白沟新城110T热水锅炉控制方案

热水锅炉燃烧自动控制方案

一、热水锅炉燃烧系统调节如下图所示：

锅炉燃烧系统调节的主要任务是保证水温的稳定，同时保证锅炉的安全运行。除此之外，关键在于如何保证经济燃烧，这也是热水锅炉节能降耗的关键所在，经济燃烧问题，实质上就是进煤量和进风量的配比问题，如果能保证适当的风-煤比，就可以实现zui高的燃烧效率，实现经济燃烧。如果空气量不足造成不*燃烧，产生CO，这种情况除污染环境外还造成严重的热能损失；反之，当空气量过多时，一方面使炉膛温度低，另一方面也是zui重要的是使烟气换热损失增加。由于现阶段的检测手段和检测设备尚不能方便地测得精确的进煤量和进风量，给整个风-煤比的自动控制造成一定的难度，通过进煤量与炉排转速、煤层厚度对应的函数关系，和进风量与鼓风机的转速对应的函数关系，使风-煤比在整个运行过程中始终保持在适当的。

炉膛压力调节如下图所示：

炉膛负压一般通过控制引风量来保持在一定范围内，但对锅炉负荷变化较大时，采用单回路控制系统就比较难于保持，因为负荷变化后，炉排及鼓风调节控制燃烧量和鼓风量与负荷变化相适应，由于鼓风量变化时，引风量只有在炉膛负压产生偏差，才由引风调节控制去调节，这样引风量的变化落后于鼓风量，必然造成炉膛负压的较大波动。为此，我们设计了炉膛负压前馈-反馈控制系统，用鼓风调节输出作为前馈信号，这样可使引风量随着鼓风量的变化提前作相应的调整，使炉膛负压始终保持在一定负压上，维持整个燃烧系统的稳定性。

定压调节

补水泵和循环水泵控制是保证正常、稳定供热的重要环节，补水泵和循环水泵控制均采用定值调节。根据定压点的压力，通过变频器调节补水泵转速，及时补充水量，防止系统缺水，保证系统安全运行。通过循环水泵调节，保持系统供回水压力稳定，为系统正常供热提供保障。

热水锅炉燃烧自动控制方案--锅炉输煤控制系统

输煤系统是整个锅炉房原料供给的主要设备，他的可靠安全运行同样是锅炉控制系统中*的，自动控制分别可对输煤线，包括给煤机、皮带机、除铁器、振动筛、破碎机等设备，为了保证生产运行的可靠性，输煤系统采用自动（联锁）、手动（单机）两种控制方式，自动、手动方式由开关进行切换。由于输煤廊环境恶劣，全部操作控制都在主控制室里进行，

二、110T热水锅炉的报警及联锁功能

1、---锅炉安全运行报警参数

锅炉出水压力上下限报警；

锅炉出水温度上下限报警；

炉膛温度上限报警；

系统回水压力上下限报警；

系统供水压力上下限报警；

系统供水温度上下限报警；

炉膛负压上下限报警；

补水水箱水位上下限报警；

锅炉供水流量下限报警；

2、--锅炉控制联锁功能

供水温度过高报警、超高联锁停炉；

供水压力过低报警、超低联锁停炉；

锅炉出水流量过低报警、超低联锁；

回水压力过低报警。

当联锁停炉时，PLC系统应按先停给料系统、鼓风机、后停引风机的顺序停炉。

三、--*监控系统 

1、控制中心是整个锅炉自动控制系统的调度监测核心，其担任着数据采集﹑处理﹑人机命令交换等众多任务，计算机分别为工程师工作站和操作员工作站，可组工业以太网，计算具有点对点操作功能，组态软件选为国内*的组态软件（更详细的介绍请参考8）。主画面以锅炉动态工艺流程图做背景画面，画面和实际锅炉情况基本相符，主控制画面主要具有快捷操作键和重要运行数据监测功能，当锅炉自动调节时一般操作员只在主画面就可以完成数据设定和简单控制，实时数据浏览画面以四位浮点方式显示所有测量数据和计算数据，画面上设有快捷菜单和画面切换键，实时曲线窗口以动态曲线的方式描述所有被测模拟量的变化过程，以时间为X坐标，实际值做Y坐标，曲线刷新时间可任意设定。历史数据浏览画面对所有采集数据和重要设定数据进行存储，存储时间间隔在窗口中可以任意设定，窗口设有完整的查询功能，可以查看自运行之日起的所有历史数据。历史曲线浏览画面用曲线方式根据查询时间列出所有数据曲线。同时系统能自动生成工作报表，在任何时都可以打印，系统还具有实时画面捕捉打印功能。历史报警和实时报警窗口主要用来显示当前系统存在报警和历史报警查询功能，通过历史报警功能追忆到所有停机时间及故障原因。上位机组态软件设有实时在线帮助功能，帮助功能包括所有操作和注意事项、合适设定参考值等帮助信息，使用方式具有和常规软件相同操作。

2、FameView组态软件介绍

FameView组态软件系统是北京杰控公司集多年PLC工程应用、开发和服务经验,基于Windows NT 、Windows 2000/XP操作平台,独立研制开发的纯32位、高档次的软件,其运行稳定、速度快、简单易用、功能强大、扩展性好,能为用户提供经济完善的工业自动化监控解决方案;已经被成功应用于冶金、机场、化工、电力、配电、环保、筑路、核辐照、烟草、啤酒、铁路、煤炭、楼宇、水处理、锅炉、码头输送等各个行业,经实践证实适合所有的大中小型自动化项目应用;

经过许多超大规模项目磨练,并在多个行业中普遍应用,已经发展成为运行稳定、通讯快速、功能强大、使用简单的组态软件,具有能与国外进口软件相媲美的性能;

自开发初期,便撇弃了当时流行的Windows95/98操作平台,而以Windows NT作为开发平台,全部代码采用VC++进行编写,并自然过度到Windows 2000/2003/XP平台,所以是纯32位代码,多任务系统,保证了软件系统内核的*和稳定,无内存泄露,能*运行,被誉为“不会死机”的组态软件.

