【正文】 打入省煤器進(jìn)入汽包。 煙囪： 將煙氣導(dǎo)向高空的管狀建筑物 。 過熱器： 鍋爐中 將飽和溫度或高于飽和溫度的蒸汽加熱到規(guī)定過熱溫度的受熱面 ， 又稱蒸汽過熱 器。 汽包： 汽包 也 稱鍋筒。 目前絕大多數(shù)鍋爐燃燒控制系統(tǒng)中的風(fēng)量調(diào)節(jié)都是通過調(diào)節(jié)風(fēng)門擋板實現(xiàn)的，這種風(fēng)量調(diào)節(jié)方式不但使風(fēng)機(jī)的效率降低，也使很多能量白白消耗在擋板上。 如圖 給出了風(fēng)機(jī)調(diào)節(jié)和變頻調(diào)速兩種控制方式下風(fēng)路的壓力 風(fēng)量 （ HQ） 關(guān)系。只需調(diào)節(jié)電位器旋鈕即可調(diào)整風(fēng)量，操作方便。而且結(jié)構(gòu)簡單，調(diào)速范圍寬、調(diào)速精度高、安裝調(diào)試使用方便、保護(hù)功能完善、運(yùn)行穩(wěn)定可靠、節(jié)能效果顯著，已經(jīng)成為交流電機(jī)調(diào)速的最新潮流。 許多單位仍然采用落后的調(diào)節(jié)檔風(fēng)板或閥門開啟度的方式來調(diào)節(jié)氣體的流量、壓力、溫度等。變頻調(diào)速性能日趨完美，已被廣泛應(yīng)用于不同領(lǐng)域的交流調(diào)速。具有過載、過壓、過流、欠壓、電源缺相等自動保護(hù)功能。由于轉(zhuǎn)速與頻率之間是線性關(guān)系，其轉(zhuǎn)速的全程調(diào)節(jié)性能均較好，調(diào)節(jié)較為平滑。因而，理想情況下有如 表 所示 表 風(fēng)機(jī)流量 、 轉(zhuǎn)速 、 壓力 、 功率理想情況下關(guān)系 流量 (%) 轉(zhuǎn)速 (%) 壓力 (%) 功率 (%) 100 100 100 100 90 90 87 80 80 64 70 70 49 60 60 36 50 50 25 由上表可見：當(dāng)需求流量下降時，調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速可以節(jié)約大量能源。 鍋爐就是汽、水系統(tǒng)和煤、風(fēng)、煙、灰系統(tǒng)的統(tǒng)一體 鍋爐中產(chǎn)生的熱水或蒸汽可直接為工業(yè)生產(chǎn)和人民生活提供所需要的熱能，也可通過 蒸汽動力裝置 轉(zhuǎn)換為機(jī)械能 ，或再通過發(fā)電機(jī)將機(jī)械能轉(zhuǎn)換為電能。 水冷壁： 水冷壁是鍋爐的主要受熱部分，它由數(shù)排鋼管組成，分布于鍋爐爐膛的四周。 空氣預(yù)熱器 ： 空氣預(yù)熱器簡稱為空預(yù)器 ， 多用于燃煤電站鍋爐。 煤 煤場 破碎 輸送機(jī) 煤斗 空氣預(yù)熱器 送風(fēng)機(jī) 風(fēng) 熱風(fēng)管 風(fēng)室 除灰斗 受熱面 除灰設(shè)備 灰場 除塵器 引風(fēng)機(jī) 煙囪 灰渣 煙 鍋爐燃燒室 基 于 ABB通用變頻器三 菱 PLC的風(fēng)機(jī)變頻節(jié)能改造 7 除灰系統(tǒng)：由冷灰斗、除灰機(jī)等組成。 煤在水平運(yùn)動的路牌上燃燒，空氣經(jīng)預(yù)熱器從爐排下方自下而上的引入。燃燒進(jìn)入爐膛后，隨著爐排的轉(zhuǎn)動，依次完成預(yù)熱 、干餾、著火、燃燒、燃燼階段。風(fēng)道可以由一側(cè)引入，對于較寬爐排，也有從兩側(cè)同時引入的。有多個調(diào)節(jié)參數(shù)和被調(diào)節(jié)參數(shù)，并且還存在錯綜復(fù)雜的擾動參數(shù)。