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鄭州輕工業(yè)學院 課程設計說明書 題目： 某型鍋爐水系統(tǒng)控制方案設計 姓 名： 院 （系）： 建筑環(huán)境工程學院 專業(yè)班級： 建筑電氣與智能化 學 號： 指導教師： 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)出來未經動力轉化的能源，如煤、石油、天然氣等），經過燃燒轉化成“二次能源”，并且把工質加熱到一定參數(shù)的工業(yè)設備。為了確保鍋爐能夠安全、經濟地運行，合理調節(jié)其運行工況，節(jié)能降耗，減輕操作人員的勞動強度，提高管理水平，必須對鍋爐及其輔助設備進行監(jiān)控。 關鍵詞 鍋爐、節(jié)能、控制 目錄 1 鍋爐監(jiān)控內容簡介 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 5 1.4.1 蒸汽壓力超壓自動保護 5 1.4.2 蒸汽超溫自動保護 5 1.4.3 底油壓自動保護 6 1.4.4 高、低油溫自動保護 6 1.4.5 低氣壓自動保護 6 1.4.6 風壓高、低自動保護 6 1.4.7 鍋爐水位高、低自動保護 6 1.4.8 壓力上下限控制 7 1.4.9 電動機過載自動保護 7 1.4.10 滅火自動保護 7 2鍋爐水系統(tǒng)控制方案設計 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)設計 10 2.2燃氣鍋爐 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 11 3 BAS監(jiān)控表 12 總結 13 參考文獻 14 1 鍋爐監(jiān)控內容簡介 為了保證鍋爐能夠滿足集中供熱、熱電聯(lián)產和其他生產工藝用熱的熱負荷需求，產生品質合格的熱媒（熱水或蒸汽），需要設置鍋爐及其輔機的自動化系統(tǒng)。其監(jiān)控內容如下： 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 按照預先編制的程序，對鍋爐進行啟?？刂疲⑶腋鶕仩t產生熱媒的溫度、壓力流量。計算出實際熱負荷的大小。相應調整鍋爐的運行臺數(shù)，達到即滿足用戶對用熱量的要求，又實現(xiàn)經濟，節(jié)能運行的目的。 1.3 自動控制 當鍋爐在運行過程中受到干擾的影響。其參數(shù)偏離工藝要求的設定值時，自動化系統(tǒng)及時產生調節(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定值。實現(xiàn)安全、經濟運行的目的。其內容主要包括給水自動控制，燃燒自動控制等。 1.4自動保護 當鍋爐及其輔助設備的運行工況發(fā)生異常成關鍵運行參數(shù)界限時，立即發(fā)出聲光報警信號；同時采用連鎖保護措施進行處理，避免事故（如損壞設備和危機人生安全）的發(fā)生或擴大。其主要內容包括高、底水位的自動保護，超溫、超壓的自動保護，熄火的自動保護和滅火的自動保護等。 1.4.1 蒸汽壓力超壓自動保護 由于蒸汽壓力超過規(guī)定值時，會影響鍋爐和其他用熱設備的安全運行。所以，當蒸汽壓力超限時，超壓的自動保護系統(tǒng)自動停止相應的燃燒設備，減少或停止供給燃料。同時，開啟安全閥，釋放壓力，確保鍋爐設備和操作人員的安全。 1.4.2 蒸汽超溫自動保護 蒸汽溫度過高會損壞過熱器，影響相關用熱設備的安全運行。當蒸汽溫度超限時，超溫自動保護系統(tǒng)應采取事故噴水和停止相應燃燒設備的處理措施。 1.4.3 底油壓自動保護 對于燃油鍋爐而言，油壓過低會導致霧化質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 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：油溫過低將導致燃油的粘度增大，影響霧化質量和降低燃燒效率。所以，當燃油溫度超限時，應停止鍋爐的運行。 1.4.5 低氣壓自動保護 對于燃氣鍋爐而言，燃氣壓力過低會影響燃氣的供應量和燃燒工況，可能造成回火。所以，當燃氣壓力超限時，停止鍋爐的運行。 1.4.6 風壓高、低自動保護 風壓過高，會增大排煙損失；風壓過低，空氣量不足，影響正常燃燒。所以，當風壓超限時，系統(tǒng)應投入相應的自動保護。 1.4.7 鍋爐水位高、低自動保護 水位過高或過低會導致鍋爐的水循環(huán)不暢，造成“干擾”等事故。所以，當水位超限時，聲光報警，及時停止鍋爐的運行。 1.4.8 壓力上下限控制 為了保證燃油與燃氣鍋爐的安全運行，必須設置燃油/燃氣壓力上下限控制及其越限聲光報警裝置、熄火自動保護裝置和滅火自動保護裝置。其中，燃油/燃氣壓力上下限控制及其越限聲光報警裝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。