迁钢JG-130/5.3-Q型锅炉主蒸汽温度控制系统改造设计与实现

摘要

首钢迁钢公司自备电站G-130/5.3-Q型锅炉利用迁钢高炉生产过程中衍生的高炉煤气为原料，通过燃烧产生高温高压蒸汽，原配套带动汽轮发电机组发电。但在增加为迁钢RH炉炼钢生产提供蒸汽任务后，发现锅炉蒸汽温度出现波动范围大，影响发电和RH炉用汽品质问题。研究影响锅炉温度波动的因素，采取合适的改造方法，减小锅炉蒸汽温度波动范围，提高蒸汽品质，是企业生产迫切需求，对于正常发电、正常炼钢都有着十分重要的意义。
　　锅炉蒸汽温度受锅炉燃烧状况、锅炉负荷变化、锅炉减温调节等多方面影响，具有变化速度快、易受干扰、品质要求较严格等特点。针对锅炉蒸汽温度波动范围大问题，利用六西格玛方法，将各种可能影响因素加以分析。分析结果显示锅炉温度控制系统影响较大。经进一步分解锅炉蒸汽温度及其相关工艺参数数据曲线，找出RH炉用汽量突变引起锅炉温度控制波动变大。核查原锅炉温度控制软件设计为单PID控制结构，这种结构抗干扰能力差，当出现较大干扰信号时，控制系统输出不稳定。用六西格玛分析方法找出影响锅炉温度波动大的重要因素，进而发现RH炉用汽量突变引起锅炉蒸汽温度波动。根据PID调节抗干扰理论，改造原锅炉温度控制系统设计，加入前馈控制，并采用串级PID结构，以提高锅炉温度控制系统抗干扰能力，优化控制水平。
　　改造后锅炉温度控制系统性能有了较明显提高。锅炉主蒸汽温度偏离设定值的波动范围由改造前±20℃，缩减到±5℃。改造后控制系统所加前馈控制起到明显作用:当RH炉用汽量出现较大突变（8t/h至32t/h之间不断突变）时，锅炉蒸汽温度能够稳定在控制预先设定值的±5℃范围内。改造锅炉主蒸汽温度控制系统的设计目标得以实现。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 课题的研究背景与意义

1．1．1 蒸汽温度对于汽轮发电机组的重要性

1．1．2 蒸汽温度对于RH炉真空炼钢的重要性

1．2 锅炉温度控制的国内外研究现状

1．3 六西格玛及其应用分析

1．4 本文研究的主要内容

第2章 蒸汽锅炉结构及工作机理

2．1 锅炉概述

2．1．1 燃气锅炉结构特点

2．1．2 迁钢JG-130／5．3-Q型锅炉结构与组成

2．2 锅炉工作过程与工作原理

2．2．1 汽温调节

2．2．2 迁钢JG-130／5．3-Q型锅炉工作状况

2．3 迁钢JG-130／5．3-Q型锅炉锅炉控制系统

2．3．1 迁钢JG-130／5．3-Q型锅炉控制方法

2．3．2 硬件系统

2．3．3 软件设计

2．4 原系统存在问题分析

2．5 本章小结

第3章 锅炉主蒸汽温度控制存在问题分析

3．1 六西格玛数据分析法

3．2 基于六西格玛方法的锅炉主蒸汽温度受扰波动分析

3．3 锅炉主蒸汽温度波动问题解决策略

3．3．1 设备方面改进策略

3．3．2 工艺改进策略

3．3．3 控制方法改进策略

3．4 本章小结

第4章 系统改造设计与实现

4．1 锅炉蒸汽温度控制数学模型

4．2 锅炉蒸汽温度控制改造设计

4．2．1 控制系统开发工具——COMPOSER

4．2．2 控制系统硬件要求

4．2．3 控制系统软件要求

4．2．4 Composer的软件环境

4．3 改造控制系统实现

4．3．1 控制器组态

4．3．2 串级PID控制器实现

4．3 本章小结

第五章 系统运行及改造效果分析

5．1 改造系统的投运

5．2 改造效果分析

5．3 本章小结

第六章 结论与展望

参考文献

致谢