【正文】 0、 Cu100，鉑熱電阻的測(cè)溫的范圍一般為零下 200800 攝氏度，銅熱電阻為零下 40 到 140 攝氏度。補(bǔ)償導(dǎo)線的與熱電偶的連線一般都是很明了，熱電偶的正極連接補(bǔ)償導(dǎo)線的紅色線，而負(fù)極則連接剩下的顏色。廣泛用于各種對(duì)溫度進(jìn)行測(cè)量的監(jiān)控系統(tǒng)中，輸出信號(hào)可接數(shù)顯儀表、 PLC、變頻器等設(shè)備，并對(duì)終端接收設(shè)備起保護(hù)作用。 選擇變送器接觸介質(zhì)部分的材料是一個(gè)很重要的問(wèn)題，材質(zhì)選得合適，儀表可以經(jīng)久耐用，否則儀表用不了多長(zhǎng)時(shí)間就要損壞。 ●浮溫型傳感器工作溫度低，容易選擇安裝點(diǎn) ●傳感器重現(xiàn)性、互換性好，無(wú)須作本底補(bǔ)償，可用標(biāo)準(zhǔn)氣在線標(biāo)定。儀表操作方便，維護(hù)最小。 PTC 端子用于電動(dòng)機(jī)內(nèi)置 PTC 測(cè)溫保護(hù)，為 PTC 傳感器輸入端。壓力變送器 輸出正比于 給定頻率 的 1～ 5V 電壓信號(hào) 經(jīng)隔離后反饋到 MM430 變頻器完成閉環(huán)控制 。 本設(shè)計(jì)用氧量信號(hào)來(lái)控制燃燒過(guò)程。 在鍋爐的運(yùn)行過(guò)程中床高不能夠進(jìn)行直接的測(cè)量，但是可通過(guò)測(cè)量料層差壓來(lái)間接反應(yīng)床高。外置式換熱器解決了隨著鍋爐容量增大 ,受熱面布置困難的矛盾 ,使鍋爐受熱面的布置更靈活。 圖 西門(mén)子 MM430 變頻器 本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 27 圖 PLC 與變頻器連接圖 本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 28 第 5 章 軟件編程 控制算法 燃燒鍋爐自動(dòng)控制的關(guān)鍵問(wèn)題是燃料的測(cè)量。 本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 25 圖 在系統(tǒng)中，對(duì)鍋爐的燃燒控制需要三臺(tái)電動(dòng)機(jī)，分別用于控制引風(fēng)電機(jī) 轉(zhuǎn)速、鼓風(fēng)電機(jī)的轉(zhuǎn)速，給煤電機(jī)的轉(zhuǎn)速。 本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 24 變頻器采用西門(mén)子 MM430 系列，此變頻器共有 20 多個(gè)控制端子，分為 4 類，輸入信號(hào)端子、頻率模擬設(shè)定輸入端子、監(jiān)視信號(hào)輸出端子和通信端子。它對(duì)傳感器輸出的氧電勢(shì) “ E ” 進(jìn)行運(yùn)算，按 “ 奈斯特 ” 公式實(shí)時(shí)快速地計(jì)算出煙氣的氧含量，并在計(jì)算 本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 23 中引入雙友愛(ài)數(shù)校正法，同時(shí)具有傳感器本底、氧電勢(shì)調(diào)節(jié)功能。 本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 22 圖 氧量計(jì)與擴(kuò)展模塊接線圖 設(shè)計(jì)選用安徽天康集團(tuán)股份有限公司的 YFC 氧化鋯氧量分析儀 。習(xí)慣上，變送器的實(shí)際使用量程應(yīng)在儀表最大量程的 3/4 左右。溫度變送器與模擬量擴(kuò)展模塊連接圖 如圖所示。普通型熱電偶一般由熱電極，絕緣管，保護(hù)套管和接線盒等部分組成；而鎧裝型熱電偶則是將熱電偶絲，絕緣材料和金屬保護(hù)套管三者組合裝配后，經(jīng)過(guò)拉伸加工而成的一種堅(jiān)實(shí)的組合體。 EM235 具有 4 路模擬量輸入 /一路模擬量輸出（占用 2 路輸出地址）， EM232具有兩路模擬量輸出， 可以滿足要 求。它的輸出類型有晶體管（ DC）、繼電器（ DC/AC）兩種輸出方式。典型的大型 PLC 有 SIEMENS 公司的 S7400 系列、OMRON 公司的 CVM1 和 CS1 系列、 Ab 公司的 SLC5/05 等系列產(chǎn)品。對(duì)風(fēng)量的調(diào)整原則是在一次風(fēng)量滿足流化的前提下，相應(yīng)地調(diào)整二次風(fēng)。 循環(huán)流化床鍋爐 需要檢測(cè)的熱工參數(shù)： 1. 床溫 床溫 是指燃燒密相區(qū)內(nèi)流化物料的溫度。引風(fēng)電機(jī)速度隨著爐膛負(fù)壓值的變化而變化。 