燃油锅炉电气控制系统设计与制作-毕业论文.docx

word文档 可编辑 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 随着社会生产的发展，人类社会对能源的需求不断增加，我国是世界能源生产大国，也是能源消耗大国，但人均占有量低于世界平均水平，这就使得节约能源在我国显得尤为重要。 锅炉是一次性能源煤炭、石油、天然气转换成二次能源蒸汽量的重要动力设备。据有关资料统计，目前我国各类工业锅炉约25万多台，每年耗煤量占全国产量的1/3，同时还消耗大量的石油和天然气。工业锅炉是生产过程中的重要动力设备。在石油化工领域，他主要作用是向各生产装置提供合格的蒸汽，其控制质量的优劣不仅关系到锅炉自身运行的效果，而且还将直接影响到相关装置生产过程的稳定性。 目前大多数锅炉在启动和运行的过程中都需要精确的实时控制，然而锅炉的控制系统还采用继电器逻辑控制。这类系统自动化程序很低，大部分操作还是由手动来完成，只能处理一些开关量的问题，无法处理系统的模拟量，即控制一些开关量，其电器线路复杂，可靠性不高，不便维护。四级锅炉系统控制中，每台炉就需要一套继电器控制系统。而采用可编程控制器设计的控制系统实现了锅炉系统的自动控制。 本课题的主要目的就是开发一套安全可靠、性能优越的燃油锅炉的控制系统，采用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。其中使用的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。 燃烧产生的热量有一部分传给油粒，使油粒不断气化和燃烧，直到燃烬。油粒直径越小，油粒的燃烧愈快。同样，油粒燃烧所需的氧能及时地供给，油粒的燃烧也愈快。 1.2.1 燃油锅炉系统工艺 燃油锅炉控制系统是由PLC 来控制燃油锅炉的起动、停止、出现异常情况时能暂停且异常情况消失后能自动按起燃顺序重新工作的。它是由燃油预热器、喷油泵、喷油口、鼓风机、点火变压器、瓦斯阀、压力蒸汽开关、进水阀、排水阀、上下水位开关等组成, 如图1 所示。 燃油经燃油预热器预热，由喷油泵经喷油口打入锅炉进行燃烧。燃烧时，鼓风机送风→喷油口喷油→点火变压器接通（子火燃烧）→瓦斯阀打开（母火燃烧）→将燃油点燃。点火完毕后，关闭子火与母火，继续送风和喷油，使燃烧持续。与此同时，燃烧过程中产生的烟气，除将饱和蒸汽变成过热蒸汽外，还经省煤器预热锅炉给水和空气预热器预热空气，最后经引风机送往烟囱，排入大气。锅炉的进水和排水分别由进水阀和排水阀执行，上、下水位分别由水位上限、下限阀检测，蒸汽压力由蒸汽压力阀检测。 1.2.2 燃油锅炉基本组成部分 锅炉的机组组成部分包括锅炉本体和辅助设备两大部分。本体部分包括炉膛、锅筒、燃烧器、水冷壁、过热器、省煤器、空气预热器、再热器等；辅助设备包括送风机、引风机、给水泵等。锅炉本体中两个最主要的部件是炉膛和锅筒。 炉膛：又称燃烧室，是供燃料燃烧的空间。将固体燃料放在炉排上，进行火床燃烧的炉膛称为层燃炉，又称火床炉；将液体、气体或磨成粉状的固体燃料，喷入火室燃烧的炉膛称为室燃炉，又称