【正文】 熱水采暖鍋爐電氣控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)畢業(yè)設(shè)計(jì)目錄摘要 IABSTRACT II第一章 鍋爐系統(tǒng) 1 1 1 2 3 熱水鍋爐供暖系統(tǒng)簡介 3 鍋爐及部分輔機(jī)設(shè)備的功能 4 鍋爐運(yùn)行中的有關(guān)參數(shù) 5 7 8 8第二章 電氣控制線路設(shè)計(jì) 10 10 常用電氣圖舉例 11 11（自鎖） 11 12 熱水采暖鍋爐輔機(jī)電氣圖設(shè)計(jì) 12 12 各輔機(jī)電氣圖設(shè)計(jì) 13第三章 執(zhí)行器部分 15 15 16 17 18 壓阻式壓力傳感器原理及應(yīng)用 18 18 18 19 19 20第四章 相關(guān)儀表選型 22 交流電流表選擇 22 23 23 23 25 25第五章 變頻柜、配電柜和軟啟動(dòng)器介紹 26 2配電柜的選擇 27 軟啟動(dòng)器介紹 27第六章 變頻器的選擇與使用 29 29 29 29 29 31 33 33 33 35 35 36 37 39 44 44 45參考資料及文獻(xiàn) 46總結(jié) 47致謝 48III第一章 鍋爐系統(tǒng)一、鍋爐是工業(yè)生產(chǎn)或生活采暖的供熱源，按其供熱的方式分為蒸汽和熱水兩種。前者主要用于發(fā)電、工業(yè)生產(chǎn)及間接供熱；后者主要用于生活供暖和生活熱水。從80年代石橫工程全套引進(jìn)第一臺(tái)300MW機(jī)組到至今，鍋爐廠房控制系統(tǒng)、控制思路發(fā)生了很大的變化，其設(shè)計(jì)己基本成熟。由原來的繼電器實(shí)現(xiàn)控制功能轉(zhuǎn)化為用PLC實(shí)現(xiàn)控制功能，隨著電力系統(tǒng)市場的開放，減人增效越來越得到工廠包括各級(jí)領(lǐng)導(dǎo)的重視，如何優(yōu)化車間的控制已成為每個(gè)工程所必須面臨的問題。 二、本次設(shè)計(jì)為熱水采暖鍋爐電氣控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)。 設(shè)計(jì)要求為：設(shè)計(jì)出引風(fēng)機(jī)、鼓風(fēng)機(jī)、循環(huán)泵等輔機(jī)的電氣控制線路。選擇相應(yīng)的電器，對有聯(lián)鎖控制要求的設(shè)備應(yīng)既可聯(lián)鎖控制、又可單獨(dú)控制，通過轉(zhuǎn)換開關(guān)切換。所有輔機(jī)電氣設(shè)備均應(yīng)有過載保護(hù)、短路保護(hù)、缺相保護(hù)。設(shè)計(jì)出電氣控制系統(tǒng)圖，要求有電源進(jìn)線柜、配電柜及上述輔機(jī)的電氣控制柜，選擇出柜體型號(hào)。鍋爐除上述輔機(jī)外還有照明用電、小型吊車用電、臨時(shí)用電，設(shè)計(jì)出配電線路圖。對需要顯示的量應(yīng)選擇出合適的傳感器及儀表，各測量信號(hào)送入儀表。畫出其電路圖。鍋爐的燃料多分為煤和燃油，還有天然氣等。按其蒸發(fā)能力大小可分為三類： （1） 小型鍋爐 蒸發(fā)量在10t/h及以下，多用于工業(yè)生產(chǎn)及采暖。