熱電廠除氧器溫度自動控制系統(tǒng)

王慧琴，魏 志

北京科東電力控制系統(tǒng)有限責任公司

熱電廠除氧器溫度自動控制系統(tǒng)

王慧琴，魏 志

北京科東電力控制系統(tǒng)有限責任公司

氧的濃度，PH值的影響，水的溫度，水中離子及水的流速都會造成鍋爐的氧腐蝕，影響鍋爐系統(tǒng)的正常運作，而氧的濃度是最主要的因素。所以除氧器在熱力發(fā)電廠中起到了很重要的作用。熱力除氧是應用最廣的方法。為了保證除氧器能達到很好的除氧效果，就需要應用自動化控制技術來控制。本論文以熱電廠的除氧器為控制對象，以除氧器的溫度為被調量，選擇蒸汽的流量作為被控變量，除鹽水量為干擾量，設計了該前饋—反饋控制系統(tǒng)，并結合生產(chǎn)實際對各儀表進行了選型。

鍋爐；除氧器；溫度控制；聯(lián)鎖保護

除氧器是熱電廠的關鍵設備，是熱電廠鍋爐及供熱系統(tǒng)的關鍵設備，如除氧器除氧能力差，將對鍋爐給水管道、省煤器和其他附屬設備的腐蝕造成嚴重的損失，其經(jīng)濟損失將是除氧器本身造價的幾十或幾百倍。

1 方案設計

1.1 除氧器的主要技術參數(shù)

除氧器的主要技術參數(shù)要求工作壓力：0.02Mpa，工作溫度：104℃。并且通過分析計算得到以下結論，除氧器內壓力保持在0.02～0.025Mpa,溫度為104℃時，水中的溶解氧幾乎完全逸出，水中的含氧量為零，而且只要除氧器內的溫度不超過107℃，除氧器的壓力就不會超過其最大允許壓力。因此將溫度的控制范圍設定在104土3℃。考慮到執(zhí)行器不宜頻繁動作，因此將除氧器的溫度范圍設定在101～107℃范圍內。

1.2 熱電廠熱力除氧的工藝圖和檢測流程圖

熱電廠熱力除氧的工藝圖如圖1所示：

圖1

1.3 方案的確立

圖2 除氧器溫度自動控制系統(tǒng)的方框圖

由除氧器的主要技術參數(shù)知，控制系統(tǒng)應是定值控制系統(tǒng)，對于定值控制系統(tǒng)，其被調量往往可按工藝要求直接選定。故以除氧器的溫度為被調量，選擇蒸汽的流量作為被控變量，除鹽水量為干擾量，考慮到單回路控制系統(tǒng)結構簡單，投資少，易于調整和投運，尤其適用于被控過程的純時延和慣性小，負荷、擾動變化比較平緩的場合。為此對除氧器的溫度自動控制系統(tǒng)采用單回路控制系統(tǒng)。同時考慮到前饋控制系統(tǒng)能消除特定的干擾，控制及時，因此本設計采用了前饋——單回路反饋控制系統(tǒng)。

（1）除氧器的溫度自動控制系統(tǒng)的方框圖。除氧器的溫度控制自動控制系統(tǒng)的方框圖如圖2所示。

（2）測量溫度儀表的選擇。本設計選用通用的熱電阻Cu50。因其測溫范圍為-50℃-150℃，且其精度高，便于傳送，價格低廉，因此完全滿足生產(chǎn)工藝的要求。

（3）溫度變送器的選擇。結合生產(chǎn)現(xiàn)場，選用電動儀表即可，故選用最常用的DDZ-Ⅲ型儀表。因此選用Cu50熱電阻溫度變送器，它是一種將熱電阻信號，經(jīng)全隔離放大轉換成與溫度成正比的標準直流信號，從而實現(xiàn)對被測溫度信號精確測量的儀器。該變送器輸入、輸出、電源三方全隔離，抗干擾能力強，遠傳不受其它設備影響。輸入、輸出選擇范圍寬，準確度高，電源可選擇，導軌安裝便于檢測與維護。廣泛用于各種對溫度進行測量的監(jiān)控系統(tǒng)中。

（4）溫度控制器的選擇。由于本系統(tǒng)設定除氧器的溫度控制在101℃-107℃之間，因此允許系統(tǒng)有余差，故選用PD調節(jié)規(guī)律的模擬式控制器。選用XMT6000系列的溫度控制器即可。

（5）水流量測量儀表的選擇。在水位控制系統(tǒng)中，調節(jié)量是給水流量，流量的測量和控制是一個重要的熱工參數(shù)。流體的流量直接反映設備效率，鍋爐負荷高低等運行情況。因此連續(xù)測量和監(jiān)測流體的流量對于熱力設備的安全，經(jīng)濟運行有著重要意義。從被測流體的溫度高低選擇流量計。一般玻璃轉子流量計、橢圓齒輪流量計、腰輪流量計、水表、渦輪流量計和電磁流量計適用于被測介質的溫度在0-100度以內。金屬轉子流量計、靶式流量計、渦輪流量計適用于被測介質溫度在0-200度以內。差壓式流量計適用于被測介質在0-250度以內。選擇通用的差壓式流量計，且節(jié)流件選用常用的孔板。在已知有關參數(shù)的情況下，根據(jù)流動連續(xù)性原理和伯努力方程可以推導出差壓與流量之間的關系而求得流量。為此選用HYLG系列的孔板流量計。

（6）水流量變送器的選擇。結合生產(chǎn)現(xiàn)場，選用的DDZ—Ⅲ型儀表。選用DDZ-Ⅲ系列：DBLB-A-Ⅲ矢量靶式流量變送器。在自動調節(jié)系統(tǒng)中，它主要用于檢測，可以用來連續(xù)測量粘度較高的介質流量和含粉塵或小顆粒的介質流量，也適用于測量一般液體及氣體的流量。將被測量值轉換為4～20mA直流信號值輸出。

（7）執(zhí)行器的選擇。根據(jù)能源、工藝條件、介質性質確定選用電動執(zhí)行機構，根據(jù)流體性質，流動狀態(tài)，工藝條件和過程控制的要求，并兼顧經(jīng)濟性確定選用等百分比流量特性的控制閥，且閥門開度處于15%-85%之間，故選用電動執(zhí)行器。視現(xiàn)場生產(chǎn)情況選擇合適規(guī)格的執(zhí)行器。

通過以上敘述，作出除氧器溫度自動控制系統(tǒng)圖如圖3所示：

圖3 除氧器溫度自動控制系

2 結論

對控制系統(tǒng)的設計，首先要從生產(chǎn)實際出發(fā)，然后確定控制系統(tǒng)的被調量和主要干擾及操縱變量，然后再根據(jù)設計要求，確定控制系統(tǒng)方案，作出控制系統(tǒng)的原理方框圖，進而進行儀表選型，最后作出控制系統(tǒng)圖。