锅炉房改造方案资料.docx
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锅炉房改造方案资料
节能式锅炉控制系统
系统概述：
传统的控制系统主要是通过继电器控制实现锅炉鼓引风机及其辅机动作控制，对于炉膛温度、炉膛负压的控制完全依靠人为的调节鼓引风机的风门、炉排的转速来控制，锅炉运行的好坏全在司炉工的熟练操作程度上决定。
节能式锅炉智能控制系统则是在设备驱动上采用了变频调速器，实现鼓引风机、循环泵等无极调速运行，增加电机软启动器作为辅助起动回路，更加增强了可靠性；在采集控制上采用了PLC控制器、触摸屏、计算机、智能仪表、DCS等先进的工业控制产品，对炉膛温度、炉膛负压、进出烟温度、进出水温度、水位、鼓引风机电流、鼓引风机转速、炉排转速、循环泵的循环效率等实时采集并智能化处理，不仅对锅炉燃烧、循环水输送等实现了优化、节能运行控制，而且大大的增强了安全性和可靠性。
此系统可以根据用户要求特殊定制开发，达到模糊的量化控制。
一、适用范围
本系统适用于各种不同的燃煤热水锅炉或燃煤蒸汽锅炉的控制。
二、功能简介
一）、触摸屏交互界面
触摸屏交互系统，一般应用于小区锅炉方、中小型厂区锅炉房等场合。
采用触摸屏具有以下特点：
1）、可以适应较恶劣的工作场所；
2）、对电磁干扰性场合适应性强；
3）、可以显示系统工艺流程，实时监视系统运行情况；
4）、具有操作提示、故障预警、故障报警等功能；
二）、先进的驱动方式，为节能降耗、高可靠性提供了基础和保障。
变频器的使用，使得电机速度可以进行无级调节，尤其在鼓引风机方面，通过调节鼓引风机转速，实现炉膛优化燃烧，不仅节能而且降耗；另外软启动器作为辅助启动回路，提高了系统可靠性，减小了故障停机时间。
下面就是单台炉体鼓引风系统简单驱动结构：
下面就是循环系统简单驱动结构：
三）、可选择自动、调整、手动三种调节方式对锅炉进行控制。
1.自动档：
系统对锅炉的各种数据进行实时测，通过与值的比较，自动调节各电机的运转和鼓、引风风门的开度等。
控制锅炉在正常状态下运行。
2.调整档：
可通过人机交互界面参对引风风门、鼓风风门、炉排转速等参数进行单独调整。
3.手动档：
用此档可将锅炉的运行置于人工手动控制下，通过控制柜上的各按纽调整电机及执行机构的运转状态。
四）、其它特点：
1.对锅炉的各种超限情况进行保护，对联锁、互锁保护。
2.通过压差自动补水功能，控制上可实现程度及控制实现的方式。
3.远程监控功能。
三、运行状态显示内容
供水温度、压力
回水温度、压力
炉膛温度、负压
进、出烟温度
鼓、引风风门开度
鼓、引风风机频率、电流
炉排转速
循环水泵频率、电流
以上各种量的实时曲线、历史曲线
系统、设备运行记录
系统故障预警、故障报警记录
等……
四、参数设置及说明
一）、供水温度上限、供水温度下限
用于对锅炉正常使用时扬需的供水温度范围进行限定。
当实际供水温度处于上、下限之间时，系统对鼓、引风风机转速或鼓、引风风门开度及炉排转速进行连续调节。
当温度低于下限时，鼓、引风风门及炉排电机都将按照所设定的最大值执行。
当温度达到上限时，系统自动停止鼓风、炉排及出渣电机并关闭鼓风风门，延时后停引风机及关闭风门，待供水温度降至温度下限时，重新起动。
二）、供水温度极限
当实际供水温度达到此参数值时，系统将报警并停炉，同时记录此时各参数值。
待故障排除后，需重新确认起动系统。
三）、压力表刻度值
调整范围，对于不同量程的压力表，可用此参数进行设定和修正，只须将参数值对应于所使用压力表的量程、偏移数添入即可。
四）、鼓引风频率、风门的上下限
1.设置鼓引风频率范围为0—50HZ；
2.设置鼓引风风门范围为0—90度；
五）、炉排运行转速上下限制；
1.设置炉排运行最大转速上下限制，防止人为误操作造成的后果，范围为0—额定转速（ne）；
六）、（蒸汽锅炉用）进水阀上限、进水阀下限
调整范围0-90度，用于限定进水阀门的开度范围。
（注：
