多功能自動控制器在發電廠輔機控制中的應用

劉志剛

摘要：針對發電廠原有的控制器維護成本高的問題，提出了多功能自動控制器在發電廠輔機控制中的應用。通過PROFIBUSDP總線形式構建出發電廠輔機多功能自動控制網，設計具備欠流保護功能、過流保護功能、降壓啟動控制功能的多功能自動控制器，設置發電廠輔機多功能自動控制參數實現控制功能。通過實驗證明多功能自動控制器在發電廠輔機控制中能夠很好的減少運維時間和成本。

關鍵詞：多功能;發電廠輔機;自動控制器;輔機控制;

0引言

發電廠中的輔機自動控制裝置是發電機組能夠正常運行的前提[1]。發電廠現有油水氣控制裝置大多為PLC和繼電控制，控制元件較多，而元件由于使用強度較大造成故障頻發，特別是PLC出現故障時，必須由廠家專業技術人員才能進行更換，維護成本高，維護時間長，在一定程度上影響了機組的正常運行。因此，現有的PLC控制器已無法滿足現有的工作環境，為節省運維時間和運維成本，發電廠急需開發一個多功能智能控制器來解決這一問題[2-3]。

基于此本文提出了多功能自動控制器在發電廠輔機控制中的應用研究。設計出適用于發電廠實際需求的自動控制方法，能夠有效減少維護的時間和成本。

1基于多功能自動控制器的發電廠輔機控制方法設計

1.1構建發電廠輔機多功能自動控制網

輔控網的網絡由主系統、分系統和各遠程站組成。輔控網控制站由一套和若干遠程卡件組成。卡件站至控制站采用PROFIBUSDP總線形式通訊，控制站與上位機之間采用工業以太環網形式光纖通訊至全廠中心，控制室內操作員站連接采用冗余光纖通訊形式，組建獨立于控制系統的輔機控制系統。

1.2多功能自動控制器設計

1.2.1自動控制器組成

（1）系統供電電源DC24V;

（2）控制器上設置五個開關量輸入，同時設置七個開關量輸出（7路繼電器），1路4-20ma模擬量輸入;

（3）系統程序升級通過USB接口;

（4）4-20ma模擬量量程可調（范圍0-2000），模擬量回差可調范圍1%-5%;

（5）根據量程可調模擬量上限1和上限2，根據量程可調模擬量下限1。

1.2.2控制說明

（1）啟動方式：通過撥碼開關切換兩種啟動方式：

啟動方式1：當1號輸入信號閉合時啟動1號繼電器，同時當2號輸入信號閉合時啟動2號繼電器，當3號輸入信號閉合時關閉1號和2號繼電器，同時打開5號繼電器;

啟動方式2：當模擬量達到上限1并保持N秒（0-60秒）時啟動1號繼電器，當模擬量達到上限2保持N秒（0-60秒）時啟動2繼電器，當模擬量低于下限并保持N秒（0-60秒）時關閉1號和2號繼電器，同時打開5號繼電器;

（2）主從切換功能：

默認1號繼電器為主繼電器，2號為從繼電器，啟動時先開啟1號，后開啟2號，當按下輪切按鍵后，對應指示燈變化，2號為主繼電器，1號為從繼電器，啟動時先啟動2號，后啟動1號。

主從切換自動模式：當輪切開出達到次數或達到設定時間后主從自動切換（次數切換和時間切換可設定但只能二選一）。

（3）報警信號輸入輸出：4號輸入為低限報警輸入，5號輸入信號為高限報警輸入，當低限信號輸入或高限信號輸入或者模擬量超過上限1或者下限時指示燈亮，蜂鳴器響，同時對應繼電器開啟（6號繼電器為低限報警輸出，7號為高限報警輸出）。

1.3發電廠輔機多功能自動控制參數設置

按下設置鍵后進入系統參數設置：

（1）自動輪切模式選擇 （按上調或下調鍵設置模式、模式1為次數輪切，模式2為時間輪切）;

（2）自動輪切設定次數（按上調或下調鍵設置次數、1-1000次可選）;

（3）自動輪切設定時間（按上調或下調鍵設置時間、1-1000小時可選）;

（4）模擬量量測（按上調或下調鍵設置、根據傳感器量程設定1-9999可調）;

（5）模擬量回差（按上調或下調鍵設置、回差為量程的百分比值1%-5%可調）;

（6）模擬量下限（按上調或下調鍵設置、根據量程實際數值設定、不可超過量程設定）;

