供暖锅炉变频控制系统设计.docVIP

目录 第一章绪论 1 第二章变频调速在供暖锅炉控制中的应用 3 2. 1变频调速基本原理 3 2. 2变频调速在供暖锅炉系统中的应用 3 2. 3变频调速节能分析 3 第三章供暖锅炉控制原理 4 3. 1引言 4 3. 2补水控制 7 3. 3循环流量控制 7 3. 4燃烧过程控制 8 第四章锅炉控制系统总体设计 9 4. 1系统功能分析 9 4. 2系统方案设计 10 4. 3系统硬件配置 12 4. 4系统构成 12 第五章PLC控制系统设计 14 5. 1 PLC系统配置 14 5. 2 S7-300系列PLC简介 15 5. 3通信网络配置 19 5. 4 PLC控制程序设计 22 第六章监控组态软件设计 30 6. 1软件设计特点 30 6. 2项目组态 31 6. 3界面设计 33 6. 4报警记录 36 6. 5归档系统 37 6. 6报表系统 37 结论 38 第一章绪论 项目背景及课题的研究意义 随着城市建设的迅速发展，我国北方地区冬季城市集中供暖成为城市现代化必然采取的步骤。而供暖面积的不断扩大，使如何科学有效地控制和管理供暖系统，提高供暖的经济效益和社会效益，成为急需解决的重要课题。在供暖系统中，锅炉房供暖所占比例很大，据对我国北方地区29个大中城市近3,5亿平方米的供暖调查，锅炉供暖占84%，热力供暖占12%，其他供暖占4%。在今后相当长的时间内，集中热力供暖是发展趋势，但无法取代锅炉供暖的主流地位。 锅炉是消耗能源、产生大气污染、事关生产与生活和安全的重要设备，它在国民经济整个能源消耗中占有相当大的比重。目前我国供暖锅炉以燃煤链条锅炉为主，燃用的主要是中、低质煤，而且锅炉房管理水平不高，一直沿用间断运行方式，锅炉技术含量低，锅炉的自动化控制技术落后，造成了严重的能源浪费和环境污染。据统计，我国目前拥有工业锅炉50万台，每年消耗的燃煤占全国原煤产量的三分之一，约4亿吨。锅炉每年排放烟尘约620万吨，SO约S10万吨，此外还有大量的NO等有害气体，成为我国大气煤烟型污染的主要来源之一，尤其是燃煤排放的CO气体所引起的温室效应，早己引起国际关注。 本文结合兰州铁路局银川地区锅炉房变频改造工程项目，设计了一套基于变频调速技术的计算机锅炉监控系统。银川地区锅炉房是兰州铁路局最大的集中供热站之一，担负着为银川地区系统集中供热的任务。银川地区锅炉房(以下简称锅炉房)节能改造工程关系到锅炉房内设备能否长期、安全、稳定、连续的低耗运行。 目前，该锅炉房已有计算机监控系统一套。该套计算机监控系统与原非计算机监控的人工控制系统并列运行。锅炉房控制采用常规集中盘控和计算机控制相结合的控制方式。但由于鼓风机、引风机、炉排电机、补水泵以及循环泵均采用工频配电，手动控制，都没有引入锅炉自动控制系统，锅炉房基本上采用集中盘上手控。只实现控制参数的显示和部分控制等，对炉膛负压、炉膛温度、出水温度、出水压力、回水温度、锅筒压力等无法自动控制，使得锅炉运行效率低、能耗大、环境差、工人劳动强度大。因此，对现有6台锅炉所用的鼓风机、引风机、炉排电机、循环泵以及补水泵等设备进行计算机控制系统和锅炉电机的变频改造十分必要。 由于供暖锅炉系统中的风机、水泵负载转矩与转速的平方成正比，轴功率与转速的立方成正比，采用交流变频调速控制风机、水泵流量代替传统阀门、挡板控制流量，可以大大节省该类负载的驱动电机的耗电量，达到节能的目的，如果普遍采用交流变频调速，平均节电率在30%左右。用变频器启动风机、水泵等电动机，由于变频器内部具有矢量转矩控制技术，保证了电机良好的启动性能，实现电机软启动，有效地限制了电机的启动电流，明显降低电机启动噪声。同时，电机的软启动避免了频繁的工频启动对风机、水泵等大电机的冲击，有效地保护设备，延长设备使用寿命。 锅炉的计算机控制使锅炉始终处于最佳工作状态，提高了锅炉的运行效率和燃煤的燃烧效果，不仅节约燃煤，也减少了烟尘和有害气体的排放，具有较好的环保效果。同时，计算机控制系统通过各种传感器检a} }J锅炉温度、压力、流量等参数，传送至微机和仪表盘，并实现温度和压力等参数的自动控制，工人在计算机控制室就可以全面了解锅炉房各部分的运行情况，大大改善了工人的工作条件，提高了自动化程度和管理水平。 因此，采用锅炉的计算机控制和变频控制不仅可大大节约能源，促进环保，而且可以提高生产自动化水平，具有显著的经济效益和社会效益。 2供暖锅炉控制的国内外研究现状 当前，节能与环保己成为人类社会面临的两大课题。我国的锅炉目前以煤为主要燃料，耗煤量接近全国煤产量的三分之一，燃用的主要是中、低质煤，工业污染十分严重，而且锅炉设备陈旧，生产效率和自动化程度低，进一步加重了环境污染的程度。 在欧美和日本等发达