1、河 南 工 業(yè) 職 業(yè) 技 術 學 院Henan Polytechnic Institute畢業(yè)設計（論文）題 目: 燃油鍋爐控制系統(tǒng)班 級:電氣自動化技術1001姓 名:劉 長 勝指導教師:張 季 萌目 錄摘 要1第1章 緒論21.1 引 言21.2 鍋爐自動控制系統(tǒng)簡述21.3 燃燒器控制程序21.4 鍋爐自動控制的發(fā)展3第2章 認識可編程控制器(PLC)52.1 PLC的發(fā)展和市場情況52.2 PLC的硬件和軟件62.3 三菱PLC簡介62.4 FR-FX2N系列PLC6第3章 燃油鍋爐工藝系統(tǒng)分析83.1 燃油鍋爐系統(tǒng)工藝83.2 燃油鍋爐基本組成部分83.3 鍋爐的工作過程93.4

2、工業(yè)鍋爐的自動調節(jié)任務10第4章 燃油鍋爐燃燒自動控制系統(tǒng)124.1 鍋爐自動控制的任務124.2 鍋爐輔機設備的控制保護裝置124.3 燃油燃燒器自動控制134.4 燃油鍋爐的起動、停止程序13第5章 梯形圖分析及結論19結 束 語20摘 要 隨著我國工業(yè)的不斷發(fā)展，能源消費日益增大，環(huán)境污染日益惡化。而鍋爐是重要的能源轉換設備，由于燃煤鍋爐對環(huán)境的污染嚴重，使得高效清潔的燃油鍋爐得到了很大的發(fā)展。鑒于燃油鍋爐所用燃料的快速爆發(fā)性及負荷的多變性，燃油爐采用自動控制。燃油鍋爐自動控制的任務主要是維持鍋爐的水位、溫度、壓力、煙氣含氧量等物理參數(shù)在設定的范圍內，并能自動適應負荷的變化，從而使鍋爐安

3、全可靠經(jīng)濟的運行。論文首先介紹了燃油鍋爐的組成結構、生產(chǎn)過程及系統(tǒng)工藝。在分析燃油鍋爐對象的動態(tài)特性的基礎上，對燃油鍋爐的燃燒控制系統(tǒng)，進行了研究，并實現(xiàn)鍋爐的遠程監(jiān)控。并對其的點火進行自控系統(tǒng)的設計，整個系統(tǒng)采用了三菱編程軟件使系統(tǒng)控制靈活、方便。關鍵詞 燃油鍋爐 燃燒器 PLC第1章 緒論1.1 引 言 隨著我國經(jīng)濟的日益發(fā)展和人民生活水平的不斷提高，能源消費日益增大，環(huán)境污染日益惡化;而人們環(huán)境保護意識的不斷增強以及對改善環(huán)境的呼聲，促使政府加大力度以強制性政策來引導能源消費結構向潔凈和節(jié)能型能源轉變。受以上因素的影響，燃油作為高效清潔的能源，越來越受到企事業(yè)的青睞，污染嚴重的燃煤鍋爐亦

4、加快了向燃油爐轉變的步伐，從而使燃油鍋爐得到了很大發(fā)展。 鑒于燃油鍋爐所用燃料的快速爆發(fā)性及負荷的多變性，燃油爐應采用自動控制。燃油鍋爐自動控制的任務主要是維持鍋爐的水位、溫度、壓力、煙氣含氧量等物理參數(shù)在規(guī)定的范圍內，并能自動適應負荷的變化，從而使鍋爐安全可靠經(jīng)濟的運行。燃燒器是燃油鍋爐的關鍵設備，國內目前的鍋爐企業(yè)一般都引用進口的燃燒器以及它們的控制系統(tǒng)。國內企業(yè)本身卻對這方面的技術研究較少。因此本課題的主要目的就是開發(fā)一套安全可靠、性能優(yōu)越的燃油鍋爐的控制系統(tǒng)，采用PLC作為整個系統(tǒng)的邏輯控制單元。可編程序控制器PLC是目前最常用的控制裝置，其最大的特點就是可靠性高、功能強大，它的高可靠

