1。概要
中国における石油・ガスボイラー発電には60年以上の歴史があります。当時私の国の東北部で建設されたボイラーは、現在でも安全に稼働しています。今回開発した石油焚きボイラーおよびガス焚きボイラーは、従来のガス発生器に省エネ・環境配慮などの技術を加え、高効率・省エネ・安全・環境に配慮した技術です。ボイラーの経済的な運用は緊急に注意を払う必要がある問題です。それは個々の経済に関わるだけでなく、エネルギーがますます不足する将来において、エネルギーを節約し、持続可能かつ協調的な発展を達成するためにも非常に重要です。
UW500 分散制御システムは、杭州友文と浙江大学産業オートメーション国家工学研究センターが共同開発した新世代分散制御システムです。継続的な分析と要約、開発と革新、テストの改善と評価を経て立ち上げられた新世代の分散制御システムです。このシステムは監視の自動化レベルを大幅に向上させ、ボイラーの経済的で信頼性の高い動作を向上させることができます。
2. プロセスの紹介
発電のプロセスは、燃料、化学エネルギー、蒸気、熱エネルギー、機械エネルギー、電気エネルギーというエネルギー変換のプロセスです。簡単に説明すると、燃料（ガス）を使って熱を発生させ、水を加熱して高温高圧の過熱蒸気を作り、タービンを回転させ、発電機のローター（電磁場）を回転させます。ステーターコイルは磁力線を切って電気エネルギーを放出し、昇圧トランスを使ってシステム電圧を昇圧し、系統に接続して電気エネルギーを外部に伝達します。
ガス火力発電の主要な設備システムには、燃料供給システム、給水システム、蒸気システム、冷却システム、電気システムおよびその他の補助処理装置が含まれます。
発電システムは主に燃焼系（ボイラーを核）、蒸気・水系（主に各種ポンプ、給水加熱器、復水器、パイプライン、水壁などで構成される）、電気系（タービン発電機、主変圧器など）、制御システムなど。最初の 2 つは高温高圧の蒸気を生成します。電気システムは、熱エネルギーと機械エネルギーから電気エネルギーへの変換を実現します。そして制御システムは、各システムの安全、合理的、経済的な動作を保証します。
3. 制御戦略
分散型制御システムボイラーユニットの自動化機能には、データ収集機能（DAS）、アナログ制御機能（MCS）、タービン停止保護（ETS）、シーケンス制御機能（SCS）、ボイラー主燃料遮断保護（MFT）および情報管理が含まれます。およびその他の機能。
1. ガス燃料制御システム
一般的なボイラー燃焼システム制御では、主に制御されるパラメータは主蒸気圧力または主蒸気負荷です。主蒸気の圧力と負荷パラメータの制御は、ボイラーに入るガスの量を調整することによって実現されます。ボイラーの燃料量制御システムは、ボイラーの出口蒸気圧力の制御に基づいており、ボイラーの主蒸気流量はフィードフォワードとして使用されます。
高炉ガス発生装置の燃焼システムは、装置を通じて炉を極力停止することなく、ガス量に応じて25%～110%の燃料負荷でボイラーを運転し続けることができます。蒸気タービン入口弁の開度の変化により主蒸気の圧力パラメータが変化し、フィードバック制御により燃料を調整することで主蒸気の圧力を安定させることができる。そこで本システムでは、まず高炉ガス入口圧力を確保し、高炉ガス入口弁の開度を調整することで高炉ガス入口圧力を制御し、ガス圧力が確保された時点で燃料を制御する。
2. 給気量制御装置（煙酸素量制御装置）
空気供給制御は、ボイラーの安全な燃焼を確保するだけでなく、ボイラーの経済的利益も確保する必要があります。空気供給制御システムは、炉出口での最適な酸素量を確保することにより、最終的に燃焼条件の安全性と経済性をマークします。
空気供給制御システムは主に高炉ガスの空気分配量を調整するために使用され、酸素量補正回路が空気供給量制御ループにカスケード接続されています。
3. 誘導風量制御システム（炉負圧制御システム）
高炉ガス発電実践プロジェクトによれば、誘引通風制御システムは主な制御パラメータとして炉負圧を使用するが、総空気供給量信号をフィードフォワード信号として使用することもできる。
4. 機械と炉の協調制御
ボイラー出口の主蒸気圧力が変化すると、高炉ガス燃料の量が変化します。高炉ガス燃料の量が変化すると、必然的に圧力パラメータ値の変化によって表示されます。したがって、燃料系の制御は、高炉ガス入口弁の開度を調整して高炉ガス入口圧力を制御し（ガス燃料入口量を制御するのではなく）、制御と連動して燃焼状態を制御することになる。蒸気タービンを制御してボイラーの主蒸気を制御します。圧力の目的。したがって、一方では、ボイラー負荷の調整はボイラー負荷分布計算システムを通じて計算および制御されます。一方、ボイラーの主蒸気主管圧力の制御は、タービン弁の開度を調整することで制御されます。
5. 主蒸気温度制御装置
ボイラーの主蒸気温度の調整は、ボイラーの特性に応じて設計する必要があります。ボイラーの規定運転範囲内において、温調負荷に達したとき（特に低負荷域および高負荷域）、一段過熱器出口温度を設定範囲内に制御します。
調整量：減温水流量
調整装置：減温水調整弁
先行温度信号: 高温過熱器出口温度
6. 給水制御（ドラム水位制御）
