【正文】 器能夠?qū)崿F(xiàn)用軟件編程實(shí)現(xiàn)邏輯運(yùn)算、定時(shí)、計(jì)數(shù)、步進(jìn)等功能，還能完成A/D,D/A轉(zhuǎn)換、數(shù)字運(yùn)算、通訊聯(lián)網(wǎng)、生產(chǎn)過程監(jiān)控等任務(wù)。因此，它的適用性很強(qiáng)，既可用于開關(guān)量控制，又可應(yīng)用于模擬量控制；既可控制單臺(tái)設(shè)備，也可控制一組或多組設(shè)備；既可以用于現(xiàn)場控制，又可用于遠(yuǎn)程控制。凡是需要控制的地方均可用PLC進(jìn)行控制。（2）抗干擾能力強(qiáng)PLC作為一種專為工業(yè)環(huán)境設(shè)計(jì)的控制設(shè)置，采取了多種硬件與軟件的抗干擾措施。使之可以直接在干擾大、環(huán)境惡劣的工業(yè)現(xiàn)場使用。（3）編程簡單、操作方便PLC是一種通用的編程軟件，它提供一種面向問題、面向過程的自然語言。最常見的是梯形圖，集合邏輯運(yùn)算和控制于一體的，實(shí)時(shí)的、圖形化的編程語言，其與繼電器控制的線路非常相似，因此容易為電氣工程人員理解和接受。這就避免了在使用微機(jī)實(shí)現(xiàn)控制時(shí)要求使用者必須掌握匯編語言和微機(jī)軟硬件有關(guān)知識(shí)所帶來的不便。（4）通用靈活PLC與計(jì)算機(jī)一樣是通過軟件編程實(shí)現(xiàn)控制任務(wù)的。但控制參數(shù)變化時(shí)只需修改軟件，不必機(jī)型大量復(fù)雜的硬件線路連接。這樣也就降低了研究課題的經(jīng)費(fèi)。（5）安裝調(diào)試簡單，維修工作量小PLC用大量的軟接線代替了復(fù)雜的硬件系統(tǒng)，故只需將控制現(xiàn)場為為是不多的輸入、輸出信號(hào)與PLC直接連接即可，使現(xiàn)場安裝簡單。PLC的用戶程序可以現(xiàn)在實(shí)驗(yàn)室模擬調(diào)試。輸入信號(hào)用微型開關(guān)代替。通過觀察PLC上的輸出制式信號(hào)就可以了解輸出狀態(tài)的變化。經(jīng)模擬調(diào)試的軟件在現(xiàn)場一般都能正常運(yùn)行。因此減少了現(xiàn)場的調(diào)試工作量。第二章 鍋爐動(dòng)力設(shè)計(jì)的內(nèi)容和原始資料說明 SHL型鍋爐的結(jié)構(gòu)分析本設(shè)計(jì)使用的是SHL型鍋爐屬于雙鍋筒橫置式鏈條鍋爐，是工業(yè)及民用建筑中常用的設(shè)備。其中SH指的是“雙筒橫置式”，L指的是“鏈條爐排式”鍋爐，鏈條爐是一種燃用煤塊,爐排固定在鏈條上的機(jī)械化鍋爐，鏈條帶動(dòng)爐排緩慢運(yùn)動(dòng)，煤從爐前加入,隨著爐排移動(dòng)而逐漸燃盡。廣泛用于中小容量的蒸汽鍋爐和熱風(fēng)爐。連帶式的缺點(diǎn)是爐排片用圓鋼串聯(lián)，必須保證加工和裝配質(zhì)量，否則容易折斷，而且不便于檢修和更換；長期運(yùn)行后，由于排片之間相互磨損，致使間隙過大，漏煤較多。分析任務(wù)書所給的鍋爐型號(hào)：SHL10—℃—A（雙鍋筒、橫置式、鏈條爐排、蒸發(fā)量10t/h、出口過熱蒸汽溫度400℃）可以得出這種鍋爐屬于大型雙鍋爐橫置水管鍋爐。簡單介紹一下這種鍋爐。，蒸發(fā)量為6~20t/h。主要有上鍋筒、下鍋筒、水冷壁、對(duì)流排管、集箱、過熱器以及尾部受熱面和燃燒設(shè)備組成。