空调设备中燃油锅炉控制设计Word文件下载.docx

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4.3锅炉型号表示法…………………………195、锅炉的燃烧…………………………………20 

5.1燃料的特性……………………………20 

5.2液体燃料………………………………236、空调设备的控制方式………………………24 

6.1锅炉的启动和运转顺序运行…………24 

6.2锅炉保护和报警的顺序运行…………26 

6.3锅炉停止的顺序运行…………………277、设计梯形图程序……………………………298、通道分配及PLC接线图……………………31 

8.1I/O通道分配…………………………31 

8.2PLC的I/O接线图……………………32三、参考文献…………………………………33四、设计小结…………………………………33

概述 

冷热源作为中央空调系统的“主机”在建筑空调系统的投资和运行能耗中扮演主要角色，空调系统的冷热源设备也是中央空调产业的主力军，而空调设备的暖气热源主要采用锅炉，是空调冷热源工程热能供应系统的重要部分，随着经济的发展，环境保护要求的提高，电力及石油、天然气等能源供求关系的变化，近年来燃油燃气锅炉使用得越来越多。

作为建筑环境与设备工程专业平台课程，“锅炉与锅炉房设备”主要讲述冷热源设备的原理与结构；

也就是说，空调冷热源工程的任务是为特定地区，特定建筑的空调系统优化配置冷热源设备，并使之能高效，稳定的运行。

燃油锅炉作为一种新型高效环保产品,在各国正在得到大范围的推广。

目前,我国的燃油锅炉控制系统主要依赖进口,其市场基本被欧美和日韩所垄断。

设计性价比高并具有自主知识产权的控制系统对刚刚起步的我国燃油锅炉产业至关重要,也是一个巫待解决的现实问题。

但由于现有的规范和手册中涉及通风的内容不多，也没有具体的给出设计计算方法，给设计带来一定的困难。

本文就这方面问题，结合笔者的工程经验，作一些分析、计算和讨论，提出自己的观点，供大家参考。

本设计在编写过程中参与和引用了许多教材，以及指导老师的耐心讲解，有于写者水平，书中错误在所难免，敬请广大读者批评指正。

绪论 

为了实现空调的要求，夏季必须要有充足的冷源，冬季必须要有充足的热源。

而提供空调人工冷热源就必须要设置冷热水机组和供热、换热设备。

根据GB50019—2003《采暖通风与空气调节设计规范》中的规定：

热源应优先采用城市区域供热或工厂余热；

具有城市燃气供应，可采用燃气锅炉、燃气热水机供热，或燃气吸收式冷（热）水机组供热；

无上述热源与无源地区，可采用煤锅炉、燃油锅炉或燃油吸收式冷（热）水机组供热；

另外，可采用空气源、水源及地源热泵机组供热等。

与此相适应的热源设备相应可分为：

利用燃料化学能的锅炉设备，包括燃料、燃油、燃气锅炉；

利用电加热的热水机组；

从低温热源中提取热量的热泵机组以及吸收式冷（热）水机组等。

在作为空调设备热源的锅炉中要进行供水量控制、蒸汽压力控制等各种控制，其中，我们以锅炉的自动运转控制为例进行说明。

这里也包含燃烧室点火后基于熄灭、蒸汽压力异常等的安全停止电路，并且对这些电路的运行顺序进行了简单明了是说明。

第一章锅炉的基本知识一.锅炉的定义 

利用燃料燃烧产生的热能或工业是生产中的余热将工质加热到一定的温度和压力的换热设备称为锅炉。

锅炉是由“锅”和“炉”两部分组成。

锅炉内的“锅”是锅炉设备中的汽水系统，水进入锅炉以后吸收锅炉受热面的热量变成热水或蒸汽被引出给用户使用。

锅炉内的“炉”则包括锅炉设备中燃烧设备以及风、燃料、烟气系统等。

