PLC在锅炉就地点火中的应用.pdf

过程控制实施技术 石 油 化 工 自 动 化 ，2 O 1 0 ，2 7 1 AUToM ATI ON I N PETR CHEM I CA I I NDU S TRY P L C在锅炉就地点火 中的应用 王静红 ， 王鸿 霞 ， 修宏 亮。 1 ．青岛开源热力设计研究 院， 山东 青岛 2 6 6 0 7 1 ； 2 ．青 岛东亿 实业 总公司 ， 山东 青岛 2 6 6 0 7 1 ； 3 ．青岛碱业股份有 限公 司， 山东 青岛 2 6 6 0 4 3 摘 要 着重介绍 了可编程控制器 P 1 c 在锅炉就地点火控制 中的应用 ， 包括锅炉点火的步骤 、 就地点火器 的组成和功能 ， 以及 P 1 C的配置 、 梯形图设计 、 P L C在控制器中的设 计方法 等内容 ； 该方 式克服 了就地火把 点火方 式原始 、 不安全 、 浪费点火 油、 不卫生等缺点 ； 锅炉就地点火采用 P L C控制后 ， 取消了大量的中间环 节， 简化 了线路 ， 增强 了系统 的功能 和可靠性 。 关 键 词 可编程控 制器 ； 就地 点火控 制器 ； 梯形 图； 就地点火 ； 自动点火 中图分类号 T P 2 7 3 文献标 志码 B 文章编号 1 0 0 7 7 3 2 4 2 0 1 0 0 2 0 0 7 1 0 2 0 引 言 某 公 司热 电车 间 3台 6 5 t ／ h锅 炉 ， 1台 1 3 0 t ／ h 锅 炉 均采用 就地 点 火 方 式 ， 存 在 点 火 方 式 原始 、 不 安 全 、 浪 费 点火 油 ， 不卫 生 等 缺 点 。该公 司热 电联 产 工 程 2 2 0 t ／ h锅 炉 在 锅 炉 炉 膛 安 全 监 控 系 统 F S S S 中设 计 了点火 功能 ， 所 用 的控制 器为 P L C 。 1 锅 炉点 火步 骤 2 2 0 t ／ h锅 炉油枪 点 火系统 由油枪 、 点 火枪 、 油 枪 推进 器 、 点 火枪 推进 器 、 角油 阀 、 吹扫 阀和 打火 器 等 组 成 ， 如 图 1所 示 。其 中 ， 油 枪 和 点火 枪 分 别 固 定 在相 应 的推进 器上 ， 由相 应 的推进 器 动作 带动完 成 推进 、 退进 等动 作 ， 因此 ， 控制 时 不是直 接 控制 油 枪 和点 火枪 ， 而是 控制 相应 的推 进 器 。 进 器 图 1 点 火 系统组成 图 1中 ， 油枪 处 于 进位 位 置 ， 点 火 枪 处 于退 位 位置。油枪点 火启动 步骤如下 进 油枪一开吹扫 阀一 吹 扫延 时 关 吹扫 阀一 点 火 油枪 一 开 油 阀 同 时 打 火 。此 时 ， 判 断该 支 油 枪是 否 被 点 燃 ， 如果 点 燃 ， 则点火成功 ， 点火枪退 出， 点火结束； 如果该支 油枪 未被点燃 ， 则点 火失败 ， 接着执 行如下操作 关油 阀一 开 吹 扫 阀一 吹 扫 延 时一 关 吹 扫 阀一 退 油 枪退点 火枪 。此 次点 火结 束 ， 准备 下一 次点 火 。 2控制 系统 组成 和功 能 2 ． 1 系统组 成 就地点火控制器 的组成如 图 2所示。其核心 是 1台 P I c， 它负责锅炉点火时系统所需完成的 各 种逻 辑控 制 和运算 ， 转 换 电路把 点火 设备 来 的每 一 个位置信 号都经过继 电器转换进入 P L C， 参 与 点 火系 统 的逻辑 控制 ， 同时在 触摸 屏显 示器 上指示 设备的位置 ， 并作为远控方式时的依据 。驱动电路 接受 P L C送来的命令 ， 经交流接触器驱动后去控 制 点火 设 备 ， 在 就 地 点 火 时 ， 它必 须 在 P I C 通 过 触 摸屏 显示 器 发 出 的“ 允 许 点 火 ” 灯 亮后 ， 完 成就 地点 火 功能 。 