5、性的設計非常適合在工業(yè)現(xiàn)場環(huán)境下應用。它不僅能實現(xiàn)復雜的邏輯順序控制，而且還能完成少量遠程控制。此外，PLC編程簡單，使用方便，現(xiàn)場安裝調試時間短。1.2 鍋爐自動控制系統(tǒng)簡述鍋爐，主要包括“鍋”和“爐”兩部分。“鍋”是指鍋爐中盛水或蒸汽的承壓部分。它的作用是吸收爐中燃料放出來的熱量，把水加熱到一定的溫度和壓力.“爐”是指鍋爐中燃料燃燒的部分，它的作用是盡量地把燃料內的熱能全部釋放出來，傳遞給鍋內物質燃油鍋爐控制系統(tǒng)的性能優(yōu)劣，直接影響燃油鍋爐的性能及使用，其報警及保護系統(tǒng)直接影響燃油鍋爐的安全性及可靠性。因此，一套優(yōu)良的燃油鍋爐控制系統(tǒng)對燃油鍋爐的生產(chǎn)者及使用者都具有極為重要的意義。在本課題

6、中，燃油鍋爐的控制系統(tǒng)主要包括燃燒器控制、鍋爐水位控制以及油泵恒壓供油控制三大部分。1.3 燃燒器控制程序燃燒器是燃油鍋爐的關鍵設備，它應該具備效率高、穩(wěn)定著火、安全性好等特點。燃燒器主要由燃燒裝置和控制裝置兩大部分組成。燃燒裝置包括:點火裝置、鼓風機、燃油泵、電磁閥、燃燒噴嘴等。控制裝置主要是程序控制器。燃油鍋爐程序控制主要有以下幾點:(1)吹掃程序在燃燒啟動前，燃燒器應對鍋爐爐膛預吹掃一段時間(通常為36秒左右)，即風門執(zhí)行器將風門由小向大打開，在風門最大位置對鍋爐爐膛進行預吹掃。 (3)安全運行連鎖保護程序風壓安全檢測在預吹掃過程和整個燃燒運行過程中都在工作，當風壓低于設定值時，燃燒器程

7、控器進入自鎖狀態(tài)，中止燃燒器運行。(4)閥門密封性檢測保護程序在每次起動點火前閥門檢漏裝置都要自動進行檢測，當閥門存在漏氣時將鎖定燃燒器控制。(5)停爐、熄火保護程序當點火火焰建立后，火焰探測器開始工作，當檢測到有點火火焰后，將進行第一次火焰探測(燃燒火焰)，在探測有火焰后程序控制器完成點火程序，燃燒器進入負荷調節(jié)。不論任何一次如沒有探測到火焰，程控器應該自鎖并中斷供氣，同時停爐并報警。1.4 鍋爐自動控制的發(fā)展 鍋爐控制系統(tǒng)的發(fā)展過程與其它事物一樣，也經(jīng)歷了由簡單到復雜、由手動到自動的過程。60年代，鍋爐的控制還只是實行人工操作，鍋爐的燃燒完全是憑司爐工人的經(jīng)驗，幾乎談不到自動控制。而鍋爐設

8、備采用手動操作，則有如下缺點。 (1)汽負荷中小波動時，燃料量不隨負荷變化，造成蒸汽不穩(wěn)定，增加了燃料消耗。 (2)手動誤差大;風、燃料配比控制不能自調，熱效率低。到了70-80年代，逐步出現(xiàn)了由常規(guī)檢測儀表和調節(jié)儀表構成的模擬控制系統(tǒng)，它具有可靠性高，成本低，易于操作和維護等優(yōu)點，在大、中、小工業(yè)企業(yè)中得到了廣泛應用，解決了不少自動化方面的問題。用常規(guī)儀表控制，也有一定的局限性，主要表現(xiàn)在: (1)難以實現(xiàn)復雜的控制規(guī)律。如最優(yōu)控制、自適應控制、模糊控制、人工智能控制等。 (2)用常規(guī)儀表難于實現(xiàn)集中監(jiān)測且操作管理水平低。 (3)改變控制方案比較困難。 (4)一次性投資大，成本高。 到了90

