CN108266714A - 余热锅炉汽包液位控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种余热锅炉汽包液位控制方法，涉及余热锅炉领域。所述控制方法方法用于余热锅炉，具体根据检测数据判断烟气量的变化，得出所述前端冶炼设备的不同工况对汽包液位的修正，并将所述修正后汽包液位与自身设定的汽包液位正常工作区域进行对比，仅在所述修正后汽包液位超出所述正常工作区域时，对所述给水调节阀进行调节，确保所述汽包液位回到正常工作区域以内。本发明所述控制方法修正后的液位值是在已有设定值基础上增设正常工作区域，液位检测值发生轻微变化时不对给水调节阀进行控制，液位检测值发生剧烈变化时对给水调节阀进行控制。因此使用本发明在确保安全生产的基础上降低调节设备的使用频率。

Description

余热锅炉汽包液位控制方法

技术领域

本发明涉及余热锅炉领域，尤其是涉及一种余热锅炉汽包液位控制方法。

背景技术

余热锅炉作为一种节能、减排设备是冶炼工艺中不可或缺的关键环节，其主要作用是将冶炼工艺中炉体产生的烟气进行降温，同时将烟气降温环节释放的热量用于产生蒸汽，蒸汽再被用于其他生产工序。由于余热锅炉与前端冶炼工序结合十分紧密，前端工序的工况直接影响余热锅炉的给水量，在自动控制模式下，一旦前端工序发生变化，需要根据烟气量的变化情况判断蒸汽量是否发生变动，再跟据变化情况用给水调节阀变换余热锅炉汽包的供水量，控制余热锅炉汽包液位，从而保证余热锅炉始终处于稳定的工作状态。

但是，在工程运行过程中，前端冶炼工序变动较为频繁，如开炉、停炉以及加料量变化等，因此容易造成烟气量变化频繁，如果余热锅炉汽包液位在自动控制模式下，给水调节阀为使汽包液位保持在设定值，也会始终处于变动状态。由于余热锅炉汽包液位调节回路波动过于频繁，可能造成控制回路与实际工况不符。同时，长期的使用运行会对阀门内部造成较大的损伤，容易引发设备故障，具有较大的安全风险，需要定期进行检修维护。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出一种余热锅炉汽包液位控制方法。

本发明提供了一种余热锅炉汽包液位控制方法，应用于余热锅炉，所述余热锅炉包括汽包、烟道以及与所述汽包通过管道连接的给水调节阀和循环泵，所述余热锅炉通过所述给水调节阀控制所述汽包的液位，所述余热锅炉的前端安装有前端冶炼设备，所述余热锅炉的后端安装有供水设备及后端设备，所述供水设备与所述循环水泵相连，所述控制方法按照如下步骤执行：

检测余热锅炉处的设备的数据；

根据所述检测数据判断烟气量的变化，得出所述前端冶炼设备的不同工况对汽包液位的修正，并将所述修正后汽包液位与自身设定的汽包液位正常工作区域进行对比，仅在所述修正后汽包液位超出所述正常工作区域时，对所述给水调节阀进行调节，确保所述汽包液位回到正常工作区域以内。

进一步地，所述检测组件通过液位变送器检测汽包液位，通过前端工序控制器监控前端冶炼工序的工况，通过测温元件检测所述烟道温度，

根据所述检测数据判断烟气量的变化，是根据所述烟道温度及所述前端冶炼工序的工况综合判断烟气量的变化。

进一步地，所述检测组件通过给水流量变送器测给水流量，通过蒸汽流量变送器检测蒸汽流量，

所述修正是根据所述汽包液位的检测值、所述给水流量的检测值及所述蒸汽流量的检测值对汽包液位进行修正。

进一步地，所述的控制方法：

在判断所述烟气量发生变化时，通过计算所述给水流量的检测值和所述蒸汽流量的检测值之间的差值，作为前馈信号对所述液位变送器传输的液位进行修正；或者

在判断所述烟气量没有发生变化，通过计算所述给水流量的检测值和所述蒸汽流量的检测值之间的差值并取微分，作为前馈信号对所述液位变送器传输的液位进行修正。

本发明所述余热锅炉汽包液位控制方法，对汽包液位采用区域控制方式，检测了解前端工序的工况后根据给水流量和蒸汽流量对汽包液位进行修正。修正后的液位值不再通过单一设定值进行控制，而在已有设定值基础上增设正常工作区域即上下限，液位检测值发生轻微变化即未超过上下限时不对给水调节阀进行控制，液位检测值发生剧烈变化时即离开上下限对给水调节阀进行控制。因此使用本发明在确保安全生产的基础上降低调节设备的使用频率。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是本发明一实施例所述的余热锅炉汽包液位控制系统的结构示意图；

图2是本发明一实施例所述的余热锅炉汽包液位控制方法的示意性流程图；

图3是本发明另一实施例所述的余热锅炉汽包液位控制方法的示意性流程图。

附图标记：

1余热锅炉，2前端冶炼工序，3烟道，4循环泵，5供水工序，6后端工序，7汽包，8给水调节阀，9液位变送器，10前端工序控制器，11测温元件，12给水流量变送器，13蒸汽流量变送器，14控制器，

