Система управления режимами парового котла ДЕ-25

Котельная муниципального образования Ямало-Ненецкого округа

Оптимизация режимов работы котла определяется аэродинамической взаимосвязью работы дутьевого вентилятора и дымососа. При регулировании параметров процесса горения, используется, как правило, линейная характеристика, описываемая выражением:

Y=К×Х+В, (1)

где: Х – давление газ;

Y – уставка давления воздуха;

К, B – коэффициенты, определяемые параметрами котла.

Из приведённой формулы видно, что для поддержания производительности котла на заданном уровне, необходимо выдерживать определенное соотношение параметров «газ – воздух». При этом оптимальность сжигания топлива зависит от уставки давления воздуха, и определяется давлением газа.

Указанные принципы были приняты за основу при модернизации системы управления приводами дутьевого вентилятора и дымососа универсального парового котла ДЕ-25 центральной котельной г. Муравленко. Ранее система управления была построена по традиционной схеме, в которой производительность вентилятора и дымососа регулировалась механически – посредством заслонки, положение которой задавалась вручную. Обследование объекта, предшествовавшее началу реконструкции, позволило сделать выводы:

1.дутьевые вентиляторы и дымосос используются неэффективно, поскольку применяются в области характеристик, имеющих низкий К.П.Д с большим перерасходом мощности;

2.уменьшение расхода воздуха по условиям технологического процесса изменением положения заслонок даже до 60°–50° практически не приводит к снижению мощности потребляемой электродвигателями из сети;

3.следовательно, эффективное снижение потребляемой мощности при уменьшении расхода по требованиям технологического процесса возможно только при снижении частоты вращения электродвигателя.

Цель модернизации заключалась в создании современной системы эффективного управления комплексом «дымосос – вентилятор», учитывающей закономерности регулирования производительности дутьевого вентилятора и особенностью взаимного влияния одновременно работающих в изменяющихся условиях механизмов. При соблюдении требования экономической эффективности выбранных технических решений. Учитывая изложенные условия, была разработана система управления на базе преобразователей частоты, управляющих производительностью приводов дутьевого вентилятора и дымососа. Структурная схема реализованной системы представлена на рис.1.

Система управления состоит из преобразователей частоты для привода вентилятора (55 кВт) и дымососа (75 кВт). Для обработки сигналов датчиков и формирования управляющих сигналов используется ПЛК серии FX с модулями расширения (см. рис. 2) . Задание режимов работы, коэффициентов и переменных процесса осуществляется с панели оператора серии GOT, которая соединена с ПЛК через порт программирования. (см. рис. 3)

Использование в регулируемых приводах преобразователей частоты типа FR-F обеспечило возможность точного поддержания соотношения «топливо – воздух» и соответствующей ему производительности дымососа. При этом на всех режимах работы приводы поддерживают оптимальное энергопотребление. Учитывая высокий КПД механизма во всем диапазоне регулирования, это позволяет добиться существенной экономии электроэнергии.

Рис.1 Структурная схема системы управления режимами работы парового котла ДЕ25.

Компактный контроллер серии FX выполняет следующие функции:

• · вычисление соотношений «топливо – воздух» и формирование сигнала задания производительности вентилятора;
• · вычисление и поддержание вычисленного значения давления в топке;
• · формирование сигнала задания давления/разряжения в трубе;
• · формирование сигналов управления преобразователем дымососа;
• · реализация логики управления комплексом механизмов;
• · формирование сигналов управления режимами работы.

Для реализации этого на ПЛК с панели оператора задаются следующие параметры:

• · коэффициенты соотношения газ/воздух по формуле Y=К×Х+В:
• · уставка давления/разряжения дымососа котла;
• · настроечные параметры ПИД-регуляторов;
• · уставки ручного режима.

Для исключения несанкционированного вмешательства неквалифицированного персонала, ввод данных распределен по уровням доступа через соответствующие пароли. Наблюдение за процессом обеспечивается за счет визуализации текущих значений газа, воздуха и разрежения на экране панели.

Эффект от внедрения.

В результате модернизации достигнуты следующие показатели:

• · существенное улучшились энергетические характеристики котла за счет оптимизации соотношения «топливо – воздух» и повышения точности его поддержания;
• · экономическая эффективность модернизации в большой степени достигнута за счет экономии электроэнергии от эксплуатации приводов дымососа и вентилятора, полученной благодаря смещению рабочих характеристик механизмов в область высоких КПД;
• · повышена эксплуатационная надежность механизмов за счет снижения динамических нагрузок;
• · комплексное использование контроллера серии FX2N и панели оператора GOT1020 существенно упрощает изменение технологических параметров, а также установку производительности котла.