9、年代，隨著微型計算機技術的發(fā)展，計算機在工業(yè)鍋爐的自動測試和控制方面的技術也日趨成熟。利用微機代替常規(guī)儀表實現(xiàn)對工業(yè)鍋爐的控制己越來越多地被生產(chǎn)廠家采用。鍋爐采用微機控制不僅可實現(xiàn)鍋爐運行的自動調節(jié)，鍋爐運行的安全性也大為提高。同時可以大大減輕工作人員勞動強度，改善工作環(huán)境，而且可以使鍋爐熱效率最佳，節(jié)約燃料4%-5%。鍋爐采用微機控制系統(tǒng)一般有如下特點:(1)計算機具有分時操作能力，可以實現(xiàn)一機多控。 (2)計算機的邏輯判斷能力和存貯能力使它能夠根據(jù)工況變化，做出正確判斷，選擇最合理最有利的控制方案。 (3)計算機控制系統(tǒng)能夠實現(xiàn)多種的控制算法。 (4)高速性，高精度性。 進入21世紀以來，

10、人類進入了一個以知識經(jīng)濟為特征的信息時代，檢測技術、計算機技術和通訊技術一起構成現(xiàn)代信息的三大基礎。21世紀第一個10年的熱點必將是傳感、執(zhí)行與檢測。鍋爐自動化控制系統(tǒng)作為傳感、執(zhí)行與檢測技術的一個應用方面也必將跨入數(shù)字化、網(wǎng)絡化和智能化時代。而且，對于大規(guī)模鍋爐群控，檢測技術、計算機技術和通訊技術的結合在一起，形成鍋爐控制系統(tǒng)的集成化管理、網(wǎng)絡化控制，這將是鍋爐控制系統(tǒng)發(fā)展的又一個里程碑。而在鍋爐控制理論方面，也有許多優(yōu)秀的控制理論相繼出現(xiàn)。最為典型的是PID控制，即比例、積分和微分控制。后來，模糊控制理論得到長足發(fā)展，目前己經(jīng)很好地應用在鍋爐控制系統(tǒng)上。工業(yè)組態(tài)軟件的應用使軟件功能性增強，

11、內容豐富，具有良好的人機界面，更加方便了操作人員。第2章 認識可編程控制器(PLC)可編程控制器是一種數(shù)字運算操作的電子系統(tǒng)，專為在工業(yè)環(huán)境下應用而設計。它采用可編程序的存儲器，用來在其內部存儲執(zhí)行邏輯運算、順序控制、定時、計數(shù)和算術運算等操作的指令，并通過數(shù)字式、模擬式的輸入和輸出，控制各種類型的機械或生產(chǎn)過程。2.1 PLC的發(fā)展和市場情況1968年美國GM（通用汽車）公司提出取代繼電器控制裝置的要求，第二年美國數(shù)字公司研制出了第一土改可編程序控制器，滿足了GM公司裝配線的要求。隨著集成電路技術和計算機技術的發(fā)展，現(xiàn)在已有第五代PLC產(chǎn)品了。在以改變幾何形狀和機械性能為特征的制造工業(yè)和以物

12、理變化和化學變化將原料轉化成產(chǎn)品為特征的過程工業(yè)中，除了以連續(xù)量為主的反饋控制外，特別在制造工業(yè)中存在了大量的開關量為主的開環(huán)的順序控制，它按照邏輯條件進行順序動作號按照時序動作；另外還有與順序、時序無關的按照邏輯關系進行連鎖保護動作的控制；以及大量的開關量、脈沖量、計時、計數(shù)器、模擬量的越限報警等狀態(tài)量為主的離散量的數(shù)據(jù)采集監(jiān)視。由于這些控制和監(jiān)視的要求，所以PLC發(fā)展成了取代繼電器線路和進行順序控制為主的產(chǎn)品。在PLC應用方面，我國是很活躍的，近年來每年約新投入10萬臺套PLC產(chǎn)品，年銷售額30億人民幣，應用的行業(yè)也很廣。但是與其它國家相比，在機械加工及生產(chǎn)線方面的應用，還需要加大投入。我

