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熱電廠除氧器微機(jī)自動(dòng)控制系統(tǒng)的研究與應(yīng)用
魏德平，靳保東，呂衛(wèi)東，夏國(guó)營(yíng)
(河南省項(xiàng)城市熱電公司，河南
項(xiàng)城 466200)
1前言
項(xiàng)城熱電公司主要為蓮花味精集團(tuán)生產(chǎn)熱力和電力，平均熱負(fù)荷350t/h左右，最高可達(dá)00t/h，年供熱量230萬(wàn)t以上，熱力生產(chǎn)能力在全國(guó)的地方電廠中名列前茅，不僅供熱量大，而且熱用戶對(duì)供汽的壓力、溫度的穩(wěn)定性要求很高，對(duì)鍋爐的安全穩(wěn)定運(yùn)行提出了很高的要求。因此給水除氧系統(tǒng)必須穩(wěn)定、可靠地運(yùn)行。除氧器每三臺(tái)為一個(gè)系統(tǒng)，分布在南、北兩個(gè)生產(chǎn)區(qū)，分別為四臺(tái)35t/h鏈條爐和七臺(tái)75t/h循環(huán)流化床鍋爐供水，鍋爐給水量600t/h左右。每一除氧器系統(tǒng)的進(jìn)水、出水、加熱都實(shí)行母管制。除氧器實(shí)行母管制運(yùn)行的優(yōu)點(diǎn)：一是可節(jié)約廠用電，二是大大提高了鍋爐穩(wěn)定給水的可靠系數(shù)，不會(huì)因?yàn)槟骋慌_(tái)除氧器出現(xiàn)問(wèn)題而影響鍋爐的給水。但是這種運(yùn)行方式也給操作帶來(lái)了很大的困難，除氧工的操作極易造成除氧器偏調(diào)：壓力高的除氧器的水通過(guò)公用的出水母管壓進(jìn)壓力低的除氧器里，結(jié)果造成前者沸騰汽化、給水泵不能工作，后者發(fā)生滿水溢流、造成浪費(fèi)。以前，為了把除氧器的水位、和溫度控制在合格的范圍內(nèi)，每一個(gè)運(yùn)行班都要在一百米長(zhǎng)的平臺(tái)上來(lái)回不停地奔走，根據(jù)各臺(tái)除氧器的水位、壓力、溫度高低情況，頻繁地手動(dòng)操作各個(gè)給水閥門或加熱閥門。
技術(shù)人員通過(guò)調(diào)查研究后認(rèn)為，之所以原來(lái)老的自動(dòng)控制無(wú)法投入運(yùn)行，原因在于它是針對(duì)單臺(tái)除氧器設(shè)計(jì)的�，F(xiàn)在公司的最佳運(yùn)行方式是三臺(tái)除氧器以母管制運(yùn)行，它們開(kāi)相聯(lián)系、互相影響。因此，最好的辦法是把三臺(tái)除氧器作為一個(gè)大調(diào)節(jié)對(duì)象來(lái)看待，才能解決相互干擾的問(wèn)題�；谶@種分析，設(shè)想利用微機(jī)的智能化，對(duì)三臺(tái)除氧器的運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行綜合分析判斷，來(lái)協(xié)調(diào)一個(gè)系統(tǒng)里三臺(tái)除氧器的正常運(yùn)行。
2課題的完成情況
2001年2月確定技術(shù)改造方案，2001年7月南、北兩套除氧器微機(jī)自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)(每套系統(tǒng)由三臺(tái)除氧器組成)試運(yùn)行成功，目前該系統(tǒng)運(yùn)行情況良好，完全達(dá)到了技術(shù)改造的目的。自動(dòng)控制系統(tǒng)圖見(jiàn)圖1。
3除氧器微機(jī)自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)的技術(shù)水平
傳統(tǒng)的自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)，只適用于負(fù)荷變化率不大的單臺(tái)調(diào)節(jié)對(duì)象，對(duì)于三臺(tái)或更多臺(tái)被調(diào)對(duì)象聯(lián)接成一個(gè)系統(tǒng)的情況，就無(wú)能為力了。自主研制開(kāi)發(fā)的微機(jī)自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)，就完全能夠解決復(fù)雜系統(tǒng)的調(diào)節(jié)任務(wù)。該系統(tǒng)能接收大量的被調(diào)對(duì)象的狀態(tài)信息，通過(guò)計(jì)算機(jī)程序?qū)λ鼈冞M(jìn)行綜合分析、智能化處理，最后形成“控制指令”，然后通過(guò)串行通訊線路把“控制指令”發(fā)送出去。