一直把可编程控制器(PLC)作为适用对象,定位于自动化应用的中,专门设计了设备数据表,能对数据进行批量处理,多线程同时处理多个通讯设备,通讯速度和稳定性倍受赞誉;

除提供通讯、运行数据库、画面、报警、历史数据等功能外,还提供了实用的数据库连接、数据配方、数据转发服务、各种报表、双机冗余、变量组、全局变量等增强功能,会发现许多棘手的问题,总能迎刃而解;

FameView组态软件不可能适用于所有行业和用户,但对所涉及的行业却表现的非常出色,如冶金、化工、电力、环保、筑路、配电、水处理、核辐照、纺织、烟草等;因为我们一直致力于为用户提供专业且易于使用的产品,把用户行业特色作为开发目标,所以我们拥有众多的行业用户,能为他们提供zui适用的产品和方案; 

我们把提供技术服务作为软件产品的重要组成部分,是因为我们熟悉多种硬件产品,如西门子、ABB、GE、施耐德、三菱、欧姆龙等,同时还掌握了多个行业的技术和实施方案,总能为用户提供全面的支持,保证成功的完成项目;

3、SIMATIC S7-400H 介绍

       在许多自动化领域中，要求容错和高可靠性的自动化系统的应用越来越多。特别是在某些领域，停机将带来巨大的经济损失。在这种情况下，只有冗余系统才能满足高可靠性的要求。高可靠性的SIMATIC S7-400H能充分满足这些要求。它能连续运行，即使控制器的某些部件由于一个或几个故障而失效也不受影响。由于SIMATIC S7-400H具有很高的可用性，它特别适合于以下的应用领域： 

控制器发生故障后再启动的费用十分昂贵（一般在过程控制工业） 

如发生停机，将会造成重大的经济损失 

过程控制中包含有贵重的材料（如制药工业） 

无人管理的应用场合。 

需减少维护人员的场合。 

四、控制器选择

　   大容量热水锅炉是集中供热的热源，如果出现运行事故而导致停炉，不仅会对供热机组造成重大的经济损失，而且有可能对整个采暖系统，甚至相关的单位造成不可估量的间接损失。水动力安全性是保证热水锅炉安全运行的zui主要问题，也是供热企业zui为关心的问题。令外基于成本考虑尽可能的减少造价成本，因此除选用质量、安全性好的锅炉，本控制系统采用西门子S7－400系列中的CPU414-4H系统，上位机使用FameView实时操作和监控系统的运行， CPU414-4H采用H960同步子模块构建了硬件冗余系统，使用CP443-1工业以太网模块通讯， FameView上位机使用CP1613通过交换机实现与冗余PLC的通讯。现场控制系统采用冗余的PROFIBUS网络IM153-2从站，实现了数据的采集和控制。实现锅炉的安全*运转。

冗余系统接线实例如下：

上位机采用windows ＸＰ操作系统，设工程师站和操作员站，一旦操作员站有问题时可暂时由工程师站代替，直至修复完好。操作员站的主要功能是提供给锅炉系统操作人员一个直观方便的人机界面。系统可具有两个或两个以上的操作员站，他们具有同样的功能并互为备用。操作员站设置有如下显示画面。
　　l流程画面：将现场控制站采集的现场数据及工艺参数显示在流程图的相应位置上，通过动画直观的显示锅炉运行状态及各种实时数据。操作人员可根据此画面了解整个锅炉系统的运行情况
　　工艺参数画面：以数据表格的形式实时显示各工艺参数与对应的名称，单位，同时可显示对锅炉耗煤量，用水量等的计算和累积结果。
　　调节画面：将系统各控制回路的运行状态和有关参数以调节棒图的形式显示出来。可以显示回路的手自动状态。操作人员利用键盘或鼠标方便的对各控制回路，的控制参数进行再线修正。

　　报警画面：用于记录何时何地有何报警，以便有关人员查询，同时实现安全连锁控制
　　 历史趋势画面：用于记录系统主要工艺参数的*历史趋势数据，以曲线的形式显示出来，可为分析系统运行情况及效率，查找故障等提供依据。
　　工程师站除具有操作站的全部功能外，还具有参数设定与修改，系统维护等功能。工程师站负责系统的打印任务，可打印即时报警，历史报警记录以及锅炉运行日志和历史数据表格等。

针对本工程特点及双方交流结果，控制系统的选择上为今后控制系统升级打下基础。如：换热站的无人职守，锅炉群控及与换热站系统的气候补偿、分时分温控制等，避免造成设备浪费。