鍋爐機電一體化節能控制系統

時間：2022-10-08 13:23:10 機電一體化畢業論文我要投稿

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鍋爐機電一體化節能控制系統

　　摘要：該文主要以鍋爐房鍋爐電控系統改造為背景，介紹了鍋爐自動節能控制系統 DCS 技術的應用，闡述了鍋爐控制系統的設計方案，鍋爐檢測站點的設置，以及控制系統的優越性。

鍋爐機電一體化節能控制系統

　　關鍵詞：鍋爐變頻自動控制

　　采用工業鍋爐變頻節能電控系統技術對設備進行改造，實現了鍋爐給水、爐排、風機等運轉的自動控制。

　　1 控制系統的總體方案

　　(1)系統控制分為三部分: 鍋爐運行、保護控制和公共設備控制(包括: 出渣機、補水泵控制、軟水控制) 。

　　(2)鍋爐控制系統能實現自動控制和手動操作兩種控制方式。自動與手動控制為獨立雙線制，可互相切換。鍋爐的自動控制按照預先編制的控制程序進行控制，并可在鍋爐房集中控制室通過鼠標、鍵盤進行控制。手動控制由設在開關柜和集中控制室操作臺上的按鈕進行操作。

　　(3)系統自動控制部分采用集中控制方式，鍋爐鼓風、引風、水泵、爐排采用智能控制，各自相互獨立，運行協調。

　　2 控制系統的具體技術要求

　　2.1 給水系統

　　(1)鍋爐的給水為一臺水泵對應一臺鍋爐的供水方式，水位根據設定要求自動調節，實現恒液位供水。

　　(2)鍋爐水位實時監測、監控。

　　2.2 鍋爐爐排給煤

　　爐排根據壓力、流量、爐膛溫度的變化以及風煤比的設定，實現給煤量和鼓風量的自動控制。

　　2.3 鼓、引風系統

　　(1)安裝微壓差變送器檢測爐膛負壓，并以此控制引風量，保證爐膛負壓相對穩定。

　　(2)鼓、引風系統與給水實現聯鎖控制。

　　2.4 排渣控制

　　排渣控制與鍋爐運行狀態連鎖，可實現自動(手動) 開停。

　　2.5 鍋爐安全聯鎖保護

　　鍋爐安全聯鎖保護主要考慮三個因素:

　　(1)汽包水位的安全保護: 鍋爐汽包水位過低，應停鼓風機、引風機、爐排，并聲、光報警。鍋爐汽包水位過高發出聲、光報警。

　　(2)超壓: 應停鼓風機、引風機、給煤機，并聲、光報警。

　　(3)鼓風機、引風機、爐排電動機的聯鎖保護: 鼓風機、引風機、爐排電動機出現任何電氣故障，均應聯鎖停止工作。

　　3 單臺鍋爐參數檢測點設置

　　(1)壓力: 共設計 3 個壓力檢測點，分別是:①壓力; ②爐膛負壓; ③給水壓力。

　　(2)液位: 汽包水位連續測量 (電極信號和電感信號兩種參數) 。

　　(3)電流: 顯示共 3 點: ①引風機電流; ②鼓風機電流; ③水泵電流。

　　(4)溫度: ①爐膛溫度; ②排煙溫度; ③省煤器出口水溫; ④省煤器出口煙溫。

　　(5)流量: 對每臺鍋爐的流量檢測。

　　4 公共部分參數檢測點設置

　　(1)軟水池液位檢測、爐膛負壓、壓力、給水壓力、汽包液位(兩種顯示) 、爐排轉速、流量、爐膛溫度、排煙溫度、鼓風機電流、引風機電流、水泵電流等信號在儀表盤上可以直觀地顯示出來。

　　(2)爐膛負壓、壓力、給水壓力、汽包液位、蒸汽流量、爐膛溫度、排煙溫度、省煤器出口水溫、省煤器出口煙溫、引風頻率、鼓風頻率、爐排轉速、水泵頻率、軟水池液位，也在計算機顯示屏顯示出測量數據。

　　5 具體控制方案

　　5.1 鍋爐機電一體化燃燒控制系統

　　鍋爐機電一體化燃燒控制系統首先需要進行引風，調節其風量以及爐排對煤的需求量，一般都是借助調節變頻技術、自動調節儀表和PID的運算公式來進行，以使鍋爐的氣壓值保持在標準的值區間也就是 -20 ～ -40Pa 之間。此外，可還需要借助壓力的作用，調節鍋爐的燃燒系統，盡可能的降低鼓風量，進而實現刁姐鍋爐燃燒狀態的目標。但是因為控制系統的制作基于自動化理念，因此鍋爐燃燒和煤量的控制都是借助壓力和鍋爐膛的負壓值來調控的，這并不需人的干預，工人唯一需要做的事情就是查看煤的質量，并作出判斷制定爐排轉動的速度以及爐膛的壓力值，這樣鍋爐就會自動的進入鍋爐燃燒的最好的狀態，已達到鍋爐燃燒控制系統創建的目的。鍋爐燃燒控制系統見(圖1)

　　圖1 鍋爐燃燒控制系統框圖

　　5.2汽包水位控制

　　采用最新PID模糊控制理論,并借助自動基于恒頻控制系統技術開發新產品它接受鍋爐電平信號，并將該信號被轉換為一個標準的PID運算和延遲補償器，產生一個新的信號，以控制泵的運轉頻率，實時調節泵的轉速。當鼓電平低于一定的水平時，PID調節器將自動調節迅速增長的水泵，相反當級別高于一定水平的高度時，PID控制器將自動降低速度泵，以減少水量，達到水的恒定水平。

　　當變頻器發生故障時，系統使用兩個頻率控制模式，這樣可以立即切換到原來的操作模式頻率，以保證鍋爐的正常運行。

　　5.3水池液位控制

　　檢測池水的具體水位，制定集水池的水位低于水的最低水平，或者高于最高水平時，發出警報，并保持軟水池水位在一定的標準范圍內。

　　6 上位控制系統

　　(1)鍋爐機電一體化上位控制系統具有良好的人機接口，包括總體狀況的顯示，分組的顯示，參數的顯示，電動屏幕，屏幕故障報警，報告顯示，參數設定畫面。

　　(2)收集并實時監測的實際參數鍋爐運行的系統，該系統將出現的相關頁面上。

　　(3)按照預定的程序監控數據，并在設定好的系統的基礎上，調節鍋爐設備的操作。

　　(4)鍋爐機電一體化上位控制系統提供了相應的處理算法，基于測得的運行參數，可以自動生成和打印報告。

　　(5)使用TCP / IP協議的遠程監控計算機通信，集成訪問控制端口的信息平臺，可以與控制室聯網，鍋爐房操作將被實時傳送到控制中心。

　　(6)設置權限系統注冊表，實施嚴格區分操作員的職責。尤其是運用固定的口令區分系統的操作人員和工程師。

　　接線員：只能用剛剛設置好的屏幕，功能和外觀，無權更改設置并退出，這樣可以并最大限度地降低系統的權利。

　　工程師：可以對被配置，參數設置，退出系統設置。由于RTC的工程師們改變了一些控制結構，更改會立即生效，并且可以存儲在控制器聯機。