点 火 设 备来 位 置信 号 去 点 火 设 备 驱 动信 号 图 2 就地 点 火控 制 组成 2 ． 2 系统功 能 系 统 的主要 功 能 程 控 点 火 ， 停 止 投 油 ， 单 步 点火 操作 ， 远控 ／ 就地选 择 ， 自动／ 手 动选 择 ， 点 火设 备位置／ 状态显示 ， 故障报警， 向控制室触摸屏显示 器发 送经 过处 理 的点火 设 备位 置信 号 ， 在 远控 方式 收稿 日期 2 0 0 9 1 1 一 O 5 。 作 者简介王静红 1 9 6 8 ， 女 ， 1 9 8 8年毕业 于青岛化工学 院 无 机化工 专业 ， 高级工程 师， 从事热 工 没计与 管理 2 0余年 ， 现任 青 岛开源热力设计研究 院院长 ， 已发表论文 1 O余篇 。 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 石油化工 自动化 下接受控制室触摸屏显示器来的命令信号 ， 经驱动 后发送给相应的点火设备 ， 点火成功、 点火失败信 号 显示 。 2 ． 2 ． 1 自动点火 功能 主要 任务 锅 炉吹扫 和预 点火 完毕 后 ， 在锅 炉 控制室二号仪表盘触摸屏显示器上实现 自动点火 功 能 。在 F S S S操 作 盘 B T G 上 标 有 “ 点火 切 换 ” 的保 持开 关 。当打到“ 就地 ” 档时 ， 系统进行 现 场就 地 的远操 点火方 式 ； 当打 到“ 集 控室 ” 档 时 ， 系统 在 锅 炉控制 室里 自动点火 。 在 自动点火方式下， 系统逻辑对油枪 、 点火器、 总油阀与各个支路油 阀进行控制。并判断各种点 火条 件是 否 已经 满足 ， 条 件满 足时 系统将会 自动 点 亮 “ 允许 点 火 ” ，在 触 摸 屏 画 面 上 实 现 自动 点 火 。 进行 操作 时 ， 触摸 屏“ 油 自动 点火” 画面上便 有 相应 的操 作步 骤 以及 是否 点火成 功 。 2 ． 2 ． 2就地点 火功 能 由布置在锅炉 4个角 在锅炉运转层 的就地 点火 箱实 现就地 手动点 火 ， 只要 F S S S在 就地 点 火 方式下， 按下就地点火箱上“ 启动” 按钮 ， 系统立即 按 照既定 程序实 现点火 。 当 F S S S在 就地点 火方式 下 ， 依 次手 动启 动 就 地点火箱的“ 推进油枪” 、“ 推进点火器” 等按钮 ， 来 实现就地点火， 就地点火箱设有状态指示灯来指示 点火设 备 的运行 状态 。 3 P L O配置 F S S S选 用 O mr o m C 1 0 0 0 P L C。包 括 C P U 电源 ， 手 持编 程 器 ， 通信 卡 3 G2 A5 一 L K2 0 1 一 E V1 ， C P u底板 ， 2块 3 2位输 出卡 3 G2 A5 0 C 2 2 4 ， 5块 3 2位输入 卡 3 G2 A5 一 I D 2 1 8等 。 4 P L O梯 形 图设计 控制器的梯形图程序设计采用了模块化 的设 计方法， 把系统所需完成的功能分成若干模块 ， 分 别进行设计 。其优点 设计方便； 修改程序时只对 相应的模块进行修改， 不影 响其他模块 ； 程序条理 清晰， 用户容易掌握。程序模块说明如下。 4 ． 1 自动点 火模 块 这是 P L C梯形 图程序的主要部分。点火 时， 只需按下“ 自动点火” 键 ， 系统就将按点火步骤 自动 按顺序执行相应操作， 直至点火结束 。该模块的程 序框图如图 3所示 。每执行一步， 程序都将检查指 定设备 是否 达到 预 定位 置 ， 如 果 没有 到 达 ， 系统 则 发出报警信号 ， 并退出正在进行的 自动点火模块。 4 ． 