燒結余熱回收控制系統設計論文

2021-04-20 論文

　　摘要：針對余熱鍋爐的特點，文章設計的余熱回收控制系統完成了除氧器和鍋爐給水泵變頻控制及電動調節閥的自動控制，完成除氧器水位、溫度的顯示及控制，3個蒸汽發生器的入口廢氣溫度，除氧器給水壓力、流量，汽包水位、壓力，過熱蒸氣出口壓力、流量、溫度的顯示，及汽包水位的控制。

　　關鍵詞：PLC；變頻器；余熱鍋爐

　　燒結是鋼鐵生產的一個主要工藝流程，也是主要的耗能工藝過程之一。燒結工序中有30％左右的能量被燒結煙氣和冷卻機廢氣帶走，會造成大量的能源浪費和環境污染。燒結余熱利用已成為鋼鐵企業節能降耗的一個關鍵點。余熱回收項目自動控制系統主要是完成翅片管式余熱鍋爐的控制工作。根據項目的要求和具體的控制指標，本文分別要完成余熱鍋爐檢測儀表的布置及選型工作、PLC控制器的選型和硬件配置方案、系統供電圖設計工作和自控系統電氣控制圖的設計工作以及PLC程序的設計工作。

　　1檢測儀表的布置

　　控制系統中的檢測儀表主要完成各個工藝參數的采集任務，根據控制系統所要實現的功能。

　　2主要控制系統供電線路設計

　　要想保證控制系統正常工作，必須設計一個合理的供電系統。對于控制系統，電機一般需要使用380V交流供電；而計算機、PLC和其他照明設備等一般需要使用220V交流供電，配電器、PLC輸入輸出模塊一般需要24V直流供電，同時系統檢修時還需要有備用電源。而且在電源設計時必須計算容量，并留有一定的余量，以便系統的擴充和后續改造。本項目中鍋爐給水設置了2臺水泵，一主一備，2臺泵均可以工頻和變頻運行；除氧器給水同樣設置了2臺水泵，一主一備，2臺泵均可以工頻和變頻運行；因為鍋爐汽包壓力較大，所以鍋爐給水泵功率選為18.5kW；而除氧器給水泵的功率選為10kW。

　　3電氣控制線路設計

　　在完成控制系統檢測儀表的布置與選型方案、PLC硬件及工控機的選型和配置方案和系統供電方案后，需要完成系統電氣控制圖的設計，將各種儀表和控制電路與PLC相連，以實現對現場參數的檢測和控制功能。變頻器主要完成除氧器給水泵和鍋爐給水泵的變頻控制任務。除氧器給水泵的變頻器本文選擇的是施耐德的ATV-58HD16N4變頻器，其額定功率為11kW，鍋爐給水泵的變頻器本文選擇的是施耐德的ATV-58HD28N4變頻器，其額定功率為18.5kW。分別與除氧器給水泵和鍋爐給水泵的`電機容量相配合。圖3為除氧器的變頻器電氣控制電路。

　　4PLC控制程序設計

　　本文使用的是AB公司的SCL500系列PLC，使用的編程軟件版本為RSLgx500_6.30.00。該軟件操作簡便，功能強大。PLC控制程序主要完成傳感器信號的檢測功能、邏輯控制功能和控制信號的輸出功能。由于篇幅所限，這里只給出了傳感器信號轉換及鍋爐汽包液位轉換程序代碼段。

　　4.1傳感器信號轉換為實際物理量

　　該程序段的主要作用是將傳感器輸入的4～20mA的電流信號轉換為實際的物理量信號。上述程序完成了將蒸汽流量和除氧器水位轉換為實際的物理量，以供顯示之用。

　　4.2鍋爐汽包液位的轉換程序

　　該程序段主要是將差壓變送器的4~20mA電流信號轉換為0~16383之間的模擬量值，以便于控制算法應用。

　　5結語

　　燒結余熱回收是鋼鐵企業實現循環經濟的必由之路，能夠有效地實現節能減排，增加經濟效益。燒結余熱回收余熱鍋爐智能控制系統實現了余熱回收自動控制，能夠進行各種溫度、壓力、液位和流量信號的檢測及控制。

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