鍋爐dsc系統(tǒng)利用電接點(diǎn)水位計(jì)信號(hào)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)上水的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種鍋爐DSC系統(tǒng)利用電接點(diǎn)水位計(jì)信號(hào)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)上水的方法，更具 體的說(shuō)，尤其涉及一種當(dāng)平衡容器水位計(jì)發(fā)生故障時(shí)可自動(dòng)切換至利用電接點(diǎn)水位計(jì)采集 的水位信號(hào)進(jìn)行單沖量上水的鍋爐DSC系統(tǒng)的自動(dòng)上水的方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 電廠熱工自動(dòng)化水平的高低是衡量電廠生產(chǎn)技術(shù)的先進(jìn)與否和企業(yè)現(xiàn)代化的重 要標(biāo)志。其中，汽包鍋爐給水及水位的調(diào)節(jié)已經(jīng)完全采用自動(dòng)的方式加以控制，在不需要操 作人員干預(yù)的情況下，可以很好的完成生產(chǎn)過(guò)程中的給水及水位控制，大大提高了生產(chǎn)效 率。汽包鍋爐給水控制系統(tǒng)的任務(wù)是使給水量適應(yīng)鍋爐蒸發(fā)量，并使汽包中水位保持在一 定的范圍內(nèi)。因此，汽包水位是影響整個(gè)機(jī)組安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的重要因素，所以就要有一套較 好的控制方案，來(lái)實(shí)現(xiàn)汽包水位的控制。
[0003] 鍋爐的汽包水位能夠間接反映鍋爐蒸汽負(fù)荷與給水量之間的平衡關(guān)系，維持汽 包水位正常是保證鍋爐和汽輪機(jī)安全運(yùn)行的必要條件。汽包水位過(guò)高，會(huì)影響汽包內(nèi)汽水 分離裝置的正常工作，造成出口蒸汽水分含量過(guò)多，導(dǎo)致過(guò)熱器管壁結(jié)垢而被燒壞，也使 過(guò)熱蒸汽溫度急劇變化，直接影響機(jī)組的穩(wěn)定運(yùn)行。汽包水位過(guò)低，可能破壞鍋爐水循 環(huán)，導(dǎo)致水冷壁管被燒壞。汽包鍋爐給水控制系統(tǒng)的作用是使鍋爐的給水量自動(dòng)適應(yīng)鍋爐 的蒸發(fā)量，維持汽包水位在規(guī)定的范圍內(nèi)波動(dòng)。
[0004] 如圖1所示，給出了現(xiàn)有汽包鍋爐的DSC系統(tǒng)所采用的三沖量自動(dòng)上水方式的原 理圖，汽包水位H是汽包中儲(chǔ)水量和水面下汽包容積的綜合反映，不僅受汽包儲(chǔ)水量變化 的影響，還受汽水混合物中汽包容積變化的影響。其中主要的擾動(dòng)為給水流量W、鍋爐蒸發(fā) 量D、汽包壓力、爐膛熱負(fù)荷等，其對(duì)水位的影響各不相同。其中給水流量和蒸汽流量是影 響汽包水位的2種主要擾動(dòng)，前者來(lái)自調(diào)節(jié)側(cè)，稱為內(nèi)擾；后者來(lái)自負(fù)荷側(cè)，稱為外擾。
[0005] 三沖量上水的優(yōu)勢(shì)很明顯，以汽包液位信號(hào)為主參數(shù)，利用蒸汽流量信號(hào)作為前 饋，上水流量信號(hào)作為反饋，綜合考慮造成汽包液位波動(dòng)的三種主要因素，所以上水控制精 度較高。但該技術(shù)缺點(diǎn)也是比較明顯的，三個(gè)信號(hào)中如果任意一個(gè)信號(hào)錯(cuò)誤，三沖量上水就 極有可能不能自動(dòng)控制或控制精度大幅下降。尤其是上水主參數(shù)是采用的DCS采集的汽包 液位信號(hào)，如果該信號(hào)出現(xiàn)錯(cuò)誤或無(wú)規(guī)律偏差的話，三沖量自動(dòng)上水必將無(wú)法實(shí)現(xiàn)。
