CN108427443B - 高精度自动加氧装置及自动加氧方法 - Google Patents

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Abstract

一种高精度自动加氧装置及自动加氧方法，该装置加了双重稳压装置，降低了负荷变化时引起的加氧量波动；同时其自动加氧方法使用了前馈+串级PID控制方法，引入给水流量作为前馈量，得出此时达到期望溶氧值所需的加氧量，继而使用流量传感器对加氧量信号进行实时采集，便于控制系统PLC快速准确的调节电动调节阀达到所需的加氧量，使得溶氧值保持在期望值，从而可实现给水加氧量的自动精确调节。

Description

高精度自动加氧装置及自动加氧方法
技术领域
本发明涉及电厂水汽系统化学加氧技术领域，特别是涉及一种高精度自动加氧装置及自动加氧方法。
背景技术
锅炉加氧技术为了降低锅炉管的结垢速率、防止炉前系统发生流动加强腐蚀，减缓锅炉运行压差的上升速度、延长锅炉化学清洗的周期和降低水处理药剂消耗。
目前加氧装置普遍存在加氧量不精确，无法保证给水溶氧的稳定性，其原因主要是加氧量不是单纯依靠调节阀改变过气截面积而决定的，其中压差的变化对加氧量影响较大，而气源前段的压力基本可以保持不变，但是后端加氧点的压力是跟随系统升降负荷而决定的，所以会影响到压差变化，从而影响到加氧量的准确性，继而导致给水溶氧控制不稳定。
由于绝大多数电厂机组为调峰运行，负荷经常发生变化，因此水汽系统中给水加氧量的调整无法满足负荷频繁变化的要求，导致给水溶氧的不稳定，不但影响机组运行的安全性，同时也极大地增加了运行人员的工作难度。鉴于此，需要有一种能实现高精度自动加氧的装置及控制算法。
发明内容
为了克服上述现有技术的不足，本发明新型提供了一种高精度自动加氧装置及自动加氧方法，在机组负荷频繁发生变化时，保证给水溶氧的稳定性。
为了达到以上目的，本发明采用如下技术方案：
一种高精度自动加氧装置，包括设置在氧气源出口管路上的减压阀1、显示减压阀出口压力的减压阀出口压力表2；减压阀出口压力表2后的管路分两路，一路设置在手动方式下的旁路手动截止阀3和手动计量阀4，从而确保手动加氧的正常运行；另一路设置在自动方式下的手动截止阀5，自动调节阀6和流量传感器7，自动调节阀6和流量传感器7连接控制系统PLC 15,控制系统PLC 15连接控制系统触摸屏16，在自动运行的情况下，通过流量传感器7传送到控制系统PLC 15,控制系统PLC 15调节自动调节阀6，保证了加氧量的实时采集和控制；手动计量阀4和自动调节阀6后的管路合并为一路管路，该管路上依次设置有加氧间稳压阀入口压力表8、加氧间稳压阀9、浮子流量计10、就地稳压阀入口压力表11、就地稳压阀12和加氧点就地压力表13，还包括设置在就地稳压阀12旁路上的就地旁路截止阀14；通过调节加氧间稳压阀9，在加氧间稳压阀入口压力表8上显示此时压力，从而确定电动调节阀6和手动计量阀4前后的压差，保证了加氧量的可控范围；浮子流量计10显示了此时加氧量；就地稳压阀12保证了从加氧间至加氧点管道之间的压差，减小了在负荷波动时，此段管道之间的压力变化，就地稳压阀入口压力表11，显示了就地稳压阀入口压力，方便调试使用；就地旁路截止阀14，设置在就地稳压阀12的旁路上，方便稳压阀的检修和更换；加氧点就地压力表13显示此时就地加氧点的压力。
所述流量传感器7的量程为2L/min，确保加氧量控制更为精确。
所述加氧间稳压阀9和就地稳压阀12均使用耐压在8-10Mpa,且压差调控范围保证在0.3-0.8Mpa，保证了流量传感器7的正常工作范围。
一种高精度自动加氧方法，通过加氧间稳压阀9和就地稳压阀12的双重稳压，为电动调节阀6提供了良好的可控范围，控制系统PLC 15对电动调节阀6使用前馈+串级PID的控制方法，控制给水溶氧；
具体方法如下：通过控制系统触摸屏16设定此时需要控制溶氧的值即设定值，之后将实时给水溶氧信号和给水流量传递给控制系统PLC 15，对其进行外环PID控制，PID控制公式如公式1所示，公式1中up(t)是PID运算出此时所需加氧的控制量，e(t)是此时给水溶氧采样值与设定值之间的误差值，kp是比例系数，TI是积分时间常数，TD是微分时间常数；
Figure BDA0001644714600000031
外环PID控制即将实时给水溶氧信号和溶氧的设定值进行差值运算，将此时的误差值带入公式1中，得出此时PID运算出的加氧控制量，同时为了提高在负荷变化时加氧的快速性，使用给水流量信号作为外环PID的前馈信号，使用公式2进行前馈信号运算，公式2中u(t)是前馈运算出此时加氧的控制量，up(t)是PID运算出此时所需加氧的控制量，ka是前馈系数，A(t)是前馈信号；
u(t)＝up(t)+kaA(t) 公式2
通过公式2计算出此时所需的加氧量，之后通过流量传感器7，将此时实时的加氧量信号传递给控制系统PLC 15，将此时的实时加氧量信号和与外环PID+前馈运算出来所需的加氧量进行差值运算，代入公式1中，使用内环PID去控制自动调节阀6，得到期望的实际加氧量，从而保证了给水溶氧的稳定性。
和现有技术相比较，本发明具备如下优点：
本发明装置及方法简单实用且控制精度高，能够准确快速的调整机组加氧量，满足机组不同负荷时对水汽系统溶氧控制的要求。相比目前的加氧控制算法，增加了双重稳压装置即加氧间稳压阀9和就地稳压阀12，降低了负荷变化时引起的加氧量波动；同时使用前馈+串级PID控制方法，引入给水流量作为前馈量，得出此时达到期望溶氧值所需的加氧量，继而使用流量传感器对加氧量信号进行实时采集，便于控制系统PLC快速准确的调节电动调节阀达到所需的加氧量，使得溶氧值保持在期望值，从而可实现给水加氧量的自动精确调节。采用该发明不仅解决了水汽系统加氧量的控制问题，而且减少了运行人员的工作量，提高了发电机组运行的安全性和经济性。
附图说明
图1为本发明高精度自动加氧装置示意图。
图2为本发明高精度自动加氧方法示意图。
具体实施方式
下面结合图1和图2对本发明的具体实施方式作进一步的说明。
如图1所示，投运加氧装置时，调节减压阀1，保证出口压力在4Mpa，打开旁路手动截止阀3，将手动计量阀4打开，调节加氧间稳压阀9，保证其入口压力在3.5Mpa，调节就地稳压阀12，保证其入口压力在3Mpa，之后调节手动计量阀4，观察浮子流量计10，对系统进行手动加氧；切换自动过程如下，关闭旁路手动截止阀3，打开手动截止阀5，在控制系统触摸屏16上设置溶氧的期望值，如图2所示，调节内环PID参数中的kp比例系数，TI积分时间常数，TD微分时间常数。观察实时加氧量是否与流量传感器7反馈信号一致，之后调节外环PID的kp比例系数，TI积分时间常数，TD微分时间常数和给水流量的ka前馈系数，从而实现给水加氧量的自动精确调节，使得给水溶氧达到自动控制的功能。