2 停 止投 油模 块 当锅炉投 粉 正 常燃 烧后 ， 需将 油 枪 退 出 ， 此 功 能 由停止投 油模 块完成 。其 程序 步骤 按 “ 停止 投 油” 键一关油 阀一开吹扫 阀一吹扫延 时一 关吹扫 阀一 退油枪 一结 束 。 图 3 自动点 火模块 程序框 图 4 ． 3 单步 点火 模块 由于 自动点火 和停 止投油都是 自动执行 的， 在执行时需要一些必要的反馈信号 ， 如油枪 是否 进 退 到位 、 油 阀 是 否 开 退 到 位 ， 并 作 为 执 行 下一步操作的依据 。有时 由于故 障， 某个设 备虽 然已经 到 了要求 的位置 ， 但反 馈 信号 却不 能 发 出， 以至 自动过 程不 能继 续执 行下 去。这 时 ， 就 要求手动分步点火 ， 操作者按点火 步骤 每执行 一 步 都发 出一 个 指 令 。和 点 火 步 骤 相 对 应 ， 该 模 块 分为 进 油枪 、 退 油 枪 、 进 点 火 枪 、 退点 火 枪 、 开油 阀 同时打火 、 关 油 阀、 开吹扫 阀 、 关 吹扫 阀等八个 相 对独立的部分。 为保证点火设备的安全 ， 单步点火程序设置了 必要的联锁条件 。推进器推进时 ， 即使操作者误操 作按下了退出键 ， 系统也不会 同时发出退 出信号， 以防止三相电源短路烧坏推进器的电机 ， 推进器的 退出时也是如此 。同理 ， 阀门的开关操作也互为联 锁 ， 不 会 同时发 出 。 4 ． 4 报警模块 系统发出驱动某个点火设备的命令后 ， 如果该 设 备 经过相应 时 间的延 时还未 到达 指定 位置 ， 系统 将发出告警信号 ， 提醒运行人员注意， 以便采取措 施， 排除故障。 5结束语 该锅炉点火系统运行 良好， 安全 、 可靠地完成 了锅炉点火功能 ， 受到了好评 ， 希望在该公 司热电 车 间 3台 6 5 t ／ h ， 1台 1 3 0 t ／ h锅 炉 中加 以 推 广 。 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 过程控制实施技术 石 油 化 工 自 动 化 ，2 0 1 0 ，27 3 AUT0M ATI oN I N PETRo CH EM I CAL I NDUS TRY 基于 P e a k l 5 0的透平控制 吴建 民， 王蓉 中国石 油兰州石油化工公 司， 兰州 7 3 0 0 6 0 摘 要 介绍了透平控制的基本概念 ， 通过透平转速对 设备造成 的影 响来说 明转速控 制的必要性 和重要性 。研究透平专用 调速设备 P e a k l 5 0的工作原理和功能 ， 掌握其内部逻辑结构 ， 通过转速实验来确定其控 制稳定性 ， 着重说 明该 调速设备如何 实 现正常控制和启动控制 ， 并结合实际状况说明从透平开始启动到正常运行的一系列操 作过程、 注意事项 和相关 操作参 数。 关 键 词 透平控制 ； 逻辑 ； 正常控制 ； 启 动控制 中图分 类号 T P 2 7 3 文献标 志码 B 文章 编号 1 0 0 7 7 3 2 4 2 0 1 0 0 2 0 0 7 3 0 4 0 引 言 工业蒸汽透平是广泛使用的传动设备 ， 它利用 蒸汽作为驱动能源， 一般用于大功率输出设备 的拖 动 ， 在发 电、 化工等众多领域起着重要的作用 ， 所以 稳定 的 透平控 制是 工业 装 置平稳 运 行 、 正常生 产 的 重要组成部分 。中国石油兰州石油化工公 司丙烯 酸及酯装置使用 D r e s s e r Ra n d蒸汽透平作为空气 压缩机的驱动设备 ， 并利用 P e a k l 5 0可靠的系统控 制性 能保 证其稳 定 运行 。 1 P ea k1 5 0 该公司 3 ． 2 5 Mw 蒸 汽透平使用 P e a k l 5 0电 子调速控制设备进行控制 。