江蘇淮河化工有限公司 江蘇 淮安 211742

引言：對于傳統(tǒng)的大型燃煤發(fā)電鍋爐風(fēng)機控制通風(fēng)系統(tǒng)一般來說是可以通過對燃煤的充分加熱燃燒、調(diào)整風(fēng)機供熱持續(xù)時間和通過減少熱能源損失的多種方法使用來實現(xiàn)節(jié)能,而對于風(fēng)機電能的大量消耗卻一直沒有有效的控制措施,其中燃煤風(fēng)機的進氣風(fēng)門自動調(diào)整方法只能通過改變電機風(fēng)量的均勻大小,此時候的風(fēng)機仍然是處于滿足大負荷的連續(xù)工作運行狀態(tài),如果長時間連續(xù)運行,無用功率的耗電量比較大,造成了風(fēng)機電能的大量浪費。而在我國東北地區(qū),采暖期又比較長,平均的冬季供暖供熱時間每天在12h 左右。因此如果我們沒有正確的控制措施可以調(diào)節(jié)驅(qū)動電機的邊際實時工作轉(zhuǎn)速,則可能會導(dǎo)致有很大一部分消耗電能將電機會直接浪費在調(diào)節(jié)電機的無用功上,這樣不僅僅會浪費節(jié)約能源而且還可能會大大增加生產(chǎn)成本。

一、系統(tǒng)原理

1.鼓風(fēng)機控制系統(tǒng)

鼓風(fēng)煙氣變頻閉環(huán)控制管理系統(tǒng)由鼓風(fēng)氧化氧含鋯濃度傳感器、變頻器、pid 鼓風(fēng)控制器、鼓風(fēng)機構(gòu)等組成的硫化氧含量濃度閉環(huán)控制回路可以自動控制整個鼓風(fēng)機的自動轉(zhuǎn)速,根據(jù)溫度設(shè)定值和相應(yīng)氧化氧含鋯濃度傳感器的自動輸出值,通過控制PLC 內(nèi)部中的pid 控制模塊自動計算來得出合適的鼓風(fēng)控制氧含量,通過控制變頻器中的輸出值和相應(yīng)的控制頻率值和電壓信號來自動控制整個鼓風(fēng)機的自動轉(zhuǎn)速,使鼓風(fēng)煙氣管道中的硫化氧含量濃度保持在一個合理的控制范圍內(nèi),這樣既有效提高了控制精度,又有效節(jié)約了剩余能源(包括電能和可用燃料)。

2.引風(fēng)機控制系統(tǒng)

爐膛引風(fēng)負壓系數(shù)是直接反映焦煤燃燒鍋爐工況穩(wěn)定與否的重要技術(shù)參數(shù),是鍋爐運行中所需要準(zhǔn)確控制和及時監(jiān)視的重要技術(shù)參數(shù)之一。引風(fēng)機的負壓變頻閉環(huán)控制系統(tǒng)采用了由負壓變頻傳感器、變頻器、pid 等微控制器、引風(fēng)機元件組成的一個負壓變頻閉環(huán)控制回路并可自動控制每個引風(fēng)機的最高轉(zhuǎn)速。根據(jù)控制系統(tǒng)初始溫度設(shè)定值和系統(tǒng)負壓溫度傳感器及電壓變送器的電壓反饋設(shè)定值,同時通過引入控制鼓風(fēng)量信號作為系統(tǒng)前饋控制信號,由系統(tǒng)PLC 內(nèi)部以及pid 控制模塊進行計算并選出合適的頻率控制鼓風(fēng)量,通過控制變頻器引入輸出信號相應(yīng)的起動頻率值和電壓信號來自動控制系統(tǒng)引風(fēng)機的起動轉(zhuǎn)速,使系統(tǒng)爐膛內(nèi)的負壓溫度保持在-200～-400pa 的最佳穩(wěn)定測量值。

二、系統(tǒng)的軟、硬件設(shè)計與實現(xiàn)

1.系統(tǒng)軟件的設(shè)計與實現(xiàn)

