MEH（小汽輪機(jī)電液控制）改造設(shè)計(jì)

楊傳龍 郭紅玲

（1.日照鋼鐵有限公司，山東 日照 276806；2.日照市工業(yè)學(xué)校，山東 日照 276800）

MEH是指在鍋爐給水泵中采用汽動(dòng)給水泵的自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)，由于用小汽輪機(jī)作為原動(dòng)機(jī)去拖動(dòng)給水泵，實(shí)現(xiàn)電廠的節(jié)能降耗，許多電廠正在進(jìn)行MEH改造。但目前所在熱電廠的小機(jī)只能現(xiàn)場(chǎng)手動(dòng)、半自動(dòng)控制，因此要設(shè)計(jì)一改造方案來(lái)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程自動(dòng)控制功能：1）遠(yuǎn)程手動(dòng)控制；2）遠(yuǎn)程自動(dòng)控制；3）遠(yuǎn)方自動(dòng)/手動(dòng)打閘；4）超速遮斷保護(hù)（ETS）。

1 建模

T0=R2C：過(guò)程時(shí)間常數(shù)，R2=K0：過(guò)程放大系數(shù)，τ0為過(guò)程的純時(shí)滯。階躍響應(yīng)和模擬圖，如圖1。

圖1

電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速與Q1的大小成正相關(guān)，因此轉(zhuǎn)速的調(diào)整與液位的變化也為帶有時(shí)滯的正相關(guān)。

2 串行策略

由數(shù)學(xué)模型建立相應(yīng)的串行控制策略，如下圖2。

圖2

控制效果分析：由于采用了副回路，改善了被控過(guò)程的動(dòng)態(tài)特性，副回路調(diào)節(jié)不必追求太高的超調(diào)量，所以采用了PI調(diào)節(jié)，副回路采用較大比例系數(shù)時(shí)，工作頻率高，對(duì)進(jìn)入副回路的干擾有很強(qiáng)的克服能力，對(duì)負(fù)荷或操作條件的強(qiáng)烈變化有較強(qiáng)的適應(yīng)能力。

3 PID整定

PID整定多采用工程衰減曲線法（4：1），分兩步整定：

1>在工況穩(wěn)定運(yùn)行條件下，主副調(diào)節(jié)器具置于純比例作用，主調(diào)比例度δ1置于100%，用4：1衰減曲線法整定副調(diào)節(jié)器參數(shù)得：δ2S=32%，T2S=15S

2>將副調(diào)節(jié)P置于32%，T置于15S，用相同的整定方法，將主調(diào)節(jié)器比例由大到小逐漸調(diào)節(jié)，求得：δ1S=50%，T1S=7min

3>根據(jù)上述參數(shù)，運(yùn)用4：1衰減曲線法查表得：

主調(diào)節(jié)器 （n）:P:δ1=0.8δ1S=40%,I:T1=0.3 T1S=2.1min，D:TD=0.1 T1S=0.7min

副調(diào)節(jié)器（Q）：P：δ2=1.2δ2S=38.4%，I：T2=0.5T2S=7.5s

4 電氣自動(dòng)化遠(yuǎn)程實(shí)現(xiàn)

測(cè)控量與傳感器變送器的選擇：被測(cè)量有轉(zhuǎn)速、流量、液位、溫度、壓力補(bǔ)償?shù)?，主控制為閥門(mén)開(kāi)度。

本廠選用常用磁電轉(zhuǎn)速傳感器（轉(zhuǎn)速信號(hào)變送為4～20mA）和LWGQ型渦輪流量傳感器，開(kāi)環(huán)手動(dòng)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)節(jié)器，步進(jìn)電動(dòng)機(jī)控制閥門(mén)開(kāi)度調(diào)節(jié)汽動(dòng)給水泵，新華DCS控制系統(tǒng)有DPU冗余和模入端子冗余，工程師站有XDPS軟件（可形象設(shè)計(jì)圖案控制組態(tài)）。

因此可采用原有現(xiàn)場(chǎng)電氣接線與DCS控制系統(tǒng)互聯(lián)，完成改造設(shè)計(jì)。

現(xiàn)場(chǎng)控制接線圖3：

圖3

電氣接線圖

＜1>調(diào)速器部分

圖4

＜2>危急遮斷

圖5

圖6 DCS閉環(huán)控制程序

開(kāi)環(huán)/閉環(huán)控制程序（如圖6）

經(jīng)過(guò)改造后的MEH基本實(shí)現(xiàn)了程控/就地控制。遠(yuǎn)程手動(dòng)良好，但由于PID整定后，及工況遷移等原因，使用一段時(shí)間后，存在自控偏差較大現(xiàn)象。常見(jiàn)故障如閥門(mén)振動(dòng)大，過(guò)靈敏，或關(guān)閉不嚴(yán)之狀，所以需必要的參數(shù)重整定；還有人為操作順序不合理造成的連鎖保護(hù)，需要將投入、保護(hù)信號(hào)復(fù)位后，方可繼續(xù)使用。

［1］吳勤勤.控制儀表及裝置[M].化學(xué)工業(yè)出版社,2002.

［2］侯志林.過(guò)程控制與自動(dòng)化儀表[M].兵器工業(yè)出版社,1989.

［3］[日]吉野新治.電廠技術(shù)[M].中國(guó)計(jì)量出版社,1993.

［4］王慶有.光電技術(shù)[M].電子工業(yè)出版社,2005.