主要是火箭或火箭管組合及小型水管式。（2） 中型鍋爐 蒸發(fā)量為10~75t/h，多用于發(fā)電廠。國內(nèi)生產(chǎn)多為“II”型。（3） 大型鍋爐 蒸發(fā)量大于75t/h，多用于發(fā)電廠。國內(nèi)生產(chǎn)多為“II”型。 本次設(shè)計(jì)鍋爐為15t，屬于中型鍋爐。一、鍋爐設(shè)備配置六大系統(tǒng)（1）點(diǎn)火系統(tǒng)。鍋爐點(diǎn)火，保護(hù)及控制。（2）燃料配給系統(tǒng)。上煤機(jī)、碎（粉）煤機(jī)、煤倉及輸煤皮帶運(yùn)輸機(jī)，燃油（汽）輸送泵。（3）燃煤系統(tǒng)。爐排電動(dòng)機(jī)（有些類鍋爐不用），除渣機(jī)。（4）水循環(huán)系統(tǒng)。循環(huán)水泵往往是多臺(tái)，且有備用（本次設(shè)計(jì)一用一備）。（5）補(bǔ)水系統(tǒng)。補(bǔ)水泵，往往為備用設(shè)置，以防斷水（本次設(shè)計(jì)一用一備）。有時(shí)還有水處理系統(tǒng)的系列水泵，攪拌電動(dòng)機(jī)。（6）送引風(fēng)系統(tǒng)。引風(fēng)機(jī)（有時(shí)還有一次、二次送風(fēng)之分）又稱送風(fēng)機(jī)、配風(fēng)機(jī)又稱抽風(fēng)機(jī)，本次設(shè)計(jì)用引風(fēng)機(jī)送風(fēng)。二、設(shè)備特點(diǎn)及注意事項(xiàng)，從控制角度有下述特點(diǎn)需引起重視（1） 設(shè)備相互之間往往有一定時(shí)間限制的控制順序。如點(diǎn)火時(shí)，循環(huán)泵先啟動(dòng)，然后除渣；引風(fēng)機(jī)起動(dòng)數(shù)秒后鼓風(fēng)機(jī)啟動(dòng)；停爐時(shí)，先停鼓風(fēng)和爐排，數(shù)秒后停引風(fēng)和和除渣，最后停循環(huán)泵。（2）設(shè)備間往往有聯(lián)鎖：如循環(huán)泵、鼓風(fēng)機(jī)和引風(fēng)機(jī)，爐排和上煤機(jī)。（3）設(shè)備間往往有聯(lián)動(dòng)，如鍋爐故障時(shí)，汽泡極低水位；蒸汽壓力過高時(shí)，應(yīng)自動(dòng)停止排風(fēng)、爐排，起停循環(huán)泵等。（4）一般鍋爐屬于二級(jí)負(fù)荷，無起動(dòng)給水的蒸汽鍋爐，以補(bǔ)水定壓的高溫?zé)崴仩t的給水泵應(yīng)保證可靠供電。（5）配電宜以鍋爐機(jī)組為單元，放射式配電。鍋爐房內(nèi)就地配電，起動(dòng)設(shè)備宜用保護(hù)、防水、防塵型。（6）每臺(tái)鍋爐宜單獨(dú)設(shè)置控制屏，宜由鍋爐配套、宜設(shè)集控室、并將其置于室內(nèi)。（7）線纜宜穿金屬管及金屬橋架，必須注意敷設(shè)時(shí)與高溫設(shè)備的間距。（8）鍋爐間、除氧間、水處理、風(fēng)機(jī)間、頂層料倉等的檢修照明，宜采用12V安全電壓。對就地指示儀表，宜設(shè)局部照明。 