多功能自动控制器在发电厂辅机控制中的应用

2021-01-21刘志刚

家园·电力与科技 2021年14期

刘志刚

摘要：针对发电厂原有的控制器维护成本高的问题，提出了多功能自动控制器在发电厂辅机控制中的应用。通过PROFIBUSDP总线形式构建出发电厂辅机多功能自动控制网，设计具备欠流保护功能、过流保护功能、降压启动控制功能的多功能自动控制器，设置发电厂辅机多功能自动控制参数实现控制功能。通过实验证明多功能自动控制器在发电厂辅机控制中能够很好的减少运维时间和成本。

关键词：多功能;发电厂辅机;自动控制器;辅机控制;

0引言

发电厂中的辅机自动控制装置是发电机组能够正常运行的前提[1]。发电厂现有油水气控制装置大多为PLC和继电控制，控制元件较多，而元件由于使用强度较大造成故障频发，特别是PLC出现故障时，必须由厂家专业技术人员才能进行更换，维护成本高，维护时间长，在一定程度上影响了机组的正常运行。因此，现有的PLC控制器已无法满足现有的工作环境，为节省运维时间和运维成本，发电厂急需开发一个多功能智能控制器来解决这一问题[2-3]。

基于此本文提出了多功能自动控制器在发电厂辅机控制中的应用研究。设计出适用于发电厂实际需求的自动控制方法，能够有效减少维护的时间和成本。

1基于多功能自动控制器的发电厂辅机控制方法设计

1.1构建发电厂辅机多功能自动控制网

辅控网的网络由主系统、分系统和各远程站组成。辅控网控制站由一套和若干远程卡件组成。卡件站至控制站采用PROFIBUSDP总线形式通讯，控制站与上位机之间采用工业以太环网形式光纤通讯至全厂中心，控制室内操作员站连接采用冗余光纤通讯形式，组建独立于控制系统的辅机控制系统。

1.2多功能自动控制器设计

1.2.1自动控制器组成

（1）系统供电电源DC24V;

（2）控制器上设置五个开关量输入，同时设置七个开关量输出（7路继电器），1路4-20ma模拟量输入;

（3）系统程序升级通过USB接口;

（4）4-20ma模拟量量程可调（范围0-2000），模拟量回差可调范围1%-5%;

（5）根据量程可调模拟量上限1和上限2，根据量程可调模拟量下限1。

1.2.2控制说明

（1）启动方式：通过拨码开关切换两种启动方式：

启动方式1：当1号输入信号闭合时启动1号继电器，同时当2号输入信号闭合时启动2号继电器，当3号输入信号闭合时关闭1号和2号继电器，同时打开5号继电器;

启动方式2：当模拟量达到上限1并保持N秒（0-60秒）时启动1号继电器，当模拟量达到上限2保持N秒（0-60秒）时启动2继电器，当模拟量低于下限并保持N秒（0-60秒）时关闭1号和2号继电器，同时打开5号继电器;

（2）主从切换功能：

默认1号继电器为主继电器，2号为从继电器，启动时先开启1号，后开启2号，当按下轮切按键后，对应指示灯变化，2号为主继电器，1号为从继电器，启动时先启动2号，后启动1号。

主从切换自动模式：当轮切开出达到次数或达到设定时间后主从自动切换（次数切换和时间切换可设定但只能二选一）。

（3）报警信号输入输出：4号输入为低限报警输入，5号输入信号为高限报警输入，当低限信号输入或高限信号输入或者模拟量超过上限1或者下限时指示灯亮，蜂鸣器响，同时对应继电器开启（6号继电器为低限报警输出，7号为高限报警输出）。

1.3发电厂辅机多功能自动控制参数设置

按下设置键后进入系统参数设置：

（1）自动轮切模式选择（按上调或下调键设置模式、模式1为次数轮切，模式2为时间轮切）;

（2）自动轮切设定次数（按上调或下调键设置次数、1-1000次可选）;

（3）自动轮切设定时间（按上调或下调键设置时间、1-1000小时可选）;

（4）模拟量量测（按上调或下调键设置、根据传感器量程设定1-9999可调）;

