工业蒸汽锅炉系统

蒸汽锅炉指的是把水加热到一定参数并生产高温蒸汽的工业锅炉，水在锅筒中受热变成蒸气，火在炉膛中发出热量，就是蒸气锅炉的原理。蒸汽锅炉属于特种设备，该锅炉的设计、加工、制造、安装及使用都必须接受技术监督部门的监管，用户只有取得锅炉使用证，才能使用蒸汽锅炉。蒸汽锅炉指的是把水加热到一定参数并生产高温蒸汽的工业锅炉，水在锅筒中受热变成蒸气，火在炉膛中发出热量，就是蒸气锅炉的原理。蒸汽锅炉属于特种设备，该锅炉的设计、加工、制造、安装及使用都必须接受技术监督部门的监管，用户只有取得锅炉使用证，才能使用蒸汽锅炉。指导教师：刘哲伟设计人：吴荣贵指导教师：刘哲伟设计人：吴荣贵钱煜星设计人：吴荣贵钱煜星PLC控制工业蒸汽锅炉系统——说明书目录蒸汽锅炉简介 2西门子PLCS7-200简介 3S7-200PLC概述 3S7-200PLC优点 3作品简介 4PLC控制锅炉的几大优势 4设计方案 5工业蒸汽锅炉系统基本结构及工作原理 5PLC电路设计 6监控组态设计 7I/O分配表 8系统运行状态 9自动模式 9

蒸汽锅炉简介锅炉是一种能量转换设备，向锅炉输入的能量有燃料中的化学能、电能、高温烟气的热能等形式，而经过锅炉转换，向外输出具有一定热能的蒸汽、高温水或有机热载体。锅的原义指在火上加热的盛水容器，炉指燃烧燃料的场所，锅炉包括锅和炉两大部分。锅炉中产生的热水或蒸汽可直接为工业生产和人民生活提供所需热能，也可通过蒸汽动力装置转换为机械能，或再通过发电机将机械能转换为电能。提供热水的锅炉称为热水锅炉，主要用于生活，工业生产中也有少量应用。产生蒸汽的锅炉称为蒸汽锅炉，常简称为锅炉，多用于火电站、船舶、机车和工矿企业。蒸汽锅炉指的是把水加热到一定参数并生产高温蒸汽的工业锅炉，水在锅筒中受热变成蒸气，火在炉膛中发出热量，就是蒸气锅炉的原理。蒸汽锅炉属于特种设备，该锅炉的设计、加工、制造、安装及使用都必须接受技术监督部门的监管，用户只有取得锅炉使用证，才能使用蒸汽锅炉。蒸汽锅炉按照燃料（电、油、气）可以分为电蒸汽锅炉、燃油蒸汽锅炉、燃气蒸汽锅炉三种；按照构造可以分为立式蒸汽锅炉、卧式蒸汽锅炉，中小型蒸汽锅炉多为单、双回程的立式结构，大型蒸汽锅炉多为三回程的卧式结构。它的工作原理为：加热设备（燃烧器）释放热量，先通过辐射传热被水冷壁吸收，水冷壁的水沸腾汽化，产生大量蒸汽进入汽包进行汽水分离（直流炉除外），分离出的饱和蒸汽进入过热器，通过辐射、对流方式继续吸收炉膛顶部和水平烟道、尾部烟道的烟气热量，并使过热蒸汽达到所要求的工作温度。发电用锅炉通常还设置有再热器，是用来加热经过高压缸做功后的蒸汽的，再热器出来的再热蒸汽再去中、低压缸继续做功发电。

西门子PLCS7-200简介S7-200PLC概述SIMATICS7-200Micro自成一体：特别紧凑但是具有惊人的能力－特别是有关它的实时性能－它速度快，功能强大的通讯方案，并且具有操作简便的硬件和软件。但是还有更多特点：SIMATICS7-200MicroPLC具有统一的模块化设计－目前不是很大，但是未来不可限量的定制解决方案。这一切都使得SIMATICS7-200MicroPLC在一个紧凑的性能范围内为自动化控制提供一个非常有效和经济的解决方案。S7-200PLC优点强大的性能，最优模块化和开放式通讯。结构紧凑小巧－狭小空间处任何应用的理想选择在所有CPU型号中的基本和高级功能，大容量程序和数据存储器杰出的实时响应－在任何时候均可对整个过程进行完全控制，从而提高了质量、效率和安全性易于使用STEP7-Micro/WIN工程软件－初学者和专家的理想选择集成的R-S485接口或者作为系统总线使用极其快速和精确的操作顺序和过程控制通过时间中断完整控制对时间要求严格的流程

