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控制和清洁分辨率提高工厂效率

一项全面的控制解决方案帮助波多黎各的一家蒸汽厂通过降低烟囱温度,每年节省近200万美元的效率。

对于安装在现场的冗余矢量驱动柜,使用远程I/O系统将传感器数据从现场传输到控制室。
对于安装在现场的冗余矢量驱动柜,使用远程I/O系统将传感器数据从现场传输到控制室。

在萨利纳斯的一家蒸汽厂,波多黎各电力局(PREPA)正在寻找一种方法来恢复每年价值超过200万美元的0.5%的效率损失。他们通过一个全面的传感器解决方案找到了它,这是一个困难的控制挑战。

Aguirre蒸汽厂1号机组是一个燃油、切向燃烧工程机组,额定功率为450兆瓦。燃烧器有四个高度,每个角落有一个燃烧器,总共有16个燃烧器。该机组有两个三层平分线伦斯特罗姆旋转空气加热器,每个空气加热器没有单独堆叠的颗粒收集装置。他们燃烧的是含硫量为0.5%的Bunker C油。

为了尽量减少酸沉积对空气加热器和由此产生的堵塞的影响,工厂通常在305°F的气体出口温度下运行,通过蒸汽盘管预热进入空气加热器的空气来保持。这导致了PREPA想要解决的效率损失。他们感兴趣的是一种解决方案,可以让他们尽量减少空气加热器堵塞,保持加热器清洁,并尽量减少空气预热。

空气加热器不能关闭

帮助公用事业公司管理排放的Breen Energy提出了一种PREPA解决方案,其中包括一个使用AbSensor测量可冷凝水平的系统,一个预测空气加热器冷凝深度的热力学模型(TherMAP),一个保持可清洁冷端深度的控制系统,以及一个可以保持空气加热器清洁的动态速度控制(DySC)吹灰系统。

然而,布林面临着几个工程上的挑战。空气加热器是电厂的关键部件,不能在任何时候以任何原因关闭。空气加热器具有巨大的质量,因此在较低的速度下需要高扭矩。一旦它开始运转,它就像一个飞轮,所以减速需要更高的制动能力。需要设计一个提供高度可靠性和可用性的控制系统,这意味着冗余。

Adaptive Resources开始设计一种高可靠性的解决方案,其中第一部分是使用无传感器矢量驱动器代替传统的变频驱动器(VFD)。矢量驱动器被设计为即使在低频下也能提供最大扭矩,并使用反电动势测量速度,将速度调节到0.1%。我们还设计了一个电气系统,允许备用驱动器在故障发生时以与主驱动器相同的速度启动。其他功能包括冗余传感器、控制网、以太网和PLC系统。

降低堆温

该系统在降低堆温,同时防止空气加热器结垢以及随后的机组降速或停机清洗方面取得了优异的效果。蒸汽盘管基本上已经关闭,除非核电站决定使用高硫燃料或周围空气温度显著下降,否则预计将不再需要正常运行。平均烟囱温度下降了15华氏度。

确保空气加热器在DySC吹灰过程中保持所有速度运行的高可靠性系统是该项目成功的关键。设计的系统包括传感器、驱动器、通信和控制逻辑处理器等各个层面的冗余。

降低的烟囱气体温度代表了不到0.5%的效率提高。以每桶80美元以上的价格计算,这意味着每年可节省150万至200万美元。

Chetan Chothani是Adaptive Resources (www.adaptiveresources)的总裁,Eliseo Rodriguez是运营副总裁,也是控制系统集成商协会(CSIA, www.controlsys.org)的成员。

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