13、國市場上流行的有如下幾家PLC產(chǎn)品： 施耐德公司，包括早期天津儀表廠引進莫迪康公司的產(chǎn)品，目前有Quantum、Premium、Momentum等產(chǎn)品； 羅克韋爾公司（包括AB公司）PLC產(chǎn)品，目前有SLC、Micro Logix、ControlLogix等產(chǎn)品； 西門子公司的產(chǎn)品，目前有SIMATICS7-400/300/200系列產(chǎn)品； GE公司的產(chǎn)品；日本歐姆龍、三菱、富士、松下等公司產(chǎn)品。PLC的市場的潛力是巨大的，不僅在我國，即使在工業(yè)發(fā)達的日本也有調查表明，PLC配套的機電一體化產(chǎn)品的比例占42%，采用繼電器、接觸器控制尚有24%。所以說，需要應用PLC的場合還很多，在我國就更是如

14、此了。 從技術創(chuàng)新的角度看，我國大中型企業(yè)還要大力發(fā)展CIMS，在機械制造廠要形成FMS柔性制造系統(tǒng)，PLC是基礎，所以PLC市場是廣闊的。PLC具有穩(wěn)定可靠、價格便宜、功能齊全、應用靈活方便、操作維護方便的優(yōu)點，這是它能持久的占有市場的根本原因，我們下面重點闡述幾個問題，并研究其發(fā)展趨勢。2.2 PLC的硬件和軟件PLC在90年代已經(jīng)形成微、些中、大、巨型多種PLC。按I/O點數(shù)分，可分為： 微型PLC： 32I/O，小型PLC：256I/O，中型PLC：1024I/O，大型PLC：4096I/O ，巨型PLC：8195I/O。PLC控制器本身的硬件采用積木式結構，各廠家產(chǎn)品結構大同小異。以

15、日本歐姆龍C200HE為例，為總線模板框式結構，基本框架（CPU母板）上裝有CPU模板，其它槽位裝有I/O模板；如果I/O模板多時，可由CPU母板經(jīng)I/O擴展電纜連接I/O擴展母板，在其上裝I/O模板；另一種方法是配備遠程I/O從站等。為了完成控制策略，為了替代繼電器，使用戶等完成類似繼電器線路的控制系統(tǒng)梯形圖，而編制了一套控制算法功能塊（或子程序），稱為指令系統(tǒng)，固化在存貯器ROM中，用戶在編制應用程序時可以調用。指令系統(tǒng)大致可以分為兩類，即基本指令和擴展指令。細分一般PLC的指令系統(tǒng)有：基本指令、定時器/計數(shù)器指令、移位指令、傳送指令、比較指令、轉換指令、BCD運算指令、二進制運算指令、增

16、量/減量指令、邏輯運算指令、特殊運算指令等，這些指令多是類似匯編語言。另外PLC還提高了充足的計時器、計數(shù)器、內部繼電器、寄存器及存貯區(qū)等內部資源，為編程帶來極大方便。2.3 三菱PLC簡介三菱PLC是三菱電機在大連生產(chǎn)的主力產(chǎn)品。三菱PLC在中國市場常見的有以下型號：FR-FX1N FR-FX1S FR-FX2N FR-FX3U FR-FX2NC FR-A FR-Q。2.4 FR-FX2N系列PLCFX2N系列PLC是三菱旗下的一款PLC,其特點是：（1）系統(tǒng)配置既固定又靈活在基本單元上連接單元或擴展，可進行16256點的靈活輸入出組合。（2）在基本單元、擴展單元上可分別連接擴展模塊還可連接

17、FXon系列擴展模塊。（3）編程簡單，應用指令中有多個可使用的簡單指令。（4）高速處理指令，輸入過濾器常數(shù)可變，中斷輸入處理，直接輸入等。（5）數(shù)據(jù)處理，數(shù)據(jù)檢索，數(shù)據(jù)排列，三角子函數(shù)運算，平方根，浮點小數(shù)運算等。（6）特殊用途，脈沖輸出（20KHZ/DC5V,10KHZ/DC12V24V)脈寬調制，PID控制指令等。（7）外部設備相互通信，串行數(shù)據(jù)傳送，ACCII code印刷，HEXASCII變換，校驗碼等。（8）時計控制，內置時鐘的數(shù)據(jù)比較、加法、減法，讀出、寫入等。（9）令人放心的高性能，程序容量.內置8000步RAM（可輸入注釋）可使用存儲盒，最大可擴充至16K步。第3章 燃油鍋爐工