在各個(gè)“接收端”接收到控制指令后根據(jù)微機(jī)指令要求，指揮自己的電動(dòng)調(diào)節(jié)閥進(jìn)行相應(yīng)的動(dòng)作，達(dá)到自動(dòng)調(diào)節(jié)各臺(tái)除氧器溫度和水位的目的。該除氧器微機(jī)自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)適合對(duì)傳統(tǒng)除氧器系統(tǒng)的技術(shù)改造，實(shí)現(xiàn)DDZ-II系列自動(dòng)調(diào)節(jié)設(shè)備所無(wú)法實(shí)現(xiàn)的功能。
4除氧器微機(jī)自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)中的關(guān)鍵技術(shù)
各臺(tái)除氧器的壓力、溫度、水位、給水閥門的開(kāi)度、加熱閥門的開(kāi)度等參數(shù)由上位微機(jī)實(shí)時(shí)采集。編寫自動(dòng)控制軟件對(duì)三臺(tái)除氧器的參數(shù)進(jìn)行綜合分析、判斷，進(jìn)而發(fā)出進(jìn)行控制的指令——指揮某一臺(tái)除氧器的給水電動(dòng)調(diào)節(jié)閥(或加熱電動(dòng)調(diào)節(jié)閥)進(jìn)行“一定”時(shí)間的“開(kāi)”或“關(guān)”動(dòng)作(“開(kāi)”或“關(guān)”時(shí)間的長(zhǎng)短由控制軟件計(jì)算，并且與控制指令一并發(fā)出)。該自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)最核心的技術(shù)是自己研制開(kāi)發(fā)的“單片機(jī)多機(jī)串行通訊發(fā)送卡”和“單片機(jī)多機(jī)串行通訊接收器”。發(fā)送卡插在上位微機(jī)的擴(kuò)展插槽內(nèi)，直接接收微機(jī)的指令，然后把控制指令發(fā)送出去。每一個(gè)電動(dòng)調(diào)節(jié)閥的“接收器”接收上位微機(jī)的指令，并對(duì)指令進(jìn)行“解碼”，只有那些控制指令中“要求”該接收器進(jìn)行操作動(dòng)作的，則該接收器就把自己對(duì)應(yīng)的“開(kāi)”或“關(guān)”固態(tài)繼電器導(dǎo)通，于是該電動(dòng)調(diào)節(jié)閥按指令要求動(dòng)作相應(yīng)的時(shí)間。其他的電動(dòng)調(diào)節(jié)閥保持狀態(tài)不變。又由于在上位微機(jī)里把三臺(tái)除氧器作為一個(gè)整體來(lái)看待，它可以綜合地、平衡地考慮哪一臺(tái)該優(yōu)先進(jìn)水、哪一臺(tái)該優(yōu)先加熱或反之。軟件還考慮了在除鹽水流量、加熱蒸汽壓力變化比較大的情況下，使運(yùn)行人員方便地修改加熱壓力給定值的功能，把除氧器的運(yùn)行置于運(yùn)行人員的靈活控制之下，以適應(yīng)復(fù)雜多變的運(yùn)行工況。
5除氧器微機(jī)自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)的運(yùn)行分析
串行通訊抗干擾的性能優(yōu)良，通訊程序可靠性高。投運(yùn)后對(duì)自動(dòng)控制軟件又進(jìn)行了不斷地改進(jìn)和完善，現(xiàn)在除氧器微機(jī)自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定、可靠。除氧合格率保持在98%以上。它徹底地把運(yùn)行人員從繁重的體力勞動(dòng)中解脫了出來(lái)，完全達(dá)到了技術(shù)改造的目的。
6技術(shù)的推廣應(yīng)用前景
由于該“除氧器微機(jī)自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)”把多臺(tái)被調(diào)對(duì)象作為一個(gè)整體對(duì)待，它完全克服了傳統(tǒng)的自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)只能針對(duì)單臺(tái)被調(diào)對(duì)象的局限性，因此它特別適合于和我公司情況類似的老除氧器系統(tǒng)的技術(shù)改造，或者應(yīng)用在有類似控制要求的復(fù)雜控制工程中。
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