熱水鍋爐供暖系統(tǒng)簡介熱水供暖系統(tǒng)就是以熱水為熱媒的供暖系統(tǒng)，由熱源(熱媒制備)、熱循環(huán)系統(tǒng)(管網(wǎng)或熱媒輸送)及散熱設(shè)備(熱媒利用)三個(gè)主要部分組成。按熱水溫度的不同，又可再分為低溫?zé)崴┡到y(tǒng)(水溫低于100℃)和高溫?zé)崴┡到y(tǒng)(水溫高于100℃)兩種；根據(jù)循環(huán)動(dòng)力的不同，分為自然循環(huán)系統(tǒng)和機(jī)械循環(huán)系統(tǒng)。機(jī)械循環(huán)熱水采暖系統(tǒng)是由鍋爐、輸熱管道、散熱設(shè)備、水泵及空壓設(shè)備等組成。系統(tǒng)的作用壓力主要是由水泵提供的。熱水供暖鍋爐控制系統(tǒng)屬于過程控制系統(tǒng)，其控制的目標(biāo)是控制鍋爐燃燒過程中的出水溫度、回水溫度、出水壓力、回水壓力、爐膛負(fù)壓等參數(shù)，使鍋爐燃燒工況良好，保證設(shè)備安全運(yùn)行，滿足用戶的供熱要求。 熱水鍋爐是把燃料中的化學(xué)能經(jīng)過燃燒放出熱量，并傳遞給水，從而使低溫水變成高溫水的設(shè)備，在我國主要用于取暖和熱水供應(yīng)。目前，國內(nèi)熱水鍋爐常用的燃燒設(shè)備主要是固定爐排手燒爐、雙層爐排反燒爐、抽板頂升反燒爐、鏈條爐排爐和往復(fù)推飼爐排爐。在工業(yè)機(jī)械化燃煤設(shè)備中，鏈條爐排鍋爐是歷史悠久、結(jié)構(gòu)完善、性能穩(wěn)定的一種，從1．4 MW到30 MW的熱水鍋爐都有采用鏈條爐排的產(chǎn)品，國內(nèi)生產(chǎn)的大容量熱水鍋爐幾乎都是鏈條爐排爐。本文研究的熱水鍋爐為鏈條爐排爐。熱水鍋爐與蒸汽鍋爐相同，由三個(gè)系統(tǒng)組成，即煤渣系統(tǒng)、煙風(fēng)系統(tǒng)和水系統(tǒng)。與蒸汽鍋爐不同的是，熱水鍋爐的水系統(tǒng)(除汽水兩用爐外)，只產(chǎn)生溫度較高的水，而不產(chǎn)生蒸汽，而且常常與整個(gè)供暖系統(tǒng)串聯(lián)在一起。熱水鍋爐在這三個(gè)系統(tǒng)中，同時(shí)完成燃料的燃燒放熱過程，熱量傳遞過程和水的吸熱升溫過程，從而實(shí)現(xiàn)熱能的轉(zhuǎn)換。 鍋爐及部分輔機(jī)設(shè)備的功能爐排：煤由煤斗落到空的爐排上，隨著爐排的轉(zhuǎn)動(dòng)，煤被帶入爐中（燃燒層厚度保持在150～180㎜左右），經(jīng)干燥干餾著火燃燒，然后將燃燒過的煤渣輸送出爐體外。也就是說爐排是燃料供給的設(shè)備；煤在爐排上的燃燒過程：鏈條爐是爐排上表面的煤先著火，燃燒由上而下，灰層覆蓋在燃燒層表面。鏈條爐排煤的選用：一般選用煤灰的熔點(diǎn)不低于1200℃，因?yàn)榛胰埸c(diǎn)低于1200 ℃時(shí)，灰融化而粘結(jié)在燃料層表面，則使熔渣下部的煤層難以通風(fēng)而燒不透，也就是說鏈條爐不宜用易熔性灰的煤。4KW，采用變頻調(diào)速。省煤器：利用鍋爐尾部低溫?zé)煔獾臒崃縼砑訜徨仩t給水，降低排煙溫度提高鍋爐熱效率，更為有利。提高給水溫度后，不僅可以避免冷水進(jìn)入鍋筒時(shí)的水擊現(xiàn)象，而且可以減小進(jìn)水管與鍋爐連接處因溫差產(chǎn)生的熱應(yīng)力，并且水溫提高后溶解氧和二氧化碳的釋放也可降低對鍋爐汽水系統(tǒng)的腐蝕。