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鄭州輕工業(yè)學(xué)院 課程設(shè)計說明書 題目： 某型鍋爐水系統(tǒng)控制方案設(shè)計 姓 名： 院 （系）： 建筑環(huán)境工程學(xué)院 專業(yè)班級： 建筑電氣與智能化 學(xué) 號： 指導(dǎo)教師： 成 績： 時間： 年 月 日至 年 月 日 某型鍋爐水系統(tǒng)控制方案設(shè)計 摘要 鍋爐是實現(xiàn)將“一次能源”（即從自然界中開發(fā)出來未經(jīng)動力轉(zhuǎn)化的能源，如煤、石油、天然氣等），經(jīng)過燃燒轉(zhuǎn)化成“二次能源”，并且把工質(zhì)加熱到一定參數(shù)的工業(yè)設(shè)備。為了確保鍋爐能夠安全、經(jīng)濟(jì)地運行，合理調(diào)節(jié)其運行工況，節(jié)能降耗，減輕操作人員的勞動強(qiáng)度，提高管理水平，必須對鍋爐及其輔助設(shè)備進(jìn)行監(jiān)控。 關(guān)鍵詞 鍋爐、節(jié)能、控制 目錄 1 鍋爐監(jiān)控內(nèi)容簡介 4 1.1 自動檢測 4 1.2啟動/停止和運行臺數(shù)的監(jiān)控 4 1.3 自動控制 5 1.4自動保護(hù) 5 1.4.1 蒸汽壓力超壓自動保護(hù) 5 1.4.2 蒸汽超溫自動保護(hù) 5 1.4.3 底油壓自動保護(hù) 6 1.4.4 高、低油溫自動保護(hù) 6 1.4.5 低氣壓自動保護(hù) 6 1.4.6 風(fēng)壓高、低自動保護(hù) 6 1.4.7 鍋爐水位高、低自動保護(hù) 6 1.4.8 壓力上下限控制 7 1.4.9 電動機(jī)過載自動保護(hù) 7 1.4.10 滅火自動保護(hù) 7 2鍋爐水系統(tǒng)控制方案設(shè)計 8 2.1 鍋爐水位自動控制 8 2.1.1 鍋爐水位控制系統(tǒng)分類 8 2.1.2 本鍋爐水位控制系統(tǒng)設(shè)計 10 2.2燃?xì)忮仩t DDC檢測與控制原理圖 10 2.2.1 鍋爐運行參數(shù)監(jiān)控 11 2.2.2 鍋爐的控制 11 2.2.3 鍋爐的連鎖控制鍋爐的安全保護(hù) 11 3 BAS監(jiān)控表 12 總結(jié) 13 參考文獻(xiàn) 14 1 鍋爐監(jiān)控內(nèi)容簡介 為了保證鍋爐能夠滿足集中供熱、熱電聯(lián)產(chǎn)和其他生產(chǎn)工藝用熱的熱負(fù)荷需求，產(chǎn)生品質(zhì)合格的熱媒（熱水或蒸汽），需要設(shè)置鍋爐及其輔機(jī)的自動化系統(tǒng)。其監(jiān)控內(nèi)容如下： 1.1 自動檢測 顯示、記錄鍋爐的水位，熱媒的溫度、壓力、流量，給水流量，爐膛負(fù)壓和排煙溫度等運行參數(shù)。 1.2啟動/停止和運行臺數(shù)的監(jiān)控 按照預(yù)先編制的程序，對鍋爐進(jìn)行啟停控制，并且根據(jù)鍋爐產(chǎn)生熱媒的溫度、壓力流量。計算出實際熱負(fù)荷的大小。相應(yīng)調(diào)整鍋爐的運行臺數(shù)，達(dá)到即滿足用戶對用熱量的要求，又實現(xiàn)經(jīng)濟(jì)，節(jié)能運行的目的。 1.3 自動控制 當(dāng)鍋爐在運行過程中受到干擾的影響。其參數(shù)偏離工藝要求的設(shè)定值時，自動化系統(tǒng)及時產(chǎn)生調(diào)節(jié)作用克服干擾的影響，使其參數(shù)重新回到工藝要求的設(shè)定值。