热力发电厂中锅炉旋膜式除氧器控制方法遥遥说明

热力发电厂中锅炉旋膜式除氧器控制方法使用说明

为了防止热力设备的腐蚀并且保证锅炉设备的安全运行，研究了旋膜式除氧器温度控制的方法。旋膜式除氧器是将溶解在水中的氧、二氧化碳等气体从水中除去。

随着电力增长的需要，以及能源环保的需求，我国的热力发电厂建设非常迅速。但热力发电厂锅炉等设备腐蚀的问题也越来严重，其主要原因是旋膜式除氧器控制效果的不佳，给水中的溶解氧在进入锅炉前没有完全清除掉，每年因给水管道和其它设备的氧腐蚀造成严重的损失，氧腐蚀也是锅炉安全运行的一大隐患。为防止或缓解锅炉设备的氧腐蚀，使锅炉设备能安全地运行，最重要的是对锅炉给水进行除氧处理，利用旋膜式除氧器对锅炉给水进行处理，使氧的溶解度为零或降低氧的溶解度，从而除去氧气。由于现在生活的需求，使得工业控制要求在不断增加，造成实际被控过程也非常复杂，这在很大程度上给工厂的自动化和无人化造成了困难。因此，人们一直在探索一种更有效的方法。使用常规ＰＩＤ控制时，不能达到工业要求的控制效果，因此本文提出了一种新的思路，把常规的ＰＩＤ控制算法和模糊控制算法相结合，使控制器具有模糊控制和ＰＩＤ控制的优点，最后借助ＭＡＴＬＡＢ仿真软件的Ｓｉｍｕｌｉｎｋ环境对控制系统进行实验仿真，得出模糊控制更适用于现代工业的控制系统。

旋膜式除氧器系统研究

旋膜式除氧器主要用来除去给水中的氧和二氧化碳等气体。锅炉除氧的目的就是使水中氧的溶解度为零。因此我们很有必要研究氧在水中的特性与哪些因素有关以及要除去氧气的根本途径。

水中气体的溶解特性

空气中的氧含量较多，水与空气接触后，其含氧量很容易达到饱和或接近饱和。水中的氧气含量与温度和压力有很大关系。

为使除氧达标，旋膜式除氧器必须具有两个条件

给水的温度必须达到旋膜式除氧器压力要求时的饱和温度；

必须及时排除水中分离逸出的气体。通过气体溶解定律可以指出，任何气体在水中的溶解度与该气体在水界面上的分压力成正比，即分压力越大，水中溶解的该气体越多。而分压力就是指在液面上的空间中只有某种气体单独存在而无其它气体时的压力。当分压力为零时，水中没有溶解该气体。

随着温度上升或者压力的增大，汽水界面上水蒸气的分压力也随之增大，由平衡定律知，汽水界面上其它气体的分压力就会相应减小。当水的温度达到沸点时，汽水界面上只有水蒸气而再无其他气体。这就为设计旋膜式除氧器控制系统提供了很有价值的理论。

旋膜式除氧器温度控制系统设计方案

研究表明，旋膜式除氧器内温度必须保持在１０４±３℃，由除氧系统的复杂性可知，常规的ＰＩＤ控制很难达到除氧的效果，导致锅炉不能长期安全运行，同时造成很大的浪费，尽管ＰＩＤ控制不能达到要求，但ＰＩＤ控制也有许多控制的优势，可以和某种控制结合使用，设计成一种更精确的控制器。一种新的控制，即模糊控制自问世以来，就得到人们的不断探讨和充分利用，迄今为止已运用到很多工业领域中，也解决了很多工业中难处理的问题。

旋膜式除氧器温度控制系统采用闭环控制，其方框图如图１所示。其中ｘ（ｔ）为锅炉给水温度设定值，ｙ（ｔ）为锅炉给水温度实际值。

图１ 旋膜式除氧器温度控制系统框图

图１表示的是当系统开始运行时，检测旋膜式除氧器内给水的温度，把测得的温度经过检测变送器变为标准电压或电流信号，经过Ａ／Ｄ转换与给水温度设定值比较，得出的偏差信号作为调节器的输入，再经过Ｄ／Ａ转换处理，将调节器输出控制信号作用于执行器，对锅炉给水温度进行控制。参数的补偿。本系统设计旋膜式除氧器温度控制系统，只要保证旋膜式除氧器内的温度保持在１０４±３℃，就可使旋膜式除氧器给水中氧的溶解度为零，达到除氧的效果。

旋膜式除氧器系统是一个大滞后控制系统，被控量不能及时反映系统受到的干扰，由模糊控制的优点可知，当模糊控制应用于非线性系统时，具有较强的控制品质。研究锅炉旋膜式除氧器控制方法，控制器使用的是模糊ＰＩＤ控制器，作用于系统，观察输出曲线，可以看出其控制能达到控制要求，但我们还可以利用一些新的控制方法与模糊控制和ＰＩＤ控制结合，使得控制系统的结构和操作简单，而控制结果准确。

因此，我们可以提出一种新的设计思路。本文只完成了实验室下旋膜式除氧器温度控制系统的软件仿真结果，下一步应该运用到实际的热力发电厂中，进一步将理论知识与实践相结合，得出理论与实际有何方面差距及ＭＡＴＬＡＢ仿真结果与锅炉实际的运行情况。