一种应用于水泥线余热发电一键启动的汽包水位控制系统的制作方法

本发明属于工业余热利用，更具体地，涉及一种应用于水泥线余热发电一键启动的汽包水位控制方法。

背景技术：

1、水泥线余热发电是一种利用水泥生产过程中产生的高温废热进行发电的技术。在这个过程中，余热锅炉的汽包作为一个重要的设备，其水位的控制对于电站的正常运行至关重要。汽包的水位过高或过低都可能影响到电站的正常运行，甚至可能导致安全事故的发生。因此，如何有效地控制汽包的水位，是保证电站正常运行的关键。

2、余热锅炉通常设置有锅炉给水泵，锅炉给水电动阀，锅炉给水调节阀，锅炉对空排汽阀，汽包水位测点等，这些设备全部接入dcs控制系统进行监控。现有的汽包水位控制方法往往不能很好地满足余热电站在启动过程中的需求。启动过程中需要手动调整，操作频繁，效率低下。

3、水泥线余热发电一键启动，是指通过预设的程序，将电站的启动过程分为多个阶段或分组，每个阶段或分组包含一系列的设备或操作。在启动过程中，系统会自动按照预设的顺序和条件，依次启动每个阶段或分组的设备或操作，从而实现整个电站的顺利启动。这种方式的优点是可以根据电站的实际情况和需要，灵活地调整启动的顺序和条件，避免了因单个设备或操作的问题而影响整个电站的启动。同时，也可以通过优化启动的顺序和条件，提高电站的启动效率和安全性。

4、因此，开发一种能够在余热电站的一键启动过程中，有效地控制余热锅炉汽包水位的方法，是当前技术领域中的一个重要课题。

技术实现思路

1、本发明是针对现有技术中在余热电站一键启动过程中控制余热锅炉汽包水位的方法存在的不足，提出了一种应用于水泥线余热发电一键启动的余热锅炉汽包水位控制系统，该系统主要解决了在余热电站一键启动过程中控制汽包水位的问题，提高了启动效率，并保障了电站运行的安全性。

2、为了解决现有技术问题，本发明采用技术方案为：

3、一种应用于水泥线余热发电一键启动的汽包水位控制系统，所述汽包水位控制系统是将一键启动顺控模块与汽包水位配合实现对水泥线余热发电控制；所述汽包水位控制系统包括锅炉上水程序模块、暖炉程序模块、暖机程序模块、汽包水位的单冲量控制回路和汽包水位的三冲量回路；

4、汽包水位低于预设水位，所述锅炉上水程序模块将自动顺序开启余热锅炉对空排汽阀，开启余热锅炉给水电动阀，并将余热锅炉给水调节阀的开度设定为全开，启动锅炉给水泵；当汽包水位达到预设水位时，关闭余热锅炉对空排汽阀，关闭余热锅炉给水电动阀，并将余热锅炉给水调节阀的开度设定为全关，停止锅炉给水泵；

5、所述一键启动程序模块开启烟风阀门引入烟气，全开余热锅炉对空排汽阀；当汽包水位开始下降时，所述暖炉程序模块启动锅炉给水泵，并将余热锅炉给水调节阀的开度设定为半开，全开余热锅炉给水电动阀，所述汽包水位单冲量控制回路工作；

6、所述一键启动模块启动预定的暖机冲转程序，当满足暖机条件后，所述暖机程序模块开启汽轮机的主汽门、调门；并监控汽轮机的转速是否达到预设转速，当监控汽轮机的转速满足要求时，所述汽包水位的三冲量控制回路投入工作。

7、进一步地，所述汽包水位控制系统采用sfc语言编程，以图形化编程的方式实现程序的执行顺序和条件。

8、有益效果

9、在本发明中根据余热电站一键启动过程中的不同阶段，在与汽包水位相关的锅炉上水，暖炉，暖机三个阶段，通过在dcs控制系统中编写程序切换不同的汽包水位控制策略。本发明通过锅炉上水模块、暖炉模块、暖机模块、汽包给水调节阀的阀位控制，汽包给水调节阀的单冲量控制回路和汽包水位的三冲量回路之间的切换实现；本发明解决了余热电站一键启动过程中的不同阶段各阶段的特性和需求，以确保在各阶段都能有效地控制汽包的水位。