在这个系统中，燃料在炉膛内燃烧放热并产生高温烟气，通过热量的交换，将热量传递给锅炉受热面，烟气本身的温度而逐渐降低，最后从锅炉的烟排除。

“锅”为吸热，组成了一个密切相关的整体设备——锅炉。

第二章锅炉的基本构成和工作过程 

如上所述，锅炉是由“锅”和“炉”构成。

“锅”包括锅筒、受热面、集箱和管束等，是水和蒸汽承压部件，并在其中进行水的加热、汽化和汽水分离等过程。

“炉”是锅炉的燃烧设备，是把燃料的化学能转化为热能的设备。

一.锅炉的基本构成 

①锅筒 

锅筒的作用是汇集、贮存、净化蒸汽和补充给水。

在蒸汽锅炉的水管锅炉类型中一般有1～2个锅筒，双锅筒的两个锅筒分别位于上、下位置，上锅筒简称为汽包或汽鼓，下锅筒称为水鼓。

蒸汽锅炉的上锅筒内有均匀给水的配水槽、汽水分离装置和连续排污装置，而热水锅炉上锅筒内有引水和给水配管及隔板等。

上锅筒的外部安装有主汽阀、副汽阀、安全阀、压力表、水位表、排污管等，上锅筒还开有入孔门，以便检修。

下锅筒的一端开有入孔，底部装有定期排污装置。

上、下锅筒之间用多根上升管和下降管相连，整个部件呈弹性结构。

②水冷壁受热面 

布置在炉膛四周的辐射受热面称为水冷壁受热面，它吸收炉内火焰辐射并遮挡炉墙，对炉墙起到保护的作用。

水冷壁的上部和上锅筒直接相连或经过上集箱再与上锅筒相连。

上锅筒的冷水经下降进入下锅筒和下集箱，经过水冷壁吸热，形成汽水混合物，并上升到上锅筒，形成闭合的循环。

③集箱 

它是炉管排列连接的主要部件，有分配供水和引出水或蒸汽的作用，按其所在位置有上集箱和下集箱或进口集箱和出口集箱之分。

上集箱位于炉管上部，汇集上升管束的水汽混合物，通过导管引入上锅炉。

有些上集箱安装在炉墙外部，在与炉管相对的位置开有排气孔，以便对炉管内部进行维护清扫。

下集箱位于炉管的下部，与下锅筒连接供水，分配给上升管。

位于炉膛两侧

的下集箱，具有防止炉膛两侧炉墙被烧坏或挂焦的作用，又被称为防焦箱。

下集箱装有排污管，端部开有手孔，以便检查清扫。

除锅炉本体有集箱以外，在是省煤器、过热器等部件上也有各自相应的集箱。

集箱一般用较大直径的无缝钢管和两个端盖焊接而成。

近年来有的集箱将管端旋压收口取代焊接端盖，使结构更加合理。

④对流管束受热面 

对流管束又称对流排管，位于上、下锅筒之间，是水管锅炉的主要受热面。

为了充分吸收高温烟气的热量，通常将对流管束中间用隔墙组成来回或转弯的烟道，增大烟气流程，并以较高的烟气流速横向冲刷管束。

通常被烟气先冲刷的管束，由于烟气温度高，传热较多管内汽水混合物密度较小，成为上升管；

反之烟气温度较低传热较少，成为下降管。

⑤烟火管受热面 

烟管是烟管锅炉和水火组合式锅炉的主要受热面，其作用是当炉膛燃烧产生的高温烟气在管内流动时，不断地对管外的锅炉水进行加热，使其逐渐成为热水或水蒸气。

烟管一般装在锅壳内，用焊接或胀接固定在两端地管板上。

因其安装数量受到锅壳的限制，加上管内容易接垢，因此一般不适用于大型锅炉。

为了提高传热效果，近年来推广和应用了螺纹烟管，即在烟管上压出2mm凹槽它比普通烟管的传热效果提高近2倍。

过热器 

省煤器和空气预热器均能 

属于对流受热面。

过热器除了有过流过热器外，还有辐射过热器。

省煤器和空气预热器安装在锅炉尾部烟道，重要是进一步降低排烟温度，提高锅炉效率。

锅炉的“炉”位于锅炉本体的前部，它包括燃烧设备和炉膛，是燃料燃烧的地方。

根据燃料不同，有不同的燃烧设备；

同种燃料的燃烧方式不同又有不同的燃烧设备。

总之，“锅”和“炉”组成锅炉，“锅”和“炉”是通过传热过程联系起来的，而受热面是“锅”和“炉”的分界面。

放热介质（烟气）和受热介质（水、蒸汽、空气）通过受热面进行着热量传递。