（5）模拟量回差（按上调或下调键设置、回差为量程的百分比值1%-5%可调）;

（6）模拟量下限（按上调或下调键设置、根据量程实际数值设定、不可超过量程设定）;

（7）模拟量上限1（按上调或下调键设置、根据量程实际数值设定、不可超过量程设定）;

（8）模拟量上限2（按上调或下调键设置、根据量程实际数值设定、不可超过量程设定）;

A、输出延迟时间（按上调或下调键设置、0-60秒可调）;

B、恢复出厂设置;

C、保持系统参数;

设置完成后按下确认键系统自动重启生效。

1.4发电厂辅机控制功能实现

1.4.1欠流保护功能

主电路上由分流器连接的欠流自控电路和交流接触器控制连接电动机绕组引出线，构成欠流自动控制器，用来控制各类不允许空载运行的电机设备。当满载运行的设备由于某种原因使负载减少，工作电流也随之减少到小于额定电流的某一设定值时，则欠流自动控制电路会自动动作，关闭停机，避免造成设备损坏事故，欠流自控电流可根据实际需要在低于额定工作电流的范围里任意选择设定。

1.4.2过流保护功能

过流自控电路也是由信号取样器、运放、整流滤波器、稳压控制器和继电控制器组成，只不过增加了延时电路和单稳电路。當电动机发生过载时，工作电流会超过额定工作电流，则分流器上的压降信号也会随之增加，经运放放大，二极管和电容整流滤波，使稳压管与三极管呈导通状态，并使单结晶体管组成的延时电路正常工作，经一定的时间延时后，触发单稳态电路输出一个低电平信号使控制继电器工作的三极管截止，则继电器关闭，电动机自动停止。

1.4.3降压启动控制功能

主电路接入降压起动器或星-三角起动，电动机在较低电压下开始启动。当电动机转速升高接近正常运转时，自动将降压变压器切除，电机直接与电源接通，也是利用欠流自动控制器的原理，将欠流设定值按电动机额定电流值设定，当电机起动时继电器呈吸合状态，待起动电流逐渐下降到额定电流值时继电器断开，控制中间继电器变为运转状态。同样的道理，星-三角起动时，开始主电路有强电控制器接入星形连接，待电机转入正常度以150-200mm为宜，太窄起不到作用，太宽遮蔽流通截面过多，又会引起附近烟速和飞灰浓度增高。

（3）加护帘。在“烟气走廊”处将整排直管或整片弯头保护起来，可防止烟气转折时由于离心力的作用，浓缩的粗灰粒对弯头的磨损。但是采用护帘保护弯头时蛇形管排的弯头必须平齐，否则会在护帘后形成新的“烟气走廊”。

3.2逢停必检，全面整治

充分利用每次停炉的机会，仔细检查锅炉承压受热面，及时更换有缺陷的管子。

3.3制定防磨、防腐方案

在每一次检修前，要做出可行的处理方案，检修结束后进行总结，对出现的缺陷部位进行分类统计，把易出现泄漏的部位进行标记，仔细分析，以便用于其它锅炉或者以后的检修中，把泄漏消除于萌芽状态。

3.4优化锅炉燃烧调整

组织合理的燃烧工况和恰当的火焰中心，减少高温腐蚀，减少烟温偏差和流量偏差。另外进行空气动力场试验，检查喷燃器安装角度与实际情况是否相一致，如果不一致，更换原来的倾角、切圆。合理配风，避免风量过大或缺氧燃烧，严禁超温、超压运行。

3.5生产者积极参与，管理者以身作则

时刻把防磨工作放在首位，采取多种措施来调动员工的积极性，制定有针对性的奖惩制度，明确规定职责及防范措施，执行好的给予一定程度的奖励，对落实不好的给予相应的惩罚。

4结语

锅炉的安全运行是机组安全运行的基础，“四管”的泄漏直接影响到机组启停和电厂经营，所以一定要做好防磨防爆工作，确保锅炉“四管”的安全，最大限度的降低泄漏率，使发电机组安全、稳定、长周期运行。

参考文献