10、本发明主要解决了在余热电站一键启动过程中控制汽包水位的问题，提高了启动效率，并保障了电站运行的安全性。本发明根据余热电站一键启动过程中的不同阶段，如锅炉上水，暖炉，暖机，采取不同的汽包水位控制策略。

11、例如，对于锅炉上水阶段，使用预制的程序自动完成操作，替代了手动操作。对于暖炉阶段，通过一键启动程序将汽包水位的控制方式切换为单冲量调节回路。对于暖机阶段，一键启动程序将汽包水位的控制方式切换为三冲量调节回路。本方法使用顺序功能图(sequent ia l funct ion chart，简称sfc)语言进行编程和实现，设计了一套全自动的启动流程，提高了操作的效率和准确性，同时降低了因人为错误可能导致的风险。

12、具体而言，对于锅炉上水阶段，这是余热电站一键启动的准备工作的一个阶段，它的独立性较强，通常使用手动操作控制。然而，在本发明中使用预制的程序来自动完成锅炉上水阶段的操作，替代了手动操作，从而大大提高了操作的效率，并减少了人为错误的可能性。

13、为了避免因温度迅速上升导致锅炉结构部件损坏，暖炉这一步骤在水泥线余热锅炉启动前显得尤为重要。它通过逐步提升锅炉内部的温度，使得锅炉的各部件有足够的时间适应温度的上升，进而避免产生大的热应力，防止锅炉部件的损坏。暖炉步骤一般与水泥线的起窑过程同步进行，逐渐引入水泥线烟气。由于这一阶段的升温速度较缓，蒸发量也相对较小，本发明编写的dcs控制系统的一键启动程序将汽包水位的控制方式切换为单冲量调节回路。单冲量调节回路只根据当前的汽包水位信息进行控制，通过控制阀门开度调节进水量以使得水位达到设定的目标值。附图4为汽包水位单冲量调节回路逻辑图。

14、暖机阶段是水泥线余热电站启动流程中的重要环节，此时，锅炉已经进入正常运行状态，开始向汽轮机引入蒸汽，同时逐步提升汽轮机的转速。这一阶段的目标是将汽轮机的转速逐步提升至3000转。由于这一阶段汽轮机的转速和锅炉的蒸汽产量逐渐增加，对汽包水位的控制要求更高。

15、因此，在暖机阶段，dcs控制系统的一键启动程序将汽包水位的控制方式切换为三冲量调节回路。三冲量调节回路是一种更为复杂的调节方式，它可以根据锅炉的汽包水位，给水流量，蒸汽产量等多个因素调节汽包的水位，从而更精确地控制汽包水位，确保在汽轮机转速提升的过程中，汽包的水位始终保持在合适的范围内，保障电站的安全稳定运行，三冲量汽包水位调节回路的逻辑图见图5。

技术特征：

1.一种应用于水泥线余热发电一键启动的汽包水位控制系统，其特征在于：所述汽包水位控制系统是将一键启动模块与汽包水位配合实现对水泥线余热发电控制；所述汽包水位控制系统包括锅炉上水程序模块、暖炉程序模块、暖机程序模块、汽包水位的单冲量控制回路和汽包水位的三冲量回路；

2.根据权利要求1所述的一种应用于水泥线余热发电一键启动的汽包水位控制系统，其特征在于：所述汽包水位控制系统采用sfc语言编程，以图形化编程的方式实现程序的执行顺序和条件。

技术总结本发明公开了一种应用于水泥线余热发电一键启动的汽包水位控制系统，其特征在于：所述汽包水位控制系统是将一键启动模块与汽包水位配合实现对水泥线余热发电控制；所述汽包水位控制系统包括锅炉上水模块、暖炉模块、暖机模块、汽包水位的单冲量控制回路和汽包水位的三冲量回路；本发明解决通过模块之间切换满足余热电站一键启动过程中的不同阶段各阶段的特性和需求，以确保在各阶段都能有效地控制汽包的水位，保障了电站运行的安全性。技术研发人员：杨新鑫,董伟强,田雷,李翔,武猛,周庆忠,冯向,杨晶婧,王海路,王皓田,李亚欧,王广顺,胡晨平,李娜受保护的技术使用者：中材节能股份有限公司技术研发日：技术公布日：2024/1/15