電子論文-基于plc的空氣預(yù)熱器漏風(fēng)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

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1、基于PLC的空氣預(yù)熱器漏風(fēng)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)陶麗萍，吳昌應(yīng)(無錫科技職業(yè)學(xué)院，江蘇無錫214028)E-mail:taoliping83@126.com摘要：敘述了大型火電機(jī)組空氣預(yù)熱器的漏風(fēng)問題，重點(diǎn)分析了其產(chǎn)生的原因，提出了一種利用模糊控制器來實(shí)現(xiàn)漏風(fēng)控制的新方法，并設(shè)計(jì)了一個(gè)基于PLC的間隙控制系統(tǒng)。實(shí)際應(yīng)用表明該系統(tǒng)性能可靠，能夠有效的降低空氣預(yù)熱器的漏風(fēng)，為機(jī)組的安全滿負(fù)荷運(yùn)行提供了有力的保證。關(guān)鍵詞：空氣預(yù)熱器；漏風(fēng)；模糊；PLC中圖分類號TP273文獻(xiàn)標(biāo)識碼BDesignontheLeakageControlSystemofAir-preheaterBased

2、onPLCTAOLi-ping,WUChang-ying(WuxiProfessionalCollegeofScienceandTechnology,Wuxi,214028,PRChina)Abstract:Thispaperinvestigatestheissueontheleakageofairpreheaters.Thereasonsofleakageinpreheatersareanalyzed.Anewapproachbasedonafuzzycontrollerisputforwardtoresolutethepreheatersleakage.Asetof

3、aperturecontrolsystemwhichbasedonPLCisintroduced.Theresultsofpracticalexperienceusingtheprovedmethodshowitsvalidity,andtheairleakagecanbereduced.Thenormalrunningofboilerisguaranteed.Keywords:airpreheater;leakage;fuzzy;PLC1引言空氣預(yù)熱器是火力發(fā)電廠鍋爐設(shè)備中的重要組成部分。它是一種利用鍋爐尾部煙氣的熱量來加熱燃料燃燒所需空氣，以提高鍋爐效率的熱交換裝置

4、。常用的空氣預(yù)熱器有兩種：管式和回轉(zhuǎn)式?；剞D(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器以其傳熱密度高、結(jié)構(gòu)緊湊、耐腐蝕、壽命長、運(yùn)行費(fèi)用低等優(yōu)點(diǎn)被大中型電廠[1]廣泛采用。[2]但在實(shí)際運(yùn)行中，往往由于各種因素，如積灰等造成不同程度的漏風(fēng)情況，大部分漏風(fēng)率在10％左右，也有部分空氣預(yù)熱器的漏風(fēng)率在20%以上?？諝忸A(yù)熱器漏風(fēng)使得送風(fēng)機(jī)、一次風(fēng)機(jī)和引風(fēng)機(jī)的出力大增，增加了能耗。嚴(yán)重時(shí)，造成送入爐膛的風(fēng)量不足，導(dǎo)致鍋爐低負(fù)荷運(yùn)行，影響機(jī)組安全、經(jīng)濟(jì)、穩(wěn)定的運(yùn)行。因此，對漏風(fēng)控制進(jìn)行研究是一項(xiàng)十分重要的課題。長期以來，工程[3,4]技術(shù)人員都在致力于從結(jié)構(gòu)、安裝和運(yùn)行保護(hù)等不同方面來解決這個(gè)問題。常見的漏風(fēng)

5、控制系統(tǒng)大體分三種類型：機(jī)械式、超聲波式和電渦流式。但是，一般認(rèn)為機(jī)械式控制系統(tǒng)無法保證控制的[5][6]準(zhǔn)確度，超聲波式控制系統(tǒng)易受空氣預(yù)熱器內(nèi)吹灰的影響，導(dǎo)致靈敏度比較低，所以當(dāng)前大多數(shù)[7]漏風(fēng)控制系統(tǒng)采用的都是電渦流式，其具有抗干擾能力強(qiáng)、靈敏度高的特點(diǎn)。同時(shí)，基于PLC的[8]漏風(fēng)控制系統(tǒng)也已經(jīng)取得了一定的應(yīng)用。但是，已有的技術(shù)方案仍然存在著一些急需解決的問題，主要體現(xiàn)在三個(gè)方面：（1）先進(jìn)的控制策略的運(yùn)用；（2）網(wǎng)絡(luò)通訊功能的增強(qiáng)；（3）人機(jī)界面的完善。因此，本文針對空氣預(yù)熱器轉(zhuǎn)子熱端徑向密封間隙，選擇先進(jìn)的高性能高溫電渦流傳感器，采用PC機(jī)、工業(yè)控制計(jì)算機(jī)

6、和PLC組成工業(yè)以太網(wǎng)，設(shè)計(jì)了一個(gè)基于三菱FX2N系列PLC的間隙控制系統(tǒng)，并應(yīng)用模糊控制理論對采集的信號進(jìn)行PID參數(shù)整定。實(shí)際運(yùn)行表明該系統(tǒng)能夠有效地降低預(yù)熱器的漏風(fēng)，為機(jī)組的安全滿負(fù)荷運(yùn)行提供了有力的保證。2漏風(fēng)問題分析回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器是冷熱介質(zhì)（空氣和煙氣）交替地流過受熱面而進(jìn)行熱交換的?；剞D(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器有兩種基本類型：受熱面回轉(zhuǎn)式（又稱容克式）和風(fēng)罩回轉(zhuǎn)式（又稱脫謬?yán)帐剑ｏL(fēng)罩回轉(zhuǎn)式1[9]空氣預(yù)熱器由于漏風(fēng)率相當(dāng)大，而且在實(shí)際運(yùn)行中又難以有效的消除，故應(yīng)用的較少。目前我國的大型發(fā)電機(jī)組（多為300MW、600MW）絕大多數(shù)使用的是容克式空氣預(yù)熱器，其結(jié)構(gòu)如圖

7、1所示。δ圖1空氣預(yù)熱器原理示意圖圖2轉(zhuǎn)子“蘑菇狀”變形圖Fig.1SchematicdiagramoftheprincipleofairpreheaterFig.2Mushroomdistortionchartoftherotor容克式空氣預(yù)熱器是轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)而風(fēng)罩固定的一種預(yù)熱器，其主要部件是一個(gè)體積較為龐大的（直徑10米以上）、作為熱交換元件的低速轉(zhuǎn)子（轉(zhuǎn)速≈1r/min）。高速煙氣自下而上流經(jīng)轉(zhuǎn)子的左側(cè)，加熱轉(zhuǎn)子中的蓄熱元件（轉(zhuǎn)子扇形隔倉），當(dāng)已加熱的蓄熱元件轉(zhuǎn)到右側(cè)（空氣側(cè)）時(shí)，空氣從上往下流經(jīng)蓄熱元件，將熱量帶走，從而達(dá)到預(yù)熱空氣