上鍋筒直徑比下鍋筒稍大，上下鍋筒之間有對(duì)流排管束連接，產(chǎn)生的高溫?zé)煔庥袪t膛上部，經(jīng)過凝渣管進(jìn)入過熱器，然后進(jìn)入對(duì)流排管，經(jīng)過“Z”字形曲折沖刷對(duì)流排管后折入省煤器、空氣預(yù)熱器尾部受熱面，最后經(jīng)過除塵器、引風(fēng)機(jī)，由煙囪排入大氣中。爐膛四周布有水冷壁，前、后墻水冷壁上端直接接入到上鍋爐，上、下分別連在前后集箱上。兩側(cè)墻水冷壁又分為前后兩組，上端接入上集箱，并通過導(dǎo)氣管與上鍋爐連通，下端則接入防焦箱上。后墻水冷壁、兩側(cè)墻水冷壁均由下鍋爐供水。水管鍋爐由于存在大量的對(duì)流排管，在運(yùn)行時(shí)往往積灰比較嚴(yán)重，因此在操作的過程中一定要經(jīng)常清灰，否則鍋爐熱效率下降，煙塵排放量增加。本設(shè)計(jì)的控制系統(tǒng)包括動(dòng)力設(shè)備的電氣控制和運(yùn)行過程的自動(dòng)調(diào)節(jié)兩大部分，本設(shè)計(jì)主要涉及動(dòng)力設(shè)備的電氣系統(tǒng)。為了深入研究各種動(dòng)力設(shè)備的控制，下面詳細(xì)剖析一下各種動(dòng)力設(shè)備的結(jié)構(gòu)及功能。風(fēng)機(jī)是依靠輸入的機(jī)械能，提高氣體壓力并排送氣體的機(jī)械，它是一種從動(dòng)的流體機(jī)械。 風(fēng)機(jī)廣泛用于工廠、礦井、隧道、冷卻塔、車輛、船舶和建筑物的通風(fēng)、排塵和冷卻；鍋爐和工業(yè)爐窯的通風(fēng)和引風(fēng)；空氣調(diào)節(jié)設(shè)備和家用電器設(shè)備中的冷卻和通風(fēng)；谷物的烘干和選送；風(fēng)洞風(fēng)源和氣墊船的充氣和推進(jìn)等。 風(fēng)機(jī)的工作原理與透平壓縮機(jī)基本相同，只是由于氣體流速較低，壓力變化不大，一般不需要考慮氣體比容的變化，即把氣體作為不可壓縮流體處理。下面對(duì)鍋爐房的引風(fēng)機(jī)（如圖21）進(jìn)行介紹。 圖21 引風(fēng)機(jī)％的鍋爐引風(fēng)機(jī)，凡進(jìn)氣條件相當(dāng)，性能雙相適應(yīng)者均可選用。當(dāng)前工業(yè)鍋爐系列較多，所需的引風(fēng)機(jī)的風(fēng)量、風(fēng)壓差異較大，為適應(yīng)上述情況，此型風(fēng)機(jī)均采用三角膠帶（Ｃ式）傳動(dòng)，不僅能以一個(gè)機(jī)號(hào)采用不同轉(zhuǎn)速來滿足同一噸位鍋爐配置各類除塵器的要求減少了風(fēng)機(jī)的系列和機(jī)號(hào)，而且也便于使用單位根據(jù)實(shí)際情況，自行變換主軸轉(zhuǎn)速來獲得所需的較理想的風(fēng)量，風(fēng)壓。對(duì)于一般的工業(yè)鍋爐房，每臺(tái)鍋爐往往單獨(dú)設(shè)置送風(fēng)機(jī)或單獨(dú)設(shè)置引風(fēng)機(jī)（平衡通風(fēng)時(shí)即設(shè)送風(fēng)機(jī)又設(shè)引風(fēng)機(jī)）。選擇風(fēng)機(jī)的型號(hào)時(shí)應(yīng)當(dāng)注意參數(shù)的匹配，尤其要注意氣體溫度能否滿足需要。如果鍋爐房必須集中裝設(shè)送、引風(fēng)機(jī)，則送、引風(fēng)機(jī)必須安裝2臺(tái)，每臺(tái)風(fēng)機(jī)須具備并聯(lián)運(yùn)行的功能，每臺(tái)風(fēng)機(jī)的出力應(yīng)滿足鍋爐房內(nèi)風(fēng)機(jī)所帶鍋爐最大蒸發(fā)量的百分之六十以上。