（7）模擬量上限1（按上調或下調鍵設置、根據量程實際數值設定、不可超過量程設定）;

（8）模擬量上限2（按上調或下調鍵設置、根據量程實際數值設定、不可超過量程設定）;

A、輸出延遲時間（按上調或下調鍵設置、0-60秒可調）;

B、恢復出廠設置;

C、保持系統參數;

設置完成后按下確認鍵系統自動重啟生效。

1.4發電廠輔機控制功能實現

1.4.1欠流保護功能

主電路上由分流器連接的欠流自控電路和交流接觸器控制連接電動機繞組引出線，構成欠流自動控制器，用來控制各類不允許空載運行的電機設備。當滿載運行的設備由于某種原因使負載減少，工作電流也隨之減少到小于額定電流的某一設定值時，則欠流自動控制電路會自動動作，關閉停機，避免造成設備損壞事故，欠流自控電流可根據實際需要在低于額定工作電流的范圍里任意選擇設定。

1.4.2過流保護功能

過流自控電路也是由信號取樣器、運放、整流濾波器、穩壓控制器和繼電控制器組成，只不過增加了延時電路和單穩電路。當電動機發生過載時，工作電流會超過額定工作電流，則分流器上的壓降信號也會隨之增加，經運放放大，二極管和電容整流濾波，使穩壓管與三極管呈導通狀態，并使單結晶體管組成的延時電路正常工作，經一定的時間延時后，觸發單穩態電路輸出一個低電平信號使控制繼電器工作的三極管截止，則繼電器關閉，電動機自動停止。

1.4.3降壓啟動控制功能

主電路接入降壓起動器或星-三角起動，電動機在較低電壓下開始啟動。當電動機轉速升高接近正常運轉時，自動將降壓變壓器切除，電機直接與電源接通，也是利用欠流自動控制器的原理，將欠流設定值按電動機額定電流值設定，當電機起動時繼電器呈吸合狀態，待起動電流逐漸下降到額定電流值時繼電器斷開，控制中間繼電器變為運轉狀態。同樣的道理，星-三角起動時，開始主電路有強電控制器接入星形連接，待電機轉入正常度以150-200mm為宜，太窄起不到作用，太寬遮蔽流通截面過多，又會引起附近煙速和飛灰濃度增高。

（3）加護簾。在“煙氣走廊”處將整排直管或整片彎頭保護起來，可防止煙氣轉折時由于離心力的作用，濃縮的粗灰粒對彎頭的磨損。但是采用護簾保護彎頭時蛇形管排的彎頭必須平齊，否則會在護簾后形成新的“煙氣走廊”。

3.2逢停必檢，全面整治

充分利用每次停爐的機會，仔細檢查鍋爐承壓受熱面，及時更換有缺陷的管子。

3.3制定防磨、防腐方案

在每一次檢修前，要做出可行的處理方案，檢修結束后進行總結，對出現的缺陷部位進行分類統計，把易出現泄漏的部位進行標記，仔細分析，以便用于其它鍋爐或者以后的檢修中，把泄漏消除于萌芽狀態。

3.4優化鍋爐燃燒調整

組織合理的燃燒工況和恰當的火焰中心，減少高溫腐蝕，減少煙溫偏差和流量偏差。另外進行空氣動力場試驗，檢查噴燃器安裝角度與實際情況是否相一致，如果不一致，更換原來的傾角、切圓。合理配風，避免風量過大或缺氧燃燒，嚴禁超溫、超壓運行。

3.5生產者積極參與，管理者以身作則

時刻把防磨工作放在首位，采取多種措施來調動員工的積極性，制定有針對性的獎懲制度，明確規定職責及防范措施，執行好的給予一定程度的獎勵，對落實不好的給予相應的懲罰。

4結語

鍋爐的安全運行是機組安全運行的基礎，“四管”的泄漏直接影響到機組啟停和電廠經營，所以一定要做好防磨防爆工作，確保鍋爐“四管”的安全，最大限度的降低泄漏率，使發電機組安全、穩定、長周期運行。

參考文獻

[1]趙學斌、閆俊伏等.古交電廠600MW超臨界直流鍋爐四管泄露分析[J].山西焦煤科技，2011.

[2]范從振.鍋爐原理[M].北京：中國電力出版社，1986.

[3]付文華.“W”型火焰鍋爐屏過爆管原因分析及對策[J].電力學報，2010，25（6）：504?506.