141通讯模块，142判断模块，143修正模块，144对比模块，145控制模块。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

图1是本发明一实施例的余热锅炉汽包液位控制系统的结构示意图。如图1所示，本发明提供了一种余热锅炉汽包液位控制系统，安装在余热锅炉1处。所述余热锅炉1包括汽包7、烟道3以及与所述汽包7通过管道连接的给水调节阀8和循环泵4，所述给水调节阀8用于控制所述汽包的液位，所述余热锅炉1的前端安装有前端冶炼设备，所述余热锅炉1的后端安装有用于供水工序5的供水设备及后端设备，所述供水设备与所述循环水泵相连。其中，所述前端冶炼设备的前端冶炼工序2产生的烟气送至所述烟道3，所述烟气与所述循环泵4送来的水进行热交换，产生的汽水化合物送至所述汽包7进行汽水分离，水通过所述循环泵4进行再次使用，蒸汽送至所述后端设备处用于后端工序6。所述系统包括：检测组件和控制器14。检测组件用于检测余热锅炉1处的设备的数据。控制器14与所述检测组件相连，用于接收所述检测组件检测的数据，根据所述数据判断烟气量的变化，得出所述前端冶炼设备的不同工况对汽包液位的修正，并将所述修正后汽包液位与自身设定的汽包液位正常工作区域进行对比，仅在所述修正后汽包液位超出所述正常工作区域时，对所述给水调节阀8进行调节，确保所述汽包液位回到正常工作区域以内。

本发明所述余热锅炉汽包液位控制系统，对汽包液位采用区域控制方式，检测了解前端工序的工况后根据给水流量和蒸汽流量对汽包液位进行修正。修正后的液位值不再通过单一设定值进行控制，而在已有设定值基础上增设正常工作区域即增设上限和下限，液位检测值发生轻微变化即未超过上、下限时不对给水调节阀8进行控制，液位检测值发生剧烈变化时即离开上、下限对给水调节阀8进行控制。因此使用本发明能够避免由频繁调控造成的控制失调，同时降低调节设备的使用频率，延长设备使用周期，节约控制系统，确保余热锅炉1安全运行。

如图1所示，进一步地，本实施例中，所述检测组件包括：液位变送器9、前端工序控制器10和测温元件11。液位变送器9设置在所述汽包7上，用于检测汽包液位。前端工序控制器10设置在前端冶炼设备处，用于监控前端冶炼工序2的工况。测温元件11设置在所述烟道3的周边，用于检测所述烟道温度。所述控制器14配置成根据所述烟道温度及所述前端冶炼工序2的工况综合判断烟气量的变化。

如图1所示，进一步地，本实施例中，所述检测组件还包括：给水流量变送器12和蒸汽流量变送器13。给水流量变送器12设置在所述供水设备的给水部分，用于检测给水流量。蒸汽流量变送器13设置在所述汽包7至所述后端设备之间，用于检测蒸汽流量。所述控制器14配置成根据所述汽包液位的检测值、所述给水流量的检测值及所述蒸汽流量的检测值对汽包液位进行修正，即采用三冲量计算进行修正。

进一步地，所述控制器14配置成：

判断所述烟气量发生变化时，通过计算所述给水流量的检测值和所述蒸汽流量的检测值之间的差值，作为前馈信号对所述液位变送器9传输的液位进行修正；或者

判断所述烟气量没有发生变化，通过计算所述给水流量的检测值和所述蒸汽流量的检测值之间的差值并取微分，作为前馈信号对所述液位变送器9传输的液位进行修正。

如图1所示，进一步地，本实施例中，所述控制器14包括：通讯模块141、判断模块142、修正模块143、对比模块144、控制模块145。其中，通讯模块141用于接收所述前端冶炼工序2的工况。判断模块142用于根据所述烟道温度与所述通讯模块141提供的工况对比，以判断烟气量是否发生变化。修正模块143用于根据判断模块142得出的不同工况对所述汽包液位进行修正，所述修正是根据所述汽包液位、所述给水流量的检测值及所述蒸汽流量的检测值进行的修正。对比模块144用于将所述修正模块143修正过的汽包液位和控制模块145要求的正常工作区域进行对比，仅在超出正常区域后给控制模块145提出修正后汽包液位。控制模块145用于所述对比模块144提供汽包液位正常工作区域，接收所述对比模块144提供的修正后汽包液位，以及对所述给水调节阀8进行检测和控制。

具体地，控制模块145仅在对比模块144发现余热锅炉汽包液位修正值超过正常工作区域设定值时对给水调节阀8进行控制，控制方法使用三冲量即包含汽包液位、给水流量、蒸汽流量)调节方式对控制回路的参数进行修正。