由锅筒、受热面及连接管道、烟风道、燃烧设备、炉墙和构架等所组成的整体称为锅炉本体。

由锅炉本体，锅炉范围内的水、汽、烟、风、燃料管道及其附属设备，测量仪表及锅炉附属机械等构成的整套装置称为锅炉机组。

二.锅炉的工作过程 

锅炉的工作包括三个同时进行的过程：

燃料的燃烧过程、烟气向水的传递过程和水的受热汽化过程。

燃料的燃烧过程 

燃料和送入的空气进行燃烧反应形成高温烟气的整个过程称为燃烧过程。

燃烧过程进行得完善与否，是锅炉正常工作的基本条件。

要保证良好的燃烧必须要有高温的环境，必需的空气量和空气与燃料良好混合。

为了保证锅炉燃烧的连续进行，还得连续不断地供应燃料、空气和排出烟气等。

烟气向水（汽等工质）的传热过程 

由于燃料的燃烧放热，炉内的温度很高。

高温烟气与布置在炉膛四周的水冷壁进行强烈的辐射换热，将热量传递给管内工质。

继而烟气受送风机、引风机的引力向炉膛上方流动，烟气出炉膛并（）过管束受热面，与管壁放生对流换热，将烟气的热量进一步传递给管束内的工质。

沿途降低温度的烟气最后进入尾部烟道，与省煤气和空气预热器的工质进行热交换后，排出锅炉。

省煤气是给水预热器，它与空气预热器一样，设置在锅炉的尾部烟道，以降低排烟温度，提高锅炉效率，节省燃料。

（3）水的受热升温或汽化过程 

它是热水或蒸汽的生产过程。

将在后面作详细介绍。

第三章锅炉设备 

安装有锅炉及与锅炉有关设备的建筑称为锅炉房。

锅炉房有锅炉本体和锅炉其他设备。

锅炉本体有锅筒、炉管、过热器和水冷壁管、省煤气、空气预热器、炉墙和构架。

其他设备有锅炉附属设备、锅炉水处理、热工计量仪表和各种检测装置、电气设备等。

1.锅炉附属设备 

（1）通风设备 

由鼓风机、引风机、风道、烟道和烟（）等组成，用以保证空气供应和烟气的排出。

当锅炉负荷或工况发生变化时，可借助通风设备，调节所需的风量和风压。

（2）给水设备 

由水泵、给水管道和阀门等组成，用以保证可靠地向锅炉供水。

（3）燃烧设备 

一般由燃烧室（器）、喷嘴、送（鼓）风装置等组成。

（4）燃料输送设备 

固体燃料（煤）输送设备由贮煤设备、提风机、输送机等组成；

气体燃料输送设备由调压站、管道、阀门、过滤器等组成；

液体燃料输送设备有贮存设备、加热装置、油泵、油过滤器、管道、阀门等组成。

2锅炉附件 

（1）水位表 

锅炉的上锅筒内必须保持一定的水位，因为水位过高或过低会造成严重的锅炉满水或缺水事故。

一般锅炉至少安装两个水位表，操作人员通过水位表监视锅炉水位，控制和调节锅炉进水。

（2）安全阀 

为了保证锅炉的安全工作，锅炉的工作压力应控制在一定的范围内，以免发生损坏或爆炸危险，为此在锅筒上安装安全阀。

当锅炉的工作压力超过允许工作压力时，安全阀会自动开启，使热水或蒸汽排出去，从而降低锅炉内的压力，直至降到允许工作压力，安全阀会自动关闭，保证锅炉的安全运行。

一般锅炉应安装两个安全阀。

（3）压力表 

用以监测锅炉内水压或气压的大小的仪表，保证锅炉在允许工作压力下安全运行。

它和水位表、安全阀是保证锅炉安全运行的基本附件，统称为锅炉上午三大安全附件。

（4）水位报警器 

高低水位报警器可弥补水位表视线不佳的缺点，提醒操作人员对水位的警觉，在高低水位超过允许规定时报警，以免发生严重事故。

（5）吹灰器 

用以清除积灰，保持锅炉受热面的清洁。

这样不仅可以增强传热，提高锅炉运行的经济性，而且还能够保证锅炉的额定出力和参数，并防止堵灰和风机电耗的增大。

（6）各种管道阀门 

管道用以输送各种流体（如水、汽、燃油、燃汽），阀门用以截止、控制、调节各种流体的流量以及排污、减压等。

锅炉常用阀门很多，如球阀、闸阀、截止阀、旋塞阀、止回阀、排污阀、自动减压阀、