某型鍋爐水系統(tǒng)控制方案設(shè)計(jì)-設(shè)備自動(dòng)化說(shuō)明書(shū).doc
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鄭州輕工業(yè)學(xué)院 課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 題目: 某型鍋爐水系統(tǒng)控制方案設(shè)計(jì) 姓 名: 院 (系): 建筑環(huán)境工程學(xué)院 專(zhuān)業(yè)班級(jí): 建筑電氣與智能化 學(xué) 號(hào): 指導(dǎo)教師: 成 績(jī): 時(shí)間: 年 月 日至 年 月 日 某型鍋爐水系統(tǒng)控制方案設(shè)計(jì) 摘要 鍋爐是實(shí)現(xiàn)將“一次能源”(即從自然界中開(kāi)發(fā)出來(lái)未經(jīng)動(dòng)力轉(zhuǎn)化的能源,如煤、石油、天然氣等),經(jīng)過(guò)燃燒轉(zhuǎn)化成“二次能源”,并且把工質(zhì)加熱到一定參數(shù)的工業(yè)設(shè)備。為了確保鍋爐能夠安全、經(jīng)濟(jì)地運(yùn)行,合理調(diào)節(jié)其運(yùn)行工況,節(jié)能降耗,減輕操作人員的勞動(dòng)強(qiáng)度,提高管理水平,必須對(duì)鍋爐及其輔助設(shè)備進(jìn)行監(jiān)控。 關(guān)鍵詞 鍋爐、節(jié)能、控制 目錄 1 鍋爐監(jiān)控內(nèi)容簡(jiǎn)介 4 1.1 自動(dòng)檢測(cè) 4 1.2啟動(dòng)/停止和運(yùn)行臺(tái)數(shù)的監(jiān)控 4 1.3 自動(dòng)控制 5 1.4自動(dòng)保護(hù) 5 1.4.1 蒸汽壓力超壓自動(dòng)保護(hù) 5 1.4.2 蒸汽超溫自動(dòng)保護(hù) 5 1.4.3 底油壓自動(dòng)保護(hù) 6 1.4.4 高、低油溫自動(dòng)保護(hù) 6 1.4.5 低氣壓自動(dòng)保護(hù) 6 1.4.6 風(fēng)壓高、低自動(dòng)保護(hù) 6 1.4.7 鍋爐水位高、低自動(dòng)保護(hù) 6 1.4.8 壓力上下限控制 7 1.4.9 電動(dòng)機(jī)過(guò)載自動(dòng)保護(hù) 7 1.4.10 滅火自動(dòng)保護(hù) 7 2鍋爐水系統(tǒng)控制方案設(shè)計(jì) 8 2.1 鍋爐水位自動(dòng)控制 8 2.1.1 鍋爐水位控制系統(tǒng)分類(lèi) 8 2.1.2 本鍋爐水位控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 10 2.2燃?xì)忮仩t DDC檢測(cè)與控制原理圖 10 2.2.1 鍋爐運(yùn)行參數(shù)監(jiān)控 11 2.2.2 鍋爐的控制 11 2.2.3 鍋爐的連鎖控制鍋爐的安全保護(hù) 11 3 BAS監(jiān)控表 12 總結(jié) 13 參考文獻(xiàn) 14 1 鍋爐監(jiān)控內(nèi)容簡(jiǎn)介 為了保證鍋爐能夠滿(mǎn)足集中供熱、熱電聯(lián)產(chǎn)和其他生產(chǎn)工藝用熱的熱負(fù)荷需求,產(chǎn)生品質(zhì)合格的熱媒(熱水或蒸汽),需要設(shè)置鍋爐及其輔機(jī)的自動(dòng)化系統(tǒng)。其監(jiān)控內(nèi)容如下: 1.1 自動(dòng)檢測(cè) 顯示、記錄鍋爐的水位,熱媒的溫度、壓力、流量,給水流量,爐膛負(fù)壓和排煙溫度等運(yùn)行參數(shù)。 1.2啟動(dòng)/停止和運(yùn)行臺(tái)數(shù)的監(jiān)控 按照預(yù)先編制的程序,對(duì)鍋爐進(jìn)行啟??刂?,并且根據(jù)鍋爐產(chǎn)生熱媒的溫度、壓力流量。計(jì)算出實(shí)際熱負(fù)荷的大小。相應(yīng)調(diào)整鍋爐的運(yùn)行臺(tái)數(shù),達(dá)到即滿(mǎn)足用戶(hù)對(duì)用熱量的要求,又實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì),節(jié)能運(yùn)行的目的。 