和利时中小型链条炉电气自动化仪表技术方案Word格式.docx
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和利时中小型链条炉电气自动化仪表技术方案Word格式.docx
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3.2.汽水系统
锅炉除盐水经过除氧器除氧后,变为除氧水。
除氧水经过主给水泵后分为两路。
一路除氧水进入减温减压器用于调节蒸汽的品质。
另一路除氧水通过省煤器加热后进入锅炉汽包。
在锅炉汽包中除氧水由于受热转化为饱和蒸汽。
饱和蒸汽通过蒸汽管路汇集到集汽集箱然后通过热器加热为过热蒸汽,过热蒸汽通过减温减压器调整好蒸汽品质后最终由主蒸汽管路送出。
3.3.燃烧系统
链条炉排的燃烧方式是移动火床燃烧。
煤随着运动着的炉排,从煤斗落至炉排上,煤层厚度用煤闸门调节,燃烧所需要的空气由炉排下部送入,炉排被前轴装置的链条带动,逐步向后移动,煤被带到炉中,逐渐着火,燃烧以至燃尽,最后被排入后面的灰渣斗中。
4.控制要求
蒸汽链条炉是重要的动力设备,其任务是供给合格稳定的蒸汽,以满足负荷的需要。
为此,链条炉生产过程的各个主要参数都必须严格控制。
链条炉主要输入变量是负荷、锅炉给水、燃料量、减温水、送风和引风量。
主要输出变量包括汽包水位、过热蒸汽温度及压力、烟气氧量和炉膛负压等。
因此链条炉是一个多输入、多输出且相互关联的复杂控制对象。
链条炉主要控制点:
汽包水位控制、燃烧过程控制、过热蒸汽温度控制。
其主要监控点如下图所示。
4.1.汽包水位控制系统
锅炉汽包水位是确保安全生产和提供优质蒸汽的重要参数,尤其对现代锅炉而言,由于蒸发量显著提高,汽包容积相对减小,水位变化速度很快,稍不注意就容易造成汽包满水,或者烧干。
同时缺水也会因为水位过低而影响自然循环的正常进行,严重时会使个别上水管形成自由水面,产生流动停滞,致使金属管壁局部过热而爆管。
由于现代锅炉对运行的安全性要求越来越高,允许的汽包蓄水量波动也越来越小,因此必须严格控制水位在规定范围之内。
为保证良好的控制效果,锅炉汽包水位控制通常采用三冲量汽包水位控制系统。
它包含给水流量控制回路和汽包水位控制回路两个控制回路,其实质是蒸汽流量前馈与液位-流量串级系统组成的复合控制系统。
当蒸汽流量变化时,锅炉汽包水位控制系统中的给水流量控制回路可迅速改变进水量以完成粗调,然后再由汽包水位调节器完成水位的细调。
在整个控制过程中汽包水位检测、给水流量检测、主蒸汽流量检测数据的准确性和稳定性,主给水调节阀调节性能是整个三冲量控制系统的关键。
因此汽包水位、给水流量、主汽流量、主给水调节阀的选型显得尤为关键。
4.1.1.汽包水位仪表选型
汽包液位测量方式目前主要有:
石英管液位计(用于现场显示)、电接点液位计(无法连续输出)、差压式液位计、电容式液位计、磁性浮子液位计等几种测量方式。
石英管液位计、电接点液位计因为无法进行将测量信号进行连续输出,所以目前此两种测量方式只能用于辅助监测,无法用于汽包液位控制中。
磁性浮子液位计的耐压性和耐温性较差,通常在低温低压锅炉中使用。
电容式液位计目前作为新兴的汽包液位测量方式,具有精度高、安装方便等特点,但因其性价比较低,目前未被市场普遍应用。
差压式液位计采用差压变送器加平衡容器方式对汽包液位进行测量,因其性价比高、稳定性好目前在市场应用普遍。
在和利时技术方案中也是优先选用此种测量方式。
4.1.2.给水流量、主汽流量仪表选型
锅炉主给水流量是锅炉重要检测点之一,通常锅炉主给水主要可以采用如下流量计进行测量:
涡街流量计、匀速管(巴类)流量计、孔板流量计、喷嘴流量计。
涡街流量计作为速度式流量计具有量程比高、精度高等特点,但因造价较高,通常使用在小口径主给水管路上。
匀速管(巴类)流量计是差压式流量计中的一种,其具有压力损失小、安装方便、量程比高等特点。