作品简介本作品是以蒸汽锅炉为主体，以西门子PLC为控制中心替代传统的仪表控制设计的工业蒸汽锅炉系统。PLC控制锅炉的几大优势采用PLC进行锅炉控制，相比原有的仪表控制方式相比具有以下明显优势：直观而集中的显示锅炉各运行参数。能快速计算出机组在正常运行和启停过程中的有用数据，能在显示器上同时显示锅炉运行的水位、压力、炉膛负压、烟气含量、测点温度、燃煤量等数十个运行参量的瞬时值、累计值及给定值，并能按需要在锅炉的结构示意画面的相应位置上显示出参数值。给人直观形象，减少观察的疲劳和失误；可以按需要随时打印或定时打印，能对运行状况进行准确地记录，便于事故追查和分析，防止事故的瞒报漏报现象；在运行中可以随时方便的修改各种运行参数的控制值，并修改系统的控制参数；减少了显示仪表，还可利用软件来代替许多复杂的仪表单元，（例如加法器、微分器、滤波器、限幅报警器等），从而减少了投资也减少了故障率；提高锅炉的热效率。从已在运行的锅炉来看，采用计算机控制后热效率可比以前提高5-10%。锅炉系统中包含鼓风机，引风机，给水泵，等大功率电动机，由于锅炉本身特性和选型的因素，这些风机大部分时间里是不会满负荷输出的，原有方式采用阀门和挡板控制流量，浪费非常严重。通过对风机水泵进行变频控制可以平均节电达到30%-40%；锅炉是一个多输入多数出、非线性动态对象，诸多调解量和被调量间存在着耦合通道。例如当锅炉的负荷变化时，所有的被调量都会发生变化。故而理想控制应该采用多变量解偶控制方案。而建立解偶模型和算法通过计算机实现比较方便；锅炉PLC控制系统经扩展后可构成分级控制系统，可与工厂内其他节点构成工业以太网。这是企业现代化管理不可缺少的；作为锅炉控制装置，其主要任务是保证锅炉的安全、稳定、经济运行，减轻操作人员的劳动强度。在采用计算机控制的锅炉控制系统中，有十分周到的安全机制，可以设置多点声光报警，和自动连锁停炉。杜绝由于人为疏忽造成的重大事故。设计方案工业蒸汽锅炉系统基本结构及工作原理图图1-1如图1-1所示为工业蒸汽锅炉的基本结构，从软化水水箱流进的软化水（软化水的生产工艺来自上道生产过程）直接流向上水泵。在上水泵通电后，产生压力，将水箱中的软化水输送至进水阀、调节阀以及冗余阀。并流向调节阀2、调节阀3。调节阀的作用是检测软化水的流速，出水阀的作用是检测管道内软化水的流通与阻断。冗余阀的作用是在出水阀失效活出现故障的时候起冗余作用。正常情况下，冗余阀不工作，但在调试时，冗余阀足可以实现软化水的流通与阻断。冗余阀可以手动操作也可以自动操作。由出水阀流出的软化水流向调节阀2和调节阀3。调节阀2和调节阀3是跳个机械操作阀。为手旋式。正常情况下出水阀流出的软化水分为两路流向。一路通过调节阀2直接流向省炉器，另一路通过调节阀3流向减温器，再由减温器流出流向省炉器。省炉器是一种吸气体的容器，为管内的软化水换热。并且软化水进行预热的装置。由于颅腔内的燃油与空气进行充分燃烧，会产生大量的高温气体，这些气体被省炉器吸收，这些气体通过阀。因为这个兄妹起分为钢管和省炉器，一部分被钢管吸收且钢管内的软化水换热与软化水的预热处理。另一部分作为废气被排出。被省炉器中的气体加热成热饱和水汽包进入汽水分离钱进行一次汽水分离。之后锅炉水冷壁充分吸收炉膛内的辐射热成汽水混合物。然后再次进入汽包进行第二次汽水分离。汽水分离是汽包的重要作用质疑。经过第二次汽水分离之后的饱和蒸汽会再次进入炉膛进行汽相成为过热蒸汽。再输向减温器进行温度微调。经过温度微调后的过热蒸汽通过排气阀派出，供给下一个生产过程。PLC电路设计监控组态设计

输入符号输入地址组态输入地址名称符号输出地址总阀开关SA0I0.0M0.0总阀YV0Q0.0开关阀开关SA1I0.1M0.1开关阀YV1Q0.1冗余阀开关SA2I0.2M0.2冗余阀YV2Q0.2排气阀开关SA3I0.3M0.3排气阀YV3Q0.3放空阀开关SA4I0.4M0.4放空阀YV4Q0.4废气阀开关SA5I0.5M0.5废气阀YV5Q0.5手/自切换开关SA6I0.6M0.6上水泵KM1/M1Q0.6水泵启动SB1I0.7M0.7燃油泵KM2/M2Q0.7水泵停止SB2I1.0M1.0风机KM3/M3Q1.0燃油启动SB3I1.1M1.1炉膛燃烧现场HL1Q1.1燃油停止SB4I1.2M1.2有无过热蒸汽指示HL2Q1.2风机启动SB5I1.3M1.3有无水指示HL3Q1.3风机停止SB6I1.4M1.4有无油指示HL4Q1.4点火按钮SB7I1.5M1.5声报警喇叭FMQ1.5停止按钮SB8I1.6M1.6点火器线圈HMQ1.6自动启动按钮SB9I1.7M1.7水流量检测开关S1I2.0M2.0汽包水位检测开关S2I2.1M2.1汽包压力检测开关S3I2.2M2.2出口蒸汽检测传感器S4I2.3M2.3油箱液位下限开关S5I2.4M2.4水箱液位下限开关S6I2.5M2.5流量检测开关S7I2.6M2.6I/O分配表

系统运行状态开机顺序和条件 在整个系统开启钱先要打开所有机械手操阀。在整个系统闪电式，正常情况（有水和有油的情况下），有水指示灯HL3、有油指示灯HL4为常亮。只有当这两盏指示灯都常亮的时候才可以启动系统。如果在开机过程中2S后1S后自动模式开机步骤2S后1S后燃烧产生气体，在汽包中压力大于1.5MPa，汽包压力开关闭合水位达到80%以上，汽包水位检测开关闭合开机结束标志2S后10S后20S后废气阀开按下SB1 按下自动启动按钮SB9启动开关阀YV1和冗余阀YV2启动总阀YV0启动上水泵M1自动启动废气阀YV5按下SB5启动风机自动启动燃油泵M2自动点火