18、藝系統(tǒng)分析3.1 燃油鍋爐系統(tǒng)工藝燃油鍋爐工藝流程圖如圖2-1所示。圖2-1燃油鍋爐工藝流程圖由圖2-1可知，燃料和熱空氣按一定比例送入燃燒室燃燒，生成的熱量傳遞給蒸汽發(fā)生系統(tǒng)，產(chǎn)生飽和蒸汽Ds。然后經(jīng)過熱器，形成一定汽溫的過熱蒸汽D，匯集至蒸汽母管。壓力為PM的過熱蒸汽，經(jīng)負荷設備調節(jié)閥供給生產(chǎn)負荷設備用。與此同時，燃燒過程中產(chǎn)生的煙氣，除將飽和蒸汽變成過熱蒸汽外，還經(jīng)省煤器預熱鍋爐給水和空氣預熱器預熱空氣，最后引風機送往煙囪，排入大氣。3.2 燃油鍋爐基本組成部分燃油鍋爐主要由下列幾部分構成:氣鍋:由上下鍋筒和三簇沸水管組成，水在管內受管外煙氣加熱，在管簇內發(fā)生自然的循環(huán)流動，并逐漸汽化，

19、產(chǎn)生的飽和蒸汽聚集在上鍋筒里邊。下鍋筒作為連接沸水管之用。同時儲存水和水垢。爐子:是使燃料充分燃燒并放出熱能的設備，由供油系統(tǒng)和油槍組成。過熱器:是將氣鍋產(chǎn)生的飽和蒸汽繼續(xù)加熱為過熱蒸汽的換熱器。省煤器:是利用煙氣余熱加熱鍋爐給水，以降低排出煙氣溫度的換熱器。 空氣預熱器:是繼續(xù)利用離開省煤器后的煙氣余熱，加熱燃料燃燒所需要的空氣的換熱器。為保證鍋爐的正常工作，鍋爐還必須有一些輔助設備，包括以下幾部分:引風設備:包括引風機，煙囪，煙道幾部分，用它將鍋爐中的煙氣連續(xù)排除。送風設備:由送風機和風道組成，用它來供應燃料燃燒所需要的空氣。給水設備:由給水泵和給水管路所組成。給水泵系用來克服給水管路與省

20、煤器的阻力與省鍋筒的壓力，把給水送入鍋筒。水處理設備:其作用為降低給水硬度和清除水中雜質，以防止在鍋爐受熱面上結水垢和腐蝕，從而提高鍋爐經(jīng)濟性和安全性。燃料供給設備:包括供油管路和油槍等。鍋爐生產(chǎn)中所需要的溫度壓力，流量，液位等檢測儀表及各種自動控制裝置。3.3 鍋爐的工作過程鍋爐最基本的組成是氣鍋和爐子兩部分。燃料在爐子里進行燃燒，將其化學能轉化為熱能，高溫的燃料產(chǎn)物一熱氣通過氣鍋受熱面將熱量傳遞給氣鍋內溫度較低的水，水被加熱進而沸騰氣化，生成蒸汽，蒸汽通過蒸汽母管輸送給用戶。所以鍋爐的工作概括起來應包括三個同時進行的過程:燃料的燃燒過程，煙氣向水的傳熱過程和水的汽化過程。先簡要敘述如下:(

21、1)燃料的燃燒過程工業(yè)鍋爐的燃燒過程，具有一定溫度和壓力的燃料油通過油嘴噴入爐膛被霧化成細小的油滴，然后吸收爐內熱量，表面逐漸氣化成油氣，與進入爐膛內的空氣混合，形成可燃混合物。可燃混合物繼續(xù)吸熱升溫，達到燃點著火燃燒。燃料量，空氣量和復合蒸汽量有一一對應的關系，這就要根據(jù)所需要的負荷蒸汽量，來控制燃料量和送風量，同時還要通過引風設備控制爐膛負壓。(2)煙氣向水的傳熱過程由于燃料的燃燒放熱，爐內溫度很高。強烈的輻射換熱，后煙氣受引風機、將熱量傳遞給管內工質，在爐膛的四周高溫煙氣與水冷壁進行管內工質經(jīng)過對流方式進行換熱，然煙囪的引力而向爐膛的上方流動，經(jīng)過蒸汽過熱器、省煤器、空氣預熱器最后以經(jīng)濟

