專利名稱：一種余熱鍋爐控制系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及石油化工領(lǐng)域，特別涉及一種余熱鍋爐的控制系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
在石油化工裝置中，一些裝置利用余熱鍋爐來吸收煙氣的熱能?，F(xiàn)有技術(shù)中的余熱鍋爐包括過熱段、蒸發(fā)段和換熱段，余熱煙氣進入余熱鍋爐后先經(jīng)過過熱段產(chǎn)生過熱蒸汽，然后到蒸發(fā)段與汽包中的除氧水換熱產(chǎn)生汽包蒸汽，最后到換熱段對進入汽包的除氧水進行換熱操作。為了控制汽包中的液位，需要對余熱鍋爐的給水量進行控制。在現(xiàn)有的余熱鍋爐控制方案中，通常采用兩沖量控制方案(涉及汽包液位和給水量兩個變量)或三沖量控制方案(涉及汽包發(fā)生蒸汽量、汽包液位和給水量三個變量)。在蒸汽產(chǎn)生量穩(wěn)定的情況下， 汽包的液位一般比較平穩(wěn)，上述控制方案是有效的。但在蒸汽量波動較大時，因為蒸汽量的變化一般滯后于汽包中溫度的變化，因此用現(xiàn)有控制方案很難平穩(wěn)的控制汽包的液位，容易發(fā)生干鍋現(xiàn)象，即假液位現(xiàn)象。

實用新型內(nèi)容有鑒于此，本實用新型的目的在于提出一種余熱鍋爐的控制系統(tǒng)和方法，使得即使在蒸汽量波動較大的時候，也可以很好控制余熱鍋爐的給水量，從而使得汽包的液位保持平穩(wěn)。根據(jù)本實用新型的一個方面，提供一種預熱鍋爐的控制系統(tǒng)，其中所述余熱鍋爐包括一過熱段、一蒸發(fā)段和一換熱段，所述控制系統(tǒng)包括一蒸發(fā)段溫度檢測裝置，檢測所述蒸發(fā)段的溫度值；以及一給水量控制裝置，根據(jù)所述蒸發(fā)段溫度檢測裝置所檢測的所述溫度值來實施對于所述余熱鍋爐的給水量的控制。優(yōu)選地，所述控制系統(tǒng)進一步包括一汽包液位控制裝置，檢測和控制汽包液位的值；一汽包蒸汽量檢測裝置，檢測汽包所產(chǎn)生的蒸汽量，其中，所述給水量控制裝置還根據(jù)所述汽包液位控制裝置所檢測的汽包液位值和所述汽包蒸汽量檢測裝置所檢測的汽包蒸汽量來實施對于所述余熱鍋爐的給水量的控制。優(yōu)選地，所述給水量控制裝置是一 PID控制模塊。優(yōu)選地，所述汽包液位控制裝置是一 PID控制模塊。優(yōu)選地，所述蒸發(fā)段溫度檢測裝置是一溫度傳感器。優(yōu)選地，所述汽包蒸汽量檢測裝置是一流量傳感器。優(yōu)選地，所述傳感器集成顯示模塊，以同時顯示相應檢測結(jié)果。優(yōu)選地，所述給水量控制裝置根據(jù)如下公式來實現(xiàn)對給水量的控制操作FIC5201 (t). SP = LIC5201 (t). OUT+K*(FI5201 (t)-FI5201 (t-5))+F* (TI5602 (t)-TI5602(t-l))，其中，F(xiàn)IC5201 (t). SP是汽包給水量的實時設(shè)定值，LIC5201 (t).0UT是汽包液位的實時輸出值，F(xiàn)I5201 (t)是汽包蒸汽在對溫度和壓力進行補償后的實時流量值，F(xiàn)I5201 (t-5)是汽包蒸汽前5秒的在對溫度和壓力進行補償后的平均流量值，K是在設(shè)計工況下單位水量與該單位水量所產(chǎn)生的蒸汽量的比值，TI5602(t)是蒸發(fā)段的實時溫度，TI5602 (t-1)是蒸發(fā)段前一秒時刻的溫度，而F是在設(shè)定工況下蒸發(fā)段溫度平均變化I度/秒時產(chǎn)生蒸汽量的變化量。從上述方案中可以看出，由于本實用新型在余熱鍋爐的控制過程中考慮了蒸發(fā)段的溫度，因而即使在蒸汽量波動較大的時候，也可以很好控制余熱鍋爐的給水量，保持了汽包液位的平穩(wěn)。

下面將通過參照附圖詳細描述本實用新型的優(yōu)選實施例，使本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員更清楚本實用新型的上述及其它特征和優(yōu)點，附圖中圖I是本實用新型具體實施方式
中余熱鍋爐控制系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)圖。
具體實施方式