而且每臺(tái)風(fēng)機(jī)出口管上應(yīng)裝設(shè)啟閉用的風(fēng)門，以防漏風(fēng)。每臺(tái)鍋爐與總煙道之間應(yīng)單獨(dú)設(shè)置風(fēng)門，以便需要時(shí)單獨(dú)工作進(jìn)行調(diào)節(jié)。當(dāng)鍋爐通風(fēng)阻力較大時(shí)，煙囪的抽力不足以克服該阻力時(shí)，可以在煙囪前面裝設(shè)引風(fēng)機(jī)，以加強(qiáng)引風(fēng)作用。此時(shí)，引風(fēng)機(jī)的壓頭要克服爐排、燃燒層、煙道和煙囪的阻力，因此沿著鍋爐空氣和煙氣的流程，氣流小，故處于負(fù)壓狀態(tài)，故稱為負(fù)壓通風(fēng)。 一、二次風(fēng)機(jī)圖22 一次風(fēng)機(jī)一次風(fēng)機(jī)主要由葉輪、機(jī)殼、進(jìn)氣箱、集流器、調(diào)節(jié)器等部件組成，如圖22所示。一次風(fēng)機(jī)為單吸風(fēng)機(jī)，進(jìn)口與出口風(fēng)道成90176。，并且進(jìn)口風(fēng)道及出口風(fēng)道與水平方向成45176。角，其中C表示鍋爐一次風(fēng)機(jī)，6表示最高效率時(shí)全壓系數(shù)乘10后的整數(shù)值，45表示最高效率時(shí)的比轉(zhuǎn)數(shù)，11表示進(jìn)風(fēng)方式及設(shè)計(jì)順序號(hào)，21表示風(fēng)機(jī)葉輪的直徑為2100mm，F(xiàn)表示雙支承聯(lián)軸器傳動(dòng)方式。（1）葉輪　 葉輪是風(fēng)機(jī)傳遞能量的主要部件，葉輪由前盤、葉片和后盤組成。葉片為倒機(jī)翼形后彎式，葉輪由16Mn鋼板焊接而成，提高了葉輪的耐磨性，葉輪制成后按ZBJ72042—90《通風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)子動(dòng)平衡》規(guī)定進(jìn)行動(dòng)平衡試驗(yàn)，并按TB—TQ328—83(通風(fēng)機(jī)葉輪超速試驗(yàn)方法》進(jìn)行超速試驗(yàn)，試驗(yàn)符合規(guī)程的要求。（2）機(jī)殼 一次風(fēng)機(jī)的機(jī)殼將葉輪中排出的氣體引向出口，同時(shí)將氣流的部分動(dòng)能轉(zhuǎn)變?yōu)閴毫δ?。機(jī)殼用Q235鋼板焊接而成，外側(cè)焊有肋板以增加其鋼性，機(jī)殼與集流器用螺絲連接。機(jī)殼為三開式結(jié)構(gòu)，將上部機(jī)殼拆開后，轉(zhuǎn)子可以直接吊出，在機(jī)殼上設(shè)有人孔門，以便于停機(jī)后的維護(hù)與檢查。（3）集流器　 集流器主要作用是將氣體均勻地導(dǎo)人葉輪內(nèi)，使氣體的能量損失降到最小，集流器為雙曲線喇叭形，其出口插入葉輪內(nèi)，外部加焊阻流板，這種結(jié)構(gòu)降低了葉輪入口處氣流的回流損失，從而提高了風(fēng)機(jī)的效率。（4）調(diào)節(jié)擋板調(diào)節(jié)擋板裝在風(fēng)機(jī)入口，通過調(diào)節(jié)擋板開度來控制風(fēng)機(jī)的負(fù)荷，在風(fēng)機(jī)出口有一關(guān)斷擋板，該擋板是程控?fù)醢?