鍋爐進入燃燒自動控制智能系統(tǒng)的鍋爐運行控制過程由a/PLC 控制來自動完成,通過控制系統(tǒng)初始溫度設(shè)定值以及系統(tǒng)實時溫度反饋設(shè)定值參數(shù)來自動控制鍋爐變頻器進入輸出燃燒頻率。為了能保證啟動鍋爐安全正常運行,PLC 通過進行程序設(shè)置來按照順序分別啟動鍋爐引風(fēng)機和啟動鼓風(fēng)機。系統(tǒng)啟動時先先次啟動系統(tǒng)引風(fēng)機,再再次啟動系統(tǒng)鼓風(fēng)機若要停機時,須先次啟停引動鼓風(fēng)機,再次啟停引動鼓風(fēng)機。在系統(tǒng)啟動或者繼續(xù)運行時,如果啟動鼓風(fēng)機或者啟動引風(fēng)機系統(tǒng)出現(xiàn)啟動故障,則系統(tǒng)判定為該系統(tǒng)已經(jīng)出現(xiàn)啟動故障,系統(tǒng)立即進入啟動中斷同時通過調(diào)用啟動程序同時停止啟動鼓風(fēng)機和啟動引風(fēng)機并將萬能電源斷路器自動斷開,使其自動斷電。若變頻器本身有其他故障時它也可以直接轉(zhuǎn)入工頻手動控制,工頻正常運行。故障充分排除后,恢復(fù)為高壓變頻方式運行,從而更有效地可以保證高壓鍋爐的安全正常運行。在氣動鼓風(fēng)機和氣動引風(fēng)機共同運行時,將每個風(fēng)門的對開度均勻打開為100%,通過輸入氧化硫酸鋯溫度傳感器和輸入負壓氧化傳感器的輸入反饋電壓值以及系統(tǒng)的輸出給定電壓值,由于在PLC 內(nèi)部的兩個pid 控制模塊來來計算其輸出最佳工作狀態(tài),通過同時調(diào)節(jié)手動變頻器的進入輸出額定頻率從而給其輸出一個相應(yīng)的額定頻率輸出電壓后再來同時調(diào)節(jié)手動鼓風(fēng)機和自動引風(fēng)機的手動轉(zhuǎn)速,進而通過調(diào)節(jié)手動鼓風(fēng)機重量和自動引風(fēng)量,使得在爐膛內(nèi)的負壓和硫化氧含量都可以能同時達到合適的數(shù)值。其中基于爐膛進氣負壓的自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)引入了一個鼓風(fēng)機測量信號作為一個前饋驅(qū)動信號,從而可以使整個鍋爐時刻能夠保持在最佳工作狀態(tài)下正常運行。

2.系統(tǒng)硬件設(shè)計與實現(xiàn)

該控制系統(tǒng)主要包括2 套ggggd 控制柜,分別用的是一套鼓風(fēng)調(diào)壓變頻自動控制柜、引風(fēng)調(diào)壓變頻自動控制柜。2 套saggd 控制柜主要由以下幾個設(shè)備部分組成：2 臺sasamco 系列變頻器,分別用于控制引腳鼓風(fēng)驅(qū)動電機(37kw)、引腳鼓風(fēng)電機(110kw);dw15 萬能電表斷路器,用于實現(xiàn)主控制電路的實時通斷及遠程控制、各種萬能互感器和萬能電表等。鍋爐明火燃燒自動控制管理系統(tǒng)主要元件包括一臺PLCs7200cpu2261 臺以及plem235 模擬量電壓輸入/溫度輸出模塊。PLCo 它是整個鍋爐控制管理系統(tǒng)的技術(shù)核心,對所有鍋爐節(jié)能燃燒控制系統(tǒng)設(shè)備進行鍋爐節(jié)能降耗自動控制,完成各個燃燒設(shè)備之間順序控制以及鍋爐故障自動報警等;另外,還包括新型爐膛燃燒負壓控制傳感器和含二氧化硫酸鋯負壓傳感器各1 套,以及爐膛鍋爐溫度控制傳感/負壓變送器等。

三、結(jié)束語

目前許多大型公司、企業(yè)和高等學(xué)校的家用鍋爐還在大量減少使用老式風(fēng)門自動調(diào)節(jié)器的風(fēng)量,能源消耗浪費十分嚴(yán)重。有的雖然直接應(yīng)用了數(shù)控變頻器,但大多采用的是開環(huán)回路控制,控制精度較差。如果充分應(yīng)用此控制系統(tǒng),不僅不但可以有效節(jié)約大量使用能源,而且它還可以大大提高控制精度,保證民用鍋爐安全、經(jīng)濟可靠地工作運行。