白溝110噸熱水鍋爐控制方案

 110T熱水鍋爐控制方案

熱水鍋爐燃燒系統調節如下圖所示：

鍋爐燃燒系統調節的主要任務是保證水溫的穩定，同時保證鍋爐的安全運行。除此之外，關鍵在于如何保證經濟燃燒，這也是熱水鍋爐節能降耗的關鍵所在，經濟燃燒問題，實質上就是進煤量和進風量的配比問題，如果能保證適當的風-煤比，就可以實現zui高的燃燒效率，實現經濟燃燒。如果空氣量不足造成不*燃燒，產生CO，這種情況除污染環境外還造成嚴重的熱能損失；反之，當空氣量過多時，一方面使爐膛溫度低，另一方面也是zui重要的是使煙氣換熱損失增加。由于現階段的檢測手段和檢測設備尚不能方便地測得的進煤量和進風量，給整個風-煤比的自動控制造成一定的難度，通過進煤量與爐排轉速、煤層厚度對應的函數關系，和進風量與鼓風機的轉速對應的函數關系，使風-煤比在整個運行過程中始終保持在高的水準。

爐膛壓力調節如下圖所示：

爐膛負壓一般通過控制引風量來保持在一定范圍內，但對鍋爐負荷變化較大時，采用單回路控制系統就比較難于保持，因為負荷變化后，爐排及鼓風調節控制燃燒量和鼓風量與負荷變化相適應，由于鼓風量變化時，引風量只有在爐膛負壓產生偏差，才由引風調節控制去調節，這樣引風量的變化落后于鼓風量，必然造成爐膛負壓的較大波動。為此，我們設計了爐膛負壓前饋-反饋控制系統，用鼓風調節輸出作為前饋信號，這樣可使引風量隨著鼓風量的變化提前作相應的調整，使爐膛負壓始終保持在一定負壓上，維持整個燃燒系統的穩定性。

定壓調節

補水泵和循環水泵控制是保證正常、穩定供熱的重要環節，補水泵和循環水泵控制均采用定值調節。根據定壓點的壓力，通過變頻器調節補水泵轉速，及時補充水量，防止系統缺水，保證系統安全運行。通過循環水泵調節，保持系統供回水壓力穩定，為系統正常供熱提供保障。

4.2.4鍋爐輸煤控制系統

輸煤系統是整個鍋爐房原料供給的主要設備，他的可靠安全運行同樣是鍋爐控制系統中*的，自動控制分別可對輸煤線，包括給煤機、皮帶機、除鐵器、振動篩、破碎機等設備，為了保證生產運行的可靠性，輸煤系統采用自動（聯鎖）、手動（單機）兩種控制方式，自動、手動方式由開關進行切換。由于輸煤廊環境惡劣，全部操作控制都在主控制室里進行，

2、110T熱水鍋爐的報警及聯鎖功能

2.1鍋爐安全運行報警參數

鍋爐出水壓力上下限報警；

鍋爐出水溫度上下限報警；

爐膛溫度上限報警；

系統回水壓力上下限報警；

系統供水壓力上下限報警；

系統供水溫度上下限報警；

爐膛負壓上下限報警；

補水水箱水位上下限報警；

鍋爐供水流量下限報警；

2.2鍋爐控制聯鎖功能

供水溫度過高報警、超高聯鎖停爐；

供水壓力過低報警、超低聯鎖停爐；

鍋爐出水流量過低報警、超低聯鎖；

回水壓力過低報警。

當聯鎖停爐時，PLC系統應按先停給料系統、鼓風機、后停引風機的順序停爐。

三、*監控系統 

1、控制中心是整個鍋爐自動控制系統的調度監測核心，其擔任著數據采集﹑處理﹑人機命令交換等眾多任務，計算機分別為工程師工作站和操作員工作站，可組工業以太網，計算具有點對點操作功能，組態軟件選為*的組態軟件（更詳細的介紹請參考8）。主畫面以鍋爐動態工藝流程圖做背景畫面，畫面和實際鍋爐情況基本相符，主控制畫面主要具有快捷操作鍵和重要運行數據監測功能，當鍋爐自動調節時一般操作員只在主畫面就可以完成數據設定和簡單控制，實時數據瀏覽畫面以四位浮點方式顯示所有測量數據和計算數據，畫面上設有快捷菜單和畫面切換鍵，實時曲線窗口以動態曲線的方式描述所有被測模擬量的變化過程，以時間為X坐標，實際值做Y坐標，曲線刷新時間可任意設定。歷史數據瀏覽畫面對所有采集數據和重要設定數據進行存儲，存儲時間間隔在窗口中可以任意設定，窗口設有完整的查詢功能，可以查看自運行之日起的所有歷史數據。歷史曲線瀏覽畫面用曲線方式根據查詢時間列出所有數據曲線。同時系統能自動生成工作報表，在任何時都可以打印，系統還具有實時畫面捕捉打印功能。歷史報警和實時報警窗口主要用來顯示當前系統存在報警和歷史報警查詢功能，通過歷史報警功能追憶到所有停機時間及故障原因。上位機組態軟件設有實時在線幫助功能，幫助功能包括所有操作和注意事項、合適設定參考值等幫助信息，使用方式具有和常規軟件相同操作。

2、FameView組態軟件介紹

FameView組態軟件系統是北京杰控公司集多年PLC工程應用、開發和服務經驗,基于Windows NT 、Windows 2000/XP操作平臺,獨立研制開發的純32位、次的軟件,其運行穩定、速度快、簡單易用、功能強大、擴展性好,能為用戶提供經濟完善的工業自動化監控解決方案;已經被成功應用于冶金、機場、化工、電力、配電、環保、筑路、核輻照、煙草、啤酒、鐵路、煤炭、樓宇、水處理、鍋爐、碼頭輸送等各個行業,經實踐證實適合所有的大中小型自動化項目應用;

