ABB变频器PID应用宏在锅炉恒水位自动控制中的应用.docx

ABB 变频器 PID 应用宏在锅炉恒水位自动控制中的应用刘 强(西部黄金有限公司阿希金矿伊宁 835000)摘 要论述了锅炉恒水位给水变频节能改造的原理；二次仪表 ABB 变频器 PID 应用宏在锅炉恒水位 自动控制中的应用 刘 强 (西部黄金有限公司阿希金矿 伊宁 835000) 摘 要 论述了锅炉恒水位给水变频节能改造的原理；二次仪表 SZD- A- H 型液位（指示）调节仪的调试，ABB 变频器 PID 应用宏的参数 设定和调试；节电计算及运行效果分析。 关键词 汽包液位 恒水位给水 变频调速节能改造 概 述 在锅炉的生产工艺中，锅筒水位的控制是非常重要 和关键的环节，直接关系到安全生产、节能降耗和对设备 使用寿命的影响，无论在何种情况下，绝对不允许锅炉失 水或满水。炉膛高温燃烧的锅炉断水会造成干锅而烧坏 炉管或锅体；锅烧干后若再进水，会因设备局部应力迅速 增大而引起锅炉爆炸事故。水位过高，会引起汽水分离不 畅，多余的液体被蒸汽带入管路，形成强烈的设备震动、 冲击即“水锤”现象，危及设备和管路的安全。 我单位的锅炉房承担着全矿的工业区和生活区供 暖任务，2005 年新装两台 10 t 蒸汽锅炉，给水系统分 别有一台给水泵，配用电机为 Y180M- 2，额定功率 22 kW 额定电流 42.2 A，转速 2 940 r/min,原锅炉给水系 统是由调节管路上的电动阀门开度来控制蒸汽锅炉的 液位，由于故障率高、可靠性差，运行了一个采暖期以 后，改为人工根据直观液位的高低进行开泵和停泵的 操作。这样锅筒内的液位变化比较大，系统压力不稳 定，设备振动厉害，汽包水位难以控制在要求的范围以 内。工人劳动强度大，责任心要求也比较高，泵的启动 非常频繁，对省煤器和锅炉造成频繁的水击、对设备造 成很大损害，启动电流比额定电流大 3~5 倍，频繁的 启停对电网造成冲击、电能损耗大幅度增加。为此，于 2010 年年底对锅炉给水系统进行了恒水位给水变频 器自动控制改造，改造后的给水系统完全满足了锅炉 水位的供水要求，且节能效果十分显著。 变频器，变频器将采集到的液位变送器的信号与设定 值进行运算比较；当锅筒汽包液位高于设定值时，变频 器将控制水泵停止工作，当锅筒汽包液位低于设定值 时，变频器将控制水泵启动工作。当锅筒汽包蒸发量与 变频器的设定值接近时，水泵电机将持续低转速运行， 达到补水与蒸发平衡的理想状态，设备的运行和节电 效果都达到最佳效果。 1 图 1 设备选型、工作原理 ⑴ 液位传感器选用 UHGG- 31A- G 型电感式浮球 传感器（杭州广源热电设备厂）。该传感器主要适用于 0.5~35 t/h，压力≤2.5 MPa 的各类锅炉锅筒液位检测， 同时适用于其他低压容器和开口容器的液位检测，与 二次仪表配合适用，能实现水位显示，高、低极限报警， 水位的自动调节，以确保锅炉的安全运行。 UHGG- 31A- G 型电感式浮球传感器的工作原理： 传感器液筒上的汽、水管法兰与锅炉锅筒相连接，使锅 筒内的水位与液筒内水位相连通。当锅筒内水位变化 时，液筒内水位相应发生变化。液筒内浮球根据水位高 低而发生变化，水位升高时，浮球向上浮。水位下降时， 浮球向下浮，连接在浮球上的矽棒在电感线圈内发生 位移，使电感线圈两端电感量发生相应的变化，这一变 化的电感量送入二次仪表。 ⑵ 二次仪表选用 SZD- A- H 型液位（指示）调节仪 3 恒水位变频器控制原理 锅炉给水泵变频器调速自动控制系统如图 1 所 示。变频器控制电动机拖动水泵对锅筒进行补水，液位 传感器将炉筒内液位信号输送给液位变送器，液位变 送器将液位信号转换成 4~20 mA 电流信号，再传送给 2 刘 强：ABB 变频器 PID 应用宏在锅炉恒水位自动控制中的应用增刊 1148（ 刘 强：ABB 变频器 PID 应用宏在锅炉恒水位自动控制中的应用 增刊 1 148 （杭州广源热电设备厂）。SZD- A- H 型液位（指示）调节 仪，主要用于 0.5~35 t/h 工业锅炉的液位指示、报警与 液位的位式控制，也适用于其它低压密封容器及开口 容器的液位指示、报警及调节。 该仪表与电感浮球式传感器配套使用。具有液位 显示（H 型仪表液位显示均为双色显示，红色为汽，橙 色为液位，根据液位高低自动变色），高、低、危低水位 报警，输出 4~20 mA 液位信号。 ⑶ 变频器选用 ABB ACS510- 01 系列 22KW 变频 器，控制接线图及工作原理如下: 锅筒内水位通过液位变送器变换为 4~20 mA 电信 号送入变频器 2 号（AI1 模拟输入 1）、3 号端子(AGND 模 拟输入公共端)，用于信号比较跟踪；7 号端子（AO1 模拟 输出 1）、9 号端子(AGND 模拟输入公共端)