Claims (4)

1.一种高精度自动加氧装置，其特征在于：包括设置在氧气源出口管路上的减压阀(1)、显示减压阀出口压力的减压阀出口压力表(2)；减压阀出口压力表(2)后的管路分两路，一路设置在手动方式下的旁路手动截止阀(3)和手动计量阀(4)，从而确保手动加氧的正常运行；另一路设置在自动方式下的手动截止阀(5)，电动调节阀(6)和流量传感器(7)，电动调节阀(6)和流量传感器(7)连接控制系统PLC(15),控制系统PLC(15)连接控制系统触摸屏(16)，在自动运行的情况下，通过流量传感器(7)传送到控制系统PLC(15),控制系统PLC(15)调节电动调节阀(6)，保证了加氧量的实时采集和控制；手动计量阀(4)和电动调节阀(6)后的管路合并为一路管路，该管路上依次设置有加氧间稳压阀入口压力表(8)、加氧间稳压阀(9)、浮子流量计(10)、就地稳压阀入口压力表(11)、就地稳压阀(12)和加氧点就地压力表(13)，还包括设置在就地稳压阀(12)旁路上的就地旁路截止阀(14)；通过调节加氧间稳压阀(9)，在加氧间稳压阀入口压力表(8)上显示此时压力，从而确定电动调节阀(6)和手动计量阀(4)前后的压差，保证了加氧量的可控范围；浮子流量计(10)显示了此时加氧量；就地稳压阀(12)保证了从加氧间至加氧点管道之间的压差，减小了在负荷波动时，此段管道之间的压力变化，就地稳压阀入口压力表(11)，显示了就地稳压阀入口压力，方便调试使用；就地旁路截止阀(14)，设置在就地稳压阀(12)的旁路上，方便稳压阀的检修和更换；加氧点就地压力表(13)显示此时就地加氧点的压力。
2.根据权利要求1所述高精度自动加氧装置，其特征在于：所述流量传感器(7)的量程为2L/min，确保加氧量控制更为精确。
3.根据权利要求1所述高精度自动加氧装置，其特征在于：所述加氧间稳压阀(9)和就地稳压阀(12)均使用耐压在8-10Mpa,且压差调控范围保证在0.3-0.8Mpa，保证了流量传感器(7)的正常工作范围。
4.权利要求1至3任一项所述高精度自动加氧装置的自动加氧方法，其特征在于：通过加氧间稳压阀(9)和就地稳压阀(12)的双重稳压，为电动调节阀(6)提供了良好的可控范围，控制系统PLC(15)对电动调节阀(6)使用前馈+串级PID的控制方法，控制给水溶氧；
具体方法如下：通过控制系统触摸屏(16)设定此时需要控制溶氧的值即设定值，之后将实时给水溶氧信号和给水流量传递给控制系统PLC(15)，对其进行外环PID控制，PID控制公式如式1所示，公式1中up(t)是PID运算出此时所需加氧的控制量，e(t)是此时给水溶氧采样值与设定值之间的误差值，kp是比例系数，TI是积分时间常数，TD是微分时间常数；
Figure QLYQS_1
外环PID控制即将实时给水溶氧信号和溶氧的设定值进行差值运算，将此时的误差值带入公式1中，得出此时PID运算出的加氧控制量，同时为了提高在负荷变化时加氧的快速性，使用给水流量信号作为外环PID的前馈信号，使用公式2进行前馈信号运算，公式2中u(t)是前馈运算出此时加氧的控制量，up(t)是PID运算出此时所需加氧的控制量，ka是前馈系数，A(t)是前馈信号；
u(t)＝up(t)+kaA(t) 公式2
通过公式2计算出此时所需的加氧量，之后通过流量传感器(7)，将此时实时的加氧量信号传递给控制系统PLC(15)，将此时的实时加氧量信号和与外环PID+前馈运算出来所需的加氧量进行差值运算，代入公式1中，使用内环PID去控制电动调节阀(6)，得到期望的实际加氧量，从而保证了给水溶氧的稳定性。
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Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108996659A (zh) * 2018-08-22 2018-12-14 常熟云开智能科技有限公司 一种出水臭氧浓度的控制方法及系统
CN113651435A (zh) * 2021-09-18 2021-11-16 西安热工研究院有限公司 一种自响应无动力透气膜增氧给水加氧装置及方法
CN113983451A (zh) * 2021-11-26 2022-01-28 广东大唐国际潮州发电有限责任公司 基于自动加氧装置闭环调节的火电厂加氧系统及调节方法