22、的低煙溫排出鍋爐。(3)水的汽化過程水的汽化過程就是蒸汽的產(chǎn)生過程，主要包括水循環(huán)和汽水分離過程。經(jīng)過處理的水經(jīng)過泵加壓，先經(jīng)過省煤器而得到預熱，然后進入汽鍋。鍋爐工作時，汽鍋中的工作介質是處于飽和狀態(tài)下的汽水混合物。容重大的工質往下流入下鍋筒，容重小的工質則向上流入上鍋筒，蒸汽產(chǎn)生的過程是借助于上鍋筒內裝設的汽水分離設備，以及在鍋筒本身空間中的重力分離作用，使汽水混合物得以分離。3.4 工業(yè)鍋爐的自動調節(jié)任務工業(yè)鍋爐的生產(chǎn)任務是根據(jù)負荷設備的要求，生產(chǎn)具有一定參數(shù)(壓力和溫度)的蒸汽和熱水。為滿足負荷設備的要求，保證鍋爐本身運行的安全性和經(jīng)濟性，工業(yè)鍋爐主要有下列自動調節(jié)任務:(1)保持汽包

23、水位在規(guī)定的范圍內鍋爐汽包水位高度，關系著汽水分離的速度和生產(chǎn)蒸汽的質量， 安全生產(chǎn)的重要參數(shù)。變化速度必然很快，要使鍋爐的蒸發(fā)量隨時適應負荷設備的需要量，也是確保安汽包水位的稍不注意就容易造成汽包滿水，無論滿水或缺水都會造成事故。因此，必須對汽包水位進行自動調節(jié)，將水位嚴格控制在規(guī)定的范圍之內。(2)穩(wěn)定蒸汽溫度過熱蒸汽的溫度是生產(chǎn)工藝確定的重要參數(shù)，蒸汽溫度過高會燒壞過熱器水管，對負荷設備的安全運行帶來不利因素。蒸汽溫度過低會直接影響負荷設備的使用，對汽輪機來說，會影響它的效率，一般情況，進汽溫度每降低50C，效率降低1%。因此，從安全生產(chǎn)和技術經(jīng)濟指標上看，必須對蒸汽的溫度進行自動調節(jié)，

24、使蒸汽溫度保持在額定值范圍之內。(3)控制蒸汽壓力的穩(wěn)定蒸汽壓力是衡量蒸汽供求關系是否平衡的重要指標，是蒸汽的重要工藝參數(shù)。蒸汽壓力過高或過低，對于金屬導管和負荷設備都是不利的。在鍋爐運行過程中，蒸汽壓力降低，表明負荷設備的蒸汽消耗量大于鍋爐的蒸發(fā)量;蒸汽壓力(4)維持經(jīng)濟燃燒要使鍋爐燃燒過程出現(xiàn)最佳工況，提高鍋爐的效率和經(jīng)濟性，必須使空氣和燃料維持適當?shù)谋壤τ谌加湾仩t，現(xiàn)代的運行水平可以將燃燒室里的自由氧控制在0.5-1%之內，即過剩空氣為2.4-5%左右。將過剩空氣降低到近于理想水平而又不出現(xiàn)CO和冒黑煙，這就需要快速而精確地對燃燒過程進行自動調節(jié)，使空氣和油呈現(xiàn)最佳配比。根據(jù)鍋爐的主

25、要調節(jié)任務，本課題將研究鍋爐的燃燒控制。主要控制系統(tǒng)包括:鍋爐燃燒控制系統(tǒng)。其控制目的是使燃料燃燒所產(chǎn)生的熱量適應蒸汽負荷的需要(常以蒸汽壓力為受控變量);使燃料與空氣量之間保持一定的比值，以保證最經(jīng)濟燃燒(常以煙氣成分為受控變量)，提高鍋爐的燃燒效率;使引風量與送風量相適應，以保持鍋爐負壓在一定的范圍內。為達到上述三個控制目的，控制手段也有三個，即燃料量、送風量和引風量。第4章 燃油鍋爐燃燒自動控制系統(tǒng)4.1 鍋爐自動控制的任務鍋爐自動控制的任務主要是維持鍋爐的水位、溫度、壓力、煙氣含氧量等物理參數(shù)在設定的范圍內，并能自動適應負荷的變化，從而使鍋爐安全可靠經(jīng)濟地運行。 (1)保持鍋爐水位在規(guī)

