下面這篇是以“鍋爐機(jī)電一體化節(jié)能控制系統(tǒng)”為論文題目的機(jī)電一體化專業(yè)畢業(yè)論文范文，希望對(duì)大家有所幫助。

　　鍋爐機(jī)電一體化節(jié)能控制系統(tǒng)

　　摘要:該文主要以鍋爐房鍋爐電控系統(tǒng)改造為背景，介紹了鍋爐自動(dòng)節(jié)能控制系統(tǒng) DCS 技術(shù)的應(yīng)用，闡述了鍋爐控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案，鍋爐檢測(cè)站點(diǎn)的設(shè)置，以及控制系統(tǒng)的優(yōu)越性。

　　關(guān)鍵詞 鍋爐 變頻 自動(dòng)控制

　　采用工業(yè)鍋爐變頻節(jié)能電控系統(tǒng)技術(shù)對(duì)設(shè)備進(jìn)行改造，實(shí)現(xiàn)了鍋爐給水、爐排、風(fēng)機(jī)等運(yùn)轉(zhuǎn)的自動(dòng)控制。

　　1 控制系統(tǒng)的總體方案

　　(1)系統(tǒng)控制分為三部分: 鍋爐運(yùn)行、保護(hù)控制和公共設(shè)備控制(包括: 出渣機(jī)、補(bǔ)水泵控制、軟水控制) 。

　　(2)鍋爐控制系統(tǒng)能實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制和手動(dòng)操作兩種控制方式。自動(dòng)與手動(dòng)控制為獨(dú)立雙線制，可互相切換。鍋爐的自動(dòng)控制按照預(yù)先編制的控制程序進(jìn)行控制，并可在鍋爐房集中控制室通過(guò)鼠標(biāo)、鍵盤進(jìn)行控制。手動(dòng)控制由設(shè)在開(kāi)關(guān)柜和集中控制室操作臺(tái)上的按鈕進(jìn)行操作。

　　(3)系統(tǒng)自動(dòng)控制部分采用集中控制方式，鍋爐鼓風(fēng)、引風(fēng)、水泵、爐排采用智能控制，各自相互獨(dú)立，運(yùn)行協(xié)調(diào)。

　　2 控制系統(tǒng)的具體技術(shù)要求

　　2.1 給水系統(tǒng)

　　(1)鍋爐的給水為一臺(tái)水泵對(duì)應(yīng)一臺(tái)鍋爐的供水方式，水位根據(jù)設(shè)定要求自動(dòng)調(diào)節(jié)，實(shí)現(xiàn)恒液位供水。

　　(2)鍋爐水位實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、監(jiān)控。

　　2.2 鍋爐爐排給煤

　　爐排根據(jù)壓力、流量、爐膛溫度的變化以及風(fēng)煤比的設(shè)定，實(shí)現(xiàn)給煤量和鼓風(fēng)量的自動(dòng)控制。

　　2.3 鼓、引風(fēng)系統(tǒng)

　　(1)安裝微壓差變送器檢測(cè)爐膛負(fù)壓，并以此控制引風(fēng)量，保證爐膛負(fù)壓相對(duì)穩(wěn)定。

　　(2)鼓、引風(fēng)系統(tǒng)與給水實(shí)現(xiàn)聯(lián)鎖控制。

　　2.4 排渣控制

　　排渣控制與鍋爐運(yùn)行狀態(tài)連鎖，可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)(手動(dòng)) 開(kāi)停。

　　2.5 鍋爐安全聯(lián)鎖保護(hù)

　　鍋爐安全聯(lián)鎖保護(hù)主要考慮三個(gè)因素:

　　(1)汽包水位的安全保護(hù): 鍋爐汽包水位過(guò)低，應(yīng)停鼓風(fēng)機(jī)、引風(fēng)機(jī)、爐排，并聲、光報(bào)警。鍋爐汽包水位過(guò)高發(fā)出聲、光報(bào)警。