傳統(tǒng)風(fēng)機(jī)的電動(dòng)機(jī)是全速運(yùn)行，即不論生產(chǎn)工藝的需求量大小，該風(fēng)機(jī)都提供給固定數(shù)值的風(fēng)量，而生產(chǎn)工藝要求對(duì)爐膛壓力、風(fēng)速、風(fēng)量及溫度等指標(biāo)進(jìn)行控制和調(diào)節(jié)時(shí)，采用的方法是利用調(diào)節(jié)風(fēng)門(mén)的大小來(lái)調(diào)節(jié)風(fēng)量，這就使得能量在風(fēng)門(mén)節(jié)流中消耗很大。單片機(jī)是以工業(yè)測(cè)控對(duì)象、環(huán)境、接口特點(diǎn)出發(fā)向著增強(qiáng)控制功能，提高工業(yè)環(huán)境下的可靠性方向發(fā)展。其截面熱負(fù)荷約為 ～ ，接近或高于煤粉爐。 .3 循環(huán)流化床鍋爐的優(yōu)點(diǎn) (1)燃料適應(yīng)性廣 這是循環(huán)流化床鍋爐的主要優(yōu)點(diǎn)之一。煙氣經(jīng)除塵器，由吸風(fēng)機(jī)送入煙囪后，排入大氣。 本系統(tǒng)利用變頻器實(shí)現(xiàn)鼓、引風(fēng)機(jī)變頻調(diào)速，避免看火工調(diào)節(jié)風(fēng)門(mén)擋板以滿足風(fēng)量要求，節(jié)約了電能， 降低看火工的勞動(dòng)強(qiáng)度；利用 PLC 實(shí)現(xiàn)了遠(yuǎn)程控制變頻器的頻率給定，避免遠(yuǎn)距離使用電位器易受干擾的缺點(diǎn)，同時(shí)數(shù)字顯示變頻器的輸出頻率。 八十年代初，作為國(guó)家十二項(xiàng)重大建設(shè)工程項(xiàng)目之一的 300MW、 600MW 火電站項(xiàng)目開(kāi)始啟動(dòng)，要求其控制系統(tǒng)由具有監(jiān)控計(jì)算功能的計(jì)算機(jī)和能根據(jù)電網(wǎng)負(fù)荷調(diào)峰的協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)組成，它的綜合技術(shù)水平應(yīng)相當(dāng)于當(dāng)時(shí)美國(guó)同類型電廠的實(shí)際裝備水平。從量大，面廣這一角度來(lái)說(shuō)，除電力以外的各行業(yè)中，主要運(yùn)行的始終是小型低壓鍋爐。中文摘要一般不少于 400 字 ，外文摘要的內(nèi)容應(yīng)與中文摘要相對(duì)應(yīng)。 為了提高熱及效率，動(dòng)力鍋爐向著高壓，高溫和大容量方向發(fā)展。因此發(fā)展高效、低污染的清潔燃燒技術(shù)是當(dāng)今社會(huì)持續(xù)發(fā)展的必然要求。 系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)可行性 目前單 PLC 的廣泛應(yīng)用及其產(chǎn)生的效益令人矚目，它以其 高性價(jià)比 且應(yīng)用領(lǐng)域廣等諸多優(yōu)點(diǎn)成為控制系統(tǒng)中采用最多的 控制器， 該系統(tǒng) 正是 采用 PLC 進(jìn)行控制，另外，該系統(tǒng)在中所用到的 變送 器都是 鍋爐控制 系統(tǒng)中常用的 器件 ，便宜且可靠性能好。分離出的顆粒經(jīng)錐閥，根據(jù)控制床溫，再熱氣溫主參數(shù)的情況，調(diào)節(jié)直接返回鍋爐的循環(huán)料量和經(jīng)過(guò)加熱器返回鍋爐料量的比例。整個(gè)燃燒過(guò)程以及脫硫過(guò)程都是在這兩種形式的循環(huán)運(yùn)行的動(dòng)態(tài)過(guò)程中逐步完成的。運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)表明，循環(huán)流化床鍋爐的 NOX 排放范圍為 50～ 150ppm 或 40～ 120mg/MJ。 系統(tǒng)整體方案的確定 鍋爐燃燒控制系統(tǒng) 是一個(gè)復(fù)雜的控制過(guò)程，在實(shí)際生產(chǎn)中既可以采用單片機(jī)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制，也可以采用 PLC 實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制 。 PLC 的種類繁多，但其組成結(jié)構(gòu)和工作原理基本相同。當(dāng)蒸汽要求的量增加時(shí)，即使蒸汽的提取量增加時(shí)，蒸汽的壓力降低，燃料要增加，為了保證燃料的完全燃燒，應(yīng)先加大空氣量，后加大燃料量。 燃燒自動(dòng)控制 系統(tǒng)組成 根據(jù)系統(tǒng)的功能，系統(tǒng)擬采用 PLC 作控制器， 熱電偶 溫度傳感器 、 差壓傳感器 、采集數(shù)據(jù)信息， 經(jīng)過(guò) 溫度變送、壓力變送器將信號(hào)轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)后，傳送給 PLC 處理機(jī)。 