，不能調(diào)節(jié)。（5）軸承　 一次風(fēng)機(jī)由兩個(gè)滾柱軸承支承，腰側(cè)為推力軸承，型號(hào)為36322，間隙為0．3mm；端側(cè)為支持軸承，型號(hào)為36322，間隙大于2mm。軸承采用浸泡式潤滑，采用10—30號(hào)機(jī)械油，由冷卻水對(duì)軸承進(jìn)行冷卻。（6）聯(lián)軸器　 一次風(fēng)機(jī)采用棒銷式聯(lián)軸器將風(fēng)機(jī)的軸與驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)的軸連在一起。：在層燃燒中，從爐排下部送入爐膛的空氣稱為一次風(fēng)，從爐排上方送入爐膛的風(fēng)稱為二次風(fēng)。在流化實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，根據(jù)入爐原煤煤質(zhì)情況，節(jié)約廠用電，鍋爐安全運(yùn)行的情況等因素來說明再實(shí)際運(yùn)行中如何調(diào)整一次風(fēng)？ 提供流化風(fēng)量，提供部分氧量（密相區(qū)應(yīng)為還原性氣氛），及提供各輸煤風(fēng)，撥煤風(fēng)，一次返料風(fēng)。在點(diǎn)火過程中還提供點(diǎn)火一次風(fēng)和混合風(fēng)。 在實(shí)際運(yùn)行中一次風(fēng)的大小主要根據(jù)床溫的高低進(jìn)行調(diào)整；在流化的前提下，若原煤水分太高，粒度大的情況可以提高一次風(fēng)壓加大一次風(fēng)量，反之應(yīng)減小一次風(fēng)壓和一次風(fēng)量；在流化的前提下，根據(jù)負(fù)荷的高低可適當(dāng)增減一次風(fēng)量和風(fēng)壓，還要根據(jù)原煤的發(fā)熱量的高低和揮發(fā)分的大小，一次風(fēng)壓和一次風(fēng)量做出相應(yīng)的調(diào)整。：二次風(fēng)是從爐膛四周加入爐膛燃燒室的強(qiáng)沖空氣流。二次風(fēng)的主要作用是補(bǔ)充燃料燃燒所需的空氣量并加強(qiáng)物料的返混，適當(dāng)調(diào)整爐內(nèi)溫度場的分布，使煙氣溫度分布更均勻。在循環(huán)流化床鍋爐的運(yùn)行中，能通過調(diào)整一、二次風(fēng)的配比有效的調(diào)整鍋爐的負(fù)荷，能有效的控制燃燒份額的變化。在循環(huán)流化床鍋爐的下部，即密相區(qū)中，物料的流化形式基本上處于湍流流化狀態(tài)，在爐膛中上部，即稀相區(qū)才逐步過渡到快速流化狀態(tài)。由于二次風(fēng)量的加入，二次風(fēng)噴嘴以上煙氣流速顯著提高，使更多的物料參與爐內(nèi)與爐外循環(huán)，使較多溫度低的循環(huán)物料返回密相區(qū)，在密相區(qū)吸收熱量，帶走燃燒釋放的熱量，在爐膛中上部與水冷壁進(jìn)行熱交換，提高傳熱系數(shù)和傳遞能量，維持密相區(qū)床層溫度，使鍋爐負(fù)荷上升。在我廠鍋爐運(yùn)行初期，由于排渣不暢，將一次風(fēng)加大運(yùn)行，為維持合理的過量空氣系數(shù)，二次風(fēng)控制在 110000Nm3/h左右運(yùn)行。由于二次風(fēng)量較小，密相區(qū)燃燒份額減少，稀相區(qū)燃燒份額增大，且上部物料濃度增大，不僅加劇了上部水冷壁磨損，而且造成了布置在爐內(nèi)的過熱器超溫嚴(yán)重，成了威脅機(jī)組長周期安全運(yùn)行的隱患。