当水位处于低水位以下时，进水阀门将全部打开，不受此参数的限制）
七）、开鼓、引风机的延时起动选择及设定；
鼓引风机起动顺序，依靠间隔时间决定，间隔时间可以设定，调整范围为0-120s。
八）、开鼓、引风机的负压控制起动间隔时间选择及设定：
在变频恒负压运行控制时，亦可以采用引风独立开启后，形成足够大的负压后，再起动鼓风运行的方式，此方式同样可以控制起动时产生的正压发生，启动鼓风允许的负压限制，设置范围为-500Pa—0Pa；
九）、开炉排延时
调整范围0-120s，用于设定炉排电机起动与鼓风机起动之间的时间间隔。
（注：
如需在炉排电机起动时同时起动出渣电机，只需通过交互界面设定即可）。
一十）、关引风延时
调整范围0-120s，用于设定引风机停止与鼓风机停止之间的时间间隔。
一十一）、 引风门调整、豉风门调整、进水阀调整、炉排调整
调整范围0-90度，系统处于“调整”档时，用以上参数控制对应风门、水阀的开度及炉排电机转速。
一十二）、循环水系统可以选择时间（温度）-频率曲线、温差控制、恒压控制方式选择。
1.五台循环泵采用三台变频器分别拖动三台循环泵，两台软启动分别拖动另外两台循环泵，采用600×600×2200的四台柜体合理放置，使得系统简单、可靠，而且易操作。
2.结构见图。
3.考虑到前期先改造循环水，所以在PLC选型中特别考虑到以后的扩展性。
4.循环水改造功能
●数据监视区
数据监视区可以能够监视当前循环水系统运行参量
●投备设定区
投备设定区指示当前各台循环泵投运与备用设定情况
●温度温度曲线
温度曲线能够实时看到供回水温度实时趋势曲线
●供回水温度能够直观显示当前供水与回水温度
●报警查询窗口
报警查询:
通过上翻或下翻按钮实现报警信息的向上逐行向下或向上查询
退出按钮:
能够关闭当前画面,但屏幕不会关闭
●循环工艺设定窗口
I:
时间段区:
数据输入:
在时间段输入区点击数据输入按钮,系统将弹出输入键盘,直接输入您所要确定的时间段时间,输入范围为0-23,超出范围系统会报警提示,并且输入数据无法正确现实
数字键盘功能键:
ENT:
输入正确数据后回车确认,数据会被PLC正确识别
ESC:
退出数据输入
CLR:
清除输入寄存器的值
II:
循环泵工频/变频选择及备用设定区
循环泵工频/变频选择:
直接点击工频/变频按钮,便可以设定各时间段循环泵运行的给定频率方式,工频状态下循环泵工频运行,变频状态下循环泵给定频率为电位器给定的频率.按钮当前指示的状态为实际频率设定状态
循环泵备用设定:
直接点击投运/备用按钮设定为循环泵投运泵或备用泵
5.循环改造内容：
⏹拆除原有的柜体，新制作四面600×600×2200的柜体；
⏹柜体原有的断路器、电流表、电压表、软启动器、和接触器可以考虑改造使用；
⏹循环水操作台仅做仪表盘、柜内电气设计工作；
⏹循环水改造新增加元件列表
序号
名称
规格
数量
单位
备注
1
变频器
90KW
3
台
科姆龙
2
中间继电器
MY4NJ
40
套
OMRON
3
电流变送器
300/5
2
个
4
信号隔离器
8
个
5
铜母线
60×6
55
公斤
6
其他
柜内配线、按钮指示灯、接线端子等
7
柜体
600×600×2200
4
面
8
PLC循环控制系统
触摸屏一套、PLC一套、仪表、信号处理器等
1
套
9
锅炉循环控制软件
HSZGL-X5-3/2
1
套
锅炉鼓引风系统改造系统配置准确配置另行处理，本次可以给出预算。
五、锅炉控制系统性能分析
一）、高效节能性：
在锅炉控制系统中，鼓、引风机作为锅炉的主要设备，所以运行性能决定了锅炉系统的性能。
在原有的锅炉系统中，传统都采用以下方式：
自藕降压启动、星角启动等方式，调节风量是利用档板进行的，鼓、引风机电机均工作在工频50HZ状态下，调节风量是利用档板进行截流的，所以造成了风压上升，噪音加大，电能消耗量大；
二）、良好的运转特性
传统的锅炉系统，从启动方式上讲，鼓、引风机电机采用的一般是自耦降压启动、星三角启动等方式，在电机启动时存在较大的冲击电流和冲击惯量，对风机机械、风道寿命产生了严重的影响，并且对一次低压电器、二次仪表、动力电缆的容量要求较高。