图2是本发明一实施例所述的余热锅炉汽包液位控制方法的示意性流程图。本发明提供了一种余热锅炉汽包液位控制方法，应用于余热锅炉1(参见图1)，所述余热锅炉1包括汽包7(参见图1)、烟道3(参见图1)以及与所述汽包7通过管道连接的给水调节阀8(参见图1)和循环泵4(参见图1)，所述余热锅炉1通过所述给水调节阀8控制所述汽包的液位，所述余热锅炉1的前端安装有前端冶炼设备，所述余热锅炉1的后端安装有供水设备及后端设备，所述供水设备与所述循环水泵4相连。所述控制方法按照如下步骤执行：

S100，检测余热锅炉处的设备的数据；

S200，根据所述检测数据判断烟气量的变化，得出所述前端冶炼设备的不同工况对汽包液位的修正，并将所述修正后汽包液位与自身设定的汽包液位正常工作区域进行对比，仅在所述修正后汽包液位超出所述正常工作区域时，对所述给水调节阀8进行调节，确保所述汽包液位回到正常工作区域以内。

本发明所述余热锅炉汽包液位控制方法，对汽包液位采用区域控制方式，检测了解前端工序的工况后根据给水流量和蒸汽流量对汽包液位进行修正。修正后的液位值不再通过单一设定值进行控制，而在已有设定值基础上增设正常工作区域即上下限，液位检测值发生轻微变化即未超过上下限时不对给水调节阀进行控制，液位检测值发生剧烈变化时即离开上下限对给水调节阀进行控制。因此使用本发明在确保安全生产的基础上降低调节设备的使用频率。

图3是本发明另一实施例所述的余热锅炉汽包液位控制方法的示意性流程图。所述控制方法按照下述步骤执行：

S101，通过液位变送器9(参见图1)检测汽包液位，通过前端工序控制器10(参见图1)监控前端冶炼工序2的工况并通讯至控制器14(参见图1)，通过测温元件11(参见图1)检测烟道温度，通过给水流量变送器12(参见图1)检测供水工序5提供的给水流量，通过蒸汽流量变送器13(参见图1)检测汽包7产生的蒸汽流量。

S102，根据所述烟道温度及所述前端冶炼工序10的工况综合判断烟气量是否发生的变化。

根据所述汽包液位的检测值、所述给水流量的检测值及所述蒸汽流量的检测值对汽包液位进行修正。

S103，如果所述烟气量发生变化时，通过计算所述给水流量的检测值和所述蒸汽流量的检测值之间的差值，作为前馈信号对所述液位变送器9传输的液位进行修正。

S104，如果所述烟气量没有发生变化，通过计算所述给水流量的检测值和所述蒸汽流量的检测值之间的差值并取微分，作为前馈信号对所述液位变送器9传输的液位进行修正。

步骤105，控制模块145(参见图1)设定汽包液位正常的工作区域即设定上限及下限。

步骤106，控制器14用对比模块144(参见图1)判断修正后的汽包液位是否在设定的正常工作区域内。

步骤107，如果修正后的汽包液位超出正常工作区域，对比模块144将修正后的汽包液位和异常情况反馈至控制模块145，对给水调节阀8进行调节，确保汽包液位回到正常范围以内。

步骤108，如果修正后的汽包液位没有超出正常工作区域，对比模块144将修正后的汽包液位和正常情况反馈至控制模块145，控制模块145将不对给水调节阀8进行调节，保持给水调节阀8的阀位不动。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (4)

1.一种余热锅炉汽包液位控制方法，应用于余热锅炉，所述余热锅炉包括汽包、烟道以及与所述汽包通过管道连接的给水调节阀和循环泵，所述余热锅炉通过所述给水调节阀控制所述汽包的液位，所述余热锅炉的前端安装有前端冶炼设备，所述余热锅炉的后端安装有供水设备及后端设备，所述供水设备与所述循环水泵相连，所述控制方法按照如下步骤执行：

检测余热锅炉处的设备的数据；

根据所述检测数据判断烟气量的变化，得出所述前端冶炼设备的不同工况对汽包液位的修正，并将所述修正后汽包液位与自身设定的汽包液位正常工作区域进行对比，仅在所述修正后汽包液位超出所述正常工作区域时，对所述给水调节阀进行调节，确保所述汽包液位回到正常工作区域以内。

2.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，所述检测组件通过液位变送器检测汽包液位，通过前端工序控制器监控前端冶炼工序的工况，通过测温元件检测所述烟道温度，

根据所述检测数据判断烟气量的变化，是根据所述烟道温度及所述前端冶炼工序的工况综合判断烟气量的变化。

3.根据权利要求2所述的控制方法，其特征在于，所述检测组件通过给水流量变送器测给水流量，通过蒸汽流量变送器检测蒸汽流量，

所述修正是根据所述汽包液位的检测值、所述给水流量的检测值及所述蒸汽流量的检测值对汽包液位进行修正。

4.根据权利要求3所述的控制方法，其特征在于，

在判断所述烟气量发生变化时，通过计算所述给水流量的检测值和所述蒸汽流量的检测值之间的差值，作为前馈信号对所述液位变送器传输的液位进行修正；或者

在判断所述烟气量没有发生变化，通过计算所述给水流量的检测值和所述蒸汽流量的检测值之间的差值并取微分，作为前馈信号对所述液位变送器传输的液位进行修正。