（广州环投技术设备有限公司 广州 510000）
摘要：锅炉减温水系统能够保护过热器，并对主蒸汽温度具有调节作用，是锅炉重要控制系统之一。本文针对垃圾焚烧锅炉减温水系统的特点，提出符合现场实际工况的减温水自动控制方案，在实际的运行过程中实现了减温水给水量自动控制，将过热蒸汽温度控制在要求范围之内的同时减少了减温水的消耗，保证了垃圾焚烧炉平稳、经济运行。
关键词：减温水；自动控制
1.引言
随着经济的发展，生产能力增强，人们的需求日益增加，产生的垃圾量也越来越多，“垃圾围城”问题逐渐成为了城市迫切需要解决的问题，垃圾焚烧发电厂应运而生。垃圾焚烧发电厂是近年来国内新兴的垃圾处理方式，利用垃圾发电供热，将原本人们丢弃的垃圾废物利用，变废为宝，实现了垃圾无害化处理，是目前解决垃圾围城问题的较为理想方式之一。
垃圾焚烧发电厂在起步较早的发达国家已经是非常成熟的技术，但是在国内来说，垃圾焚烧发电厂仍然处于起步阶段，垃圾焚烧发电厂的许多技术都是参照传统火电厂，但由于垃圾成分的复杂性，传统火电厂的工艺流程在垃圾焚烧发电厂中并不适用，需要根据垃圾焚烧的工况特性进行优化和调整。
设计减温水自动控制系统的目的是降低减温水的消耗，同时减少运行人员的操作量。
2典型锅炉减温水系统介绍
广州环投从化环保能源有限公司（以下简称“从化项目”）目前有两台日处理生活垃圾500t/d垃圾焚烧炉。从化项目锅炉减温水系统沿用传统火电厂的设计，从化项目锅炉采用蛇形过热器，过热管道采用二级-三级-一级的分布方式，锅炉减温水系统设计为两级喷水减温系统，一级减温水喷射在一级过热器和二级过热器之间，二级减温水喷射在二级过热器和三级过热器之间，一级减温水用于粗调，二级减温水用于细调。减温水系统的基本流程如下：
过热器一级喷水减温系统：
给水泵---减温水电动门---一级减温器调节阀---一级减温器流量测量原件--一级减温器
过热器二级喷水减温系统：
给水泵---减温水电动门---二级减温器调节阀---二级减温器流量测量原件—二级减温器。
从化项目锅炉减温水系统控制逻辑采用两级PID控制器串级控制调节，主PID控制器的输出值作为副PID控制器的设定值，由副PID控制器的输出值去控制电动调门开度，从而对主蒸汽温度具有更好的控制效果。
3.锅炉减温水控制系统设计
3.1从化项目减温水系统的特点和难点分析
从化项目锅炉减温水自动控制效果差，一、二级减温水调节阀不能及时跟踪温度的变化而动作，负荷波动大时，经常出现超温的情况，当减温水流量过大，主蒸汽温度大幅度降低，二级过热器入口温度和三级过热器入口温度保持250℃左右，使得减温水自动控制逻辑失去调节作用。为了保障主蒸汽的品质，运行人员大多数采取人工控制的方式，且保持一、二级减温水调节阀长期处于较大开度，这样不仅增加了运行人员的操作量，还增加了减温水用量。
由于国内垃圾分类工作尚处于一个较低水平，导致进入垃圾焚烧炉内焚烧的垃圾鱼龙混杂，不同成分的垃圾热值不同，这样导致垃圾焚烧炉负荷波动较大，垃圾焚烧炉燃烧多变化、大滞后的特点是锅炉减温水系统稳定控制的主要难点。
3.2从化项目锅炉减温水自动控制方案
通过对从化项目锅炉工况特性的分析，本文提出了针对从化项目垃圾焚烧炉减温水系统自动控制方案，在从化项目艾默生DCS软件平台上，对原有的控制逻辑进行优化修改，以实现从化项目锅炉减温水系统的自动调节。
为适应从化项目现场工况，对减温水系统逻辑做出如下修改：
(1)将一级减温水调节阀副PID控制器的pv（设定值）值由二级过热器入口温度修改为固定值250；将二级减温水调节阀副PID控制器的pv（设定值）值由三级过热器入口温度修改为固定值250；
(2)修改主副PID控制器作用效果：将一、二级减温水调节阀控制逻辑中主PID控制器由反作用变为正作用，副PID控制器由正作用变为反作用，修改后主副控制器仍为串级控制。
(3)实际的控制中，主蒸汽流量的修正作用会引起系统输出波动较大，故取消主蒸汽流量对主PID控制器输出值的修正作用。
3.3优化效果
参考图1和图2锅炉减温水系统主要参数趋势图可以看出，优化后的锅炉减温水系统的控制情况明显优于优化前，一、二级减温水调节阀能够及时跟踪温度的变化，明显降低了减温水的用量；在现场设备完好条件的正常情况下，优化后的锅炉减温水系统能够在有扰动时自动快速有效的调整，使离开二级过热器的蒸汽温度控制在360℃左右，离开三级过热器的蒸汽温度控制在400℃左右。自动控制可以实现锅炉减温水系统安全、稳定、优化运行。
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图1 修改前从化项目#1减温水系统趋势图
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图2 修改后从化项目#1减温水系统趋势图
4.结论
与优化前依靠运行人员根据现场工况进行的手动操作相比，优化后的锅炉减温水系统自动控制在减少运行人员操作难度、控制生产运行成本等方面具有明显的优势，从化项目的锅炉减温水自动控制系统在保证主蒸汽温度的前提下，实现了长周期的自动投运，该系统使得从化项目的自动化水平得到有效的提升，从环保及经济运行生产的意义上具有较大的推广价值，对同行业垃圾焚烧炉的锅炉减温水控制系统有一定的参考价值。
参考文献
[1]孟华.自动控制原理[M].北京：机械工业出版社，2011
[2]陈邵炳.热工过程自动控制原理[M].南京：东南大学出版社，2003
[3]集控室运行规程[z]广州环投从化环保能源有限公司
作者介绍
周智军，1982年8月出生，男，湖南耒阳人，2005年参加工作，本科学历，热能机械工程师，电气助理工程师，现任广州环投技术设备有限公司检修中心主任工程师。
杨进，1995年10月出生，男，湖南长沙人，2017年毕业于长沙理工大学测控技术与仪器专业，学士学位，热工助理工程师，现在广州环投技术设备有限公司从事技术工作。
沈秀川，1993年1月出生，男，广东潮州人，2015年毕业于仲恺农业工程学院自动化专业，学士学位，热工助理工程师现在广州环投技术设备有限公司从事技术工作。