省煤器出口水溫至少應(yīng)比相應(yīng)壓力下的飽和溫度低30℃；引風(fēng)機(jī)：將爐膛內(nèi)的火、煙氣按一定的工藝設(shè)計(jì)引出爐體；110KW，采用變頻調(diào)速。鼓風(fēng)機(jī)：給爐膛內(nèi)的燃料輸入氧氣，使其更好的燃燒；55KW，采用變頻調(diào)速。循環(huán)泵：循環(huán)泵是用來產(chǎn)生動(dòng)力，強(qiáng)迫有機(jī)熱載體在有機(jī)熱載體爐、用熱設(shè)備及其管道系統(tǒng)中液相流動(dòng)的機(jī)械設(shè)備，是有機(jī)熱載體爐液相供熱循環(huán)系統(tǒng)的心臟。90KW，采用變頻調(diào)速。上煤機(jī)：上煤機(jī)主要由機(jī)體、電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置、輸送皮帶、控制箱、皮帶斷煤報(bào)警器、稱重裝置、取樣裝置、底部清掃鏈條刮板等組成。煤從進(jìn)口落到皮帶上，在進(jìn)口處皮帶上方裝有一個(gè)裙?fàn)畎澹岳诿郝涞狡?。皮帶在電?dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)下連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)，將煤輸送到出口處，再由落煤管送到磨煤機(jī)中。電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置為無級(jí)調(diào)速，以控制皮帶速度，從而調(diào)節(jié)給煤量。清掃裝置布置在皮帶下方，為鏈輪帶動(dòng)，用以清掃底部落煤和雜物，防止這些雜物堆積自燃。稱重裝置安裝在兩皮帶輪中間，在其前面安裝了一根整形桿，用于修正皮帶上煤的形狀，以提高稱重精度。微機(jī)控制箱裝在給煤機(jī)外殼上，用以對給煤量的自動(dòng)控制。這種給煤機(jī)使用的皮帶均為帶裙邊的皮帶，防止運(yùn)行中的撒煤和跑偏現(xiàn)象。，直接起動(dòng)。補(bǔ)水泵：鍋爐補(bǔ)水泵作用：一種是冷凝水的循環(huán)作用，另一種是補(bǔ)水增壓作用。，采用變頻調(diào)速。出渣機(jī)；出渣機(jī)就是將煤炭在爐膛內(nèi)燃燒后產(chǎn)生的灰渣及時(shí)排出，同時(shí)維護(hù)爐膛內(nèi)的壓力。3KW，直接起動(dòng)。除灰機(jī)：除灰機(jī)就是將鍋爐燃燒中產(chǎn)生的燃燒灰塵出去，以保證鍋爐正常可靠運(yùn)行。，直接起動(dòng)。循環(huán)泵、引風(fēng)機(jī)、鼓風(fēng)機(jī)要有聯(lián)鎖控制，鍋爐運(yùn)行應(yīng)在起動(dòng)循環(huán)泵之后，先起引風(fēng)機(jī)，后起鼓風(fēng)機(jī)，鍋爐停止時(shí)應(yīng)先停鼓風(fēng)機(jī)，后停引風(fēng)機(jī)，然后才可停循環(huán)泵。爐排與出渣機(jī)要有聯(lián)鎖控制，起動(dòng)時(shí)應(yīng)先起動(dòng)出渣機(jī)，后起動(dòng)爐排，停止時(shí)應(yīng)先停爐排，后停出渣機(jī)。 