【正文】 通常將所測得的風(fēng)室與燃燒室上界面之間的壓力差值作為料層差壓的監(jiān)測數(shù)值，在運行都是通過 監(jiān)視料層差壓值來得到 床高 大小的。分離器分離下來的高溫物料一部分直接返回爐膛 ,另一部分進入外置式換熱器 ,外置換熱器入口設(shè)有錐型閥 ,通過調(diào)整錐型閥的開度來控制外置換熱器和回料閥的循環(huán)物料分 配。但是 CO2分析儀表的測量滯后太大，根本不能作為自動控制信號之用，而且煙氣中 CO2的含量和過?？諝庀禂?shù)α之 間的關(guān)系也不是固定不變的，通過實踐認識到，比較好的方法是利用氧化鋯直接測量煙氣中的含氧量，一則氧化鋯氧量計滯后時間和慣性小，二則煙氣中的含氧量和過?？諝庀禂?shù)之間的關(guān)系比較穩(wěn)定。對引風(fēng)機、鼓風(fēng)機 采用閉環(huán)控制，將風(fēng)室的壓力作為反饋量，用變頻器本身具有的 PID 功能組成兩個簡單的閉環(huán)控制系統(tǒng)，系統(tǒng)的給定量又 PLC 經(jīng)過計算后輸出。指示燈 HG1 和 HG2 同時點亮以 指示變頻器當(dāng)前工作狀態(tài)， FR 為電動機熱繼電器常閉觸點?？梢詫崿F(xiàn)對變頻器的遠程控制，包括運行 /停止及頻率設(shè)定控制，也可以與端子控制進行組合完成對變頻器的控制。變頻器提供了三種頻率模擬設(shè)定方式：外接電位器設(shè)定、 010V 電壓設(shè)和 420mA 電流設(shè)定。變頻器的電路一般由整流、中間直流環(huán)節(jié)、逆變和控制 4 個部分組成。 調(diào)節(jié)閥 屬于執(zhí)行機構(gòu)，包括氣動、電動和液動三大類，但是液動執(zhí)行機構(gòu)使用較少，同時氣動執(zhí)行機構(gòu)中使用最廣泛的是氣動薄膜執(zhí)行機構(gòu)，因此執(zhí)行機構(gòu)的選擇主要是指氣動薄膜執(zhí)行機構(gòu)和電動執(zhí)行機構(gòu)的選擇 。特別采用相變增韌技術(shù)和超細顆粒注漿成型工藝所生和的電解質(zhì)管壁薄，致密，抗熱沖擊性能好，是等靜壓成型制品所不能媲美的。 ●氧量表有 010mA,420mA DC 兩 路隔 離 模擬量輸出。此型氧傳感器將氧化鋯燒結(jié)成管狀，并與內(nèi)層與外層涂上白金 (Pt)，這就是氧化觸媒的作用，當(dāng)氧離子移動時即會產(chǎn)生電動勢，而電動勢的大小是依氧化鋯兩側(cè)的白金所接觸到的氧而定，最外層則覆蓋一層保護殼。 B0600 系列數(shù)顯微壓、微差壓變送器是利用固態(tài)壓阻微壓傳感器和專用電路組成。 差壓變送器的選擇應(yīng)考慮如下幾方面：技術(shù)性能、量程、防腐材料。 %FS 本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 20 圖 EM235接線圖 壓力檢測儀表 的選型 差壓變送器可以用來把差壓被測參數(shù)轉(zhuǎn)換成為統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)信號，然后將此統(tǒng)一信號輸 入到 PLC 的模擬量擴展模塊 ，以實現(xiàn) 對壓差的 自動控制。 表 ： CFB 鍋爐熱電偶技術(shù)特性： 類 別 代號 分度號 測量范圍（ ℃ ） 允 差 鎳鉻－鎳硅 WRN K 0～ 1200 或 %t 因為熱電偶不能輸出直流的標(biāo)準(zhǔn)信號，設(shè)計還需要為熱電偶選擇合適的溫度變送器將，熱電偶輸出的信號經(jīng)變送器轉(zhuǎn)變成標(biāo)準(zhǔn)的直流信號后，輸出到 PLC 得模擬模塊輸入端子，實現(xiàn)對溫度參數(shù)的自動控制。 經(jīng)過對以上兩種傳感器的比較，設(shè)計選用熱電偶來對溫度進行測量。而剩下的幾個則稱為廉價金屬熱電偶。 方案二：采用 熱電偶溫度傳感器 。 EM232 模塊上部共有 6 個端子，每 3 個點為一組可作 為一路模擬量的輸出通道，共 2 組，對于電壓負載用兩個端子（如 M0、 V0），電流負載用 2 個端子（如M0、 I0），模塊下部左端 M、 L+兩端應(yīng)接入 DC24V 電源。 