但目前该产品没有统一生产加工标准,是非标准的节流元件,市场局面较为混乱,国产产品价格低,精度较差,进口产品精度稳定性好,价格昂贵。
孔板流量计、喷嘴流量计是标准节流元件无需实流校准即可投入使用,其具有结构简单、牢固、性能稳定、使用期限长、价格低廉等特点,在热电行业得到了普遍的应用。
4.1.3.主给水调节阀选型
主给水调节阀是汽包水位调节的执行者,直接影响汽包液位调节性能。
中压蒸汽链条锅炉主给水设计压力可达6Mpa,对阀体的承压性要求较高,通常选用套筒调节阀来满足现场实际工况。
在阀体选型中还需要提供介质的流量范围以便计算出正确的Cv值,提高调节阀的调节性能。
调节阀执行机构是调节阀驱动装置,其驱动力矩的选择是至关重要的,力矩过小会造成阀门卡死,开关无法到位,力矩过大又会造成阀门的过度损伤。
通常在35t/h蒸汽链条炉中,主给水执行机构力矩通常在6400N~10000N之间。
4.2.燃烧过程控制
燃烧部分的控制是整个控制的核心。
燃烧过程控制又可以分成:
送风控制、炉排转速控制、炉膛负压控制,此三部分相互关联。
燃烧系统自动调节的第一个任务是维持锅炉出口蒸汽压力保持稳定,保证负荷与出力的协调;
第二个任务是使燃料量与空气量相协调(风煤比),保证燃烧的经济性;
第三个任务是使引风量与送风量相适应,维持炉膛压在一定范围内。
由于锅炉在运行过程中负荷经常发生变化,这样必须随负荷变化及时调整燃料量。
锅炉进出热量的平衡体现在锅炉出口蒸汽压力,负荷调节即压力调节,压力调节通过燃料量的调节即炉排转速的改变来实现。
由烟气含氧量来细调送风量,再根据送风来调整引风量以维持负压。
在该过程控制中炉膛压力、送风量、炉膛出口烟气量、烟气含氧量的检测的准确性是至关重要的。
4.2.1炉膛压力测量选型
在燃烧控制系统中,炉膛压力是燃烧控制的重要参数。
炉内燃烧工况一旦发生变化,炉膛压力随即发生相应变化。
所以炉膛压力检测的准确性和可靠性是至关重要的。
但锅炉在燃烧过程中炉膛压力始终是保持在微负压或微正压的状态。
而且压力值及小,通常只有±
300Pa左右。
这对压力变送器的测量性能要求极高,普通国产压力变送器在低于1.5Kpa下测量时就会出现示值漂移,变送器输出结果波动较大,无法达到预期效果。
在炉膛压力测量中需要使用微差压压力变送器,变送器精度应在0.1级以上。
4.2.2送风量、烟气量测量选型
送风量、烟气量参数对炉膛压力控制以及燃风比调节是至关重要的。
热电行业在风量测量中主要由如下几种测量方式:
匀速管(巴类)流量计、机翼测风装置、插入式双文丘里流量计、热式质量流量计等。
其中匀速管流量计、机翼测风装置、插入式双文丘里流量计均属于差压式流量计,在热电锅炉中使用较为普遍。
其测量效果机翼测风装置优于插入式双文丘里流量计,插入式双文丘里流量计优于匀速管流量计。
匀速管流量计造价较低,但因部分锅炉管道尺寸大,流速低,造成匀速管流量计应用时产生差压值过小,给差压变送器选型造成困难,造成测量值得不准确。
在此种情况下应优先选择机翼测风装置或插入式双文丘里流量计测量,以提高流量差压值。
热式质量流量计是几年发展起来的新型流量计,其特点是可测量低流速微小流量,精度高,性能相对可靠,安装方便。
但因价格较高,在锅炉风量测量中应用较少。
4.2.3烟道氧含量选型
在锅炉燃烧控制中,烟道中的烟含量直接反应了锅炉的燃烧效率,烟道含氧量较高,锅炉燃烧不经济,热损失较大。
烟道含氧量较低,锅炉燃烧不充分,造成燃料的浪费。
烟道氧含量测量,在热电行业中普遍采用氧化锆氧分析仪进行烟道氧含量的测量。
在氧化锆氧分析仪选型中,氧分析仪的精度应该优于2.0级。
响应时间T90应小于等于5S。
检测器探头外护管材质应优于SUS321材质。
氧化锆氧分析仪的制造、生产加工、实验方法、检验规格应符合GB/T8281-1999与GB/T-11606-2007标准。
4.3过热蒸汽温度控制
过热蒸汽的温度是链条炉生产过程的重要参数,它直接关系到蒸汽的品质,过热蒸汽的温度一般由链条炉和汽轮机制造厂家的工艺确定。