同時(shí)，由于助燃的二次風(fēng)量不足，使鍋爐高溫分離器內(nèi)存在嚴(yán)重的后燃現(xiàn)象，即部分可燃物在高溫分離器內(nèi)燃燒，導(dǎo)致分離器出口煙氣溫度升高，出入口溫差增大，煤粒度變化時(shí)，旋風(fēng)分離器出口溫度達(dá)1000℃，溫差甚至達(dá)到80℃左右。煤的后燃導(dǎo)致煙氣溫度上升，使得煙氣對(duì)尾部對(duì)流受熱面?zhèn)鳠崃吭黾?，鍋爐減溫水量增大，嚴(yán)重影響了受熱面的安全。概括二次風(fēng)的作用為：，使煙氣與空氣混合好，減少損失。，使可燃燒物質(zhì)停留時(shí)間延長，充分燃燒。，把未燒盡的顆粒送回火床復(fù)燃，降低煙塵排放濃度。，可以補(bǔ)充一次風(fēng)的不足。合理使用二次風(fēng)，可以提高熱效率5%左右。 給、補(bǔ)水泵所謂給水泵，說白了就是往鍋爐汽包里打水的設(shè)備,一般都是汽包液位帶回路控制的,汽包里的蒸汽送往用汽的設(shè)備,也帶走了相應(yīng)的水,所以要靠鍋爐給水泵來往里面補(bǔ)充,維持正常的水位給水泵就是將從除氧器出來的水加壓然后輸送到省煤器中，它是自凝結(jié)水泵后的最后一次對(duì)水進(jìn)行加壓，由于汽包的壓力很大，而凝結(jié)水泵的出口水壓力比較低，所以它需要對(duì)水的升壓很大，這樣才能對(duì)汽包進(jìn)行補(bǔ)水。其結(jié)構(gòu)如圖23所示。圖23 水泵給水設(shè)備是鍋爐運(yùn)行的重要設(shè)備，鍋爐運(yùn)行時(shí)必須有給水設(shè)備連續(xù)或間斷地供水，從而使鍋爐正常運(yùn)行。在工業(yè)鍋爐的給水設(shè)備中采用最多的是多級(jí)水泵。它的工作原理如下:在泵啟動(dòng)前，泵殼內(nèi)灌滿被輸送的液體；啟動(dòng)后，啟動(dòng)后，葉輪由軸帶動(dòng)高速轉(zhuǎn)動(dòng)，葉片間的液體也必須隨著轉(zhuǎn)動(dòng)。在離心力的作用下，液體從葉輪中心被拋向外緣并獲得能量，以高速離開葉輪外緣進(jìn)入蝸形泵殼。在蝸殼中，液體由于流道的逐漸擴(kuò)大而減速，又將部分動(dòng)能轉(zhuǎn)變?yōu)殪o壓能，最后以較高的壓力流入排出管道，送至需要場所。液體由葉輪中心流向外緣時(shí)，在葉輪中心形成了一定的真空，由于貯槽液面上方的壓力大于泵入口處的壓力，液體便被連續(xù)壓入葉輪中?？梢?，只要葉輪不斷地轉(zhuǎn)動(dòng)，液體便會(huì)不斷地被吸入和排出。離心泵的主要部件主要部件有葉輪、泵殼和軸封裝置。由于給水設(shè)備對(duì)鍋爐安全運(yùn)行的重要性，給隨設(shè)備必須設(shè)置備用泵，并且當(dāng)任何一臺(tái)水泵因故障而停止運(yùn)行時(shí)，其余給水泵的總流量，應(yīng)能滿足所有運(yùn)行鍋爐在額定蒸發(fā)量時(shí)所需水樣的110%。多數(shù)情況下，經(jīng)常工作的電動(dòng)離心泵。備用泵既有電動(dòng)泵，又有蒸汽往復(fù)泵，平時(shí)當(dāng)某臺(tái)電動(dòng)泵因故障停止運(yùn)行后，立即啟用備用離心泵，并能滿足要求。只有當(dāng)停電時(shí)，為了保證汽包內(nèi)水位不致降到最低水位以下，啟動(dòng)蒸汽泵向鍋爐注水，以保證安全。對(duì)于小型手燒爐，此時(shí)氣動(dòng)泵可作為主要的給水設(shè)備。但當(dāng)爐型較大時(shí)，只是事故備用設(shè)備。