實現(xiàn)安全、經(jīng)濟(jì)運行的目的。其內(nèi)容主要包括給水自動控制，燃燒自動控制等。 1.4自動保護(hù) 當(dāng)鍋爐及其輔助設(shè)備的運行工況發(fā)生異常成關(guān)鍵運行參數(shù)界限時，立即發(fā)出聲光報警信號；同時采用連鎖保護(hù)措施進(jìn)行處理，避免事故（如損壞設(shè)備和危機(jī)人生安全）的發(fā)生或擴(kuò)大。其主要內(nèi)容包括高、底水位的自動保護(hù)，超溫、超壓的自動保護(hù)，熄火的自動保護(hù)和滅火的自動保護(hù)等。 1.4.1 蒸汽壓力超壓自動保護(hù) 由于蒸汽壓力超過規(guī)定值時，會影響鍋爐和其他用熱設(shè)備的安全運行。所以，當(dāng)蒸汽壓力超限時，超壓的自動保護(hù)系統(tǒng)自動停止相應(yīng)的燃燒設(shè)備，減少或停止供給燃料。同時，開啟安全閥，釋放壓力，確保鍋爐設(shè)備和操作人員的安全。 1.4.2 蒸汽超溫自動保護(hù) 蒸汽溫度過高會損壞過熱器，影響相關(guān)用熱設(shè)備的安全運行。當(dāng)蒸汽溫度超限時，超溫自動保護(hù)系統(tǒng)應(yīng)采取事故噴水和停止相應(yīng)燃燒設(shè)備的處理措施。 1.4.3 底油壓自動保護(hù) 對于燃油鍋爐而言，油壓過低會導(dǎo)致霧化質(zhì)量惡化而降低燃燒效率，甚至可能造成爐膛爆炸等事故。所以，當(dāng)油壓超限時，系統(tǒng)自動切斷油路，停止鍋爐的運行。 1.4.4 高、低油溫自動保護(hù) 對于燃燒鍋爐而言，油溫高有利于霧化，但油溫過高，超過燃油的閃點時，可引起燃油自燃，釀成事故：油溫過低將導(dǎo)致燃油的粘度增大，影響霧化質(zhì)量和降低燃燒效率。所以，當(dāng)燃油溫度超限時，應(yīng)停止鍋爐的運行。 1.4.5 低氣壓自動保護(hù) 對于燃?xì)忮仩t而言，燃?xì)鈮毫^低會影響燃?xì)獾墓?yīng)量和燃燒工況，可能造成回火。所以，當(dāng)燃?xì)鈮毫Τ迺r，停止鍋爐的運行。 1.4.6 風(fēng)壓高、低自動保護(hù) 風(fēng)壓過高，會增大排煙損失；風(fēng)壓過低，空氣量不足，影響正常燃燒。所以，當(dāng)風(fēng)壓超限時，系統(tǒng)應(yīng)投入相應(yīng)的自動保護(hù)。 1.4.7 鍋爐水位高、低自動保護(hù) 水位過高或過低會導(dǎo)致鍋爐的水循環(huán)不暢，造成“干擾”等事故。所以，當(dāng)水位超限時，聲光報警，及時停止鍋爐的運行。 1.4.8 壓力上下限控制 為了保證燃油與燃?xì)忮仩t的安全運行，必須設(shè)置燃油/燃?xì)鈮毫ι舷孪蘅刂萍捌湓较蘼暪鈭缶b置、熄火自動保護(hù)裝置和滅火自動保護(hù)裝置。其中，燃油/燃?xì)鈮毫ι舷孪蘅刂萍捌湓较蘼暪鈭缶b置用于實時檢測供給鍋爐燃燒所需燃料壓力的大小，避免發(fā)生事故。熄火自動保護(hù)裝置用于檢測燃燒火焰的狀況，當(dāng)火焰持續(xù)存在時，允許燃料的持續(xù)供給；當(dāng)火焰熄滅時，及時聲光報警且自動切斷燃料的供給，防止發(fā)生爐膛爆炸事故。 1.4.9 電動機(jī)過載自動保護(hù) 對于輔助設(shè)備（如循環(huán)設(shè)備、補(bǔ)水泵、送風(fēng)機(jī)、引風(fēng)機(jī)等）在運行過程中，如果電動機(jī)過載，會使電動機(jī)線圈溫度過高導(dǎo)致?lián)p毀設(shè)備，引發(fā)火災(zāi)。所以，當(dāng)運行電動機(jī)過載時，采用電動機(jī)主電路中的熱過載器進(jìn)行連鎖保護(hù)，及時切斷電源，使輔助設(shè)備停車。 