硫酸装置改造中,根据设计要求改造后的锅炉液位能够控制平稳,以提高锅炉系统的稳定性,使之有利于整个装置安全、稳定、长期地运行。硫酸装置的废热锅炉液位是一个非常重要的工艺参数,关系到出产蒸汽的产量和质量,进而影响到后续汽轮机的安全运行。为了尽快完成这个目标,我们对锅炉液位控制技术进行了探讨。
锅炉液位自动控制若采用单冲量单回路控制系统,难以达到满意的效果,因为锅炉系统是多变量的,影响因素复杂,靠手动调节则要受操作经验、责任心等因素影响。三冲量控制技术是一中成熟有效的技术,由于没有真正设计落实过,因此,有必要提出具体的控制算法,对操作工的技能要求要尽量简单。
在提出方案前,我们首先明确三个冲量及其关系:1.锅炉液位,是控制中的主要冲量;2.蒸汽负荷,即蒸汽流量,是控制中的辅助冲量,它的较大变化会造成虚假液位;3. 给水流量,控制中的辅助冲量,它的较大变化同样会造成虚假液位。通过分析三者的运算关系,结合选用的具体DCS系统,将上述冲量引入到DCS的三冲量控制模块当中,通过调整参数的值,来实现比较理想的液位自动控制品质。配套的DCS系统是北京和利时公司的SmartPro系统,运算功能完全可以满足多变量的控制运算。
按照要求,我们提出了三套控制方案,方案一:前馈加串级反馈的三冲量控制方案,液位调节为主回路,给水调节为负回路,液位控制器选择反作用,流量控制器选择正作用,调节阀为气闭阀。方案二:采用单回路的三冲量控制方案,加法器在控制器前,即控制器的输入为多变量之和。方案三:采用单回路的三冲量控制方案,加法器在控制器后,流量负回路相当于一个100%的比例调节回路。经讨论,决定采用方案二,主要考虑单回路控制方案投运比较简单,操作工容易掌握,但调节器输入为多变量之和,与真实的液位不同,这一点须向工艺人员说明。以下是具体的控制方框图及控制流程图:
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