　　(2)超壓: 應(yīng)停鼓風(fēng)機(jī)、引風(fēng)機(jī)、給煤機(jī)，并聲、光報(bào)警。

　　(3)鼓風(fēng)機(jī)、引風(fēng)機(jī)、爐排電動(dòng)機(jī)的聯(lián)鎖保護(hù): 鼓風(fēng)機(jī)、引風(fēng)機(jī)、爐排電動(dòng)機(jī)出現(xiàn)任何電氣故障，均應(yīng)聯(lián)鎖停止工作。

　　3 單臺(tái)鍋爐參數(shù)檢測(cè)點(diǎn)設(shè)置

　　(1)壓力: 共設(shè)計(jì) 3 個(gè)壓力檢測(cè)點(diǎn)，分別是:①壓力; ②爐膛負(fù)壓; ③給水壓力。

　　(2)液位: 汽包水位連續(xù)測(cè)量 (電極信號(hào)和電感信號(hào)兩種參數(shù)) 。

　　(3)電流: 顯示共 3 點(diǎn): ①引風(fēng)機(jī)電流; ②鼓風(fēng)機(jī)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(duì)每臺(tái)鍋爐的流量檢測(cè)。

　　4 公共部分參數(shù)檢測(cè)點(diǎn)設(shè)置

　　(1)軟水池液位檢測(cè)、爐膛負(fù)壓、壓力、給水壓力、汽包液位(兩種顯示) 、爐排轉(zhuǎn)速、流量、爐膛溫度、排煙溫度、鼓風(fēng)機(jī)電流、引風(fēng)機(jī)電流、水泵電流等信號(hào)在儀表盤上可以直觀地顯示出來(lái)。

　　(2)爐膛負(fù)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(fēng)頻率、鼓風(fēng)頻率、爐排轉(zhuǎn)速、水泵頻率、軟水池液位，也在計(jì)算機(jī)顯示屏顯示出測(cè)量數(shù)據(jù)。

　　5 具體控制方案

　　5.1 鍋爐機(jī)電一體化燃燒控制系統(tǒng)

　　鍋爐機(jī)電一體化燃燒控制系統(tǒng)首先需要進(jìn)行引風(fēng)，調(diào)節(jié)其風(fēng)量以及爐排對(duì)煤的需求量，一般都是借助調(diào)節(jié)變頻技術(shù)、自動(dòng)調(diào)節(jié)儀表和PID的運(yùn)算公式來(lái)進(jìn)行，以使鍋爐的氣壓值保持在標(biāo)準(zhǔn)的值區(qū)間也就是 -20 ～ -40Pa 之間。此外，可還需要借助壓力的作用，調(diào)節(jié)鍋爐的燃燒系統(tǒng)，盡可能的降低鼓風(fēng)量，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)刁姐鍋爐燃燒狀態(tài)的目標(biāo)。但是因?yàn)榭刂葡到y(tǒng)的制作基于自動(dòng)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(fù)壓值來(lái)調(diào)控的，這并不需人的干預(yù)，工人唯一需要做的事情就是查看煤的質(zhì)量，并作出判斷制定爐排轉(zhuǎn)動(dòng)的速度以及爐膛的壓力值，這樣鍋爐就會(huì)自動(dòng)的進(jìn)入鍋爐燃燒的最好的狀態(tài)，已達(dá)到鍋爐燃燒控制系統(tǒng)創(chuàng)建的目的。鍋爐燃燒控制系統(tǒng)見(jiàn)(圖1)

　　圖1 鍋爐燃燒控制系統(tǒng)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(dòng)基于恒頻控制系統(tǒng)技術(shù)開(kāi)發(fā)新產(chǎn)品它接受鍋爐電平信號(hào)，并將該信號(hào)被轉(zhuǎn)換為一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的PID運(yùn)算和延遲補(bǔ)償器，產(chǎn)生一個(gè)新的信號(hào)，以控制泵的運(yùn)轉(zhuǎn)頻率，實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)泵的轉(zhuǎn)速。當(dāng)鼓電平低于一定的水平時(shí)，PID調(diào)節(jié)器將自動(dòng)調(diào)節(jié)迅速增長(zhǎng)的水泵，相反當(dāng)級(jí)別高于一定水平的高度時(shí)，PID控制器將自動(dòng)降低速度泵，以減少水量，達(dá)到水的恒定水平。