然而采用节能式锅炉控制系统，其使用了变频、软启等设备，使得电机启动很平稳，实现电机无级调速，不仅减少了噪音和冲击，而且节能效果很好，节能效果分析见附页。
公司简介
宁夏恒生天泉科技有限公司创立于一九九五年，专门从事工业自动化控制、机电仪一体化、计算机技术等高科技领域的系统集成与应用开发，是集科、工、贸、为一体的高科技企业实体。
二零零零年四月，公司与西安恒生科技有限公司建立了合作关系，学习了西安恒生在管理体制、经营理念、企业文化等方面的优势与长处，在技术上进行广泛交流与合作，为公司的进一步发展状大奠定了基础。
公司自创立以来，本着：
“把最先进的技术用于我国的强大科技与经济实力，依靠全体员工的发奋努力，先后完成了80多项工业自动化控制及计算机应用工程项目，其中蛄项获自治区科技进步奖，其它各项均得到了用户的好评。
取得了较好的经济与社会效益，为公司赢得了良好的信誉、塑造了美好的企业形象。
公司奉行：
“用我们完美的技术创造未来“的企业精神，本着用户的利益高于一切的原则，真诚对等客户、诚恳为用户服务，求真务实，使公司承担一切业务不论大小，全部以其高质量、高可靠性、高性价比的产品、工程保证用户满意。
公司具有十分雄厚的技术力量，除公司自身拥有十多名高、中级技术人员外，更有西安恒生与机械研究院的百余名科技人员做后盾。
现已锻炼出一支年富力强、具有很强的工程设计、组织与施工管理能力的技术队伍。
公司作为区内的骨干工控公司，几年来已经成为国际著名公司DELTA、ABB、OMRON、Schneider、FUJI、SIEMENS、National等电气公司的一级代理。
同时，也是SMC、VICKERS等气动、液压件公司的指定代理。
因此，公司不但选用的工程元器件有可靠的质量保证，同时还可以得到以上供应商在技术、物质上的大力支持，由此保证了所承接的各项工程具有高性能价格比的优势。
公司将以更高的起点，更严格的要求，面向社会，进入市场，用高科技产品和优质服务回报用户。
部分业绩
⏹宁夏银帝集团丽水家园2×20T/h锅炉系统
⏹宁夏瑞兴房地产锦瑞园1×20T/h锅炉系统
⏹宁夏美洁纸业2×6T/h锅炉鼓引风系统
⏹大世界燃油锅炉恒压补水系统
⏹青铜峡铝厂生活泵房变频恒压供水系统
⏹青铜峡铝厂无线三遥水源井控制系统
⏹宁夏吴忠卷烟厂全自动恒压供水消防供水系统
⏹银川中策橡胶厂硫化胎内冷水变频恒压控制系统
⏹银川中策橡胶厂工艺用水变频自动控制系统
⏹长宁天然气公司深井泵恒压变频供水系统
⏹同心供电局恒压变频供水系统
⏹盐池供电局恒压变频供水系统
⏹大世界燃油锅炉恒压补水系统
⏹银川自来水公司城区一、二水厂变频恒压供水系统
⏹灵武矿物局二级供水变频恒压系统
⏹香山酒业深井泵恒压变频供水系统
⏹同心自来水公司三级供水系统工程
⏹东方钽业铍青铜冶炼炉冷却水系统
⏹东方钽业反渗透水处理系统
⏹青铜峡市污水处理厂自动化控制系统
工程技术服务
1.工程服务
1.1项目管理
项目实施过程中，我方指定一名项目经理负责协调我方在工作全过程中的各项工作，如系统设计、工程进度、制造确认、编程和技术服务、图纸文件、工厂和现场测试、编制文件、启动、投运和现场系统可利用率测试等工作。
1.2工程设计
4.2.1在设备和系统制造前，我方将设备布置图、子系统说明书、功能控制及逻辑控制图、安装和接线设计等相关设计资料提供给买方审核批准。
4.2.2我方提交的设备布置图、控制逻辑图、控制接线图和其它详图，均随设计进程而更新，可以及时反映当前的设计进展。
修改版本将以数字形式在图标的版本内表示出来。
4.2.3我方审查来自其它控制系统或其它供货商的资料，并提出其具体意见和问题。
4.2.4系统完成现场投运后，我方提供反映在现场投运时作过修改的系统竣工图。
1.3现场服务
4.3.1按照合同规定，在完成所有设备和系统的安装、调试和启动调试及投运期间，我方派出的专家，在设备和系统的安装、接线、启动期间，负责监督和指导。