熄火自動保護裝置用于檢測燃燒火焰的狀況，當火焰持續(xù)存在時，允許燃料的持續(xù)供給；當火焰熄滅時，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 電動機過載自動保護 對于輔助設備（如循環(huán)設備、補水泵、送風機、引風機等）在運行過程中，如果電動機過載，會使電動機線圈溫度過高導致?lián)p毀設備，引發(fā)火災。所以，當運行電動機過載時，采用電動機主電路中的熱過載器進行連鎖保護，及時切斷電源，使輔助設備停車。 1.4.10 滅火自動保護 火災探測器平時巡檢鍋爐房區(qū)域的火警信息，送至火災報警控制器與設定值進行比較、判斷，當確定發(fā)生火災時，馬上發(fā)出聲光報警信號。滅火保護裝置根據火災報警控制系統(tǒng)的命令，自動啟動噴淋/噴氣消防設備進行滅火，保護設備和人員的安全。 2鍋爐水系統(tǒng)控制方案設計 本次課程設計選用燃氣鍋爐 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，導致蒸汽帶水，使得過熱器結垢，甚至造成用熱設備的水沖擊；水位過低，則會破壞鍋爐的水循環(huán)，造成干擾，甚至導致爆炸事故。所以，需設置鍋爐給水控制系統(tǒng)，使得給水流量適應汽包的蒸發(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節(jié)信號，又以蒸汽流量作為輔助調節(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節(jié)信號，又以蒸汽流量和給水流量作為輔助調節(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)設計 本燃氣鍋爐水位控制系統(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，尤其適用于負荷容量較大、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)進行補水，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。根據鍋爐的運行臺數(shù)，及時調整循環(huán)水泵的相應運行臺數(shù)或改變循環(huán)水泵的轉速。實現(xiàn)動態(tài)地調節(jié)循環(huán)流量，以適應供暖負荷的變化需求，節(jié)約電能。 2.2燃氣鍋爐 DDC檢測與控制原理圖 圖2-4 燃氣鍋爐DDC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、鍋爐補水泵的自動控制 采用PT4壓力傳感器測量鍋爐回水壓力，當回水壓低于設定值，DDC自動起泵補水泵進行補水。當回水壓力上升到限定值，補水泵自動停泵。當工作泵出現(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荷，按實際熱負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 1、起停順序控制 起動順序控制：給水泵 燃氣鍋爐； 停止順序控制：燃氣鍋爐 給水泵。 2、鍋爐的安全保護 當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，立即進入事故處理程序：恢復水的循環(huán)，停止鍋爐運行，啟動排空閥，排出爐內蒸汽，降低爐內壓力，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水排除熱水，進行鍋爐降溫。 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 3 KX 控制箱 起停 3 故障 3 變頻轉速控制箱 狀態(tài) 1 起停 1 故障 1 電動調節(jié)閥 19 總結 通過本次設計，我掌握了建筑設備自動化系統(tǒng)設計的基本思路，了解了相應規(guī)范條文，懂得了如何把所學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期所學的 《建筑設備自動化》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。也使我對課程設計有了更深的了解。 經過這次的課程設計，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計中我懂得了知識是要進一步掌握和學習，才能融會貫通。課程設計不僅是對前面所學知識的一種檢驗，而且也是對自己能力的一種提高。 參考文獻 [1] 李玉云，建筑設備自動化，機械工業(yè)出版社，2013年6月. [2] 曲云霞，暖通空調施工圖解讀，中國建筑工業(yè)出版社，2009年4月 [3] 智能建筑設計標準GB/T 50314-2006 .中國計劃出版社，2006. [4] 建筑設備監(jiān)控系統(tǒng)設計與安裝，03X201-2. 中國建筑標準設計研究所. 14