鍋爐運(yùn)行中的有關(guān)參數(shù)爐膛溫度：950℃左右，爐膛出口煙氣溫度在850℃～950℃左右；爐膛溫度是根據(jù)燃料（煤）的品質(zhì)而定的：即根據(jù)煤的焦結(jié)性和灰的熔點(diǎn)而定； 易熔性灰：熔點(diǎn)低于1200℃ 可熔性灰：熔點(diǎn)在1200℃～1425℃之間 難熔性灰：熔點(diǎn)高于1425℃之間排煙溫度：一般在160℃～200℃之間省煤器出口水溫：比相應(yīng)壓力下的飽和溫度低30℃煤層厚度：一般為150mm～180mm，正常的煤層厚度與媒質(zhì)及顆粒大小有關(guān)，下列數(shù)據(jù)可作參考： 粘結(jié)性煙煤 60～120 mm 不粘結(jié)性煙煤 80～140 mm 低發(fā)熱值煤 100～180 mm爐膛正負(fù)壓：負(fù)壓運(yùn)行的鍋爐，維持爐膛負(fù)壓在20～30Pa，對鍋爐的穩(wěn)定燃燒、鍋爐房的工作條件及爐子的維護(hù)最有利；本次鍋爐爐膛為負(fù)壓運(yùn)行。水位的控制范圍：玻璃板或玻璃管正中間即為正常水位線，水位的變化范圍應(yīng)在正常水位線上下不超過40mm，當(dāng)水位變化達(dá)177。50mm時(shí)應(yīng)報(bào)警； 為了防止因汽化強(qiáng)度增大，汽流速度加快而引起的帶水現(xiàn)象，必須保持水位比正常水位低一些，運(yùn)行中的正常水位應(yīng)在主汽包中心線之下約30mm處；水位的三線：水位表應(yīng)明顯標(biāo)明鍋爐最高、最低安全水位和正常水位的三條標(biāo)識(shí)紅線。散裝鍋爐各水位狀況的表示方法：用膠管水準(zhǔn)儀將鍋筒截面上3點(diǎn)鐘位置或9點(diǎn)鐘位置的沖眼位置轉(zhuǎn)移到水位表上，從該位置向下50mm就是正常水位位置。由正常水位位置向上、向下各75mm就是最高、最低安全水位位置；汽壓變化范圍 正常汽壓：是鍋爐設(shè)計(jì)的工作壓力 允許變動(dòng)范圍：一般不大于工作壓力的177。 異常范圍：指汽壓超出工作壓力的177。事故及危險(xiǎn)范圍：指氣壓超出工作壓力177。，汽壓達(dá)到或超過這個(gè)范圍時(shí)，將引起安全閥動(dòng)作，甚至危及設(shè)備的安全；汽溫允許變化范圍 正常汽溫：為鍋爐設(shè)計(jì)的工作溫度，即適合于汽輪機(jī)或熱力用戶所需要的汽溫 允許變化范圍：為工作溫度的177。5℃ 異常范圍：為工作溫度的177。15℃～177。20℃ 事故及危險(xiǎn)范圍：為工作溫度的177。20℃～177。25℃鍋爐上三大安全附件：壓力表、安全閥、水位表；1鍋爐輔助設(shè)備：注水器、水泵、給水自動(dòng)調(diào)節(jié)器、鼓、引風(fēng)機(jī)、除塵器、水處理設(shè)備、各種閥門；1鍋爐輔助受熱面：蒸汽過熱器、省煤器、空氣預(yù)熱器；1鍋爐缺水：當(dāng)鍋爐水位低于水位表最低可見邊緣，叫鍋爐缺水。停爐后用“叫水法”（沖洗水位表排水旋塞，緩慢關(guān)閉排水旋塞后，看水位是否在水位表出現(xiàn)），仍可見水位在水位表內(nèi)出現(xiàn)時(shí)，叫輕微缺水；水位表已看不見水位，而采用叫水法也叫不上水時(shí)，叫嚴(yán)重缺水；1鍋爐滿水：鍋爐水位超過水位計(jì)最高可見邊緣叫滿