4.3.2我方派出的专家负责对买方的安装和运行人员进行现场培训，教会他们如何区分和安装设备，如何启动、操作和维护设备和系统。
4.3.3我方负责将系统投入运行。
4.3.4我方现场服务时间按照完成规范书中所规定的任务而定。
即时间的长短由完成规范书所规定的任务来决定。
派驻现场的专家其日程表按工作需要编制，正常每天的工作时间为8小时，并且在一天内的任何时间均能提供现场服务
2.试验、验收和演示
2.1总则
5.1.1我方在制造过程中，负责对设备的材料、连接组装、工艺、整体以及功能进行试验和检查，以保证完全符合规范书和已确认的设计图纸的要求。
5.1.2我方同意买方有权在任何时候，对设备质量管理情况，包括设备试验的记录进行检查。
5.1.3系统和设备的试验、验收分两次进行，买卖双方共同进行工厂验收试验、演示和在线现场试验。
5.1.4在试验、检查和演示过程中，如发现任何不符合规范书要求的硬件，我方负责及时更换。
由此而引进的任何费用都由我方承担。
更换后的硬件或软件保证通过投标书6.2和6.3章节中的试验要求。
5.1.5每次试验验收前一个星期，我方向买方提供试验验收所必须的文件资料、试验方案、测试内容和记录表格，由买方审查和确认后生效。
5.1.6我方在系统和设备制造、安装、调试期间，买方有权根据需要在我方工厂进行检查和单独功能的试验。
2.2工厂验收试验和要求
系统在设备制造和反映目前系统真实状况的有关文件完成后，我方在发货前进行使买方满意的工厂验收和演示。
我方同意除规定的工厂验收试验和演示外，买方有权在我方的工厂进行各单独功能的试验。
在工厂验收演示前，系统设计体现出我方在设备上所作的最新修改。
2.3现场试验
2.3.1初步检查
现场安装完成后，在设备通电前，我方将配合买方仔细检查所有的设备、现场接线、电源和安装情况，在检查无误后，系统再进行授电。
我方将进行标准的诊断试验。
现场输入和输出信号由买方的施工人员负责按我方提供的图纸进行接线。
2.3.2现场可利用率试验（SAT）
现场条件满足后，将采用实际的输入、输出信号进行可利用率试验。
我方将核实是否所有的系统和文件都已更新，并准备投入可利用率试验，系统在通过了下面所规定的可利用率试验要求后，由买方确认接收。
我方保证99.9%的系统可利用率，并在试验期间证实其符合规范书规定的所有功能及技术指标。
可利用率试验将在DCS试运行后开始，试验开始的日期有买卖双方共同商定。
DCS在连续运行90天（2160小时）后，其故障时间小于2.2小时时，则可认为成功地完成了可利用率试验。
若故障时间超过2.2小时，可利用率试验将延长至180小时，在此期间故障时间不能超过4.3小时。
但是完成可利用率试验的总时间应限制在270个连续日内，其间的故障时间不超过6.5小时。
若试验结果连续三次超过规定的故障时间限制，则认为试验未通过。
可利用率表明了一个可恢复性的装置或系统能在规定的时间内完成其规定功能的概率。
可用时间
试验开始至试验结束的整段时间内，扣除试验的空等时间和故障时间后的这一段时间为可用时间。
平均无故障时间（MTBF）、平均故障维修时间（MTTR）、故障时间。
故障时间是指我方提供的任一装置或子系统在实际试验时间内而停运的一段时间。
可利用率试验的总故障时间，是试验期间各装置和子系统故障引起的故障时间之和。
每个装置或子系统都规定了一个加权系数，一个装置或子系统应受罚的故障时间是该子系统的实际故障时间与其加权系数的乘积。
应受罚的故障时间=实际经历的时间×加权系数
空等时间
在整段试验时间内由于以下事件引起的空等时间将由买卖双方协商确定：
·设备故障
·由买方人员引起的不正常操作
·买方信号故障
·环境条件不符合要求
·不可抗拒的因素
·买方所供电源丧失
可利用率
试验期间的可利用率保证达到规范书中规定的99.9%，其计算公式如下：
可利用率（%）=（实际试验时间-故障时间）÷实际试验时间×100%
式中实际试验时间为整段试验时间扣除空等时间.