1.3 自動(dòng)控制 當(dāng)鍋爐在運(yùn)行過(guò)程中受到干擾的影響。其參數(shù)偏離工藝要求的設(shè)定值時(shí),自動(dòng)化系統(tǒng)及時(shí)產(chǎn)生調(diào)節(jié)作用克服干擾的影響,使其參數(shù)重新回到工藝要求的設(shè)定值。實(shí)現(xiàn)安全、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的目的。其內(nèi)容主要包括給水自動(dòng)控制,燃燒自動(dòng)控制等。 1.4自動(dòng)保護(hù) 當(dāng)鍋爐及其輔助設(shè)備的運(yùn)行工況發(fā)生異常成關(guān)鍵運(yùn)行參數(shù)界限時(shí),立即發(fā)出聲光報(bào)警信號(hào);同時(shí)采用連鎖保護(hù)措施進(jìn)行處理,避免事故(如損壞設(shè)備和危機(jī)人生安全)的發(fā)生或擴(kuò)大。其主要內(nèi)容包括高、底水位的自動(dòng)保護(hù),超溫、超壓的自動(dòng)保護(hù),熄火的自動(dòng)保護(hù)和滅火的自動(dòng)保護(hù)等。 1.4.1 蒸汽壓力超壓自動(dòng)保護(hù) 由于蒸汽壓力超過(guò)規(guī)定值時(shí),會(huì)影響鍋爐和其他用熱設(shè)備的安全運(yùn)行。所以,當(dāng)蒸汽壓力超限時(shí),超壓的自動(dòng)保護(hù)系統(tǒng)自動(dòng)停止相應(yīng)的燃燒設(shè)備,減少或停止供給燃料。同時(shí),開(kāi)啟安全閥,釋放壓力,確保鍋爐設(shè)備和操作人員的安全。 1.4.2 蒸汽超溫自動(dòng)保護(hù) 蒸汽溫度過(guò)高會(huì)損壞過(guò)熱器,影響相關(guān)用熱設(shè)備的安全運(yùn)行。當(dāng)蒸汽溫度超限時(shí),超溫自動(dòng)保護(hù)系統(tǒng)應(yīng)采取事故噴水和停止相應(yīng)燃燒設(shè)備的處理措施。 1.4.3 底油壓自動(dòng)保護(hù) 對(duì)于燃油鍋爐而言,油壓過(guò)低會(huì)導(dǎo)致霧化質(zhì)量惡化而降低燃燒效率,甚至可能造成爐膛爆炸等事故。所以,當(dāng)油壓超限時(shí),系統(tǒng)自動(dòng)切斷油路,停止鍋爐的運(yùn)行。 1.4.4 高、低油溫自動(dòng)保護(hù) 對(duì)于燃燒鍋爐而言,油溫高有利于霧化,但油溫過(guò)高,超過(guò)燃油的閃點(diǎn)時(shí),可引起燃油自燃,釀成事故:油溫過(guò)低將導(dǎo)致燃油的粘度增大,影響霧化質(zhì)量和降低燃燒效率。所以,當(dāng)燃油溫度超限時(shí),應(yīng)停止鍋爐的運(yùn)行。 1.4.5 低氣壓自動(dòng)保護(hù) 對(duì)于燃?xì)忮仩t而言,燃?xì)鈮毫^(guò)低會(huì)影響燃?xì)獾墓?yīng)量和燃燒工況,可能造成回火。所以,當(dāng)燃?xì)鈮毫Τ迺r(shí),停止鍋爐的運(yùn)行。 1.4.6 風(fēng)壓高、低自動(dòng)保護(hù) 風(fēng)壓過(guò)高,會(huì)增大排煙損失;風(fēng)壓過(guò)低,空氣量不足,影響正常燃燒。所以,當(dāng)風(fēng)壓超限時(shí),系統(tǒng)應(yīng)投入相應(yīng)的自動(dòng)保護(hù)。 1.4.7 鍋爐水位高、低自動(dòng)保護(hù) 水位過(guò)高或過(guò)低會(huì)導(dǎo)致鍋爐的水循環(huán)不暢,造成“干擾”等事故。所以,當(dāng)水位超限時(shí),聲光報(bào)警,及時(shí)停止鍋爐的運(yùn)行。 1.4.8 壓力上下限控制 為了保證燃油與燃?xì)忮仩t的安全運(yùn)行,必須設(shè)置燃油/燃?xì)鈮毫ι舷孪蘅刂萍捌湓较蘼暪鈭?bào)警裝置、熄火自動(dòng)保護(hù)裝置和滅火自動(dòng)保護(hù)裝置。其中,燃油/燃?xì)鈮毫ι舷孪蘅刂萍捌湓较蘼暪鈭?bào)警裝置用于實(shí)時(shí)檢測(cè)供給鍋爐燃燒所需燃料壓力的大小,避免發(fā)生事故。熄火自動(dòng)保護(hù)裝置用于檢測(cè)燃燒火焰的狀況,當(dāng)火焰持續(xù)存在時(shí),允許燃料的持續(xù)供給;當(dāng)火焰熄滅時(shí),及時(shí)聲光報(bào)警且自動(dòng)切斷燃料的供給,防止發(fā)生爐膛爆炸事故。 