蒸汽温度过高会烧坏过热器水管,也会对负荷设备的安全运行带来不良影响。
过热蒸汽的温度过低将直接影响负荷设备的正常运行。
因此从安全生产和经济技术指标上看,必须控制过热蒸汽温度在允许范围之内。
在过热蒸汽温度控制系统中,主要是通过调节减温水流量来改变过热蒸汽的温度。
其中过热蒸汽温度检测、减温水流量检测、减温水流量调节是整个过热蒸汽温度控制的关键。
4.3.1过热蒸汽温度测量选型
过热蒸汽具有压力高、流速快等特点。
在过热蒸汽温度检测中通常采用热电偶进行测量。
普通热电偶连接方式为M27*2,耐压等级为4Mpa,保护套管直径为16mm,如果用此类热电偶测量高压过热蒸汽会造成热电偶保护套管爆裂,热电偶漏汽等现象,给生产运行安全带来一定影响。
对于过热蒸汽的测量应选用耐压性和耐冲刷性较好的锥形螺纹连接(M33*2)或者热套式连接方式。
4.3.2减温水流量测量选型
在热电行业中锅炉减温水因压力较高,通常采用孔板流量计或喷嘴流量计进行测量。
在孔板和喷嘴选型中,其测量元件材质应高于304材质,引压管尺寸应采用φ18*3mm。
孔板流量计以及喷嘴流量计制造加工标准应符合国际标准ISO5167、ISO9300以及国家标准GB/T2624-2006中的规定。
4.3.3减温水调节阀选型
减温水调节阀是过热蒸汽温度调节的执行者,直接影响锅炉蒸汽品质。
减温水与锅炉主给水来自同一条管路中,其压力可达6Mpa,但因减温水管道尺寸通常较小,在阀门选择中可以选用单座阀作为调节阀阀体。
阀体选用WCB材质,阀芯阀座材质选用304材质。
调节阀执行机构属于直行程执行机构,通常减温减压器调节阀执行机构力矩应为6400N。
5.仪表技术方案
仪表技术方案详见下表,该技术方案为35t/h蒸汽链条炉仪表方案,是和利时公司结合多年的现场实际经验总结出的高性价比、高可靠性的技术方案,已成功应用在多个项目现场。
序号
测点名称
设备名称
型号
仪表规格参数
单位
数量
厂家
一、热元件
1
过热器进口烟气温度
高温耐磨热电偶
WRNM-331
K分度L/l=900/7500~1300℃保护套管直径:
φ25活动法兰DN32带配对法兰保护套管材质OR1300耐磨头长度300mm
个
天长海通
2
省煤器进口烟气温度
K分度L/l=900/7500~600℃保护套管直径:
φ25活动法兰DN32带配对法兰保护管材质1Cr18Ni9Ti耐磨头长度300mm
3
省煤器出口烟气温度
耐磨热电阻
WZPM-331
Pt100L/l=900/7500~500℃耐磨头300,堆焊活动法兰DN32带配对法兰保护套管直径:
φ25保护管材质1Cr18Ni9Ti
4
锅炉排烟温度
5
送风机出口温度
6
热风温度1
7
热风温度2
Pt100L/l=900/7500~500℃耐磨头300,堆焊活动法兰DN32带配对法兰保护管材质1Cr18Ni9Ti
8
给水温度
热电阻
WZP-230
Pt100,L=225,l=750~300℃M27X2保护管材质1Cr18Ni9Ti保护套管直径:
φ16
9
省煤器进水温度
10
过热器出口集箱温度
热电偶
WRN-014T
K分度,L=300l=1500~600℃焊接保护管材质1Cr18Ni9Ti保护套管直径:
φ20耐压6Mpa
11
主汽温度
K分度,L=250l=1000~600℃焊接保护管材质1Cr18Ni9Ti保护套管直径:
12
除氧器水箱温度
铂热电阻
Pt100L/l=450/300mmM27*2保护管材质1Cr18Ni9Ti保护套管直径:
小计
二、就地压力表
给水压力
压力表
Y-150
0~10MPaM20*1.5带压力表接头
块
#1给水泵出口压力
耐震压力表
YTN-150
#2给水泵出口压力
合计
三、压力、差压变送器
锅炉负压
差压变送器
AT3000DP2S22M3B03D0C21