為使本實用新型的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚，以下舉實施例對本實用新型進一步詳細說明。在蒸汽量波動較大時，因為蒸汽量的變化一般滯后于汽包中溫度的變化，因此用三沖量控制方案等現(xiàn)有控制方案很難平穩(wěn)的控制汽包的液位，容易發(fā)生干鍋現(xiàn)象。在實踐中發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，蒸發(fā)段的溫度能很及時準確的反映所產(chǎn)生蒸汽量的變化大小，如果在對給水量進行控制的過程中將蒸發(fā)段的溫度加以考慮，就有可能對給水量做出更為及時的調(diào)整，從而提高汽包液位控制的平穩(wěn)性。因此，本實用新型具體實施方式
中的預熱鍋爐的控制系統(tǒng)包括蒸發(fā)段溫度檢測裝置和給水量控制裝置，其中蒸發(fā)段溫度檢測裝置檢測所述蒸發(fā)段的溫度值，給水量控制裝置根據(jù)所述蒸發(fā)段溫度檢測裝置所檢測的所述溫度值，來實施對于所述余熱鍋爐的給水量的控制。圖I是本實用新型具體實施方式
中余熱鍋爐控制系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)圖。由圖I可知，余熱鍋爐包括過熱段、蒸發(fā)段和換熱段，余熱煙氣從圖中的左側(cè)進入余熱鍋爐后先經(jīng)過過熱段產(chǎn)生過熱蒸汽，然后到蒸發(fā)段與汽包中的除氧水換熱產(chǎn)生汽包蒸汽，最后到換熱段對進入汽包的除氧水進行換熱操作，最后經(jīng)煙 排入大氣。而對于進入余熱鍋爐的除氧水而言，其從圖中右側(cè)進入余熱鍋爐后以與煙氣相反的路徑流動，并在汽包中具有汽包液位。因此，對于汽包液位的控制實際可以看作是對于余熱鍋爐進水量的控制。下面結(jié)合圖I對余熱鍋爐中的設(shè)備、儀表等進行說明。FIC5201是本實用新型中的給水量控制裝置，其可以實施為一 PID控制模塊，其根據(jù)控制系統(tǒng)中包括蒸發(fā)段溫度等多個檢測參數(shù)，來實施對于余熱鍋爐給水量的控制操作。LIC5201是汽包液位控制裝置，其也可以實施為一 PID控制模塊，來實施對于汽包液位的檢測和控制操作。FI520UPI5201和TI5201分別是汽包蒸汽流量檢測裝置、汽包蒸汽壓力檢測裝置和汽包蒸汽溫度檢測裝置，分別用于檢測汽包蒸汽流量、汽包蒸汽壓力和汽包蒸汽溫度。上述各檢測裝置可以以實現(xiàn)相應功能的傳感器來實現(xiàn)，當然，各檢測裝置也可以集成顯示模塊等，以同時實現(xiàn)顯示相應檢測結(jié)果的功能。TI5602是本實用新型中的蒸發(fā)段溫度檢測裝置，用于檢測蒸發(fā)段的溫度及其變化，從而給給水量控制裝置的控制操作提供參數(shù)依據(jù)。該檢測裝置可以以實現(xiàn)溫度檢測功能的傳感器來實現(xiàn)，當然，該檢測裝置也可以集成顯示模塊等，以同時實現(xiàn)顯示溫度檢測結(jié)果的功能。類似的，TI5604是過熱段溫度檢測裝置，TI5605是換熱段溫度檢測裝置。下面結(jié)合圖I來說明本實用新型具體實施方式
中的具體控制方案。方案(I)當蒸發(fā)段溫度的變化率小于I度/秒時，我們可以認為此時汽包液位比較平穩(wěn)，產(chǎn)生的蒸汽變化量比較小。此時，可以采用傳統(tǒng)的汽包液位、給水量和蒸汽流量的三沖量控制方案，使汽包液位控制裝置LIC5201和給水量控制裝置FIC5201形成串級控制，具體控制公式如下FIC5201 (t) SP = LIC5201 (t) OUT+K* (FI5201 (t) -FI5201 (t-5)) .........公式 (I)其中，F(xiàn)IC5201 (t). SP是汽包給水量的實時設(shè)定值，LIC5201 (t). OUT是汽包液位的實時輸出值，F(xiàn)I5201 (t)是汽包蒸汽(對溫度和壓力進行補償后的)的實時流量值，F(xiàn)I5201 (t-5)是汽包蒸汽前5秒的平均流量值(對溫度和壓力進行補償后的)，而K是在設(shè)計工況下單位水量與該單位水量所產(chǎn)生的蒸汽量的比值。方案(2)當蒸發(fā)段溫度的變化率大于I度/秒時，我們可以認為此時汽包液位不夠平穩(wěn)。因此，在采用汽包液位、給水量和蒸汽流量三沖量控制的基礎(chǔ)之上，本實用新型進一步考慮余熱鍋爐的蒸發(fā)段溫度的變化，使汽包液位控制裝置LIC5201和給水量控制裝置FIC5201形成串級控制，具體控制公式如下FIC5201 (t) SP = LIC5201 (t) OUT+K*(FI5201 (t)-FI5201 (t-5))+F* (TI5602 (t)-TI5602(t-l)) .........公式(2)其中，TI5602(t)是蒸發(fā)段的實時溫度，TI5602(t-l)是蒸發(fā)段前一秒時刻的溫度，而F是在設(shè)定工況下，蒸發(fā)段溫度平均變化I度/秒時產(chǎn)生蒸汽量的變化量。這里假定蒸發(fā)段溫度的變化率和蒸汽量的變化成正比，該F值通常根據(jù)操作員的經(jīng)驗確定。