可利用率试验规则
在现场，时间以小时和十等分小时来计算，并作记录。
现场记录将作为正式的可利用率试验记录。
每月将记录的复印件送交我方检查。
试验期间发生的任何问题，均应立即通知我方。
除非买卖双方均认为有必要，否则不得进行系统或硬件的修改。
在可利用率试验开始前，买方应已购得双方都认为必备的所有备品备件，并已存放在现场。
在试运行和现场可利用率试验期间，从买方备品库中借用的备品备件，我方将免费给买方更换。
因买方库存中缺少我方推荐的备品备件而导致修复有延误，可计算故障时间。
此外，为保证成功地进行试运行和可利用率试验所需的任何部件，我方均将在48小时内提供。
为证实所有的故障均已修复，在可利用率试验结束前的240小时内，不应再出现故障时间，为满足这一规定，试验的时间限制可按需要适当延长。
2.3.3买方参与
买方应负责进行可利用率试验，试验必须按照已经确认的我方资料中的运行和维护步骤进行。
我方人员将随时提供咨询和所需的现场服务，以帮助系统的维护。
如我方接到买方要求进行现场维护的通知，我方服务人员保证在通知收到后的24小时内到达现场。
3.包装、运输和仓储
6.1我方对每一件设备都将严格执行原制造商推荐的维护建议，以确保设备在运输时完好如初。
6.2我方将包装所有的供货设备（包括备品备件），防止设备免遭污染，机械损伤和性能下降。
6.3设备制造完成后，若未及时包装的，将得到切实的防护，使之不受污损。
6.4装运期间，设备的里里外外均将保证清洁，并套上防水塑料薄膜。
6.5所有设备均将分别包装、装箱或采取其它防护措施，以防设备在运输过程中散失、损坏和被盗。
6.6在包装箱外，除了外面通常贴有装箱清单外，箱内都有一张详细的装箱清单。
6.7最后一层包装上将清楚地标明买方的订货号、发货号及相应的设备安装位置。
6.8大型重负载设备，其外包装上还将标明重量、重心和起吊点。
6.9我方向买方提供整套有关现场准备、装卸的指导书。
4.图纸和文件
4.1总则
7.1.1技术协议签字后，我方将在30天内提出一份在合同期间准备提交买方审查、确认或作参考的文件和图纸清单。
清单将包括需由买方确认的图纸、进度和文件，并准备一份有关的合同情况的详细工作报告。
7.1.2我方将保证所有图纸完全符合所供的系统，并及时反映出目前工程设计进度，所有资料均经装订，并标明修改的版本号和日期。
7.1.3我方将保证所供文件和图纸完全能满足现场安装、投运、正常运行和维护的需要。
7.1.4下面列出的所有文件,我方将于发货前二个月提供4套给买方。
7.1.5我方将负责协调并安排与其它承包商所供控制系统间的接口资料交换进度。
4.2硬件资料
我方提供的资料将包括涉及所有系统部件的安装、运行、注意事项和维护方法的详细说明，此外还将包括所购设备的完整设备表和详细指南。
与设备表相对应的设备项目代号将在所有相关图纸上表示出来，我方将根据要求提供其设备代号与市场上可买到的该设备型号的参照表。
我方提供下列手册和图纸：
·系统硬件手册
·构成系统所有部件的原理图
·内部布置图
·符合买方要求格式的外部连接图，图上有电缆编号和端子编号，并包括机柜正视图、后视图、开孔图、总尺寸及开门所需的净空距离。
4.3工厂培训
8.2.1买方派出人员参加工厂培训（培训人数及培训时间在签定合同前确定）。
8.2.2培训内容将有如下内容：
·系统的结构和特点
·系统的操作
