宇電產(chǎn)品在35t/h鍋爐生產(chǎn)控制中的應用
作者：李付民 河北省邯鄲市邯鄲鋼鐵公司自動化部
摘要：文章結合35t/h鍋爐大修改造項目，從工程概況、控制工藝要求、控制設計、應用說明、使用效果等方面詳細介紹了宇電調(diào)節(jié)器和操作器在35t/h鍋爐生產(chǎn)控制中的應用。實踐證明，宇電產(chǎn)品為鍋爐穩(wěn)定運行提供了良好的自動化保障。
關鍵詞：35t/h鍋爐 汽包水位控制 減溫水溫度控制
一、工程概況
我鋼鐵廠35t/h鍋爐于2015年6月開始大修改造，兩個月后恢復生產(chǎn)。該鍋爐主要為汽輪機提供一定溫度和壓力的蒸汽動力，帶動軸流風機為高爐供風。鍋爐大修自動化設備相應進行配套改造，作為鍋爐生產(chǎn)控制的關鍵儀表選用了廈門宇電的AI-808P調(diào)節(jié)器和AI-708J操作器。
二、控制工藝要求
鍋爐是冶金企業(yè)的重要設備，是一級安全許可管理的高溫高壓容器。在鍋爐現(xiàn)場控制中，每一個參數(shù)都關乎著鍋爐的安全運行，其中以汽包水位檢測與控制、減溫水溫度控制為重中之重。
關于汽包水位調(diào)節(jié)：如果汽包水位過高，將使蒸汽帶水，造成汽輪機葉片損壞；如果汽包水位過低，鍋爐有被燒壞或發(fā)生爆炸的危險。因此，鍋爐生產(chǎn)工藝要求：汽包水位必須保持在0±15mm范圍內(nèi)。
關于減溫水溫度調(diào)節(jié)：減溫水調(diào)節(jié)閥內(nèi)流體通過彎彎曲曲的通道，控制鍋爐主蒸汽和再熱蒸汽溫度所需減溫水的流量，目的是消耗能量降低流速，防止液體空化。減溫水溫度必須控制在350±8℃范圍。
對調(diào)節(jié)器、控制器的具體要求：
（1）調(diào)節(jié)穩(wěn)定，不能出現(xiàn)任何振蕩。
（2）響應迅速，無信號遲滯現(xiàn)象。
（3）功能豐富，集大成，包含一切PID功能所需的要素。
（4）人機界面友好，操作靈活，使用方便。
（5）方便與PLC或其它儀表的通訊聯(lián)接。
（6）實現(xiàn)無擾動手/自動切換。
三、控制設計
1、AI-808P調(diào)節(jié)器特點：采用*的AI人工智能調(diào)節(jié)算法，無超調(diào)，具備自整定功能；輸入采用數(shù)字校正系統(tǒng)；*的模塊化結構，提供豐富的輸出規(guī)格，能夠滿足各種復雜的工業(yè)現(xiàn)場需求；人性化的操作設計。
2、AI-708J操作器特點：集成手操器和伺服放大器功能，與PLC系統(tǒng)很好配合；可以實現(xiàn)手自動的雙向無擾動切換，特別是手自動切換緩變功能使得控制更加平穩(wěn)、方便，簡化了PLC控制程序的編寫；功能豐富齊全，面板顯示一目了然；采用模塊化結構設計，駁接信號類型多；質(zhì)量穩(wěn)定，運行可靠；抗干擾性能符合電磁兼容（EMC）的要求；方便的參數(shù)鎖功能，極大地提高了參數(shù)修改的速度，又避免了重要參數(shù)被誤修改；使用操作簡單方便。
3、對于小型鍋爐來說，汽包水位控制、減溫水溫度控制常采用單回路PID控制。大修改造前，上述兩參數(shù)調(diào)節(jié)采用某小型PLC實現(xiàn)PID調(diào)節(jié)功能，由于運行效果不很理想，技術人員決定采用廈門宇電的調(diào)節(jié)器和操作器構成獨立調(diào)節(jié)系統(tǒng)，取代PLC實現(xiàn)調(diào)節(jié)控制。兩控制系統(tǒng)所用調(diào)節(jié)器、操作器、電動執(zhí)行機構的電氣接線圖分別見圖1和圖2：
圖1 汽包水位調(diào)節(jié)控制接線圖
圖2 減溫水溫度調(diào)節(jié)控制接線圖
四、應用說明
1、鍋爐汽水系統(tǒng)主畫面見圖3：
圖3 鍋爐汽水系統(tǒng)主畫面
2、操作器數(shù)量：本鍋爐共使用AI-808P調(diào)節(jié)器2臺、AI-708J操作器2臺。
3、應用說明：
（1）上述4臺調(diào)節(jié)器和操作器均安裝在鍋爐值班室操作臺上，與PLC操作站的CRT并列。這樣崗位人員可以一邊監(jiān)視鍋爐的運行情況，一邊方便地調(diào)控AI-808P和AI-708J。
（2）自動調(diào)節(jié)閥門時：由人工在調(diào)節(jié)器上設定汽包水位值和減溫水溫度值，調(diào)節(jié)器運算后輸出給操作器，操作器再輸出220VAC正反轉(zhuǎn)信號給電動執(zhí)行機構分別控制給水和減溫水電動執(zhí)行機構的開度。此時操作器置于“自動”狀態(tài)。
（3）手動調(diào)節(jié)閥門：將操作器置于“手動”狀態(tài)，通過操作器上開關按鈕，調(diào)節(jié)閥門開度。此時系統(tǒng)脫離調(diào)節(jié)器工作。
（4）由于儀表是采用自動調(diào)零和數(shù)字校準技術的免維護儀表，無需校準維護。出現(xiàn)超差問題時，通過對儀表內(nèi)部進行清潔及干燥即可解決問題。這是它與其它儀表相比別具特色的特點，可以大大減少儀表故障和處理時間，提高儀表運轉(zhuǎn)率，因而深受現(xiàn)場技術人員的歡迎。
（5）AI-808P調(diào)節(jié)器采用人工智能調(diào)節(jié)算法，采用模糊規(guī)則進行PID調(diào)節(jié)，在調(diào)節(jié)中具有自學習和記憶被控對象的部分特征，具有無超調(diào)、高精度、參數(shù)確定簡單等特點，這些特點給本來繁雜的、傳統(tǒng)中的系統(tǒng)投運增色不少。經(jīng)過近半個月時間的磨合運行后，調(diào)節(jié)系統(tǒng)逐漸趨于穩(wěn)定，明顯減少了操作人員的工作量，達到改造預期目的。
（6）調(diào)節(jié)器的輸入為工業(yè)現(xiàn)場的多種應用提供了極大方便，使得在設備選型、產(chǎn)品互換、備件應急替代方面的工作變得十分簡單和快捷
（7）AI-708J集操作器和伺服放大器功能于一體，減少了安裝占位，減少了盤內(nèi)配線，減少了維護量，減少了故障率，提高了設備運轉(zhuǎn)率。
五、使用效果
35t/h鍋爐大修改造運行一年多來，AI-808P調(diào)節(jié)器和AI-708J操作器運行穩(wěn)定可靠，各項控制指標*生產(chǎn)工藝要求，汽包水位很好地保持在0±15mm，減溫水溫度保持在 350±8℃，其出色的表現(xiàn)為鍋爐安全生產(chǎn)提供了良好的自動化保障。