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005350499A (ja) * 2004-06-08 2005-12-22 Nitto Denko Corp 重合反応制御方法およびこれを用いた装置
CA2651338A1 (en) * 2006-05-05 2007-11-15 Plasco Energy Group Inc. A control system for the conversion of a carbonaceous feedstock into gas
CN101457924A (zh) * 2009-01-08 2009-06-17 西安热工研究院有限公司 具有加氧调节阀压差稳定功能的锅炉自动加氧装置及方法
CN203117804U (zh) * 2013-03-20 2013-08-07 长沙理工大学 直流锅炉加氧自动控制装置
CN204689702U (zh) * 2015-06-03 2015-10-07 西安热工研究院有限公司 一种发电厂高加汽侧高压自动加氧装置
CN105425581A (zh) * 2015-12-17 2016-03-23 镇江市高等专科学校 热电厂水汽管道加氧控制方法
CN106168814A (zh) * 2016-08-26 2016-11-30 浙江浙能嘉华发电有限公司 一种给水加氧系统及模拟人工智能给水加氧自动控制方法
CN205899402U (zh) * 2016-06-28 2017-01-18 福建大唐国际宁德发电有限责任公司 锅炉给水自动加氧控制设备

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20080152962A1 (en) * 2006-12-22 2008-06-26 Poonamallee Vishnu L Controlling oxidant flow to a reactor of a fuel cell system
US8980091B2 (en) * 2013-05-07 2015-03-17 Praxair Technology, Inc. Oxygen control system and method for wastewater treatment

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005350499A (ja) * 2004-06-08 2005-12-22 Nitto Denko Corp 重合反応制御方法およびこれを用いた装置
CA2651338A1 (en) * 2006-05-05 2007-11-15 Plasco Energy Group Inc. A control system for the conversion of a carbonaceous feedstock into gas
CN101457924A (zh) * 2009-01-08 2009-06-17 西安热工研究院有限公司 具有加氧调节阀压差稳定功能的锅炉自动加氧装置及方法
CN203117804U (zh) * 2013-03-20 2013-08-07 长沙理工大学 直流锅炉加氧自动控制装置
CN204689702U (zh) * 2015-06-03 2015-10-07 西安热工研究院有限公司 一种发电厂高加汽侧高压自动加氧装置
CN105425581A (zh) * 2015-12-17 2016-03-23 镇江市高等专科学校 热电厂水汽管道加氧控制方法
CN205899402U (zh) * 2016-06-28 2017-01-18 福建大唐国际宁德发电有限责任公司 锅炉给水自动加氧控制设备
CN106168814A (zh) * 2016-08-26 2016-11-30 浙江浙能嘉华发电有限公司 一种给水加氧系统及模拟人工智能给水加氧自动控制方法

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
马志国 ; 聂鑫 ; .直流锅炉给水加氧自动控制系统改造.2012,(第11期),全文. *
齐保同 ; 曹松彦 ; 高文锋 ; 李志刚 ; .提高锅炉自动加氧控制装置的精度研究.2013,(第05期),全文. *

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