供热站锅炉电气系统设计.doc

目 录 引言 1 1 绪论 2 1.1 课题研究目的及意义 2 1.2燃油锅炉的简述 2 1.2.1 燃油锅炉系统工艺 2 1.2.2 燃油锅炉基本组成部分 3 1.2.3 锅炉的工作过程 3 1.3 锅炉自动控制的发展 4 1.4 本文的主要研究内容 5 2 系统方案的论证、选择及设计思路 6 2.1 方案论证 6 2.1.1方案1 6 2.1.2方案2 6 2.1.3方案3 7 2.2方案选择 7 2.3程序的设计思路 7 3 可编程控制器 9 3.1 可编程控制器的分类 9 3.2 可编程序控制器的组成及各部分的作用 9 3.3 PLC的工作过程及特点 11 3.4 FX2N-4AD模拟转换器 12 4 设计燃油锅炉电气控制系统 14 4.1 锅炉的电气控制系统的介绍 14 4.1.1锅炉自动控制的任务 14 4.1.2程序控制 14 4.1.3锅炉保护装置 15 4.2 锅炉主要电气设备的计算及选择 15 4.2.1 电动机的选择 17 4.2.2 热继电器的选择 17 4.2.3接触器的选择 18 4.2.4 断路器 18 4.2.5 电缆线的选择 19 4.2.6 三相异步电动机的起动方法 21 4.3 水位控制系统及压力控制系统的设计 23 4.3.1燃油锅炉水位控制系统 23 4.3.2燃油锅炉压力控制系统 25 4.4 电源欠压、过压及电机的过流保护的设计 31 4.4.1电压变送器 31 4.4.2电流变送器及电流互感器 31 4.4.3欠压、过压、过流保护的实现 32 5 系统的安装与调试 35 5.1 系统模拟样机的安装 35 5.2 模拟样机的调试 35 5.3程序的调试 35 6 结论 37 谢 辞 38 参考文献 39 附 录1 40 附 录2 41 附 录3 42 附 录4 53 引言 锅炉的工作过程是根据负荷的要求，生产具有一定压力和温度的蒸气。为确保锅炉正常运行和实现自动调节功能，必须安装相关的仪表，用于记录各种参数，如压力、水位等，给自动化控制提供依据。早期锅炉多采用继电器控制，硬接点较多，容易氧化，造成接触不良，使控制失灵。随着计算机和控制理论的发展，锅炉控制技术在国外发展越来越快。据有关资料介绍，目前，国外新兴的工业锅炉上都安装有五个独立的控制系统:燃烧控制系统、炉膛负压控制系统、给水控制系统，蒸汽温度控制系统、空气预热器冷端温度控制系统。上世纪七十年代前，锅炉控制只注重安全性和可靠性，到1927年由于世界能源危机的出现和能源价格的直线上升，各国都把节约能源和开辟能源作为基本国策。在我国的能源消耗中，煤占70%，油占30%。我国设计锅炉的热效率大多在70%一80%之间，锅炉的热效率降低。由于燃油的雾化不好或配风不合理，使锅炉的热效率降低。因而，在原油价格不断上涨的今天，对于工业锅炉的控制，就是要提高锅炉的热效率，使锅炉在最佳工况下运行己成为人们瞩目的课题。而可编程序控制器是一种替代继电器控制系统的新型工业自动化控制装置，具有体积小、功能强、可靠性高、操作简单、维修方便等优点，在工业电气控制领域中得到广泛应用。本文介绍利用PLC编程功能实现对燃油锅炉自动化控制的方法。 1 绪论 1.1 课题研究目的及意义 在我国经济的日益发展和人民生活水平的不断提高下，能源消费日益增大，环境污染日益严重;在人们环境保护意识的不断增强以及对改善环境的呼声中，促使政府加大力度以强制性政策来引导能源消费结构向洁净和节能型能源转变。由于各个企业经济、技术等条件的不同，能源的利用程度等也是有差别的由于控制不当，有的甚至产生严重的大气污染减少大气污染和节约能源，燃锅炉正在逐步取代燃煤锅炉供电、供热如高炉煤气、焦炉煤气、转炉煤气等现在基本上都已回收利用PLC作为整个系统的逻辑控制单元。可编程序控制器PLC是目前最常用的控制装置，其最大的特点就是可靠性高、功能强大，它的高可靠性的设计非常适合在工业现场环境下应用。它不仅能实现复杂的逻辑顺序控制，而且还能完成少量模拟量的过程控制。此外，PLC编程简单，使用方便，现场安装调试的时间短。 1.2燃油锅炉的简述 燃油锅炉是指燃料使用燃油的锅炉,包括柴油,废油等油料的锅炉燃油是一种液体燃料，它的沸点总是低于着火点，所以燃油的燃烧总是在气态下进行的。燃油经雾化后的油粒喷进炉膛以后，被炉内高温烟气所加热，进行气化，气化后的油气和周围空气中的氧相遇，形成火焰。2.1 燃油锅炉系统工艺 燃油锅炉工艺流程图见下图所示： 图1-1燃油锅炉工艺流程图 由上图可知，燃料和热空气按一定比例送入燃烧室燃烧，生成的热量传递给蒸汽发生系统，产生饱和蒸汽D5。然后经过热器，形成一定汽温的过热蒸汽，汇集至蒸汽母管。压力为Pm的过热蒸汽，经负荷设备调节阀供给生产负荷设备用。与此