水位高會導(dǎo)致蒸汽帶水進(jìn)入過熱器并在過熱管內(nèi)結(jié)垢，影響傳熱效率嚴(yán)重的將引起過熱器爆管。 為了克服“虛假液位”現(xiàn)象，必須采取三沖量控制。在回路中只形成開路，不影響上面兩個閉環(huán)的穩(wěn)定性?？刂圃砜驁D如圖 所示。 ADFX N 82 ? 的工作電源為 DC24V， 模擬量與數(shù)字量之間采用光電隔離技術(shù)，但 各通道之間沒有隔離 。 .3 ADFX N 82 ? 緩存 (BFM)的分配 FG 和 ADFX N 82 ? 模擬量模塊內(nèi)部有一個數(shù)據(jù)緩存寄存器區(qū)，它 由 32 個 16 位的寄存器組成，編號為 BFM0～ 3399。 DAFX N 22 ? 模擬量模塊的兩個輸出通道，要占用基本單元的 8 個映像表，既在軟件上占 8 個 I/O 點(diǎn)數(shù)，在計算 PLC 的 I/O 時可以將這 8 個點(diǎn)作為 PLC 的輸出點(diǎn)來計算。 表 DAFX N 22 ? 緩沖寄存 器（ BFM） 的分配 BFM 內(nèi)容 備注 0 通道初始化，用 2 位 16 進(jìn)制數(shù)HΧΧ 表示， 2 位數(shù)字從右至左分別控制 兩個通道。如果需要在低速下長時間穩(wěn)速運(yùn)行，應(yīng)該考慮標(biāo)準(zhǔn)籠型異步電動機(jī)的散熱能力，避免電動機(jī)溫升過高。如果電動機(jī)的恒轉(zhuǎn)矩和恒功率調(diào)速的范圍與負(fù)載的恒轉(zhuǎn)矩和恒功率范圍相一致時，即在所謂“匹配”的情況下，電動機(jī)的容量均最小。另外應(yīng)充分考慮變頻器的輸出含有高次諧波，會造成電動機(jī)的功率因數(shù)和效率都會變壞。因此，選擇用于高速電動機(jī)的變頻器時，應(yīng)比普通電動機(jī)的變頻器稍大一些。 (11) 變頻器驅(qū)動同步電動機(jī)時，與工頻電源相比，降低輸出容量 10%～ 20%，變頻器的連續(xù)輸出電流要大于同步電動機(jī)額定電流與同步牽入電流的標(biāo)幺值的乘積。 表 變頻器控制方式的性能特點(diǎn) 控制方式 U/f 控制 矢量控制 直接轉(zhuǎn)矩控制 比較項目 開環(huán) 閉環(huán) 無速度傳感器 帶速度傳感器 速度控制 1： 40 1： 40 1： 100 1： 1000 1： 100 啟動轉(zhuǎn)矩 3Hz 時 150% 3Hz 時 150% 1Hz 時 150% 0Hz 時 150% 0Hz 時 200% 靜態(tài)速度精度 177。 (1) 開放型 IP00。 根據(jù)電動機(jī)銘牌 數(shù)據(jù)計算如 下 k V AykPP m 1 3 6)(1 1 01c o s/ ?????? k VAIUkP mm 33 ????????? ?? AkII m ???? 所以選擇普通功能 U/f控制的變頻器，在此選用 ABB 變頻器 ACS800 系列，變頻器類型為 ACS8000402103,容量為 160KVA，電流為 432A，完全滿足以上計算要求。 0( ) ( ) ( ) { ( ) [ ( 1 ) ] }kp I Diu k T K e k T K e iT K e k T e k T? ?? ? ? ? ?? () 1 ( )0 ( )e k ee k e? ???? ? ??? 其中 ? 為積分項開關(guān)系數(shù) e 為人為設(shè)定的閾值 。當(dāng)微分系數(shù)增大時，系統(tǒng)響應(yīng)速度加快，超調(diào)量減小，但穩(wěn)定性變差，屬有差調(diào)節(jié)。 FROM 是基本單元從 ADFX N 82 ? 、ADFX N 22 ? 讀數(shù)據(jù)的指令， TO 是從基本單元將數(shù)據(jù)寫到 ADFX N 82 ? 、 ADFX N 22 ? 的指令。 