經過許多超大規模項目磨練,并在多個行業中普遍應用,已經發展成為運行穩定、通訊快速、功能強大、使用簡單的組態軟件,具有能與國外進口軟件相媲美的性能;

自開發初期,便撇棄了當時流行的Windows95/98操作平臺,而以Windows NT作為開發平臺,全部代碼采用VC++進行編寫,并自然過度到Windows 2000/2003/XP平臺,所以是純32位代碼,多任務系統,保證了軟件系統內核的*和穩定,無內存泄露,能長期運行,被譽為“不會死機”的組態軟件.

一直把可編程控制器(PLC)作為適用對象,定位于自動化應用的中,專門設計了設備數據表,能對數據進行批量處理,多線程同時處理多個通訊設備,通訊速度和穩定性倍受贊譽;

除提供通訊、運行數據庫、畫面、報警、歷史數據等功能外,還提供了實用的數據庫連接、數據配方、數據轉發服務、各種報表、雙機冗余、變量組、全局變量等增強功能,會發現許多棘手的問題,總能迎刃而解;

FameView組態軟件不可能適用于所有行業和用戶,但對所涉及的行業卻表現的非常出色,如冶金、化工、電力、環保、筑路、配電、水處理、核輻照、紡織、煙草等;因為我們一直致力于為用戶提供專業且易于使用的產品,把用戶行業特色作為開發目標,所以我們擁有眾多的行業用戶,能為他們提供zui適用的產品和方案; 

我們把提供技術服務作為軟件產品的重要組成部分,是因為我們熟悉多種硬件產品,如西門子、ABB、GE、施耐德、三菱、歐姆龍等,同時還掌握了多個行業的技術和實施方案,總能為用戶提供全面的支持,保證成功的完成項目;

3、SIMATIC S7-400H 介紹

       在許多自動化領域中，要求容錯和高可靠性的自動化系統的應用越來越多。特別是在某些領域，停機將帶來巨大的經濟損失。在這種情況下，只有冗余系統才能滿足高可靠性的要求。高可靠性的SIMATIC S7-400H能充分滿足這些要求。它能連續運行，即使控制器的某些部件由于一個或幾個故障而失效也不受影響。由于SIMATIC S7-400H具有很高的可用性，它特別適合于以下的應用領域： 

控制器發生故障后再啟動的費用十分昂貴（一般在過程控制工業） 

如發生停機，將會造成重大的經濟損失 

過程控制中包含有貴重的材料（如制藥工業） 

無人管理的應用場合。 

需減少維護人員的場合。 

四、控制器選擇

　   大容量熱水鍋爐是集中供熱的熱源，如果出現運行事故而導致停爐，不僅會對供熱機組造成重大的經濟損失，而且有可能對整個采暖系統，甚至相關的單位造成不可估量的間接損失。水動力安全性是保證熱水鍋爐安全運行的zui主要問題，也是供熱企業zui為關心的問題。令外基于成本考慮盡可能的減少造價成本，因此除選用質量、安全性好的鍋爐，本控制系統采用西門子S7－400系列中的CPU414-4H系統，上位機使用FameView實時操作和監控系統的運行， CPU414-4H采用H960同步子模塊構建了硬件冗余系統，使用CP443-1工業以太網模塊通訊， FameView上位機使用CP1613通過交換機實現與冗余PLC的通訊。現場控制系統采用冗余的PROFIBUS網絡IM153-2從站，實現了數據的采集和控制。實現鍋爐的安全*運轉。

冗余系統接線實例如下：

上位機采用windows ＸＰ操作系統，設工程師站和操作員站，一旦操作員站有問題時可暫時由工程師站代替，直至修復完好。操作員站的主要功能是提供給鍋爐系統操作人員一個直觀方便的人機界面。系統可具有兩個或兩個以上的操作員站，他們具有同樣的功能并互為備用。操作員站設置有如下顯示畫面。
　　l 流程畫面：將現場控制站采集的現場數據及工藝參數顯示在流程圖的相應位置上，通過動畫直觀的顯示鍋爐運行狀態及各種實時數據。操作人員可根據此畫面了解整個鍋爐系統的運行情況
　　l 工藝參數畫面：以數據表格的形式實時顯示各工藝參數與對應的名稱，單位，同時可顯示對鍋爐耗煤量，用水量等的計算和累積結果。
　　l 調節畫面：將系統各控制回路的運行狀態和有關參數以調節棒圖的形式顯示出來。可以顯示回路的手自動狀態。操作人員利用鍵盤或鼠標方便的對各控制回路，的控制參數進行再線修正。

　　l 報警畫面：用于記錄何時何地有何報警，以便有關人員查詢，同時實現安全連鎖控制
　　l 歷史趨勢畫面：用于記錄系統主要工藝參數的長期歷史趨勢數據，以曲線的形式顯示出來，可為分析系統運行情況及效率，查找故障等提供依據。
　　工程師站除具有操作站的全部功能外，還具有參數設定與修改，系統維護等功能。工程師站負責系統的打印任務，可打印即時報警，歷史報警記錄以及鍋爐運行日志和歷史數據表格等。

針對本工程特點及雙方交流結果，控制系統的選擇上為今后控制系統升級打下基礎。如：換熱站的無人職守，鍋爐群控及與換熱站系統的氣候補償、分時分溫控制等，避免造成設備浪費。