序事件记录和事件分析软件功能强大; (11)标准化设计。

2 系统组成?

系统由一台上位机和一台下位机组成。

上 位机为工程师站/操作员站,下位机作控制 站,上位机和下位机之间利用“过程控制 网(SCnet I)”进行通讯,系统结构示意图如 图1所示

锅炉房DCS系统组成框图

2.1 上位机?

如前所述,本系统由于只有一台上位机, 所以上位机兼有工程师站和操作员站的双 重功能,其主要功能如下: ??? ?? ?

(1)系统组态包括总体组态、控制站硬件组态(I/O 卡件组态、信号点组态)、控制方案组态(常规控 制方案组态、特殊控制方案组态—— SC语言、图 形化控制方案组态)、操作组态等; (2)系统工艺流程显示 显示锅炉工艺的全运行 过程,包含系统总貌及各主要工艺分画面,各画 面工艺参数实时动态显示,工艺流程动画显示; (3)系统参数总貌图表格式显示系统所有参数; (4)报警综述相关报警参数的状态指示实时动 态显示; (5)系统重要参数历史曲线趋势图记录、显示; (6)系统所有参数实时曲线趋势图记录、显示; ????

7)控制参数设置按操作级别在线修改控制参 数; (8)打印可定时/即时打印生产报表、屏 幕硬拷贝; (9)故障诊断 以画面形式显示控制站上 所有卡件的运行状态以及上位机和下位机 之间的通讯情况; (10)操作人员管理对不同人员设定不同 的操作权限。

2.2 控制站? ? ? ? ? ? ? ? ? ??? ?

现场控制站安装在控制站机柜中,主要有以下特点: (1)嵌入式微处理器和实时多任务的内核(完成多种控制任务); (2)支持图形化、C语言、大模块构造的控制程序; (3)能完成顺控、连续、联锁控制; (4)4M 的应用程序空间(FLASH 技术),4 M 的数据空间; (5)全智能的I/0 卡件,具有高度自治性、任意冗余; (6)通过10 M 的SCnet I网络接口与操作站交换信息; (7)通过1 M 的SBUS总线与就地和远程分散I/0单元连接; (8)完善的故障自诊断(I/0 通道、卡件、现场传感器)。

(9)抗干扰设计; (10)硬件隔离设计(通信、I/0 通道、网络); (11)软件的避错和容错设计等; (12)带电插拔维护,在线维修。

控制站主要完成以下功能:???

(1)现场仪表输入信号调理与转换模拟输入信号有 电压(0——-5 V)和电流(4~20 mA)两种; (2)控制运算 可实现手操、单回路、串级、比 值、前馈等多种常规控制,还可以用编程实现优 化、专家控制、模糊控制等先进控制及特殊要求 的控制,手/自动无扰切换; (3)信号输出 根据控制算法得到的输出信号由 信号输出卡输出,完成对调节阀和变频器的控制。

2.3 变送单元? ??? ? ? ?

变送单元输出4~20 mA或0-5 V 的信号,送入控制站中的 信号输入卡。

主要包括: (1)压力变送器 测量炉膛压力、燃料油压力、总回水 压力、总出口水压力、出口分支水压力等参数; (2)温度变送器 测量炉膛温度、对流室烟温、锅炉入 口水温、锅炉出口水温、锅炉入口燃油温度、烟温、总回 水温度、分支回水温度、总出口水温度、燃料油罐温度、 水罐温度、环境温度等; (3)流量变送器 测量燃料油流量、水流量等; (4)氧含量变送器 测量烟气氧含量; (5)液位变送器 测量水罐液位、燃料油罐液位; (6)火焰监视器 检测锅炉熄火。

3 系统控制方案?

本系统采用PID控制算法,主要包括以下控 制: ??

(1)出口水温控制 根据热负荷、出炉水温要 求,控制燃料油流量。

该系统为前馈加串 级控制系统。

(2)风量控制 通过监测烟气温度和烟气 中的氧含量,经过计算得到过剩空气系数 和排烟热损失q值,以此作为调节燃料/空气 配比的依据,实现充分完全燃烧,达到降 低燃料消耗、提高锅炉热效率、减少环境 污染等目的。

正常控制以过剩空气系数为 主参数控制风机供风量,该控制系统采用 变频器调整风机风量。

其中考虑以下因素 影响,进行修正。 ? ? ? ?

(a)锅炉热负荷影响 锅炉的加热过程可用下列热平衡方程描述:??? ? ? ?

式中:△H—— 被加热介质带出与带入锅炉的焓差 (即锅炉热负荷); —— 被加热介质的质量流量; —— 被加热介质的比热; △T—— 被加热介质出口与入口温差。

由于流量较稳定,锅炉的热负荷可以用锅炉出口与入 口的温差计算。

当锅炉热负荷接近额定负荷时,过剩空气 系数为某一定值。

当负荷减少时,为保证炉体运行效率, 过剩空气系数给定值自动进行校正。 ??

(b)由于烟道安装CX系列高效换热器,要求 入口烟气温度≥210"C,该温度是靠锅炉提 供的。

必须提高鼓风量,才能提高其入口 温度,风量提高会引起锅炉出口水温下降, 由出口水温控制系统改变燃油量予以保证。

(c)前馈量为燃油量或燃油给定值选大 取得,以保证油量加大时提高风量。 ?

(3)燃料油预热温度控制 由CX系列高效换热 器部分予以保证,它分两级控制,第一级 为高温水预热,第二级采用电加热器加热, 以保证燃料油温度恒定。?

单台锅炉控制流程示意图如图

4 结束语??

本系统在进行自动化改造的同时,根 据锅炉原来排烟温度高的缺点,增加了CX 系列高效换热器,有效地利用了余热。

改 造后,停运了锅炉房的蒸汽锅炉,大大降 低了燃油消耗。

运行表明:系统操作简便,运行平稳, 达到了管理自动化、节约能源、节省劳动 力、改善劳动条件、降低劳动强度等目的, 得到了使用单位的好评。

配置热水锅炉专用电脑控制器,采用现代电脑控制技术,把锅炉性能的智能化、自动化、人性化变成现实,具有稳定性高、功能丰富、操作简单、使用方便、控制灵活等优点。功能强大,拥有锅炉水温控制、锅炉水位显示、缺水保护、超温保护、内置数字式电子时钟、连续或定时(4个时间段)运行控制等多项自动显示、控制功能。锅炉运行采用血液循环原理,结合专用微电脑控制器CPU,通过温度传感器,构成循环调节系统。按恒温、节能的优化运行原则,随着水温的变化,控制系统不断进行温度采集,逻辑运算和数字芯片控制调节,从而达到系统自动恒温,实现采暖的目的。向左转|向右转内容来自www.07swz.com请勿采集。

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