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浅谈变频器在工业锅炉给水系统上的应用

浅谈变频器在工业锅炉给水系统上的应用

点击数:7151 次   录入时间:03-04 11:54:41   整理:http://www.55dianzi.com   电工技术
,从而控制变频器的输出转速。

  在本控制过程中,关键的问题是过程参数pid

  (p:比例系数i:积分系数、d:微分系数)的整定。由于工业锅炉运行过程中,用汽量的多小和蒸汽压力的大小,决定了给水流量的大小和给水压力的大小。为了保证系统的相对稳定运行,不出现大的波动,对生产造成影响,在调试过程中,应多次反复调整pid参数,直至出现最佳控制过程。

  (3) 当两台锅炉同进运行时

  由于2台锅炉分别由两套dcs系统控制,在运行过程,虽然蒸汽并网后压力相同,但由于燃烧过程中存在不确定性,两台锅炉汽包各自的液位就必然存在差异。因此,单台锅炉运行中所用的恒液位控制方案在此就不再适合。通过给水原理图(图1)我们不难发现,要对2台锅炉汽包的液位分别控制,最理想的方案是将1个给水母管向2台锅炉给水的现状彻底改变,将给水系统分开,使每个锅炉都有自己独立的给水系统,再在此基础上加装变频控制,由1台变频器单独控制1台锅炉的给水。但此方案不仅改动较大,投资较高,且要停产改造,显然是行不通的。为了能在不改变原有系统现状的前提下,更好的利用变频装置,节能降耗,减小系统运行,维护费用,提高原有系统的自动化程度,我们针对该企业2台锅炉的运行特点,设计了一套专用于2台(或2台以上)锅炉同时运行时的控制方案,即:蒸汽压力和母管给水压力的恒压差控制方案。

  当2台锅炉同时运行时,由于外供蒸汽并管,故蒸汽压力相同,又由于2锅炉由同一母管给水,故给水压力也相同。但由于蒸汽用量的变化不定和锅炉燃烧情况的不同,蒸汽压力是时刻变化的。这样,为了能保证给锅炉汽包供上水,就必须要求给水的压力始终高于蒸汽压力,由图2我们看到,由plc采集蒸汽压力和母管给水压力,通过处理、比较后,得到二者的差值,再将此差值通过pid运算处理,输出4~20ma的模拟信号给控制信号转换装置。再由该装置将信号传输给变频器,从而控制变频器的运行速度。这样虽然可以保证给水母管压力始终高于锅炉蒸汽压力(压力差的大小可以通过plc在一定范围内任意调节),但锅炉各自汽包的液位却无法再通过调节变频器的转速去控制。在此,我们充分利用了原有给水控制装置,即汽包各自的进水电动阀门。仍由锅炉原有dcs控制系统采集各自汽包的液位,蒸汽压力,给水压力和给水流量等信号,去相应的调整进水电动阀的开度,从而控制各汽泡液位和进水流量。

  此方案由于存在阀门的调节,所以理论上不能最大限度的节能降耗,但实际应用中,由于减小了给水母管与蒸汽压力之间的压力差,使电动阀门的开度由原来的平均10%左右开大到75%左右,系统回水阀门关闭,仍大大节约了能源。且本方案充分考虑了系统运行的安全性,一旦变频器故障,系统可立即自动由变频运行状态切换至原有工频运行状态,完全恢复改造前的运行状态,保证锅炉正常运行。变频故障解除后,仍可方便的手动切换为变频状态,使变频器方便的投入运行,且不影响锅炉的运行。

3 plc

  plc是本系统的核心控制器件,它不仅辨识、处理各种运行状态,进行系统间的逻辑运算和联锁保护,还对输入的多个模拟信号进行处理、运算后,输出标准的模拟信号控制变频器的运行速度。主程序结构较复杂,其中,对液位信号进行pid运算的子程序,

4 注意事项

  (1)由于变频器产生高次谐波,会对通讯产生干扰,同时由于plc采集模拟信号,要进行a/d和d/a转换处理,在此过程中,容易受到变频器高次谐波的影响而失真。因此,必须将变频器零地分接且加装液波装置,对plc用隔离变压器供电,最好将plc安装于距离变频器较远的位置上。

  (2)本系统所需液位、压力等模拟信号均采至锅炉原有控制系统,为了不影响原控制系统的安全性与完整性,应将原有模拟信号通过隔离分路端子分路后采用。

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