26、定的范圍蒸汽鍋爐水位的高低，關系著汽水分離的速度和產(chǎn)生蒸汽的質量，對鍋爐的安全運行極為重要。水位太高時，會使蒸汽大量帶水，降低蒸汽品質，甚至會發(fā)生滿水事故。水位偏低，會造成鍋筒各部位的溫度偏差，形成熱應力，極限情況下會出現(xiàn)裂紋。水位過低，則容易發(fā)生缺水事故。在負荷變化時，鍋爐水位也會快速變化，因此必須采用自動控制來維持水位在規(guī)定的范圍內。(2)保持汽壓的穩(wěn)定鍋爐汽壓的變化，實際上反映了鍋爐負荷的變化。當蒸汽量多于外界需求時，鍋爐的汽壓會上升;反之，鍋爐的汽壓就下降。汽壓偏高，會影響鍋爐的安全運行，加速金屬材料的蠕變。汽壓偏低，說明鍋爐不能滿足生產(chǎn)需要。因此，維持汽壓穩(wěn)定是安全生產(chǎn)和正常運行的需

27、要。(3)煙道出口排煙溫度控制排煙溫度超過正常值時，說明鍋爐缺水或煙氣短火焰監(jiān)測保護裝置主要有紫外線探頭、光敏電阻、電離棒等。燃燒器一般都設置有火焰監(jiān)測器，以便隨時監(jiān)測爐膛內燃燒情況和點火是否成功，當點火程序失敗或可燃油霧不良或風油量比例不當?shù)葘е孪ɑ饡r，火焰監(jiān)測器光敏管中的光電轉換器無光信號，燃燒器程序控制器幾秒鐘內既可切斷電路，關閉進油電磁閥，并發(fā)出聲光報警信號，同時鍋爐停止運行。再次起動前，必須檢查故障及熄火原因，手動復位后方可重新起動。4.2 鍋爐輔機設備的控制保護裝置(1)斷電自鎖保護裝置運行中的鍋爐，在電源突然中斷情況下，鍋爐自控系統(tǒng)能使整臺鍋爐停運并自鎖。若電源恢復，鍋爐則不能自

28、動點火，即使按起動按鈕也不能起動。必須按控制面板上的“復位”按鈕解除自鎖，再按起動按鈕才能點火，以防止鍋爐自動燃燒。(2)燃燒器打開保護裝置一般進口燃燒器均安裝有安全裝置，這個安全裝置與起動電源互相聯(lián)鎖，當燃燒器打開檢修時，由于安全裝置的存在，操作人員不小心按下起動按鈕時，或者燃燒器安裝位置不正確時，或者燃燒器固定螺栓未固定到規(guī)定位置上，鍋爐均不能起動。4.3 燃油燃燒器自動控制燃油鍋爐存在著爐膛冷爆的可能。冷爐起動時由于爐膛內油霧的大量積聚，在鍋爐起動時，有時點火時發(fā)生“璞璞”聲。嚴重時會引起爐膛爆炸，造成設備的破壞和人員傷亡。所以，燃燒器必須設有點火和停機的程序控制和多種安全聯(lián)鎖保護裝置。

29、4.4 燃油鍋爐的起動、停止程序鍋爐在實施點火啟動之前，必須具備相應的啟動條件。根據(jù)鍋爐本身的性能要求，經(jīng)過暖爐后，當同時具備下列條件時，才算具備點火條件。(1)汽包液位正常;(2)爐膛壓力正常;(3)燃料油溫度正常;(4)鼓風機運行正常;(5)引風機運行正常;(6)燃料油壓力(供油調節(jié)閥前)正常;只有具備點火條件，點火程序才具備運行條件。為了保證安全點火啟動，點火程序中必須具備以下步驟:點火開始(啟動點火程序)定時吹掃爐膛爐膛吹掃情況判斷推進點火槍。對油槍進行定時蒸汽吹掃判斷點火槍是否到位點火槍定時打火油槍供油火焰判斷(在打火時間內爐膛著火則點火成功;打火時間到但沒有火焰則點火失敗，退點火槍