3. 返料量 控制返料量是循環(huán)流化床鍋爐運(yùn)行操作時(shí)不同于常規(guī)鍋爐之處，根據(jù)前面提到的循環(huán)流化床鍋爐燃燒及傳熱的特性，返 料量對(duì)循環(huán)流化床鍋爐的燃燒起著舉足輕重的作用，因?yàn)樵跔t膛里，返料灰實(shí)質(zhì)上是一種熱載體，它將燃燒室里的熱量帶到爐膛上部，使?fàn)t膛內(nèi)的溫度場(chǎng)分布均勻，并通過(guò)多種傳熱方式與水冷壁進(jìn)行換熱，因此有較高的傳熱系數(shù)， (其傳熱效率約為煤粉爐的 46 倍 )通過(guò)調(diào)整返料量可以控制料層溫度和爐膛差壓并進(jìn)一步調(diào)節(jié)鍋爐負(fù)荷。 圖 硬件原理圖 本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 13 第 3章 PLC 型號(hào)及擴(kuò)展單元的選型 PLC 選型 PLC 的種類繁多，按 I/O 點(diǎn)數(shù)容量分類有小型機(jī)、中型機(jī)和大型機(jī)。 S7200 系列是德國(guó)西門(mén)子公司生產(chǎn)的一種小型 PLC，其許多功能達(dá)到大、中 本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 14 型 PLC 水平，而價(jià)格卻和小型 PLC 一樣。模塊下部左端 M、 L+兩端應(yīng)接入 DC24V 電源，右端分別是校準(zhǔn)電位器和配置設(shè)定開(kāi)關(guān)。 目前國(guó)際上應(yīng)用的熱電偶具有一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，國(guó)際上規(guī)定熱電偶分為八個(gè)不同的分度，分別為 B、 R、 S、 K、 N、 E、 J 和 T，其測(cè)量溫度最低可測(cè)零下 270攝氏度，最高可達(dá) 1800 攝氏度，其中 B、 R、 S 屬于鉑系列的熱電偶，由 于鉑屬于貴重金屬，所以他們又被稱為貴金屬熱電偶。在國(guó)內(nèi)多家循環(huán)流化床鍋爐上使用證明，最低可連續(xù)使用 2 年以上。 在本設(shè)計(jì)中需要檢測(cè)爐膛負(fù)壓與料床差壓，變送器輸出信號(hào)與 PLC 的連接圖如圖 所示。% 輸出信號(hào)：二線制 420 mA 010 mA D. 05V 供電電源： 顯示方式： 1999～ 9999 LED 顯示或 LCD 顯示 使用環(huán)境溫度： 20~80℃ 儲(chǔ)存環(huán)境溫度： 40~125℃ 主體構(gòu) 件： LY11， PVC 電氣連接：三芯航空插頭、赫斯曼防水接頭 過(guò)程連接： φ8 倒刺接口、 φ8 快裝接口、多種連接螺紋可選 含氧量檢測(cè)儀表 的選型 氧化鋯型氧傳感器 ， 氧化鋯 (ZrO2)為固態(tài)電解質(zhì)的一種，它有一種特性就是在高溫時(shí)氧離子易于移動(dòng)。選用三元級(jí)配同時(shí)添加適量昂貴的氧化 鈧，所以傳感器的響應(yīng)速度、本底電勢(shì)、檢測(cè)精度和比電陰性能明顯得到提高。我們現(xiàn)在使用的變頻器主要采用交 —直 —交方式（ VVVF 變頻或矢量控制變頻），先把工頻交流電源通過(guò)整流器轉(zhuǎn)換成直流電源，然后再把直流電源轉(zhuǎn)換成頻率、電壓均可控制的交流電源以供給電動(dòng)機(jī)。通過(guò)此通信接口。 系統(tǒng)中用到了 3 個(gè)電機(jī) 分別來(lái)控制引風(fēng)電機(jī)的風(fēng)量、鼓風(fēng)電機(jī)的風(fēng)量、給煤電機(jī)的給煤量 ，所以要采用 3 個(gè)變頻器。 爐膛、分離器、回料閥和外置式換熱器構(gòu)成了循環(huán)流化床鍋爐的物料熱循環(huán)回路 ,煤與石灰石在燃燒室內(nèi)完成燃燒及脫硫反應(yīng) ,產(chǎn)生的煙氣分別進(jìn)入四個(gè)分離器 ,進(jìn)行氣固兩相分離 ,經(jīng)過(guò)分離器凈化的煙氣進(jìn)入尾部煙道。 床高 越大，測(cè)得的差壓值亦越高。 當(dāng)負(fù)荷變化時(shí)， ，煙氣中的含氧量發(fā)生變化，使燃料調(diào)節(jié)器去改變?nèi)剂狭恳跃S持煙氣中的含氧量。使用數(shù)字輸入通道 DI3。當(dāng)用電壓或電流設(shè)定時(shí)，最大的電壓 或電流對(duì)應(yīng)變頻器輸出頻率設(shè)定的最大值，變頻器有兩路頻率設(shè)定通道，開(kāi)環(huán)控制時(shí)只用 AIN1 通道，閉環(huán)控制時(shí)使用 AIN2 通道作為反饋輸入，兩路模擬設(shè)定值進(jìn)行疊加。 