基 于 ABB通用變頻器三 菱 PLC的風(fēng)機(jī)變頻節(jié)能改造 25 NFX2 的 PID 指令 PID 指令的編號為 FNC88，如圖 所示原操作數(shù) [S1]、 [S2]、 [S3]和目標(biāo)操作數(shù) [D]均為數(shù)據(jù)寄存器， 16 位指令，占 9 個程序步。 控制參數(shù)的設(shè)定和 PID 運(yùn)算中的數(shù)據(jù)出現(xiàn)錯誤時， “運(yùn)算錯誤 ”標(biāo)志 M8067 為 NO，錯誤代碼存放在 D8067 中。爐膛負(fù)壓檢測量通過 PLC 輸出信號作為引風(fēng)機(jī)變頻器的輸入信號控制引風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速。當(dāng) DAFX N 22 ? 用作電流輸出時，必須重新調(diào)整偏置值和增益值。直至獲得穩(wěn)定的數(shù)值 。 (3) 當(dāng)變頻器和 PLC 安裝在同一操作柜中時應(yīng)盡可能使與變頻器和 PLC 有關(guān)的電線分開。對于如何確定投運(yùn)次序，可以根據(jù)想以后難原則，相關(guān)的回路盡量集中在一起。 投運(yùn)時出現(xiàn) 的工程問題及解決方案 用變頻器調(diào)速技術(shù)改造交流電動機(jī)已成為降低成本、降低能源消耗、提高經(jīng)濟(jì)效益的手段之一，但是變頻器在工作時，由于電路中電壓與電流的脈沖和高頻振蕩的諧波分量造成電磁干擾，使變頻器成了一個強(qiáng)磁干擾源，從而影響設(shè)備的正常運(yùn)行，甚至造成設(shè)備的損壞。而且屏蔽層的接地要與系統(tǒng)一端浮地的結(jié)構(gòu)形式配合，才能取得更好的抗干擾效果。 表 51 例臨界 比例法參數(shù)整定計算 調(diào)節(jié)范圍 Kp Ki Kd P 2detak ? 0 PI 0 PID 溫度 T: P=20~60%， T=180~600s， D=3180s； 壓力 P: P=30~70%， T=24~180s； 液位 L: P=20~80%， T=60~300s； 流量 L: P=40~100%， T=6~60s。如此反復(fù)試湊，直到找到滿意的比例系數(shù) S1 和積分系數(shù) S0 為止。 節(jié)電率的計算公式為 22)/( )/(1 NNi K ??? () 式中， iK ——節(jié)電率。采用變頻器控制后，風(fēng)門拆除，基本消除了風(fēng)機(jī)系統(tǒng)的振動問題，提高了軸承的壽命；負(fù)荷變化配風(fēng)調(diào)節(jié)準(zhǔn)確，降低了維修率。 設(shè)計期間，學(xué)習(xí)了關(guān)于電力工程設(shè)計、技術(shù)問題研究的程序和方法等，在搜集資料、查閱文獻(xiàn)、方案比較、設(shè)計制圖等方面，都得到了訓(xùn)練。謝謝你們！ 基 于 ABB通用變頻器三 菱 PLC的風(fēng)機(jī)變頻節(jié)能改造 35 參考文獻(xiàn) [1]趙永君等 .自動化技術(shù)綜合應(yīng)用 .天津大學(xué)出版社， 20xx [2]ABB 通用變頻器 說明 手冊 [3]王永華等 .現(xiàn)代電氣及可編程控制技術(shù) .北京：北京航空航天大學(xué)出版社， 20xx [4]王仁祥 .通用變頻器選型與維修技術(shù) .北京：中國電力出版社， 20xx [5]張少軍 杜金成 .交流調(diào)速原理及應(yīng)用 .北京：中國電力出版社 ， 20xx [6]自動化名詞審定委員會編 .自動化名詞 (1990). 科學(xué)出版社 ， 1991 [7] (美 )米凱爾等 .自動化生產(chǎn)系統(tǒng)及計算機(jī)輔助制造 .