[0006] 通常情況下，一臺(tái)鍋爐配備有兩臺(tái)雙色水位計(jì)，兩臺(tái)電接點(diǎn)水位計(jì)，兩臺(tái)平衡容器 水位計(jì)。雙色水位計(jì)為汽包現(xiàn)場(chǎng)液位指示，通過(guò)攝像頭引入主控室實(shí)現(xiàn)冗余和監(jiān)控。電接 點(diǎn)水位計(jì)為汽包現(xiàn)場(chǎng)安裝，引入主控制數(shù)顯表實(shí)現(xiàn)冗余和監(jiān)控。平衡容器液位計(jì)為鍋爐現(xiàn) 場(chǎng)安裝，由取樣管引入現(xiàn)場(chǎng)差壓變送器，之后送入鍋爐DCS控制系統(tǒng)，經(jīng)濾波處理后，進(jìn)行 模入信號(hào)二選一，實(shí)現(xiàn)冗余和液位監(jiān)控。但有些企業(yè)的汽包鍋爐受制于成本的限制，鍋爐汽 包只有一臺(tái)平衡容器液位計(jì)。該方式維修更換成本較高，差壓變送器與平衡容器單價(jià)都在 2萬(wàn)元左右。這也是一些企業(yè)安裝一臺(tái)平衡容器液位計(jì)的原因之一。
[0007] 差壓變送器對(duì)汽包液位取樣條件要求較高，一旦平衡容器出現(xiàn)內(nèi)漏或差壓變送器 正壓室、負(fù)壓室出現(xiàn)泄露，常會(huì)顯示汽包滿水或缺水的錯(cuò)誤信號(hào)，導(dǎo)致上水三沖量自動(dòng)控制 無(wú)法實(shí)現(xiàn)，嚴(yán)重的可能導(dǎo)致鍋爐緊急停車，汽包鍋爐的正常運(yùn)行受到影響，嚴(yán)重時(shí)可能導(dǎo)致 生產(chǎn)事故的發(fā)生。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008] 本發(fā)明為了克服上述技術(shù)問(wèn)題的缺點(diǎn)，提供了一種的鍋爐DSC系統(tǒng)利用電接點(diǎn)水 位計(jì)信號(hào)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)上水的方法。
[0009] 本發(fā)明的鍋爐DSC系統(tǒng)利用電接點(diǎn)水位計(jì)信號(hào)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)上水的方法，鍋爐為汽包 鍋爐，汽包鍋爐上設(shè)置有兩臺(tái)雙色水位計(jì)、兩臺(tái)電接點(diǎn)水位計(jì)以及兩臺(tái)平衡容器水位計(jì)，雙 色水位計(jì)用于汽包液位現(xiàn)場(chǎng)指示，平衡容器水位計(jì)的輸出經(jīng)差壓變送器的輸送后接入鍋爐 DSC系統(tǒng)，鍋爐DSC系統(tǒng)通過(guò)三沖量上水方式控制汽包鍋爐的液位在正常位置；其特征在 于：兩臺(tái)電接點(diǎn)水位計(jì)的輸出信號(hào)也接入至鍋爐DSC系統(tǒng)，當(dāng)平衡容器水位計(jì)的輸入信號(hào) 異常時(shí)，則采用電接點(diǎn)水位計(jì)所采集的水位作為鍋爐DSC系統(tǒng)的輸入信號(hào)，采用單沖量上 水方式控制汽包鍋爐的液位維持在正常位置。