通常の制御は蒸気流量、ドラム水位、給水流量の３インパルス制御方式となります。負荷が30％未満の場合はドラム水位のみのシングルインパルス制御となります。負荷が30%を超えると3インパルス制御に切り替わります。シングルインパルス制御と 3 インパルス制御の間のバンプレススイッチング、またはその逆のバンプレススイッチングが提供される必要があります。
ドラム缶の水位を測定する送信機は二重冗長、できれば三重冗長で、圧力補償、比較、選択機能を備えている必要があります。
合計給水流量信号を取得するには、温度補償された給水流量をスプレー水流量に加算する必要があります。
蒸気流量の測定は圧力と温度を補正する必要があり、総蒸気流量信号を取得するには加熱用のメインパイプ流量を追加する必要があります。
調整量：ドラム水位
調整量：給水流量
補助回路入力信号：給水流量
フィードフォワード入力信号：主蒸気流量
図1 スチームドラムの液面保護
7. 復水器水位制御システム
凝縮器の真空を正常に確立するために、凝縮器の水位を一定に維持してください。凝縮器内の水位が高すぎても低すぎても、凝縮器の真空が破壊される可能性があります。復水水位制御システムでは、復水水位の測定値と所定値との偏差値をPID演算し、その演算結果により復水水位調整弁の開度を調整して復水水を一定に保ちます。レベル。
8. 軸封圧力制御システム
蒸気タービン段の内仕切板と主軸との隙間や、主軸がシリンダーの外側を貫通する箇所では、蒸気シリンダーが漏れたり、外気が漏れたりして、蒸気タービンの燃焼効率が低下します。蒸気タービンの効率が低下し、ユニット内の真空度が悪化して、蒸気タービンの正常な動作が破壊されます。したがって、蒸気タービンの正常な動作を確保するには、軸シールを使用して蒸気漏れと空気漏れを遮断する必要があります。軸封の性能は、軸封の蒸気圧力を制御することで実現されます。
蒸気タービン発電機セットの軸封圧力調整システムでは、軸封圧力の測定値と与えられた値をPID演算し、その計算結果により軸封蒸気供給調整弁を制御して軸封圧力を維持します。設定値で。
9. 連続膨張船の水位制御システム
連続膨張容器の水位信号に応じて、連続膨張容器の疎水性調整器が制御され、連続膨張容器の水位が設定値に維持される。
10. 高圧ヒーター水位制御システム
高圧加熱器は、タービン抽気蒸気と主給水間の熱交換装置です。低圧加熱器は、タービン抽気蒸気と復水の熱交換装置です。水位が高すぎるとタービンに水が侵入し、事故を引き起こす可能性があります。
高圧加熱器水位調整システムは、水位の測定値と所定の値を比較してPID演算を行い、その演算結果により高水位が満足するように高圧加熱器のドレン調整弁を制御します。動作要件。
11. 低圧ヒーター水位制御システム（小型ユニットには通常ありません）
低圧加熱器水位調整システムは、水位の測定値と所定の値を比較してPID演算を行い、演算結果により低圧加熱器のドレン調整弁を制御して低水位を満足するように制御します。動作要件。緊急時には非常水抜き電動扉により液面を制御します。
12. 脱気器水位制御システム
脱気器の水位を維持する目的は、ボイラー水の供給と需要のバランスを確保することです。脱気器の水位制御には、生産工程に応じてシングルインパルス方式と３インパルス方式の２つの調整方法があります。両者の違いは薬注水を連続的に供給するかどうかです。このうち、３インパルス調整方式はドラム缶水位制御方式に似ています。起動時および低負荷動作時は 1 インパルス調整、通常負荷時は 3 インパルス調整となります。シングルインパルスとトリプルインパルスの切り替えは手動または自動で行うことができます。
脱気器の水位が高い値に達すると、脱気器水位調整器が閉じ、凝縮水再循環バルブが開きます。脱気器内の水位が高すぎる場合は、非常水抜き電動扉を開けてください。タービン停止時は薬注水バルブにより脱気器水位を調整します。
13. 脱気器圧力制御システム
装置起動時は、脱気器圧力設定値を維持するためにプラント蒸気主管調整弁を開いて脱気器圧力を調整します。
通常の負荷条件下では、脱気器圧力調整システムは、脱気器圧力測定値と設定値との偏差を PID に送信して計算するように設計されています。計算結果により脱気装置の圧力調整弁を調整し、脱気を制御します。装置の圧力は設定値になっています。
4. 制御工学
UW500分散制御システムはボイラー発電に広く使用されています。 UW500は、データ収集、アナログ制御、炉の安全保護、電気制御、工場電力公共制御、暖房ネットワーク制御などを含む機能を完了できます。システムは32の制御ステーションをサポートし、システム規模はAIO: 16384、DIO: 32768に達します。
分散制御システムUW500は、ボイラ発電における監視が必要な多数の点をリアルタイムに監視することができます。優れた二重冗長設計により、システムの安定性と信頼性が向上します。
図2 システム構成図
図３ ボイラー燃焼システム
5. まとめ
分散制御システム「UW500」を使用して多数の監視ポイントを監視することで、作業者の負担を大幅に軽減し、点在する大量のデータをオペレーティングステーション上で集中表示することができます。安定したシステムにより、制御がより安全かつ容易になります。ボイラーの燃焼も適切に制御され、燃焼効率が大幅に向上します。
