西门子变频器在锅炉鼓、引风燃烧系统中的应用

学术论文中国自动化网 2010-11-18 10:59:59

  摘要:本文简要描述瑞千源自动化公司在对某科技园区的锅炉进行变频改造采用的方案。采用西门子MM4系列变频器,控制锅炉鼓风与引风,实现手动开环/自动闭环运行。

  控制对象: 包括6吨蒸汽锅炉, 鼓风电机和 引风电机等。
  设备参数: 客户现场的电机参数: 鼓风电机功率:5.5 KW 引风电机功率18.5KW
  控制目的: 改造并组成良好的燃烧工况,提高锅炉燃烧效率,降低能耗减少排污。

  变频控制系统设计工作原理:

  本系统可实现开/闭环运行:

  1.引风控制:

  通过炉膛上的负压变送器将炉膛压力标准电信号送入引风变频器PID 控制器的反馈通道, 经处理后与设定炉膛负压力比较, 经过PID 控制器产生运算信号, 此信号控制引风变频器调节电机转速, 使炉内负压稳定在设定值, 从而达到自动跟踪鼓风保持炉膛负压恒定目的。引风电机速度随着炉膛负压值的变化而变化。即保证锅炉燃烧部分的自动运行。

  2.鼓风控制:

  通过蒸汽管道上的压力变送器将所需蒸汽压力标准电信号送入鼓风变频器PID 控制器的反馈通道, 经处理后与设定蒸汽压力值比较, 经过PID 控制器产生运算信号, 此信号控制鼓风变频器调节电机转速, 使蒸汽管道上压力基本稳定在设定值, 从而达到自动跟踪蒸汽管道上压力。

  3.由于原锅炉为非节能型燃烧方式,控制风量靠人工操作风道挡板,蒸汽压力单靠人工控制燃烧不好。因此电机全速运转产生的风量不能全部使用,采用挡板截流造成约30%的电能损耗。使用变频器可根据生产需求任意调整电机速度,使输出风量可以调节,提高生产工效并且节能降耗。

  变频器采用西门子MM430系列。控制系统的起动方式为外部远程人工控制。

  调速方式:

  1: 为操作工人根据生产情况由外部远程升速/降速按钮实现对电机的速度控制。
  2:变频器通过端子BICO连接切换为自动PID运行方式。
  3:系统还可实现全开环运行,通过控制柜或现场操作箱上的启停按钮和电位器实现人工控制和调速。

  系统的主要连锁:

  1.鼓风机运行条件:只有当引风机投入运行后,鼓风机才允许启动运行。
  2.变频和工频连锁。变频运行与原旧工频运行,连锁控制系统。
  3.当变频系统在运行过程中出现故障时,发出声、光报警信号,提醒值班人员适时处理。
  系统构成:

  1、 锅炉变频改造控制系统原理
  配置:GGD控制柜体2200×1000×600 一台
  鼓风变频功率: MM430-7.5 KW 引风变频功率MM430-22KW
  见下图:

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  变频控制柜技术参数及性能特点:

  1.主要技术参数:
  (1)主回路电源:三相五线制。380V+10%。
  (2)控制回路电压:220V
  (3)负压压力传感器调节范围:以保证建立充分燃烧系统为准。
  (4)蒸汽压力传感器调节范围:以生产所需实际为准。

  2.系统性能特点:
  (1)具备运行方式选择开关:实现变频和工频互锁,工频运行为原控制系统,变频与工频由转换开关转换,并具有互锁保护功能。
  (2)具备变频方式下的——本地/远程——选择开关:实现本地电位器人工调速。变频器PID闭环调速方式。
  (3)变频软启动:电机通过变频器启动,电机电压采用数字自动斜坡补偿技术, 电 机缓步升速时系统机械冲击小,能显著延长电控元件及风机机械的寿命。
  (4)具有完善的电机,及变频器自身保护功能:电机欠电压、再生过压、过流、过载、短路、过热保护等。
  (5)具有电源电压、电机电流等柜体仪表显示功能。变频器运行工作状态指示灯显示功能。并能将变频器速度和电机运行电流以0—20mA标准模拟量形式传输给DCS监控系统。
  (6)变频器故障报警指示及开关量传输、远程复位功能。
变频器的主要调试参数:

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[责任编辑:草木含羞]