蒸汽锅炉电气控制系统设计说明书

本科生毕业设计说明书

题目：蒸汽锅炉电气控制系统设计

学生：王

学号：0

专业：自动化

班级：自动化

指导教师：师

蒸汽锅炉电气控制系统设计

摘要

蒸汽锅炉是石油、电力、化工等行业中重要的动力设备。当今社会资源紧，环境破坏日益严重，因此锅炉作为将一次能源转化为二次能源的设备，在集中供热过程中起着极其重要的作用，应不断提高对其的控制与管理水平，进而提高能源的利用率，减少对环境的破坏。

锅炉系统复杂而庞大，对其各个部分进行合理控制在实际应用中具有极其重要的意义，而汽包液位控制和锅炉燃烧控制在锅炉的整体控制中显得尤为重要。本文对锅炉汽包液位进行数字监控和光柱式显示，要保证锅炉安全运行，其中很主要的一个因素是要保证汽包水位在一个合适的围。过高的水位会使锅炉锅炉中产生的蒸汽带水增多，使汽包出口的蒸汽带水量增加；而水位过低可能导致锅炉缺水，使得循环管局部过热而爆裂。进而采用变频器变频调速控制和工频控制相互结合的电气控制方式实现了锅炉液位的自动控制。

关键词：蒸汽锅炉，汽包液位，变频器，电气控制

Electric Steam Boiler Control System Design

Abstract

Steam boiler is oil, important power equipment in electric power, chemical industry, etc. In today's society resources nervous, serious environmental damage, so the boiler as an energy can be converted to secondary energy equipment, in the central heating plays a vital role in the process, should constantly improve the control and management level, and improve energy utilization rate, reduce the damage to the environment.

Complex and large boiler system, the parts were reasonable control is of great significance in the practical application, and the drum level control in boiler and boiler combustion control is particularly important in the control of the whole. Numbers in this paper, the boiler steam drum level monitoring and the lamp type, to ensure the safe operation of the boiler, and one is the main factors is to ensure that the steam drum water level in a suitable range. High water level of boiler in the boiler causes increase in the number of steam with water, increase the export of steam drum with water; And low water level may result in the boiler water shortage, make circulating pipe local overheat and burst. And then USES the way of the electrical control system of inverter, industrial computer in combination with each other the boiler liquid level automatic control is realized.

Key words:Steam boiler, steam drum level, frequency converter, electric control

目录

摘要.................................................................... I Abstract................................................................. II 第一章引言.. (1)

1.1 锅炉的应用及研究背景 (1)

1.2 变频器的应用 (1)

1.2.1 变频调速的优点 (1)

1.2.2 变频调速在电机控制方面的优势 (2)

1.2.3变频器以提高工艺水平和产品质量为目的的应用 (2)

第二章蒸汽锅炉生产工艺及控制任务 (3)

2.1 蒸汽锅炉的组成和工作过程 (3)

2.1.1 蒸汽锅炉的构造 (3)

2.1.2 蒸汽锅炉的工作过程分析 (4)

2.2 锅炉控制的任务和特点 (6)

2.2.1 锅炉控制的任务 (6)

2.2.2 给水自动控制 (7)

2.2.3 锅炉燃烧过程控制 (8)

第三章锅炉燃烧控制系统设计 (11)

3.1 锅炉燃烧控制系统的组成 (11)

3.1.1 汽包水位控制系统 (11)

3.1.2 炉膛压力、温度控制系统 (11)

3.2 锅炉控制系统方案的确定 (12)

3.2.1 汽包水位控制系统方案的确定 (12)

3.2.2 炉膛压力、温度控制系统方案的确定 (14)

第四章系统硬件设计 (17)

4.1 变频器简介 (17)

17

(19)

(21)

4.1.4 变频器的工作原理图 (23)

4.1.5 变频器参数设置 (26)

4.2 变频器的选择 (28)

4.2.1 变频器接线方式 (28)

4.2.2 三相变频器主回路端子说明 (32)

4.2.3 变频器操作与显示 (32)

4.2.4 操作面板的操作方法 (35)

4.2.5 变频器参数设定 (38)

4.3 接触器的选择 (43)

4.3.1 交流接触器的作用 (43)

4.3.2 交流接触器的选用 (43)

4.4 电流互感器的选择 (44)

4.5 传感器的选择 (44)

4.5.1 温度传感器的选择 (45)

4.5.2 流量传感器、压力传感器 (47)

4.5.3 液位传感器 (47)

4.6 变送器的选择 (48)

4.6.1 温度变送器 (48)

4.6.2 差压变送器 (49)

4.6.3 压力变送器 (49)

4.7 智能显示仪表的选择 (50)

4.8 变频柜的选择 (51)

4.7.1变频柜的功能 (51)

4.7.2变频柜的选择 (52)

4.9 操作台的设计 (52)

4.9.1 操作台的技术结构和技术要求 (52)

4.9.2 操作台的平面显示与控制 (53)

4.10 导线的选择 (54)

4.11 电压表和电流表选择 (55)

参考文献 (58)

致 (59)

附录 (60)

第一章引言

1.1锅炉的应用及研究背景

蒸汽锅炉作为重要的动力设备是工业生产中不可或缺的。我国蒸汽锅炉应用广泛，每年消耗掉的煤超过亿吨，节省资源消耗的有效途径是提高蒸汽锅炉的生产效率，并有助于改善环境。但是，我国大部分正在运行的锅炉还处在很落后的控制系统阶段，具有偏低的工作效率，许多锅炉厂或者工业生产中用的都是水平相差很多的司炉工，他们都是根据自己的经验和常识在控制锅炉，这就使得锅炉生产效率低，耗煤严重，环境污染严重。

锅炉控制系统具有变量多、大惯性、大滞后性、非线性等特点，因此是一个庞大而复杂的系统。锅炉在生产过程多是长时间运行的，没有影响安全的因素发生时，一般不使锅炉停机，也就是说锅炉的生产效率高低很大原因取决于锅炉控制系统的好坏，将变频器应用于锅炉生产的各个环节，使其对锅炉各个生产过程实施自动控制，能够确实有效的提高锅炉的控制效率，使锅炉能够安全、经济运行。

1.2变频器的应用

变频器是电机控制技术经过10年发展推向市场的一种成熟产品,其结构大多为交一直一交型的。变频器具有良好的驱动性能、先进的自动控制功能及节能节电等显著优点,在风机、水泵等控制系统中广泛应用。

1.2.1变频调速的优点

由于采用变频调速后，风机、泵类负载的节能效果最明显，节电率可达到20%～60%，这是因为风机水泵的耗用功率与转速的三次方成比例，当用户需要的平均流量较小时，风机、水泵的转速较低，其节能效果也是十分可观的。而传统的挡板和法门进行流