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需求负荷管理

锅炉厂运行的一个主要目标就是保证工作蒸汽压(或热水系统的温度)能够满足工厂的任何负荷需求。同时,必须在成本效益尽可能高的基础上达到这一要求。

在多锅炉工厂中,可以通过采用需求负荷管理来实现,这种方法的目的是用优化方法对蒸汽需求进行分配,并调整锅炉厂的输出以满足工作要求。这样就可以保证锅炉只有在需要的时候才会点火,从而降低了运行成本。此外,需求负荷管理还允许给每台锅炉分配相同的运行时间。

 

欧陆公司的需求负荷管理应用模块具有一套综合功能,其中包括:

操作人员负荷分配

需求分配管理使每台锅炉可以在基本负荷或模拟控制服务状态下工作,以寻求在锅炉之间的最佳负荷分配方案,从而实现最低的总体成本。

 

基本负荷工作全部由操作人员负责操纵。在该模式下,总需求按操作人员审定的基本负荷值,在基本负荷锅炉之间按比例分配。另一方面,模拟控制工作模式可以自动进行负荷分配,无需操作人员干预。总负荷需求减去由基本负荷锅炉满足的部分,其余则根据各模拟控制锅炉的容量,按比例进行分配。该控制模块的灵活性在于,可以将一种锅炉模式组合动态地应用于锅炉厂。

需求分配

在锅炉厂,最有效的负荷分配不是建立在简单的操作决定、而是建立在考虑下列实时计算的基础上

 

  • 操作安全幅度

  • 负荷波动

  • 所要求的停机特性

  • 锅炉容量

 

进一步的重要决策包括需求分配方法,可以根据工厂需求进行并列式或串列式分配。

欧陆公司的控制模块可兼顾两种型式。

 

在平行型式中,现有锅炉以相等的燃烧率同时分担总需求,以满足总负荷量。

在负荷增加的情况下,所有模拟控制的锅炉的燃烧率会同等增加,直到需要增加其他锅炉来满足负荷为止。此时,已启动的锅炉的燃烧率会下降,以补偿新启动的锅炉的燃烧率。图 1 解释了负荷增加的过程。

 

并列式控制通常用于蒸汽锅炉。该方案在工艺负荷相对稳定的情况下控制效果最好。在系统控制锅炉厂将普通蒸汽母管压力调节至设定点的情况下,控制器会对负荷条件的变化产生更平滑的响应。

 

需求负荷管理控制图 1
图 1 并列式需求分配
   

串列式需求分配通常会在某个时间对一台锅炉进行调节来满足需求,而且在和欧陆工艺自动化需求方案控制模块配套同时使用时可以发挥最大效能。在负荷增加的情况下,模拟控制的锅炉的燃烧率会增加,直到需要增加其他锅炉来满足负荷为止。此时,一台新锅炉会启动,并成为模拟控制锅炉。其他已启动的锅炉将恢复各自的最佳燃烧率。图 2 解释了负荷增加的过程。

 

串列式调节通常用在热水系统或蒸汽负荷波动的情况下。

这种模式允许单个锅炉在锅炉压力调节至所需设定点时,对工厂条件进行快速响应。

 

需求负荷管理控制图 2
图 2 串列式需求分配
 

始终被选择运行的锅炉被称为“超前”锅炉。其他锅炉则被称为“滞后”锅炉,但这些锅炉还是有运行次序的高低之分,如效率最高锅炉总是第一个启动,而效率最低的锅炉则总是第一个停机。

封炉

该功能将现有锅炉保持在热待机模式,直到需要点火时再启动。这种功能是通过对不使用的锅炉进行间歇点火而实现的,这样可以通过采用上限或下限值来保持所需要的压力,或采用锅炉回水再循环来保持水温。封炉的主要优点是可以进行热启动,从而提高了工厂对突发负荷变化的响应速度。

8 天计时器

通过采用 8 天计时器可以对人机界面进行进一步改进,如表 1 所示。根据每天的封炉上下限压力值对封炉数据进行列表处理,并可以在需要时加入用户可自定义的“当天”计划。最多可预设 4 个可选模式时段设置,并存储在监控电脑内。

 

需求负荷管理表 1
表 1 封炉 8 天计时器
多序列程序选择

为满足工厂对降低能耗的需求,锅炉可通过多序列程序选择进行自动分配。锅炉的工作可根据可配置的每日时段或事件序列进行安排。这种特性的好处是

 

  • 灵活性

  • 降低运营成本

  • 控制功能强大

  • 可扩展

  

需求负荷管理是一项优化功能,可以对燃烧控制系统起到补充作用,但不能完全代替。