由于透平所拖动 的压 缩机是主要的工艺压缩空气来源 ， 在装置生产中起 着 核心 的作 用 ， P e a k 1 5 0作 为 对 压缩 机 驱动 控 制 的 调速设备 ， 其地位更加重要 。P e a k l 5 0通过控制透 平蒸汽入 口的控制阀来实现对透平转速的控制 ， 并 且具有手动／ 自动控制 、 就地／ 远程控制等多种控制 模式及保护措施 ， 利用其专用编程器的菜单视图可 以完成各种控制方案的模式及参数设定 。 2转速 变化 透平 的转 速在 提升 过程 中需 要 经过几 个 阶段 ， 基本上可以划分 为怠速 、 临界速率 区间、 可操作范 围和过 速 ， 其速 度提 升过 程如 图 1所示 。 零 转 速 怠 速 卜 r 一 时 l极 速 率 最 、 控范 围最 埋 11i g 制转速 图 1 转 速 变化各 阶段 示 意 怠速 虽然 是转 速 提升 过程 中的必经 点 ， 但 是必 须在这一阶段保持一段时间， 其 目的是使透平能在 该转 速下 进行 暖机 ， 这 样做 的好 处是 能够 保持 性能 的稳定并且延长透平的使用寿命 ， 怠速运转所必要 的时 间和 蒸汽 的温 度有 关 ， 其关 系为 z 。 卫 专 N s 式 中 ￡ 透 平 需 要 怠 速 运 行 的 时 间 ， mi n ； T i 通入蒸 汽 的温度 ， K； Ns 透平 的级 数， 收稿 日期 2 0 0 9 1 1 1 7 。 作者简介 吴建 民， 甘肃 兰州人 ， 2 0 0 5年毕业 于太原 重型机械 学院计算机科学与技术专业 ， 现在 中 国石 油兰 州石油化 工公 司丙 烯酸厂机动科从事仪表管理工作。 由于采用 P L C控 制 系 统 ， 取 消 了大 量 的 中 间继 电 器、 时间继 电器 ， 既简化了线路 ， 又增强了系统的功 能 ， 可 靠性 也大 大地 提 高 。 参考文献 [ 1 ] 刘沛雨． 基 于 GMR 系统 的 P L C在 FG系统中 的应用 [ J ] ． 石油化工 自动化 ， 2 0 0 9 ， 4 5 6 5 1 5 3 ． [ 2 ] 饶心 ， 伍奕 ， 林 媛媛 ， 等． 锅炉 无报警 故 障停炉 分析 F J ] ． 石油化工 自动化 ， 2 0 0 9 ， 4 5 6 7 6 7 8 ． [ 3 ] 高志 国． 基于 P L C的消防水罐液位模糊控制系统[ J ] ． 石油 化 工 自动化 ， 2 0 0 9 ， 4 5 4 4 0 4 1 ． [ 4 ] 侯伟． P L C在双螺杆压缩机控制系统 中的应用[ J ] 石油化 工 自动化 ， 2 0 0 8 ， 4 4 4 3 4 3 5 ． 王茂 君． 用 P I C实 现电动机 分批再启动 和 自动切换[ J ] ． 石油 化工 自动化 ， 2 0 0 7 ， 4 3 4 4 0 4 2 ． 肖 立 ， 李 治家 ， 肖 玲， 等． P L CP C在火炬 自动点火控 制 中的应 用[ J ] ．石 油化工 自动化 ， 2 0 0 7 ， 4 3 4 9 1 9 3 ． 高兰英 ， 吴 晓明， 朱 玉华 ， 等． P L C在尼龙 6 6盐装置包装 线上 的应用 [ J ] ． 石油化工 自动化 ， 2 0 0 7 ， 4 3 3 5 9 6 0 ． 李辉， 冯 达． P L C在 油 料储 罐 运 盐 监控 系 统 中 的应 用 [ J ] ． 石油化工 自动化 ， 2 0 0 6 ， 4 7 3 7 5 ． 平凤梅．P L C在天然气 自控系统中的应 用[ J ] ． 石油化工 自动 化 ， 2 0 0 3 ， 1 5 0 6 1 ． 嘲 嘲 忉 嗍 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m