由上面的控制方法可知，當蒸發(fā)段溫度的變化率小于I度/秒時，即TI5602(t)-TI5602(t-l) < I時，采用方案(I)進行汽包給水量的設(shè)定并進行控制，而當蒸發(fā)段溫度的變化率大于I度/秒時，即TI5602(t)-TI5602(t-l) > I時，采用方案(2)進行汽包給水量的設(shè)定并進行控制。為了避免瞬時誤差帶來的影響，可以設(shè)定在實施方案(I)時，當變化率大于I度/秒的狀態(tài)持續(xù)一定時間，如I秒，以上時再進行方案(I)到方案(2)的切換，反之也一樣。以上所述僅為本實用新型的較佳實施例而已，并不用以限制本實用新型，凡在本實用新型的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本實用新型的保護范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求1.ー種預熱鍋爐的控制系統(tǒng)，其中所述余熱鍋爐包括ー過熱段、一蒸發(fā)段和ー換熱段，其特征在于，所述控制系統(tǒng)包括 一蒸發(fā)段溫度檢測裝置，檢測所述蒸發(fā)段的溫度值；以及 ー給水量控制裝置，根據(jù)所述蒸發(fā)段溫度檢測裝置所檢測的所述溫度值來實施對于所述余熱鍋爐的給水量的控制。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述控制系統(tǒng)進一歩包括 一汽包液位控制裝置，檢測和控制汽包液位的值； ー汽包蒸汽量檢測裝置，檢測汽包所產(chǎn)生的蒸汽量， 其中，所述給水量控制裝置還根據(jù)所述汽包液位控制裝置所檢測的汽包液位值和所述汽包蒸汽量檢測裝置所檢測的汽包蒸汽量來實施對于所述余熱鍋爐的給水量的控制。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述給水量控制裝置是ーPID控制模塊。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，其特征在干，所述汽包液位控制裝置是ーPID控制模塊。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述蒸發(fā)段溫度檢測裝置是ー溫度傳感器。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，其特征在干，所述汽包蒸汽量檢測裝置是ー流量傳感器。
7.根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述傳感器集成顯示模塊，以同時顯示相應檢測結(jié)果。
8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述給水量控制裝置根據(jù)如下公式來實現(xiàn)對給水量的控制操作FIC5201 (t) SP = LIC5201 (t) OUT+K*(FI5201 (t)-FI5201 (t-5))+F*(TI5602 (t)-TI5602(t-l))， 其中，F(xiàn)IC5201 (t).SP是汽包給水量的實時設(shè)定值，LIC5201 (t).0UT是汽包液位的實時輸出值，F(xiàn)I5201 (t)是汽包蒸汽在對溫度和壓カ進行補償后的實時流量值，F(xiàn)I5201 (t-5)是汽包蒸汽前5秒的在對溫度和壓カ進行補償后的平均流量值，K是在設(shè)計エ況下単位水量與該單位水量所產(chǎn)生的蒸汽量的比值，TI5602(t)是蒸發(fā)段的實時溫度，TI5602(t-l)是蒸發(fā)段前一秒時刻的溫度，而F是在設(shè)定エ況下蒸發(fā)段溫度平均變化I度/秒時產(chǎn)生蒸汽量的變化量。
專利摘要本實用新型公開了一種余熱鍋爐的控制系統(tǒng)，其中所述余熱鍋爐包括一過熱段、一蒸發(fā)段和一換熱段，所述控制系統(tǒng)包括一蒸發(fā)段溫度檢測裝置，檢測所述蒸發(fā)段的溫度值；以及一給水量控制裝置，根據(jù)所述蒸發(fā)段溫度檢測裝置所檢測的所述溫度值來實施對于所述余熱鍋爐的給水量的控制。由于本實用新型在余熱鍋爐的控制過程中考慮了蒸發(fā)段的溫度，因而即使在蒸汽量波動較大的時候，也可以很好控制余熱鍋爐的給水量，保持了汽包液位的平穩(wěn)。
文檔編號F22B35/00GK202546716SQ20122012001
公開日2012年11月21日 申請日期2012年3月27日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月27日
發(fā)明者盧剛, 常剛 申請人:上海西門子工業(yè)自動化有限公司