本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 15 圖 圖 是 CPU224 的輸入輸出單元的接線圖。 S7200 具有緊湊的設(shè)計、良好的擴展性、低廉的價格以及強大的指令、豐富的 CPU 類型和電壓等級，使其可以近乎完美地滿足小規(guī)模的控制要求，解決用戶的工業(yè)自動化問題 ,具有很強的適應(yīng)性。各模塊的功能是獨立的，外型尺寸是統(tǒng)一的，可根據(jù)需要靈活配置。典型的小型機有 SIEMENS公司的 S7200系列、 OMRON公司的 CPM2A系列、 MITSUBISHI公司的 FX 系列和 AB 公司的 SLC500 系列等整體式 PLC 產(chǎn)品。當(dāng)鍋爐的燃燒系統(tǒng)發(fā)生故障或異常時，最先將在爐膛負壓上反映出來，而后才是火檢 、火焰等的變化，其次才是蒸汽參數(shù)的變化。 另一方面，返料量的多少與鍋爐分離裝置的分離效率有著直接的關(guān)系，也就是說，分離器的分離效率越高，分離出的煙氣中的灰量就越大，從而鍋爐對負荷的調(diào)節(jié)富裕量就越大，操作運行相對就容易一些。 2. 料層差壓 料層差壓是一個反映燃燒室 床高 的參數(shù)。 PLC 輸出信號給執(zhí)行器件，通過控制電磁閥的開度、和電動機的轉(zhuǎn)速，對整個燃燒過程進行控制。通常根據(jù)主蒸汽壓力的變化控制給煤量并控制爐排轉(zhuǎn)速來控制煤在爐膛中的燃燒時間，當(dāng)給煤量變化時，要相應(yīng)地改變一次風(fēng)和二次風(fēng)，使不完全燃燒損失和排煙損失之和為最小，即鍋爐燃燒效率為最高。反之在降低時，應(yīng)先降低燃料量后減少空氣量，以保證空氣的完全燃燒。隨著工業(yè)生產(chǎn)規(guī)模的不斷增大，作為動力和熱源的鍋爐，也向著大容量、高參數(shù)、高效率的方向發(fā)展。用 PLC 實施控制，其實質(zhì)是按一定算法進行輸入 /輸出變換，并將這個變換給以物理實現(xiàn)，應(yīng)用于工業(yè)現(xiàn)場。它采用可以編制程序的存儲器，用來在其內(nèi)部存儲執(zhí)行邏輯運算、順序運算、計時、計數(shù)和算術(shù)運算等操作的指令，并能通過數(shù)字式或模擬式的輸入和輸出，控制各種類型的機械或生產(chǎn)過程。 方案一：采用單片機進行控制。 (7)易于實現(xiàn)灰渣綜合利用 循環(huán)流化床燃燒過程屬于低溫燃燒，同時爐內(nèi)優(yōu)良的燃盡條件使得鍋爐的灰渣含炭量低（含炭量小于 1％ ），屬于低溫?zé)福子趯崿F(xiàn)灰渣的綜合利用，如作為水泥摻和料或做建筑材料。循環(huán)流化床鍋爐 NOX 排放低是由于以下兩個原因：一是低溫燃燒，此時空氣中的氮一般不會生成 NOX ；二是分段燃燒，抑制燃料中的氮轉(zhuǎn)化為 NOX ，并使部分已生成的 NOX 得到還原。循環(huán)流化床鍋爐燃燒效率高是因為有下述特點：氣固混合良好； 燃燒速率高，其次是飛灰的再循環(huán)燃燒。 圖 固體物 料流態(tài)化循環(huán)過 (3)高強度的熱量、質(zhì)量和動量傳遞過程 在循環(huán)流化床鍋爐中，大量的固體物料在強烈湍流下通過爐膛，通過人為操作可改變物料循環(huán)量，并可改變爐內(nèi)物料的分布規(guī)律，以適應(yīng)不同的燃燒工況。這樣的溫度遠低于普通煤粉爐中的溫度水平，并低于一般煤的灰熔點，這就免去了灰熔化帶 來的種種煩惱。調(diào)節(jié)裝有中溫過熱器的回料錐形閥， 用于調(diào)節(jié)鍋爐料床溫度。第二部分為對流煙道，布置有 過熱器、再熱器、省煤器和空氣預(yù)熱器等，與其它常規(guī)鍋爐相近。因此，該系統(tǒng)具有結(jié)構(gòu)簡單、 成本低， 可靠性高等特點。在硬件方面， CCS 選用的是美國FOXBORO 公司的 SPEC200 組件式儀表， FSSS 選用的是美國 CE 公司的雙列直 本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 3 插式 CMOS 集成電路構(gòu)成的邏輯組件，吹灰控選用了美國 CV公司的以 INTEL8085單板機為中心的控制系統(tǒng)，爐膛火焰和汽包水位 TV 都是美國 DIAMOND 公司的產(chǎn)品。 