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1、引言
    除氧水作為鍋爐的重要組成部分，其除氧給水控制的好壞，直接影響鍋爐產生蒸汽的質量。而除氧給水在實際生產操作過程中由于壓力溫度以及流量不穩定或其它種種原因，致使除氧效果不穩定，除氧效率產生波動，進而影響鍋爐汽包水位溫度發生變化，最終影響蒸汽的產生效率和質量。自動化系統對除氧控制至關重要。
2、自動控制系統設計
2.1工藝概況
    萊鋼熱電廠130t鍋爐除氧給水系統主要由三臺中溫中壓蒸汽鍋爐、150t/h熱力除氧器、50 m除氧水箱、鍋爐給水泵、連續排污擴容器、定期排污擴容器、疏水擴容器；中間加隔板的30m3疏水箱、疏水泵等組成。站內設三臺鍋爐給水泵(1#、2#、3#)，最大工況兩臺運行一臺備用，同時預留一臺給水泵的位置（4#）。系統設一臺連續排污擴容器，一臺定期排污擴容器及一臺疏水擴容器；站內設一臺中間加隔板的30m3疏水箱，另設兩臺疏水泵，一臺運行一臺備用，使其符合工藝所要求達到的除氧效果，富通新能源銷售生物質鍋爐，生物質鍋爐主要燃燒燃燒木屑顆粒機壓制的木屑生物質顆粒燃料。
    來自軟水站的除鹽水（約0~30CC，給水閥前0.5MPa，閥后壓力0.2 MPa，60t/h，最大給水流量155 t/h）檢測過熱蒸汽溫度（TI-7301B）、壓力(PI-A-7301B)，流量(FRQ-7301)后，經過除鹽水母管，根據除氧器水位（LI-7101/LI-7201）調節過熱蒸汽流量后（LV-7101/LV-7201），送到1#、2#除氧器(130t/h)中（預留3#除氧器）；來自加熱蒸汽母管的加熱蒸汽根據除氧水箱內水的溫度，調節過熱蒸汽壓力后送到除氧器加熱除氧水(溫度控制在102—105℃)，對除鹽水進行加熱除氧處理。
2.2自動控制系統的軟硬件設計
    針對工藝的繁雜性，考慮到備品備件的一致性，本著先進、可靠的原則，進行各種方案分析、對比，決定PLC設備選用Modicon TSX Quantum系列產品。鍋爐除氧水系統配2臺上位監控站，一套可編程控制器，監控計算機通過Modbus TCP/IP快速以太網與PLC進行數據交換，對生產情況進行監控和操作。
    編程軟件采用CONCEPT2.6，它是基于Win-dows2000的編程工具，為控制系統編程提供專門的多語言開發環境，可以方便地生成標準導出功能塊，以便在應用程序內重復調用。這些DFB能夠寫入梯形圖、功能塊圖、結構式文本或指令表語言中。監控軟件采用MP7，實現對生產過程的全面監控，并且對重要參數形成歷史記錄，以報表或曲線的形式顯示給操作人員。
    系統硬件配置圖如圖l。
3、自動控制系統的功能實現
3.1  除氧水箱水位自動控制
    除氧水箱水位自動控制系統設兩個除鹽水給水調節閥，(閥前壓力0.5MPa，閥后壓力0.25MPa)，采用PID控制，控制示意圖如圖2。
3.2除氧器壓力自動調節
  通過蒸汽調節閥控制除氧器壓力，通過調節蒸汽壓力來保證除氧器溫度在102~105℃（在此溫度范圍內除氧效果最好）。(閥前壓力0.4—0.75 MPa，閥后壓力0.05 MPa)。采用PID控制，控制示意圖如圖3。
3.3  中溫中壓給水泵的控制
    中溫中壓鍋爐系統共設三臺鍋爐給水泵，并預留一臺鍋爐給水泵的位置。正常情況下兩臺運行，一臺備用；當運行給水泵事故跳閘時，備用泵及備用泵電磁閥自動投入；當給水母管壓力低于5.6MPa時，進行第一次報警；當運行給水泵出口壓力低于5,4 MPa（表）時，進行第二次報警，同時備用泵及出口電動閥自動投入。
    控制流程如圖4。
3.4疏水泵的控制
    系統共設2臺疏水箱，兩臺疏水箱是連通的，每臺疏水箱設有高、低水位信號接口，低水位信號接口為+400 mm，高水位信號接口為+1800 mm。當任意一個疏水箱水位達到>=+1800 mm，疏水泵開；當兩個水箱水位<=+400 mm，輸水泵關。
  2臺疏水泵正常情況下一臺運行，一臺備用；運行中一臺疏水泵事故跳閘時，備用泵自動投入；當運行疏水泵出口壓力低于0.3 MPa時，進行第一次報警，當運行疏水泵出口壓力低于0.28 MPa時，進行第二次報警，同時備用泵自動投入。
    控制流程見圖5。
4、控制系統的技術特點
    (1)整個自動化控制系統為三電一體化(E-IC)結構，各系統控制功能皆采用PLC完成，全部取消了二次儀表。
    (2)計算機系統采用新的并行處理系統形式一機群系統。基礎級采用MB+網連接，實現各控制主機的分布式控制；監控級采用光纖以太環網．Client/Server結構，實現各監控終端的集中顯示操作、管理。確保系統高速、可靠運行及良好的擴展性。
    (3)程序內設多重聯鎖防止了設備競爭現象和誤啟停現象發生。程序模塊化結構，簡單明了，層次清楚，便于閱讀、修改。
    (4)響應速度快，過渡過程時間短，可以做到超調量小甚至無超調。
    (5)魯棒性強，對被控對象參數變化適應性強，控制精度高。
    (6)軟件系統設置抗干擾功能，采用多層數字濾波、零點漂移、延時消抖、邏輯判斷等多種方法消除信號尖峰及噪聲干擾。
5、使用效果
    萊鋼熱電廠130 t鍋爐除氧水控制自投入使用以來，給用戶帶來的效益是顯著的。從用戶的統計表表明除氧效果比系統投入前提高15%～20%。各系統運行可靠，同過去的控制系統相比，具有精度高，溫度、壓力等調節穩定可靠，故障點查找方便，便于調度管理，節能降耗顯著，產品質量穩定等優點，在提高鐵水產量和質量、降低焦炭消耗量等方面都發揮了巨大的作用，帶來了可觀的經濟效益和社會效益。