　　當(dāng)變頻器發(fā)生故障時(shí)，系統(tǒng)使用兩個(gè)頻率控制模式，這樣可以立即切換到原來(lái)的操作模式頻率，以保證鍋爐的正常運(yùn)行。

　　5.3水池液位控制

　　檢測(cè)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(shí)，發(fā)出警報(bào)，并保持軟水池水位在一定的標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)。

　　6 上位控制系統(tǒng)

　　(1)鍋爐機(jī)電一體化上位控制系統(tǒng)具有良好的人機(jī)接口，包括總體狀況的顯示，分組的顯示，參數(shù)的顯示，電動(dòng)屏幕，屏幕故障報(bào)警，報(bào)告顯示，參數(shù)設(shè)定畫面。

　　(2)收集并實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)的實(shí)際參數(shù)鍋爐運(yùn)行的系統(tǒng)，該系統(tǒng)將出現(xiàn)的相關(guān)頁(yè)面上。

　　(3)按照預(yù)定的程序監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)，并在設(shè)定好的系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，調(diào)節(jié)鍋爐設(shè)備的操作。

　　(4)鍋爐機(jī)電一體化上位控制系統(tǒng)提供了相應(yīng)的處理算法，基于測(cè)得的運(yùn)行參數(shù)，可以自動(dòng)生成和打印報(bào)告。

　　(5)使用TCP / IP協(xié)議的遠(yuǎn)程監(jiān)控計(jì)算機(jī)通信，集成訪問(wèn)控制端口的信息平臺(tái)，可以與控制室聯(lián)網(wǎng)，鍋爐房操作將被實(shí)時(shí)傳送到控制中心。

　　(6)設(shè)置權(quán)限系統(tǒng)注冊(cè)表，實(shí)施嚴(yán)格區(qū)分操作員的職責(zé)。尤其是運(yùn)用固定的口令區(qū)分系統(tǒng)的操作人員和工程師。

　　接線員：只能用剛剛設(shè)置好的屏幕，功能和外觀，無(wú)權(quán)更改設(shè)置并退出，這樣可以并最大限度地降低系統(tǒng)的權(quán)利。

　　工程師：可以對(duì)被配置，參數(shù)設(shè)置，退出系統(tǒng)設(shè)置。由于RTC的工程師們改變了一些控制結(jié)構(gòu)，更改會(huì)立即生效，并且可以存儲(chǔ)在控制器聯(lián)機(jī)。

　　7 鍋爐機(jī)電一體化節(jié)能控制系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)

　　(1)具有友好的界面，保護(hù)功能。由于使用電腦控制，通過(guò)電腦屏幕操作者可以及時(shí)了解鍋爐燃燒工況，鼓風(fēng)量，爐壓，水位，實(shí)時(shí)的風(fēng)速以及其它參數(shù)，水在極高或極低水平的超壓聲光時(shí)報(bào)警，也可以運(yùn)行聯(lián)鎖鼓。

　　(2)減輕操作者勞動(dòng)強(qiáng)度，還可以穩(wěn)定壓力。

　　(3)電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)電流，起動(dòng)轉(zhuǎn)矩大，具有良好的柔軟啟動(dòng)性能，從0到額定100實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)轉(zhuǎn)速范圍。

　　(4)由于水供給的恒定電平的結(jié)果，提高了鍋爐操作的效率和可靠性以及使用頻率。

　　(5)系統(tǒng)設(shè)計(jì)和變頻調(diào)速兩種方式，采用DCS頻率控制方式，在系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)可以立即切換工作模式。

　　(6)節(jié)能效果非常棒。經(jīng)過(guò)專門的測(cè)試系統(tǒng)，鍋爐機(jī)電一體化節(jié)能控制系統(tǒng)最大能節(jié)電20%，節(jié)煤約5%，效果非常好。

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