30、。如果點火失敗在退點火槍的同時關斷燃油，對油槍進行定時吹掃，吹除殘油;如果點火成功則只退點火槍。) 點火程序結束(判斷點火成功與否)，給出啟動成功信息。圖3-1自動點火邏輯原理圖點火的I/O分配：表3-1自動點火PLCI/O分配表輸入輸出啟動X0推進點火槍Y0急停X1收回點火槍Y1點火槍限位開關上限位SQ1X2風機（掃風）Y2下限位SQ2X3油槍蒸汽吹掃Y3擋板限位上限SQ3X4點火Y4下限位SQ4X17供油Y5火焰檢測X6風機入口擋板開Y6爐膛吹掃情況判斷X7風機入口擋板關Y7汽泡水位判斷X10鼓風機故障指示HL1Y10爐膛壓力判斷X11引風機故障指示HL2Y11燃油燃料溫度X12水位不正常

31、HL3Y12燃油壓力判斷X13油壓壓力故障HL4Y13鼓風機安全X14燃油溫度故障HL5Y14引風機安全X15爐膛壓力故障HL6Y15復位X16急停指示HL7Y16鼓風機接觸器Y17引風機接觸器Y20供油泵接觸器Y21用三菱編程出的梯形圖如下：圖3-2點火的條件程序如圖3-2所示當點火條件具備時，即X10到X15都閉合時，點火才能開始，中間繼電器一直工作工作M0閉合，當按下啟動按鈕時，M1才能得電。圖3-3定時掃風程序如圖3-3所示當啟動開始時，接通Y6風機入口擋板開，擋板開到最大，碰到行程開關SQ3 X4，擋板停止，啟動風機進行掃風Y3，吹掃39秒，然后X7對爐膛吹掃情況進行判斷，當判斷沒問

32、題時X7閉合，吹掃時間到，啟動推進點火槍Y0。碰到點火槍的行程開關SQ1X2，X2閉合接通點火Y4和供油Y5同時接通定時器定T1和T2，T2定時是對其火焰判斷的時間，時對其延時5秒，T1是對爐膛點火點火15秒。圖3-4火焰判斷程序如圖3-3所示然后對爐膛里的火焰進行檢測X6閉合時，表示有火焰，只退回點火槍，當X6不閉合時，表示沒有火焰，執(zhí)行下面一條通路，退回并對槍頭進行蒸汽清洗。圖3-5點火成功開始燃燒程序如圖3-5所示當有火焰時，啟動鼓風機，引風機，供油泵，即指置位Y17,Y20,Y21。圖3-6復位程序如圖3-6所示X16為復位按鈕，如果遇到緊急情況，按復位時可以使火槍頭縮回去，風機擋板關

33、。恢復到原始狀態(tài)。圖3-7急停程序如圖3-7所示X1為急停按紐，按下時，將對Y0到Y7進行整體復位，同時對Y17，Y20，Y21，進行復位，Y16為急停指示。圖3-8各種故障指示燈程序如圖3-8所示X5為鼓風機故障 X15引風機故障X17水位不正常X20油壓壓力故障X21燃油溫度故障X22爐膛壓力故障發(fā)生故障時，為常閉，接通后面的的輸出，Y10到Y15接指示燈，當發(fā)生故障相應的指示燈會亮起，一方便查故障。PLC的總程序如圖3-9：圖3-9第5章 梯形圖分析及結論當點火條件具備時，即X10到X15都閉合時，點火才能開始，中間繼電器一直工作工作M0閉合，當按下啟動按鈕時，M1才能得電。當啟動開始時，接通Y6風機入口擋板開，擋板開到最大，碰到行程開關SQ3 X4，擋板停止，啟動風機進行掃風Y3，吹掃39秒，然后X7對爐膛吹掃情況進行判斷，當判斷沒問題時X7閉合，吹掃時間到，啟動推進點火槍Y0。碰到點火槍的行程開關SQ1X2，X2閉合接通點火Y4和供油Y5同時接通定時器定T1和T2，T2定時是對其火焰判斷的時間，時對其延時5秒，T1是對爐膛點火點火15秒。然后對爐膛里的火焰進行檢測X6閉合時，表示有火焰，只退回點火槍，當X6不閉合時，表示沒有火焰，執(zhí)行下面一條通路，退回并對槍頭進行蒸汽清洗。當有火焰時，啟動鼓風機