·硬件维护、检查测试、查找故障的方法
4.4现场培训
8.3.1我方将提供买方认为必要的附加培训，因为在工厂培训结束后，我方对所供硬件和软件有可能又有所修改。
这种附加培训可在工程现场进行，故称为现场培训。
8.3.2我方将派出有关专家到现场，承担现场培训任务。
现场培训的要求与工厂培训相仿。
8.3.3现场培训时间为一天，人数不限。
8.3.4现场培训包括下列内容：
·系统的结构和特点
·系统的操作
·硬件维护、检查测试、查找故障的方法
8.3.5当进行现场安装和开环测试时，我方将对买方的运行人员进行的系统在线操作培训。
8.3.6现场培训的计划可在设计联络会上讨论确定。
锅炉节能分析探讨
一、引言
在锅炉运行中，其运行经常是持续运行，并且时间长达五个月之久，电能消耗是很大的，其鼓引风和循环泵是主要的耗电设备，另外诸如阀门、挡板相关设备的节流损失以及维护、维修费用占到生产成本的7%~25%，是一笔不小的生产费用开支。
而八十年代初发展起来的变频调速技术，正是顺应了工业生产自动化发展的需要，开创了一个全新的智能电机时代。
一改普通电动机只能以定速方式运行的陈旧模式，使得电动机及其拖动负载在无须任何改动的情况下即可以按照生产工艺要求调整转速输出，从而降低电机功耗达到系统高效运行的目的。
卓越的调速性能、显著的节电效果，改善现有设备的运行工况，提高系统的安全可靠性和设备利用率，延长设备使用寿命等优点随着应用领域的不断扩大而得到充分的体现。
二、综述
在锅炉系统中，需要对炉膛压力、风速、风量、温度等指标进行控制和调节以适应工艺要求和运行工况，并且达到节能之目的。
传统的控制手段则是调节风门、挡板开度的大小来调整受控对象。
这样，不论生产的需求大小，风机都要全速运转，而运行工况的变化则使得能量以风门、挡板的节流损失消耗掉了。
多数采用异步电动机直接起动、自藕降压起动和星三角起动的方式运行，存在起动电流大、机械冲击、电气保护特性差等缺点。
现在随着变频器的技术发展和普及，开始采用变频器驱动的方案逐步取代风门、挡板、阀门的控制方案。
变频调速技术的基本原理是根据电机转速与工作电源输入频率成正比的关系：
n=60f（1-s）／p，（式中n、f、s、p分别表示转速、输入频率、电机转差率、电机磁极对数）；通过改变电动机工作电源频率达到改变电机转速的目的，达到了按需提供能量，达到了节能降耗的目的，并且减少了设备启动对电网和管网的冲击，避免了启动瞬间的由于强大的扭力造成的风机断轴、风页受损的事故发生。
三、节能分析
通过流体力学的基本定律可知：
风机、泵类设备均属平方转矩负载，其转速n与流量Q，压力H以及轴功率P具有如下关系：
Q∝n，H∝n2，P∝n3；即，流量与转速成正比，压力与转速的平方成正比，轴功率与转速的立方成正比。
以一台风机为例，它的出口压头为H0（出口压头即风机入口和管路出口的静压力差），额定转速为n0,阀门全开时的管阻特性为r0,额定工况下与之对应的压力为H1,出口流量为Q1。
在现场控制中，要求管网压力不得低于H3，在此范围内调节系统供风流量。
通常采用风机定速运行，调节出口阀门开度控制流量。
当流量从Q1减小50%至Q2时，阀门开度减小使管网阻力特性由r0变为r1，系统工作点沿方向I由原来的A点移至B点；受
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