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20t/h硫化床锅炉电控系统的可靠性方案设计 木屑颗粒机|秸秆颗粒机|秸秆压块机|木屑制粒机|生物质颗粒机|30码期期必中 / 13-10-20

     随着企业生产规模的扩大,2010年公司新建一台20t/h循环硫化床燃煤锅炉。锅炉产生蒸汽给后续工艺进行加工生产。如果没有蒸汽,后续工艺就无法进行生产。由此可见,锅炉是企业生产的动力源。而锅炉辅机的电控系统又是锅炉的心脏发动机,为锅炉运行提供血液动力。因为,锅炉系统能否最终可靠运行,都是由电控系统来保证的。因此,在锅炉本体已选定以后,锅炉辅机的电控系统(包含控制系统和电气系统)可靠性就显得尤为必要。
     锅炉电控系统的方案拟定,自控方面无异于以下几种:常规仪表控制、计算机控制、PLC控制和DCS控制,电气系统有自藕、直接启动、变频和软启动等模式。以下表格为几种方案的对比:
     以上表格所列举之方案,可单一方案或者任意组合,所列举性能对比也是相对的。无论采用哪种方案,必须适合于工艺要求,要具有很高的可靠性以维持生产,同时要具有可扩展性和先进性,以适合后续工艺发展趋势,即就是所谓的性价比高。可靠性高能为企业节省资金,可扩展性在未来能把动力部门的其它设施(比如污水处理、除尘等)兼容整合;先进性是为了适应企业的集团化发展趋势,将来能融人生产信息管理一体化(MIS)的系统中。总之,本方案的确定要符合“一次投资,终身受益”的原则,30码期期必中生产销售生物质锅炉,生物质锅炉主要燃烧木屑颗粒机压制的木屑生物质颗粒燃料。
     原则确定以后,我们首先参考原来旧炉的使用经验。旧炉于2006年建成,使用的电控方案是常规仪表+计算机的控制模式。在使用过程中,我们发现这种方案虽然价格不高,但是后期会出现故障,维护量大,也相当于加大了投资。为此,我们确定:自控方面是PLC+仪表+计算机+后备手操的模式,电气方案是采用多点控制+变频+工频的控制模式。这两二者能够合二为一。经过预算,投资并不比旧炉的电控方案贵多少,但是性能和可靠性有绝对的保证。体现在如下几个方面:
    (1)以PLC自控为主,常规仪表为辅,人机界面是计算机。所有监控的点在计算机上都能观测到。而一些主要数据,如炉膛温度、炉膛压力、蒸汽压力和汽包水位等,仅用3个常规仪表就可以同时显示。这样,既能充分利用计算机的海量存储和查询功能,叉能实现当计算机故障无法显示时,还能用常规仪表来显示必要的运行数据。因此,此措施实现了锅炉的连续运行,提高了可靠性。新旧两台锅炉的参数监控方案对比如下:
    由上图1、图2对比可看出,图2的仪表+计算机模式缺陷在于,当仪表故障时,锅炉的运行参数不但仪表无法显示,计算机参数也无法显示,严重时甚至造成锅炉停产的可能。而图1却避免了这一弊端。
    操纵对象的多点控制。平常的操作对象,如阀门、风门、电机等,无论是启停还是开闭,既可通过计算机的鼠标来实现,又能由按钮或开关来实现。对于某些老工人,习惯于按钮和开关的操作方式;对于多数年轻工人,都有计算机知识,能够适应计算机的操作方式。由此,由手动控制向实现现代化控制上具有过渡作用。另一方面,无论是电脑和按钮开关任何一种控制方式,当其中一种有问题,都能够由另一种来实现。此措施也实现了锅炉的连续运行,提高了可靠性。
    (2)电机控制以工频为辅、变频为主。大功率电机采用变频器控制,所取得的节能效果已是不争的事实。为此,通常锅炉运行中,都是通过调节变频器的频率来调整电机的转速,而很少去操作风阀。但是当变频器故障时,又能切换到工频的运行方式。此措施也实现了锅炉的连续运行,提高了可靠性。以下为工频变频的切换示意图。
    (3)设备的选型上,也必须采用可靠的知名品牌。因为如果选型不当,系统的执行率也很低,可靠性也得不到保障。为此,传感器我们选用了川仪横河品牌,计算机采用戴尔DELL品牌,PLC采用西门子300系列,变频器采用西门子的430系列。这几个品牌在国内都有很好的知名度,应用案例成熟,备件充足时间长久。相对于—些偏门同类设备,价格便宜;相对于一些其他广泛应用的设备,却又显得成熟可靠。比如横河川仪变送器,五年内零点漂移仅仅0.5%,数据非常准确。而西门子PLC和变频器,其可靠性已是众所周知的了。
    (4)锅炉电控系统的超限联锁保护措施。根据锅炉运行监察规程,锅炉电控系统应设参数超限联锁保护措施。本锅炉属于大容量锅炉,因此设定了多种保护措施。其中重要的包括蒸汽压力、锅筒水位的超限保护;燃烧系统的联锁保护等。而锅筒水位尤为重要。为此,我们从多个方面监控锅炉水位参数,第一用双监视器监控左右锅筒水镜,保证直观上的对比;第二,用差压式和电接点式传感器分别测量锅筒水位,保证给水系统的自控运行和联锁保护。自控运行,保证了锅炉运行的稳定;联锁措施,保证了当锅炉意外紧急情况出现时,能够及时停炉,达到安全要求。
    综上所述,本锅炉的电控方案在理论上是高可靠的,选型符合性价比高的要求。虽然DCS(分布控制集中管理系统)总线系统的可靠性和功能比它优越,但是价格却不菲。而单一的计算机系统或者常规仪表系统,尽管价格低廉,但又功能单一,可靠性也差很多。本系统自投产运行一年来,几乎无任何故障发生。实践证明,系统是可靠的。因此,本文的电控系统可靠性方案,从设计到应用,都是成功的,为企业达到了增产增效的目的。对于同行业类似的方案设计,具有一定的指导意义。

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