1.4.9 電動(dòng)機(jī)過(guò)載自動(dòng)保護(hù) 對(duì)于輔助設(shè)備(如循環(huán)設(shè)備、補(bǔ)水泵、送風(fēng)機(jī)、引風(fēng)機(jī)等)在運(yùn)行過(guò)程中,如果電動(dòng)機(jī)過(guò)載,會(huì)使電動(dòng)機(jī)線圈溫度過(guò)高導(dǎo)致?lián)p毀設(shè)備,引發(fā)火災(zāi)。所以,當(dāng)運(yùn)行電動(dòng)機(jī)過(guò)載時(shí),采用電動(dòng)機(jī)主電路中的熱過(guò)載器進(jìn)行連鎖保護(hù),及時(shí)切斷電源,使輔助設(shè)備停車(chē)。 1.4.10 滅火自動(dòng)保護(hù) 火災(zāi)探測(cè)器平時(shí)巡檢鍋爐房區(qū)域的火警信息,送至火災(zāi)報(bào)警控制器與設(shè)定值進(jìn)行比較、判斷,當(dāng)確定發(fā)生火災(zāi)時(shí),馬上發(fā)出聲光報(bào)警信號(hào)。滅火保護(hù)裝置根據(jù)火災(zāi)報(bào)警控制系統(tǒng)的命令,自動(dòng)啟動(dòng)噴淋/噴氣消防設(shè)備進(jìn)行滅火,保護(hù)設(shè)備和人員的安全。 2鍋爐水系統(tǒng)控制方案設(shè)計(jì) 本次課程設(shè)計(jì)選用燃?xì)忮仩t 2.1 鍋爐水位自動(dòng)控制 2.1.1 鍋爐水位控制系統(tǒng)分類(lèi) 鍋爐水位是保證鍋爐安全運(yùn)行和提供合格熱媒的重要參數(shù)。水位過(guò)高,影響汽水分離裝置的正常工作,導(dǎo)致蒸汽帶水,使得過(guò)熱器結(jié)垢,甚至造成用熱設(shè)備的水沖擊;水位過(guò)低,則會(huì)破壞鍋爐的水循環(huán),造成干擾,甚至導(dǎo)致爆炸事故。所以,需設(shè)置鍋爐給水控制系統(tǒng),使得給水流量適應(yīng)汽包的蒸發(fā)量,維持鍋爐中水位在正常波動(dòng)范圍,保證給水流量的穩(wěn)定。 圖2-1 單參數(shù)給水控制系統(tǒng)的監(jiān)控原理圖 鍋爐給水系統(tǒng)的監(jiān)控原理圖如圖2-1所示。其中,以鍋爐汽包水位作為單一調(diào)節(jié)信號(hào)的系統(tǒng)稱(chēng)作單參數(shù)給水位控制系統(tǒng)。以鍋爐鍋筒水位作為主要調(diào)節(jié)信號(hào),又以蒸汽流量作為輔助調(diào)節(jié)信號(hào)的系統(tǒng)稱(chēng)作雙參數(shù)給水控制系統(tǒng)。以鍋爐鍋筒水位作為主要調(diào)節(jié)信號(hào),又以蒸汽流量和給水流量作為輔助調(diào)節(jié)信號(hào)的系統(tǒng)稱(chēng)作三參數(shù)給水控制系統(tǒng),分別如圖2-2、圖2-3所示。 圖2-2 單參數(shù)給水控制系統(tǒng)的監(jiān)控原理圖 圖2-3 單參數(shù)給水控制系統(tǒng)的監(jiān)控原理圖 2.1.2 本鍋爐水位控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 本燃?xì)忮仩t水位控制系統(tǒng)采用三參數(shù)給水控制系統(tǒng)。三參數(shù)給水控制系統(tǒng)在雙參數(shù)給水控制系統(tǒng)的基礎(chǔ)上,又引入給水流量信號(hào),及時(shí)反映給水流量的變化。該控制系統(tǒng)控制給時(shí),有較強(qiáng)的抗干擾能力,能夠克服“虛假水位”、蒸汽壓力變化及給水母管壓力變化的影響,有效控制鍋爐水位的變化,顯著改善控制品質(zhì),尤其適用于負(fù)荷容量較大、容量滯后較大的鍋爐。 此外,鍋爐給水系統(tǒng)還要保證主循環(huán)泵的正常工作和及時(shí)對(duì)水系統(tǒng)進(jìn)行補(bǔ)水,使得鍋爐在運(yùn)行過(guò)程中的循環(huán)水不至中斷,也不會(huì)由于缺水欠壓而放空。根據(jù)鍋爐的運(yùn)行臺(tái)數(shù),及時(shí)調(diào)整循環(huán)水泵的相應(yīng)運(yùn)行臺(tái)數(shù)或改變循環(huán)水泵的轉(zhuǎn)速。