1.4.10 滅火自動保護(hù) 火災(zāi)探測器平時巡檢鍋爐房區(qū)域的火警信息，送至火災(zāi)報警控制器與設(shè)定值進(jìn)行比較、判斷，當(dāng)確定發(fā)生火災(zāi)時，馬上發(fā)出聲光報警信號。滅火保護(hù)裝置根據(jù)火災(zāi)報警控制系統(tǒng)的命令，自動啟動噴淋/噴氣消防設(shè)備進(jìn)行滅火，保護(hù)設(shè)備和人員的安全。 2鍋爐水系統(tǒng)控制方案設(shè)計 本次課程設(shè)計選用燃?xì)忮仩t 2.1 鍋爐水位自動控制 2.1.1 鍋爐水位控制系統(tǒng)分類 鍋爐水位是保證鍋爐安全運行和提供合格熱媒的重要參數(shù)。水位過高，影響汽水分離裝置的正常工作，導(dǎo)致蒸汽帶水，使得過熱器結(jié)垢，甚至造成用熱設(shè)備的水沖擊；水位過低，則會破壞鍋爐的水循環(huán)，造成干擾，甚至導(dǎo)致爆炸事故。所以，需設(shè)置鍋爐給水控制系統(tǒng)，使得給水流量適應(yīng)汽包的蒸發(fā)量，維持鍋爐中水位在正常波動范圍，保證給水流量的穩(wěn)定。 圖2-1 單參數(shù)給水控制系統(tǒng)的監(jiān)控原理圖 鍋爐給水系統(tǒng)的監(jiān)控原理圖如圖2-1所示。其中，以鍋爐汽包水位作為單一調(diào)節(jié)信號的系統(tǒng)稱作單參數(shù)給水位控制系統(tǒng)。以鍋爐鍋筒水位作為主要調(diào)節(jié)信號，又以蒸汽流量作為輔助調(diào)節(jié)信號的系統(tǒng)稱作雙參數(shù)給水控制系統(tǒng)。以鍋爐鍋筒水位作為主要調(diào)節(jié)信號，又以蒸汽流量和給水流量作為輔助調(diào)節(jié)信號的系統(tǒng)稱作三參數(shù)給水控制系統(tǒng)，分別如圖2-2、圖2-3所示。 圖2-2 單參數(shù)給水控制系統(tǒng)的監(jiān)控原理圖 圖2-3 單參數(shù)給水控制系統(tǒng)的監(jiān)控原理圖 2.1.2 本鍋爐水位控制系統(tǒng)設(shè)計 本燃?xì)忮仩t水位控制系統(tǒng)采用三參數(shù)給水控制系統(tǒng)。三參數(shù)給水控制系統(tǒng)在雙參數(shù)給水控制系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，又引入給水流量信號，及時反映給水流量的變化。該控制系統(tǒng)控制給時，有較強(qiáng)的抗干擾能力，能夠克服“虛假水位”、蒸汽壓力變化及給水母管壓力變化的影響，有效控制鍋爐水位的變化，顯著改善控制品質(zhì)，尤其適用于負(fù)荷容量較大、容量滯后較大的鍋爐。 此外，鍋爐給水系統(tǒng)還要保證主循環(huán)泵的正常工作和及時對水系統(tǒng)進(jìn)行補(bǔ)水，使得鍋爐在運行過程中的循環(huán)水不至中斷，也不會由于缺水欠壓而放空。根據(jù)鍋爐的運行臺數(shù)，及時調(diào)整循環(huán)水泵的相應(yīng)運行臺數(shù)或改變循環(huán)水泵的轉(zhuǎn)速。實現(xiàn)動態(tài)地調(diào)節(jié)循環(huán)流量，以適應(yīng)供暖負(fù)荷的變化需求，節(jié)約電能。 2.2燃?xì)忮仩t DDC檢測與控制原理圖 圖2-4 燃?xì)忮仩tDDC監(jiān)控原理圖 2.2.1 鍋爐運行參數(shù)監(jiān)控 1、鍋爐出口熱水溫度TE1-TE3。 2、鍋爐出口熱水水壓PT1-PT3。 