電動(dòng)調(diào)節(jié) 閥是 工業(yè)自動(dòng)化 過(guò)程控制中的重要執(zhí)行單元 儀表 。 （ 2） %或 （ 2）％兩種檢測(cè)量程供用戶選擇設(shè)置。主要用于鍋爐負(fù)壓、風(fēng) 機(jī) 風(fēng)壓測(cè)量。 在這次設(shè)計(jì)中主要用到是 DDZ—III 型差壓變送器。 由于循環(huán)流化床鍋爐運(yùn)行環(huán)境惡劣，測(cè)點(diǎn)溫度高、振動(dòng)、磨損嚴(yán)重，造成溫度測(cè)量困難，普通金屬熱電偶使用時(shí)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偶 。 熱電偶是溫度測(cè)量中應(yīng)用最廣泛的溫度器件，他的主要特點(diǎn)就是測(cè)吻范圍寬 ,性能比較穩(wěn)定，同時(shí)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單 ,動(dòng)態(tài)響應(yīng)好 ,更能夠遠(yuǎn)傳 420mA 電信號(hào) ,便于自動(dòng)控制和集中控制。 14 個(gè)數(shù)字輸入量是 ，每個(gè)外部輸入的開(kāi)關(guān)信號(hào)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(cè)電源使用。 整體式 PLC 每一個(gè) I/O 點(diǎn)的平均價(jià)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)。因此，監(jiān)視和控制爐膛負(fù)壓對(duì)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(yùn)行工況、分析某些事故的原因均有極其重要的意義。通常將所測(cè)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(cè)數(shù)值，在運(yùn)行都是通過(guò)監(jiān)視料層差壓值來(lái)得到 床高 大小的。 氧化鎬可用來(lái)測(cè)量煙氣中含氧量。鍋爐燃燒控制系統(tǒng)又包含了很多小的子系統(tǒng)。 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(gè)整體， 易于擴(kuò)展其功能的原則而設(shè)計(jì)。同時(shí)低溫?zé)敢灿欣诨以邢∮薪饘俚奶崛　? (3)高效脫硫 由于飛灰的循環(huán)燃燒過(guò)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(guò)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。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(duì)灰特性的敏感性減低，也無(wú)須很大空間去使高溫灰冷卻下來(lái)，氮氧化物生成量低，可于爐內(nèi)組織廉價(jià)而高效的脫硫工藝。 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(jì)（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。這些設(shè)備在當(dāng)時(shí)還是比較先進(jìn)的，系統(tǒng)應(yīng)用軟件的設(shè)計(jì)理念至今仍在指導(dǎo)我們的實(shí)踐。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(fù)荷調(diào)節(jié)范圍大、灰渣可綜合利用等優(yōu)點(diǎn)，在當(dāng)今日益嚴(yán)峻的能源緊缺和環(huán)境保護(hù)要求下，在國(guó)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。這類系統(tǒng)自動(dòng)化程序很低 ,大部分操作還是由手動(dòng)來(lái)完成 ,只能處理一些開(kāi)關(guān)量問(wèn)題 ,無(wú)法處理系統(tǒng)的模擬量 ,即使控制一些開(kāi)關(guān)量 ,其電氣線路復(fù)雜 ,可靠性不高 ,不便維護(hù) ,實(shí)際鍋爐系統(tǒng)控制中每臺(tái)爐就需要一套繼電器控制系統(tǒng) ,而采用西 門(mén)子 S7 － 200系列可編程控制器設(shè)計(jì)的控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了 循環(huán)流化床 汽鍋爐的自動(dòng)控制，并實(shí)現(xiàn)了整個(gè)系統(tǒng)的優(yōu)化控制。目前城市供暖的