對(duì)于備用泵的流量選擇，為所有運(yùn)行鍋爐在額定蒸發(fā)量時(shí)所需水量的40%～60%。如果停電后鍋爐仍能正常燃燒，則備用氣泵的流量必須要滿足供氣要求。如果鍋爐房是一級(jí)電力負(fù)荷，或者雖不是一級(jí)電力負(fù)荷，但鍋爐房停電后，不會(huì)造成缺水事故的也可不設(shè)備用蒸汽泵。 爐排鏈條和給煤機(jī)給煤機(jī)適用于火力發(fā)電廠燃煤爐制粉系統(tǒng)，能在很大的負(fù)荷變動(dòng)范圍內(nèi)改善鍋爐性能,使過熱溫度、再熱溫度和壓力溫度的控制更為穩(wěn)定，使燃料與所需空氣量更為匹配，所需的空氣過剩量減少，連續(xù)給煤，稱量準(zhǔn)確，工作穩(wěn)定，節(jié)能高效，是燃煤鍋爐制粉系統(tǒng)中與磨煤機(jī)相配的先進(jìn)的計(jì)量給煤設(shè)備。 給煤機(jī)的工作原理如下：儲(chǔ)煤倉中的煤通過煤閘門進(jìn)入給煤機(jī)，由給煤機(jī)內(nèi)部的輸送計(jì)量膠帶連續(xù)均勻輸送磨煤機(jī)中，在輸送計(jì)量膠帶的下面裝有電子稱重裝置，該裝置主要由高精度的電子皮帶秤組成，稱重傳感器產(chǎn)生一個(gè)與煤的重量成比例的電信號(hào)和速度傳感器檢測到的皮帶速度信號(hào)，同時(shí)送入積算器，經(jīng)積算后得到瞬時(shí)流量和累計(jì)量。鍋爐爐排鏈條的結(jié)構(gòu)：鏈帶式、鱗片式、橫梁式。鏈條式爐排(如圖24所示)通常適用于25000kg/h以下的鍋爐，最大的不超過75000kg/h。爐排片分為主動(dòng)爐排片和從動(dòng)爐排片，用圓鋼串聯(lián)在一起，形成寬闊的鏈帶，圍繞在前后鏈輪上。主動(dòng)爐排片承受整個(gè)爐排的拉力，由鍛鑄鐵制成。從動(dòng)爐排有三種形式：（1）小塊爐排片（2）大塊爐排片（3）中塊爐排片本設(shè)計(jì)中的鍋爐的蒸發(fā)量為10t/h，這里應(yīng)該選用的是小型爐排片。這里著重介紹一下小型爐 排片的性能。它的爐排通風(fēng)好，對(duì)煤層有松動(dòng)作用，利于燃燒，但強(qiáng)度小，運(yùn)行中容易斷裂，更換麻煩。爐排的傳動(dòng)有變速箱傳動(dòng)、間歇液壓傳動(dòng) 和晶閘管無級(jí)調(diào)速傳動(dòng)等。 間歇液壓傳動(dòng)機(jī)構(gòu)簡單，但間歇運(yùn)動(dòng)對(duì)燃料穩(wěn)定燃燒不利，且液壓設(shè)備容易漏油，現(xiàn)在已 圖24鏈條式爐排很少采用。一般采用晶閘管和其他機(jī)械無級(jí)變速傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，其效果較好。 鏈帶式爐排具有如下幾點(diǎn)特性：A、鏈帶式爐排結(jié)構(gòu)簡單，金屬耗量較少，制造成本低，安裝制造和運(yùn)行管理都比較方便。 B、由于自身結(jié)構(gòu)原因，鏈帶式爐排的通風(fēng)截面是一般的16％左右，甚至更高。這使得漏煤量比較大，且運(yùn)行一段時(shí)間后爐排片之間磨損嚴(yán)重，加大了通風(fēng)間隙與漏煤量，一般漏量可達(dá)3％～7％。 C、輕型鏈帶式爐排(如圖25所示)長時(shí)期運(yùn)行后，圓鋼拉桿極易變形，同時(shí)爐排片較薄、強(qiáng)度較低，許多爐排片串在一根圓鋼拉桿上，有時(shí)互相配合不良；主動(dòng)軸上的鏈輪直接和主動(dòng)爐排片楔合，使主動(dòng)爐排片在熱應(yīng)力和拉應(yīng)力的作用下， 容易折斷，