3、鍋爐出口熱水流量FE1-FE3。 4、鍋爐水位PT1-PT3。 5、鍋爐回水干管壓力PT4，并為補(bǔ)水泵提供控制信號。 6、水泵的狀態(tài)顯示及故障報警。采用水流開關(guān)檢測給水泵的工作狀態(tài)；水泵的故障報警信號取自電路熱繼電器的輔助觸點。 2.2.2 鍋爐的控制 1、鍋爐補(bǔ)水泵的自動控制 采用PT4壓力傳感器測量鍋爐回水壓力，當(dāng)回水壓低于設(shè)定值，DDC自動起泵補(bǔ)水泵進(jìn)行補(bǔ)水。當(dāng)回水壓力上升到限定值，補(bǔ)水泵自動停泵。當(dāng)工作泵出現(xiàn)故障，備用泵自動投入。 2、鍋爐供水系統(tǒng)的節(jié)能控制 鍋爐在冬季供暖時，根據(jù)分水器，集水器的供水、回水及回水干管的流量監(jiān)測值，實時計算房間所需負(fù)荷，按實際熱負(fù)荷自動確定鍋爐投入臺數(shù)及發(fā)熱量。 2.2.3 鍋爐的連鎖控制鍋爐的安全保護(hù) 1、起停順序控制 起動順序控制：給水泵 燃?xì)忮仩t； 停止順序控制：燃?xì)忮仩t 給水泵。 2、鍋爐的安全保護(hù) 當(dāng)由于某種原因造成循環(huán)水泵停止或循環(huán)水量減小，以及鍋爐內(nèi)水溫太高，出現(xiàn)汽化現(xiàn)象時，DDC接收到水溫超高的信號后，立即進(jìn)入事故處理程序：恢復(fù)水的循環(huán)，停止鍋爐運行，啟動排空閥，排出爐內(nèi)蒸汽，降低爐內(nèi)壓力，防止事故發(fā)生，同時響鈴報警，通知運行管理人員，必要時還可通過手動補(bǔ)水排除熱水，進(jìn)行鍋爐降溫。 3 BAS監(jiān)控表 符號 名稱 數(shù)量 F 流量傳感器 14 T 溫度傳感器 4 P 壓力傳感器 4 LT 液位傳感器 3 FS 水流開關(guān) 3 KX 控制箱 起停 3 故障 3 變頻轉(zhuǎn)速控制箱 狀態(tài) 1 起停 1 故障 1 電動調(diào)節(jié)閥 19 總結(jié) 通過本次設(shè)計，我掌握了建筑設(shè)備自動化系統(tǒng)設(shè)計的基本思路，了解了相應(yīng)規(guī)范條文，懂得了如何把所學(xué)的理論知識和實際問題相互融會貫通, 不但鞏固了我們本學(xué)期所學(xué)的 《建筑設(shè)備自動化》這一課程的理論知識，還能提高我們提出問題、思考問題、解決問題的能力，從中獲得了不少的收獲和心得。也使我對課程設(shè)計有了更深的了解。 經(jīng)過這次的課程設(shè)計，我發(fā)現(xiàn)還有很多不足，還有很多欠缺的地方，考慮的不是很周詳。不過在這次的課程設(shè)計中我懂得了知識是要進(jìn)一步掌握和學(xué)習(xí)，才能融會貫通。課程設(shè)計不僅是對前面所學(xué)知識的一種檢驗，而且也是對自己能力的一種提高。 參考文獻(xiàn) [1] 李玉云，建筑設(shè)備自動化，機(jī)械工業(yè)出版社，2013年6月. [2] 曲云霞，暖通空調(diào)施工圖解讀，中國建筑工業(yè)出版社，2009年4月 [3] 智能建筑設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)GB/T 50314-2006 .中國計劃出版社，2006. [4] 建筑設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計與安裝，03X201-2. 中國建筑標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計研究所. 14