CN103216828A - 一种循环流化床锅炉返料故障自愈控制系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种循环流化床锅炉返料故障自愈控制系统，其特征在于：设有输入信号处理单元、调节单元、输出信号处理单元、操作输出处理单元以及左、右侧下料温度和左、右侧返料风执行器。当左、右侧下料温度相差超过一定阈值时，判定返料故障出现在温度低的一侧；在故障模式下，温差调节器输出调节信号增加处于返料故障状态下一侧的返料风执行器开度，直至故障消除；故障消除后将该侧的返料风执行器开度恢复到故障前的原值，温差调节器输出跟踪，实现控制系统的无扰切换。
Description
技术领域
本发明涉及一种循环流化床锅炉运行故障自愈控制系统，尤指一种循环流化床锅炉返料故障自愈控制系统。
背景技术
循环流化床燃烧技术是国内外公认的一种洁净煤燃烧技术。循环流化床锅炉具有燃料适应性广、炉内脱硫成本低、污染物排放少、燃烧效率高、负荷调节比大和灰渣综合利用等独特的优势，成为实用化进程最为成功的洁净燃烧技术，目前在电力行业正向产业化、大型化方向迅速发展。
循环流化床锅炉在运行时，返料器的作用就是将分离器分离下来的循环灰输送回燃烧室，以维持燃烧室的快速流化状态，保证燃料和脱硫剂的反复循环、燃烧和反应，达到理想的燃烧效率和脱硫效率。返料器运行不正常，会使得炉内循环量大幅波动，导致床压、汽压、汽温急剧变化，床温难以调节，严重者会造成停炉事故。
运行中对返料器操作的要求是加强对两侧回料阀压力、各路流化风量以及立管、料腿温度的严密监视与分析，若流化风压力和流量异常波动，应及时调整流化风风门或检查相关设备如返料风机的运行状况；每班定期检查炉本体、分离器、立管及料腿有无烧红现象，严密监视立管压差变化和返料料温，以确定如何调整给煤、给风及排灰等操作。
传统循环流化床锅炉返料调节策略只是考虑床温的变化或对返料风压力进行定值调节，以返料量来调节床温或只是通过稳定返料风压力间接控制返料量，这样的操作或调节只能在正常工况下起到作用，一旦在返料器出现异常工况时，因其操作的关联度高及其复杂性，自动调节系统无法满足工艺运行的要求。
现有技术存在一定的局限性和缺点，因此设计本系统。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对因回料阀返料不畅、堵塞所带来返料器运行故障问题，自动消除运行故障，保证循环流化床锅炉能够正常运行。
为解决上述问题，本发明提供了一种循环流化床锅炉返料故障自愈控制系统，其特征在于：设有输入信号处理单元、调节单元、输出信号处理单元、操作输出处理单元及左、右侧下料温度和左、右侧返料风执行器；其中输入信号处理单元设有温差运算及比较器DCC，调节单元设有温差调节器TIC；输出信号处理单元设有信号选择器K、信号高选器L、信号选择器S、信号高选器R和开关SW；操作输出处理单元设有左侧手操器和右侧手操器及信号选择器M。
输入信号处理单元
左侧下料温度与右侧下料温度作为温差运算及比较器DCC的两个输入，左侧下料温度减去右侧下料温度定义为温差，温差运算及比较器DCC有5个输出端DCC-1、DCC-2、DCC-3、DCC-4、DCC-5，分别对应温差低于下限为ON的左侧返料故障逻辑状态信号、温差小于等于温差上限且大于等于温差下限为ON的返料正常逻辑状态信号、温差大于上限时为ON的右侧返料故障逻辑状态信号、温差大于0为ON的逻辑状态信号以及温差的绝对值模拟量信号。
调节单元