[0010] 本發(fā)明的鍋爐DSC系統(tǒng)利用電接點(diǎn)水位計(jì)信號(hào)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)上水的方法，所述采用 電接點(diǎn)水位計(jì)的液位作為鍋爐DSC系統(tǒng)輸入信號(hào)的控制方法，具體通過(guò)以下步驟來(lái)實(shí)現(xiàn)： a).量程轉(zhuǎn)換，設(shè)兩個(gè)電接點(diǎn)水位計(jì)的檢測(cè)點(diǎn)均為η個(gè)，由高至低檢測(cè)點(diǎn)分別標(biāo)記為a0、a2、 a3、…、an，其對(duì)應(yīng)的量程大小分別為L(zhǎng)U L2、L3、…、Ln，最低檢測(cè)點(diǎn)an所代表的區(qū)間為 [-Al，-A2]，則通過(guò)公式（1)將電接點(diǎn)水位計(jì)的非連續(xù)型數(shù)據(jù)，轉(zhuǎn)化為連續(xù)數(shù)據(jù)B:
[0011] B = -Al+(aO*Ll+a2*L2+…+an*Ln) (1)
[0012] 兩個(gè)電接點(diǎn)水位計(jì)均通過(guò)公式（1)進(jìn)行轉(zhuǎn)化，以獲取汽包鍋爐的兩路模擬信號(hào)輸 出；b).模擬信號(hào)二選一，將步驟a)獲取的汽包鍋爐液位的兩路模擬信號(hào)輸入至模擬開關(guān) 的不同輸入端，以選擇一路液位模擬信號(hào)作出輸出；執(zhí)行步驟c) ;c).接入切換模塊，將步 驟b)中模擬開關(guān)的輸出和平衡容器水位計(jì)的輸出分別接到液位信號(hào)切換模塊的不同輸入 端，以對(duì)選擇性輸出平衡容器水位計(jì)和電接點(diǎn)水位計(jì)的液位信號(hào)；d).判斷平衡容器水位 計(jì)的信號(hào)是否正常，判斷平衡容器水位計(jì)的液位是否達(dá)到或超過(guò)最大值或最小值，如果達(dá) 到或超過(guò)，則認(rèn)為平衡容器水位計(jì)輸出信號(hào)異常，執(zhí)行步驟f);如果沒有達(dá)到或超過(guò)，則認(rèn) 為平衡容器水位計(jì)的輸出正常，執(zhí)行步驟e) ;e).采用三沖量上水方式，如果平衡容器水位 計(jì)的液位信號(hào)正常，則控制液位信號(hào)切換模塊令平衡容器水位計(jì)的信號(hào)作為輸出，以采用 三沖量上水方式控制汽包鍋爐的液位在正常范圍內(nèi)；f).切換至電接點(diǎn)水位計(jì)，如果平衡 容器水位計(jì)輸出信號(hào)異常，則控制液位信號(hào)切換模塊令電接點(diǎn)水位計(jì)的信號(hào)作為輸出，以 利用單沖量上水方式進(jìn)行控制，執(zhí)行步驟g) ;g).單沖量上水，鍋爐DSC系統(tǒng)根據(jù)電接點(diǎn)水 位計(jì)輸出的液位值，通過(guò)控制上水管路上閥門的開度，采用PID控制調(diào)節(jié)的方式將汽包鍋 爐的液位維持在合理位置；h).報(bào)警提示，當(dāng)執(zhí)行單沖量上水后，則發(fā)出一定時(shí)間段的報(bào)警 信號(hào)，以提醒工作人員由于平衡容器水位計(jì)的輸出異常，已有三沖量上水控制改為單沖量 上水控制。
[0013] 本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明的鍋爐DSC系統(tǒng)利用電接點(diǎn)水位計(jì)信號(hào)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)上 水的方法，在平衡容器水位計(jì)信號(hào)正常的情況下，通過(guò)其檢測(cè)的鍋爐汽包內(nèi)的液位并結(jié)合 給水流量和蒸汽流量，采用三沖量上水的方式對(duì)鍋爐汽包內(nèi)的液位進(jìn)行控制；當(dāng)平衡容器 水位計(jì)的信號(hào)發(fā)生異常導(dǎo)致三沖量上水無(wú)法工作時(shí)，則自動(dòng)切換至單沖量上水，單沖量上 水以電接點(diǎn)水位計(jì)輸入的水位信號(hào)為依據(jù)，通過(guò)對(duì)進(jìn)水閥門開度的控制，來(lái)實(shí)現(xiàn)汽包鍋爐 的自動(dòng)上水，以維持汽包內(nèi)水位在合理位置，保證了汽包鍋爐的正常運(yùn)行，有益效果顯著， 便于應(yīng)用推廣。
