宇电产品在35t/h锅炉生产控制中的应用

作者：李付民 河北省邯郸市邯郸钢铁公司自动化部

摘要：文章结合35t/h锅炉大修改造项目，从工程概况、控制工艺要求、控制设计、应用说明、使用效果等方面详细介绍了宇电调节器和操作器在35t/h锅炉生产控制中的应用。实践证明，宇电产品为锅炉稳定运行提供了良好的自动化保障。

关键词：35t/h锅炉  汽包水位控制  减温水温度控制

一、工程概况

    我钢铁厂35t/h锅炉于2015年6月开始大修改造，两个月后恢复生产。该锅炉主要为汽轮机提供一定温度和压力的蒸汽动力，带动轴流风机为高炉供风。锅炉大修自动化设备相应进行配套改造，作为锅炉生产控制的关键仪表选用了厦门宇电的AI-808P调节器和AI-708J操作器。

二、控制工艺要求

    锅炉是冶金企业的重要设备，是一级安全许可管理的高温高压容器。在锅炉现场控制中，每一个参数都关乎着锅炉的安全运行，其中以汽包水位检测与控制、减温水温度控制为重中之重。

    关于汽包水位调节：如果汽包水位过高，将使蒸汽带水，造成汽轮机叶片损坏；如果汽包水位过低，锅炉有被烧坏或发生爆炸的危险。因此，锅炉生产工艺要求：汽包水位必须保持在0±15mm范围内。

   关于减温水温度调节：减温水调节阀内流体通过弯弯曲曲的通道，控制锅炉主蒸汽和再热蒸汽温度所需减温水的流量，目的是消耗能量降低流速，防止液体空化。减温水温度必须控制在350±8℃范围。

对调节器、控制器的具体要求：

（1）调节稳定，不能出现任何振荡。

（2）响应迅速，无信号迟滞现象。

（3）功能丰富，集大成，包含一切PID功能所需的要素。

（4）人机界面友好，操作灵活，使用方便。

（5）方便与PLC或其它仪表的通讯联接。

（6）实现无扰动手/自动切换。

三、控制设计

1、AI-808P调节器特点：采用*的AI人工智能调节算法，无超调，具备自整定功能；输入采用数字校正系统；*的模块化结构，提供丰富的输出规格，能够满足各种复杂的工业现场需求；人性化的操作设计。

2、AI-708J操作器特点：集成手操器和伺服放大器功能，与PLC系统很好配合；可以实现手自动的双向无扰动切换，特别是手自动切换缓变功能使得控制更加平稳、方便，简化了PLC控制程序的编写；功能丰富齐全，面板显示一目了然；采用模块化结构设计，驳接信号类型多；质量稳定，运行可靠；抗干扰性能符合电磁兼容（EMC）的要求；方便的参数锁功能，极大地提高了参数修改的速度，又避免了重要参数被误修改；使用操作简单方便。

3、对于小型锅炉来说，汽包水位控制、减温水温度控制常采用单回路PID控制。大修改造前，上述两参数调节采用某小型PLC实现PID调节功能，由于运行效果不很理想，技术人员决定采用厦门宇电的调节器和操作器构成独立调节系统，取代PLC实现调节控制。两控制系统所用调节器、操作器、电动执行机构的电气接线图分别见图1和图2：

图1   汽包水位调节控制接线图

图2   减温水温度调节控制接线图

四、应用说明

1、锅炉汽水系统主画面见图3：

图3  锅炉汽水系统主画面

2、操作器数量：本锅炉共使用AI-808P调节器2台、AI-708J操作器2台。

3、应用说明：

（1）上述4台调节器和操作器均安装在锅炉值班室操作台上，与PLC操作站的CRT并列。这样岗位人员可以一边监视锅炉的运行情况，一边方便地调控AI-808P和AI-708J。

（2）自动调节阀门时：由人工在调节器上设定汽包水位值和减温水温度值，调节器运算后输出给操作器，操作器再输出220VAC正反转信号给电动执行机构分别控制给水和减温水电动执行机构的开度。此时操作器置于“自动”状态。

（3）手动调节阀门：将操作器置于“手动”状态，通过操作器上开关按钮，调节阀门开度。此时系统脱离调节器工作。

（4）由于仪表是采用自动调零和数字校准技术的免维护仪表，无需校准维护。出现超差问题时，通过对仪表内部进行清洁及干燥即可解决问题。这是它与其它仪表相比别具特色的特点，可以大大减少仪表故障和处理时间，提高仪表运转率，因而深受现场技术人员的欢迎。

（5）AI-808P调节器采用人工智能调节算法，采用模糊规则进行PID调节，在调节中具有自学习和记忆被控对象的部分特征，具有无超调、高精度、参数确定简单等特点，这些特点给本来繁杂的、传统中的系统投运增色不少。经过近半个月时间的磨合运行后，调节系统逐渐趋于稳定，明显减少了操作人员的工作量，达到改造预期目的。

（6）调节器的输入为工业现场的多种应用提供了极大方便，使得在设备选型、产品互换、备件应急替代方面的工作变得十分简单和快捷

（7）AI-708J集操作器和伺服放大器功能于一体，减少了安装占位，减少了盘内配线，减少了维护量，减少了故障率，提高了设备运转率。

五、使用效果

    35t/h锅炉大修改造运行一年多来，AI-808P调节器和AI-708J操作器运行稳定可靠，各项控制指标*生产工艺要求，汽包水位很好地保持在0±15mm，减温水温度保持在 350±8℃，其出色的表现为锅炉安全生产提供了良好的自动化保障。