温差的绝对值模拟量信号DCC-5连接到温差调节器TIC的输入2，作为调节器的测量信号，下料温度低的一侧手操器输出信号即信号选择器M的输出连接到温差调节器TIC的输入1，作为调节器输出的跟踪信号，返料正常逻辑状态信号DCC-2连接到温差调节器TIC的输入3，作为调节器输出跟踪的开关信号，即在返料正常状态模式下，调节器处于跟踪状态，调节器输出跟踪信号，跟踪信号且为下料温度低的一侧手操器输出信号；否则调节器处于自动运行状态，根据测量值与给定值的偏差，输出调节器的运算结果，温差调节器TIC采用PID算法或其它控制算法。
输出信号处理单元
信号选择器的输入端3为ON时，输出为输入1的信号；否则，输出为输入2的信号；信号高选器选择输入端中最高值作为输出信号；开关SW的输入1为ON时，x、a导通；输入2为ON时，x、b导通；输入3为ON时，x、c导通；温差运算及比较器DCC的输出端DCC-1、DCC-2、DCC-3分别与开关SW输入端1、2、3连接，温差调节器TIC的输出OP信号连接到开关SW输入端x；信号选择器K的输出信号连接到信号选择器K的输入端1，左侧手操器输出信号连接到信号选择器K的输入端2，DCC-1连接到信号选择器K的输入端3；信号选择器S的输出信号连接到信号选择器S的输入端1，右侧手操器输出信号连接到信号选择器S的输入端2，DCC-3连接到信号选择器S的输入端3；开关SW的输出端a信号连接到信号高选器L的输入端1，信号选择器K的输出信号连接到信号高选器L的输入端2；开关SW的输出端c信号连接到信号高选器R的输入端1，信号选择器S的输出信号连接到信号高选器R的输入端2。
操作输出处理单元
信号高选器L的输出信号连接到左侧手操器的输入端，左侧手操器的输出信号连接到左侧返料风执行器上；信号高选器R的输出信号连接到右侧手操器输入端，右侧手操器的输出信号连接到右侧返料风执行器上；手操器在自动状态下输出输入信号，在手动状态下，输出人工设定值；左、右侧手操器的输出分别连接到信号选择器M的输入2端、输入1端，DDC-4连接到信号选择器M的输入3端，信号选择器M的输出信号连接到温差调节器TIC的输入端1。
左、右侧下料温度连接到温差运算及比较器DCC的输入端，温差运算及比较器DCC的多个输出信号分别连接到调节单元、输出信号处理单元和操作输出处理单元；在温差超出上、下限时即故障模式下，温差调节器TIC处于自动运行状态，温差调节器TIC的输出信号经过输出信号处理单元和操作输出处理单元，输出OP到处于返料故障状态下一侧的返料风执行器上；在故障解除模式下，温差调节器TIC处于跟踪状态，温差调节器TIC的输出跟踪温度低的一侧手操器输出，以实现故障模式时信号的无扰切换；上次故障前的手操器输出信号经过输出信号处理单元的信号选择器、信号高选器输出到对应的手操器输入端上，即恢复到故障前的手操器输出原值，以实现循环流化床锅炉返料故障自愈控制。
本发明的有益效果是：以左、右侧返料下料温度相差过大来表征返料温度低的一侧出现返料故障，实现对返料故障进行及时诊断，提高了系统运行安全性；当对故障进行消除时需要较大的返料风量，当故障消除后返料风风量能自动恢复到故障前的水平，实现了返料故障自愈控制，可以有效避免人工进行故障处理时的操作失误。
附图说明
附图为本发明一种循环流化床锅炉返料故障自愈控制系统的结构图。
具体实施方式
结合附图所示，本发明提出的一种循环流化床锅炉故障自愈控制系统，包括输入信号处理单元、调节单元、输出信号处理单元、操作输出处理单元及返料风执行器。
输入信号处理单元