實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)地調(diào)節(jié)循環(huán)流量,以適應(yīng)供暖負(fù)荷的變化需求,節(jié)約電能。 2.2燃?xì)忮仩t DDC檢測(cè)與控制原理圖 圖2-4 燃?xì)忮仩tDDC監(jiān)控原理圖 2.2.1 鍋爐運(yùn)行參數(shù)監(jiān)控 1、鍋爐出口熱水溫度TE1-TE3。 2、鍋爐出口熱水水壓PT1-PT3。 3、鍋爐出口熱水流量FE1-FE3。 4、鍋爐水位PT1-PT3。 5、鍋爐回水干管壓力PT4,并為補(bǔ)水泵提供控制信號(hào)。 6、水泵的狀態(tài)顯示及故障報(bào)警。采用水流開(kāi)關(guān)檢測(cè)給水泵的工作狀態(tài);水泵的故障報(bào)警信號(hào)取自電路熱繼電器的輔助觸點(diǎn)。 2.2.2 鍋爐的控制 1、鍋爐補(bǔ)水泵的自動(dòng)控制 采用PT4壓力傳感器測(cè)量鍋爐回水壓力,當(dāng)回水壓低于設(shè)定值,DDC自動(dòng)起泵補(bǔ)水泵進(jìn)行補(bǔ)水。當(dāng)回水壓力上升到限定值,補(bǔ)水泵自動(dòng)停泵。當(dāng)工作泵出現(xiàn)故障,備用泵自動(dòng)投入。 2、鍋爐供水系統(tǒng)的節(jié)能控制 鍋爐在冬季供暖時(shí),根據(jù)分水器,集水器的供水、回水及回水干管的流量監(jiān)測(cè)值,實(shí)時(shí)計(jì)算房間所需負(fù)荷,按實(shí)際熱負(fù)荷自動(dòng)確定鍋爐投入臺(tái)數(shù)及發(fā)熱量。 2.2.3 鍋爐的連鎖控制鍋爐的安全保護(hù) 1、起停順序控制 起動(dòng)順序控制:給水泵 燃?xì)忮仩t; 停止順序控制:燃?xì)忮仩t 給水泵。 2、鍋爐的安全保護(hù) 當(dāng)由于某種原因造成循環(huán)水泵停止或循環(huán)水量減小,以及鍋爐內(nèi)水溫太高,出現(xiàn)汽化現(xiàn)象時(shí),DDC接收到水溫超高的信號(hào)后,立即進(jìn)入事故處理程序:恢復(fù)水的循環(huán),停止鍋爐運(yùn)行,啟動(dòng)排空閥,排出爐內(nèi)蒸汽,降低爐內(nèi)壓力,防止事故發(fā)生,同時(shí)響鈴報(bào)警,通知運(yùn)行管理人員,必要時(shí)還可通過(guò)手動(dòng)補(bǔ)水排除熱水,進(jìn)行鍋爐降溫。 3 BAS監(jiān)控表 符號(hào) 名稱(chēng) 數(shù)量 F 流量傳感器 14 T 溫度傳感器 4 P 壓力傳感器 4 LT 液位傳感器 3 FS 水流開(kāi)關(guān) 3 KX 控制箱 起停 3 故障 3 變頻轉(zhuǎn)速控制箱 狀態(tài) 1 起停 1 故障 1 電動(dòng)調(diào)節(jié)閥 19 總結(jié) 通過(guò)本次設(shè)計(jì),我掌握了建筑設(shè)備自動(dòng)化系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本思路,了解了相應(yīng)規(guī)范條文,懂得了如何把所學(xué)的理論知識(shí)和實(shí)際問(wèn)題相互融會(huì)貫通, 不但鞏固了我們本學(xué)期所學(xué)的 《建筑設(shè)備自動(dòng)化》這一課程的理論知識(shí),還能提高我們提出問(wèn)題、思考問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力,從中獲得了不少的收獲和心得。也使我對(duì)課程設(shè)計(jì)有了更深的了解。 經(jīng)過(guò)這次的課程設(shè)計(jì),我發(fā)現(xiàn)還有很多不足,還有很多欠缺的地方,考慮的不是很周詳。不過(guò)在這次的課程設(shè)計(jì)中我懂得了知識(shí)是要進(jìn)一步掌握和學(xué)習(xí),才能融會(huì)貫通。課程設(shè)計(jì)不僅是對(duì)前面所學(xué)知識(shí)的一種檢驗(yàn),而且也是對(duì)自己能力的一種提高。 參考文獻(xiàn) [1] 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