機(jī)械工業(yè)出版社 ， 1989 [8]機(jī)械工業(yè)部 .風(fēng)機(jī)產(chǎn)品樣本 . 機(jī)械工業(yè)出版社 ， 1996 [9]任廷沈 , 彭良 . 鍋爐安全技術(shù) . 化學(xué)工業(yè)出版社安全科學(xué)與工程出 ， 20xx [10]望亭發(fā)電廠 . 鍋爐 . 中國電力出版社 ， 20xx [11] Ata Elahi. Network Communications Technology(英文影印版 ).北京 :科學(xué)出版社， 20xx [12]Man on Machine Learning[C].1995： 194202 [13]Jaleeli N VanSlyck L S, Ewart D N, et al. Understanding automatic generation control[J].IEEE Trans. Power Systerm,1992,7(3):11061122 [14]Harry Singh. Auctions for ancillary services[J]. Decision Support Systems,1999,28(5):126132 [15]Cheung K W. Energe and ancillary service dipatch for the Interrim ISO new England electricity mark[J].Power System Technology,20xx,26(7):16(in Chinese) 。 沈陽工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 34 致謝 值此 畢業(yè)設(shè)計完成 之 時，我要向在我畢業(yè)設(shè)計過程中，給予我 幫助和指導(dǎo)的老師和同學(xué)表示感謝，特別是指導(dǎo)我畢業(yè)設(shè)計的 李 老師 ， 向 她 表示深深的謝意。由于解決了風(fēng)機(jī)系統(tǒng)的振動問題，從而可以較低轉(zhuǎn)速下運(yùn)行。改造為變頻驅(qū)動，計算投資電率和投資回收期。和前述步驟相同，微分時間的整定也需反復(fù)調(diào)整，直到控制過程滿意為止。經(jīng)驗法簡單可靠，但需要有一定現(xiàn)場運(yùn)行經(jīng)驗，整定時易帶有主觀片面性。它是根據(jù)被控過程的特性確定PID 控制器的比例系數(shù)、積分時間和微分時間的大小。在實際控制系統(tǒng)的調(diào)試和運(yùn)行中，不可避免地會遇到 EMC 問題。如果某個回路投運(yùn)成功，可以改善其他回路的投運(yùn)條基 于 ABB通用變頻器三 菱 PLC的風(fēng)機(jī)變頻節(jié)能改造 29 件，則該回路應(yīng)先投運(yùn)。 鍋爐系統(tǒng)的投運(yùn) 控制對象的掌握 鍋爐系統(tǒng)經(jīng)過便頻改造后，去掉了風(fēng)門，鼓風(fēng)量、引風(fēng)量的執(zhí)行機(jī)構(gòu)采用變頻器，由此導(dǎo)致控制對象的性質(zhì)有一定的變化。 變頻器 PID 撥位勢選擇器開關(guān)設(shè)置 PID 撥位勢選擇器開關(guān)的設(shè)置如圖 所示 圖 PID 撥位勢選擇器開關(guān)的設(shè)置 沈陽工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 28 變頻器與 PLC 的連接 鍋爐風(fēng)機(jī)變頻系統(tǒng)是采用 PLC 實現(xiàn)過程控制， PLC 的模擬量信號輸出接至變頻器的 外部信號給定。增益值可設(shè)置為 0～ 4000 的任意數(shù)字值。這種方式控制簡單，操作方便，可靠性高。 圖 PID 指令