關(guān)于 鍋爐 自動控制系統(tǒng)的發(fā)展趨勢 八十年代初從美國成套引進大容量電站鍋爐控制設(shè)備之前，我國的電站控制水平是非常低的，控制設(shè)備基本上是以 DDZⅠ、 DDZⅡ和 DDZⅢ型等電動單元組合式儀表及繼電器實現(xiàn)的保護邏輯為主。 第 1章 TC 本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 2 我國 循環(huán)流化床鍋爐 的 發(fā)展 現(xiàn)狀 循環(huán)流化床鍋爐是近十幾年發(fā)展起來的一項高效、低污染清潔燃燒技術(shù)。而供熱鍋爐，除了生產(chǎn)工藝有特殊要求外，所生產(chǎn)的熱水均不需要鍋高溫的壓力和溫度，容量也無需很大。目前城市供暖的鍋爐在啟停和運行的過程中都需要精確的實時控制 ， 大多數(shù)鍋爐系統(tǒng)的控制還采用繼電器邏輯控制。 本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） I 摘 要 摘要也稱內(nèi)容提要，概括研究題目的主要內(nèi)容、特點，文字要精練。這類系統(tǒng)自動化程序很低 ,大部分操作還是由手動來完成 ,只能處理一些開關(guān)量問題 ,無法處理系統(tǒng)的模擬量 ,即使控制一些開關(guān)量 ,其電氣線路復(fù)雜 ,可靠性不高 ,不便維護 ,實際鍋爐系統(tǒng)控制中每臺爐就需要一套繼電器控制系統(tǒng) ,而采用西 門子 S7 － 200系列可編程控制器設(shè)計的控制系統(tǒng)實現(xiàn)了 循環(huán)流化床 汽鍋爐的自動控制，并實現(xiàn)了整個系統(tǒng)的優(yōu)化控制。 隨著生產(chǎn)的發(fā)展，鍋爐設(shè)備日益廣泛的用于工業(yè)的各個部門，成為發(fā)展國民經(jīng)濟的重要熱工設(shè)備之一。因其具有燃燒效率高、煤種適應(yīng)性廣、煙氣中有害氣體排放濃度低、負荷調(diào)節(jié)范圍大、灰渣可綜合利用等優(yōu)點，在當(dāng)今日益嚴(yán)峻的能源緊缺和環(huán)境保護要求下，在國內(nèi)外得到了迅速的發(fā)展，并已商品化，正在向大型化發(fā)展。由于生產(chǎn)技術(shù)、管理水 平，特別是材料、電子元件和工藝上的落后，使得這些電站用儀表可靠性不高，加之品種不全，儀表生產(chǎn)廠只管配套不管用，不介入電站控制系統(tǒng)的設(shè)計，使得我國當(dāng)時的自動化儀表行業(yè)無論在管理上還是在技術(shù)水平上都適應(yīng)不了大機組安全可靠運行的要求。這些設(shè)備在當(dāng)時還是比較先進的，系統(tǒng)應(yīng)用軟件的設(shè)計理念至今仍在指導(dǎo)我們的實踐。 本套系統(tǒng)相對比其他控制系統(tǒng)來說，本系統(tǒng)的性價比遠遠高出市面上其它的控制系統(tǒng)。 循環(huán)流化床鍋爐燃燒所需的一次風(fēng)和二次風(fēng)分別從爐膛的底部和側(cè)墻送入，燃 本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 5 料的燃燒主要在爐膛中完成，爐膛四周布置有水冷壁用于吸收燃燒所產(chǎn)生的部分熱量。 尾部煙道布置有末級過熱器，低溫再熱器，省煤器和空氣預(yù)熱器，吸收煙氣余熱。這種“低溫燃燒”方式好處甚多，爐內(nèi)結(jié)渣及堿金屬析出均比煤粉爐中要改善很多，對灰特性的敏感性減低，也無須很大空間去使高溫灰冷卻下來，氮氧化物生成量低，可于爐內(nèi)組織廉價而高效的脫硫工藝。在這種組織方式下，爐內(nèi)的熱量、質(zhì)量和動量傳遞過程是十分強烈的，這就使整個爐膛高度的溫度分布均勻。 (3)高效脫硫 由于飛灰的循環(huán)燃燒過程，床料中未發(fā)生脫硫反應(yīng)而被吹出燃燒室的石灰石、石灰能送回至床內(nèi)再利用；另外，已發(fā)生脫硫反應(yīng)部分，生成了硫酸鈣的大粒子，在循環(huán)燃燒過程中發(fā)生碰撞破裂，使新的氧化鈣粒子表面又暴露于硫化反應(yīng)的氣氛中。 (5)燃燒強度高，爐膛截面積小 爐膛單位截面積的熱負荷高是循環(huán)流化床鍋爐的另一主要優(yōu)點。同時低溫?zé)敢灿欣诨以邢∮薪饘俚奶崛　? 日前，單片機主要有 8 位、 16 位、 32 位單片機。 PLC 及其有關(guān)的外圍設(shè)備都應(yīng)該按易于與工業(yè)控制系統(tǒng)形成一個整體， 易于擴展其功能的原則而設(shè)計。 PLC 專為工業(yè)現(xiàn)場應(yīng)用而設(shè)計， 本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 9 采用了典型的計算機結(jié)構(gòu)，它主要是由 CPU、電源、存儲器和專門設(shè)計的輸入 /輸出接口電路等組成。鍋爐燃燒控制系統(tǒng)又包含了很多小的子系統(tǒng)。 燃燒控制系統(tǒng)需要具有的功能： ；爐膛壓力為某一定值； 本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 10 通過爐膛上的負壓變送器將爐膛壓力標(biāo)準(zhǔn)電信號送入引風(fēng)變頻器 PID 控制器的反饋通道 ,經(jīng)處理后與設(shè)定爐膛負壓力比較 ,經(jīng)過 PID 控制器產(chǎn)生運算信號 ,此信號控制引風(fēng)變頻器調(diào)節(jié)電機轉(zhuǎn)速 ,使?fàn)t內(nèi)負壓穩(wěn)定在設(shè)定值 ,從而達到自動跟蹤鼓風(fēng)保持爐膛負壓恒定目的。 氧化鎬可用來測量煙氣中含氧量。 循環(huán)流化床鍋爐燃燒控制系統(tǒng)包括：床溫控制、給煤量控制、床高控制、返料量控制、蒸汽溫度及壓力控制、通風(fēng)量控制。通常將所測得的風(fēng)室與燃燒室上界面之間的壓力差值作為料層差壓的 監(jiān)測數(shù)值，在運行都是通過監(jiān)視料層差壓值來得到 床高 大小的。 4. 風(fēng)量的調(diào)整 在鍋爐 運行過程中，許多用戶往往只靠風(fēng)門開度的大小來調(diào)節(jié)風(fēng)量，但對于循環(huán)流化床鍋爐來說，其對風(fēng)量的控制就要求比較準(zhǔn)確。因此，監(jiān)視和控制爐膛負壓對于保證爐內(nèi)燃燒工況的穩(wěn)定、分析爐內(nèi)燃燒工況、煙道運行工況、分析某些事故的原因均有極其重要的意義。典型的中型機有SIEMENS 公司的 S7300 系列、 OMRON 公司的 C200H 系列、 AB 公司的 SLC500系列等模塊式 PLC 產(chǎn)品。 整體式 PLC 每一個 I/O 點的平均價格比模塊式的便宜，在小型控制系統(tǒng)中一般采用整體式結(jié)構(gòu)。 S7200PLC 的電源電壓有（ ~） VDC 和（ 85~264） VAC 兩種，主 機上還集成 24V 直流電壓，可以直接用于連接傳感器和執(zhí)行機構(gòu)。 14 個數(shù)字輸入量是 ，每個外部輸入的開關(guān)信號均由各輸入端子接出， M 端接地， L+端子作為輸入的公共端提供 24V 傳感器電源，可以作為傳感器的電源輸出，也可以作為輸入端的檢測電源使用。 根據(jù)要求，擴展模擬量輸入輸出模塊 EM235兩塊，擴展 模擬量輸出模塊 EM232一塊 。 熱電偶是溫度測量中應(yīng)用最廣泛的溫度器件，他的主要特點就是測吻范圍寬 ,性能比較穩(wěn)定，同時結(jié)構(gòu)簡單 ,動態(tài)響應(yīng)好 ,更能夠遠傳 420mA 電信號 ,便于自動控制和集中控制。 熱電偶的結(jié)構(gòu)有兩種，普通型和鎧裝型。 由于循環(huán)流化床鍋爐運行環(huán)境惡劣，測點溫度高、振動、磨損嚴(yán)重，造成溫度測量困難，普通金屬熱電偶使用時易蠕變，壽命短、易燒彎、磨透，所以選用 濰坊才億科技貿(mào)易有限公司 生產(chǎn)的 循環(huán)流化床專用耐磨熱電