左侧下料温度TL与右侧下料温度TR连接到温差运算及比较器DCC的输入端，左侧下料温度TL减去右侧下料温度TR定义为温差，温差上限取值范围20℃～30℃，温差下限取值范围-30℃～-20℃，温差运算及比较器DCC有5个输出端DCC-1、DCC-2、DCC-3、DCC-4、DCC-5分别对应温差低于下限为ON的左侧返料故障逻辑状态信号、温差小于等于温差上限且大于等于温差下限为ON的返料正常逻辑状态信号、温差大于上限时为ON的右侧返料故障逻辑状态信号、温差大于0为ON的逻辑状态信号以及温差的绝对值模拟量信号。
调节单元
温差的绝对值模拟量信号DCC-5连接到温差调节器TIC的输入2，作为调节器的测量信号，下料温度低的一侧手操器输出信号即信号选择器M的输出连接到温差调节器TIC的输入1，作为调节器输出的跟踪信号，返料正常逻辑状态信号DCC-2连接到温差调节器TIC的输入3，作为调节器输出跟踪的开关信号；即在返料正常状态模式下，调节器处于跟踪状态，调节器输出跟踪信号，跟踪信号且为下料温度低的一侧的手操器输出信号；否则调节器处于自动运行状态，根据测量值与给定值的偏差，输出调节器的运算结果，温差调节器TIC采用PID算法或其它控制算法，其中PID算法的比例P的取值范围为100～120，积分时间I的取值范围为60～80，微分时间D的取值范围为10～20。
输出信号处理单元
温差运算及比较器DCC的输出端DCC-1、DCC-2、DCC-3分别与开关SW的输入端1、2、3连接，温差调节器TIC的输出OP信号连接到开关SW输入端x；信号选择器K的输出信号连接到信号选择器K输入端1，左侧手操器的输出信号连接到信号选择器K的输入端2，DCC-1连接到信号选择器K的输入端3；信号选择器S的输出信号连接到信号选择器S的输入端1，右侧手操器的输出信号连接到信号选择器S的输入端2，DCC-3连接到信号选择器S的输入端3；开关SW的输出端a信号连接到信号高选器L的输入端1，信号选择器K的输出信号连接到信号高选器L的输入端2；开关SW的输出端c信号连接到信号高选器R的输入端1，信号选择器S的输出信号连接到信号高选器R的输入端2。
操作输出处理单元
信号高选器L的输出信号连接到左侧手操器的输入端，左侧手操器的输出信号连接到左侧返料风执行器上；信号高选器R的输出信号连接到右侧手操器的输入端，右侧手操器的输出信号连接到右侧返料风执行器上；手操器在自动状态下输出输入信号，在手动状态下，输出人工设定值；左、右侧手操器的输出分别连接到信号选择器M的输入2端、输入1端，DDC-4连接到信号选择器M的输入3端，信号选择器M的输出信号连接到温差调节器TIC的输入端1。
Claims (1)
1.一种循环流化床锅炉返料故障自愈控制系统，其特征在于：设有输入信号处理单元、调节单元、输出信号处理单元、操作输出处理单元及左、右侧下料温度和左、右侧返料风执行器；其中输入信号处理单元设有温差运算及比较器，调节单元设有温差调节器；输出信号处理单元设有信号选择器、信号高选器、信号选择器、信号高选器和开关；操作输出处理单元设有左侧手操器和右侧手操器及信号选择器；左、右侧下料温度连接到温差运算及比较器的输入端，温差运算及比较器多个输出信号分别连接到调节单元、输出信号处理单元和操作输出处理单元；在温差超出上、下限时即故障模式下，温差调节器处于自动运行状态，温差调节器输出信号经过输出信号处理单元和操作输出处理单元，输出到处于返料故障状态下一侧的返料风执行器上；在故障解除模式下，温差调节器处于跟踪状态，温差调节器输出跟踪温度低的一侧手操器输出，以实现故障模式时信号的无扰切换；上次故障前的手操器输出信号经过输出信号处理单元的信号选择器、信号高选器后输出到对应的手操器输入端上，即恢复到故障前的手操器输出原值，以实现循环流化床锅炉返料故障自愈控制。
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