-600~300Pa4~20mA带显示表头,带过程连接头,HART协议,带安装支架
和利时
炉膛出口压力
省煤器前负压
AT3000DP3S22M3B03D0C21
-2500~0Pa4~20mA带显示表头,带过程连接头,HART协议,带安装支架
省煤器后负压
-3000~0Pa4~20mA带显示表头,带过程连接头,HART协议,带安装支架
空预热器出口负压
-3500~0Pa4~20mA带显示表头,带过程连接头,HART协议,带安装支架
炉排进风风压
压力变送器
AT3000GP4S22M3B03D0C21
0~10KPa4~20mA带显示表头,带过程连接头,HART协议,带安装支架
14
送风机出口风压
热风风压1
热风风压2
引风机入口负压
-5000~0Pa4~20mA带显示表头,带过程连接头,HART协议,带安装支架
AT3000TG9SM3B15C21
0~10MPa4~20mA直装式带显示表头,HART协议
13
汽包压力
过热器出口集箱压力
15
主蒸汽压力
0~10MPa4~20mA直装式带显示表头,HART协议
16
除氧器压力
AT3000TG6SM3B15C21
0~0.2MPa,4~20mA直装式带显示表头,HART协议
17
0~10MPa,4~20mA直装式带显示表头,HART协议
18
19
给水泵出口母管压力
20
疏水泵出口母管压力
AT3000TG7SM3B15C21
0~1.0MPa,4~20mA直装式带显示表头,HART协议
21
汽包水位
-300~300mmH2O4~20mA带显示表头,带三阀组,HART协议
22
送风风机出口风量
0~1KPa4~20mA带显示表头,带三阀组,HART协议
23
锅炉出口烟气量
AT3000GP3S22M3B03D0C21
24
给水流量
AT3000GP5S22M3B03D0C21
0~100KPa4~20mA带显示表头,带三阀组,HART协议
25
减温水流量
0~16KPa4~20mA带显示表头,带三阀组,HART协议
26
主蒸汽流量
0~160KPa4~20mA带显示表头,带三阀组,HART协议
27
除氧器水位
-600mm~0~+900mmH2O4~20mA带显示表头,带三阀组,HART协议
41
四、节流元件
插入式双文丘里流量计
HLGST
介质:
空气,管道材质:
Q235A.F外径:
1100*1100mm,壁厚3mm,工作压力:
2975Pa工作温度:
20℃最大流量:
70000M³
/H;
正常工作流量:
50000M³
最小流量:
0M³
/H垂直安装,配全套安装法兰
套
江阴暨阳
1600*1200mm,壁厚5mm,工作压力:
-2000Pa工作温度:
145℃最大流量:
95000M³
89120M³
/H连接方式焊接
焊接孔板
HLGBH
水,管道材质:
20#外径:
89mm,壁厚4mm,工作压力:
6MPa工作温度:
104℃最大流量:
45T/H;
40T/H;
/H焊接水平安装
89mm,壁厚4mm,工作压力:
16T/H;
12T/H;
焊接喷嘴
HLGPH
15CrMoG外径:
159mm,壁厚6mm,工作压力:
3.82MPa工作温度:
450℃最大流量:
35T/H;
/H焊接水平安装带冷凝器
五、磁翻板液位计
磁翻板液位计
UHZ-2
L=1500mm,带4~20mA模拟量输出温度<
150℃法兰:
DN20PN1.0材质:
SUS304
疏水箱水位
L=1800mm,带4~20mA模拟量输出温度<
六、氧分析仪
锅炉出口烟气含氧量
氧化锆氧量分析仪
转换器CE-2C探头ISG-C低温型
量程0-20.6%对应输出4-20mA(壁挂式),插入深度800mm,材质SUS316L,原装SAKOEIA传感器及镀膜,配带炉体安装法兰DN80
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- 中小型 链条 电气 自动化 仪表 技术 方案