【附圖說(shuō)明】
[0014] 圖1為現(xiàn)有汽包鍋爐的DSC系統(tǒng)所采用的三沖量自動(dòng)上水方式的原理圖；
[0015] 圖2為本發(fā)明中模擬信號(hào)二選一模塊；
[0016] 圖3為本發(fā)明中液位選擇開關(guān)的原理圖；
[0017] 圖4為本發(fā)明中多點(diǎn)水位算法的原理圖；
[0018] 圖5為本發(fā)明中平衡容器水位計(jì)與電接點(diǎn)水位計(jì)切換模塊的原理圖；
[0019] 圖6為本發(fā)明中單沖量上水控制模塊的原理圖；
[0020] 圖7為本發(fā)明中三沖量上水控制模塊的原理圖；
[0021] 圖8為本發(fā)明中單沖量上水手自動(dòng)切換報(bào)警模塊的原理圖；
[0022] 圖9為本發(fā)明中單沖量上水的PV幅值控制模塊的原理圖；
[0023] 圖10為本發(fā)明中上水無(wú)擾切換模塊的流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0024] 下面結(jié)合附圖與實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。
[0025] 如圖1所示，給出了現(xiàn)有汽包鍋爐的DSC系統(tǒng)所采用的三沖量自動(dòng)上水方式的原 理圖，三沖量上水的優(yōu)勢(shì)很明顯，以汽包液位信號(hào)為主參數(shù)，利用蒸汽流量信號(hào)作為前饋， 上水流量信號(hào)作為反饋，綜合考慮造成汽包液位波動(dòng)的三種主要因素，所以上水控制精度 較高。但是，如果汽包液位、給水流量、蒸汽流量中有一個(gè)信號(hào)發(fā)生錯(cuò)誤，則會(huì)導(dǎo)致三沖量上 水無(wú)法正常進(jìn)行。尤其是對(duì)于只設(shè)置一個(gè)平衡容器液位計(jì)的鍋爐來(lái)說(shuō)，如果平衡容器液位 計(jì)信號(hào)發(fā)生錯(cuò)誤，將會(huì)導(dǎo)致三沖量上水無(wú)法進(jìn)行，影響生產(chǎn)，嚴(yán)重的可能會(huì)導(dǎo)致生產(chǎn)事故。
[0026] 本發(fā)明中，通過(guò)將汽包鍋爐兩側(cè)的2個(gè)電接點(diǎn)水位計(jì)所檢測(cè)的液位信號(hào)，引入至 鍋爐DSC系統(tǒng)中，當(dāng)三沖量上水控制方式不能工作的情況下，作為應(yīng)急方法將汽包內(nèi)液位 高度維持在合理位置。
[0027] 如圖2至圖10所示，給出了本發(fā)明的"鍋爐DSC系統(tǒng)利用電接點(diǎn)水位計(jì)信號(hào)實(shí)現(xiàn) 自動(dòng)上水的方法"各個(gè)步驟中的流程模塊圖，下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的自動(dòng)上水方法進(jìn)行 說(shuō)明：
[0028] 本發(fā)明的鍋爐DSC系統(tǒng)利用電接點(diǎn)水位計(jì)信號(hào)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)上水的方法，所述采用電 接點(diǎn)水位計(jì)的液位作為鍋爐DSC系統(tǒng)輸入信號(hào)的控制方法，具體通過(guò)以下步驟來(lái)實(shí)現(xiàn)：
[0029] a).量程轉(zhuǎn)換，設(shè)兩個(gè)電接點(diǎn)水位計(jì)的檢測(cè)點(diǎn)