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變頻控制系統(tǒng)在熱電生產(chǎn)中的應(yīng)用
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摘要: 近年來,變頻控制系統(tǒng)已得到廣泛的應(yīng)用,但使用情況及系統(tǒng)配置卻不盡相同。介紹變頻控制系統(tǒng)的配置及它在鍋爐給煤和爐排電機(jī)轉(zhuǎn)速控制中的應(yīng)用。 <BR> 關(guān)鍵詞: 熱電變頻控制給煤 <BR> 1 概述<BR> 隨著我國熱電事業(yè)的發(fā)展,鍋爐給煤系統(tǒng)的調(diào)速問題越來越受到各熱電廠的重視,目前應(yīng)用得比較多的調(diào)速系統(tǒng)是滑差調(diào)速,它的控制方式比較典型可靠,但其存在著調(diào)速精度差、范圍窄、線性不好、能耗高等缺點(diǎn),而變頻調(diào)速系統(tǒng)的特點(diǎn)正好克服了傳統(tǒng)調(diào)速系統(tǒng)的不足,具有效率高、無轉(zhuǎn)差損耗、調(diào)速范圍寬、特性硬、精度高、起制動(dòng)方便靈活、能耗小的特點(diǎn),既具有交流感應(yīng)電機(jī)的長(zhǎng)處,又具有直流電機(jī)的調(diào)速性能,有非常顯著的節(jié)能效果。<BR> 鑒于以上比較,南通新興熱電有限公司3臺(tái)75T/H的雙爐排鏈條爐的給煤、爐排的調(diào)速選用了變頻系統(tǒng),同時(shí)通過與DCS的智能接口,實(shí)現(xiàn)鍋爐燃燒系統(tǒng)的自動(dòng)控制。<BR> 2 工藝要求及系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)<BR> 南通新興熱電有限公司鍋爐的燃燒過程調(diào)節(jié)系統(tǒng),要求在不同的負(fù)荷條件下,保持主汽壓力的恒定,通過調(diào)節(jié)進(jìn)入爐膛的燃料量及空氣量,使鍋爐的蒸汽產(chǎn)量與汽輪機(jī)的耗汽量及供熱量相平衡 。而進(jìn)入爐膛的燃燒量的調(diào)節(jié)則是通過改變給煤機(jī)的轉(zhuǎn)速來實(shí)現(xiàn)的。為此選用了變頻器,由變頻器來調(diào)整給煤電機(jī)三相交流電的電流和頻率,以實(shí)現(xiàn)給煤機(jī)轉(zhuǎn)速的控制。同時(shí)爐排速度的調(diào)整及運(yùn)行狀況與給煤關(guān)系較大,故它的速度調(diào)整也選用了變頻器。由于每臺(tái)爐有甲、乙側(cè)2臺(tái)爐排及2臺(tái)給煤電機(jī),這樣每臺(tái)爐共采用了4臺(tái)變頻器。為了節(jié)省控制盤盤面空間,減少端子布線,選用了一種集中操作控制的操作顯示器。通過它來同時(shí)控制4只變頻器的運(yùn)行,從而控制給煤及爐排電機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)速度,提高控制的精確度,以及控制的及時(shí)性和準(zhǔn)確性,保證鍋爐安全經(jīng)濟(jì)地運(yùn)行。同時(shí),該操作顯示器還可與本公司DCS系統(tǒng)相連接,接受DCS的4-20MA信號(hào)共同完成燃燒系統(tǒng)的自動(dòng)調(diào)節(jié)。另外,本系統(tǒng)還引入了一套小型可編程控制器,以保證系統(tǒng)中的某一電機(jī)發(fā)生故障時(shí),連鎖其他設(shè)備,使之停止或處于某一狀態(tài)。<BR> 3 系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)<BR> 3.1 系統(tǒng)的配置<BR> 3.1.1 變頻器<BR> 它是本系統(tǒng)的核心部分,選用了SANKEN通用型變頻器SAMCO-IF系列,它適用于感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的調(diào)速驅(qū)動(dòng),其內(nèi)部配備了高性能的32位微處理器,故此裝置功能齊全,操作方便。<BR> 3.1.2 操作顯示器<BR> 該設(shè)備選用HCS-51系列單片機(jī)作為核心器件,組成了一個(gè)智能型操作顯示器。其內(nèi)部主要元器件選型如下:選用ATM89C51作為CPU,節(jié)省了外部程序存儲(chǔ)元件;選用TCL2543多路A/D轉(zhuǎn)換芯片 ,利用其A/D轉(zhuǎn)換時(shí)間短的特性,保證了控制的實(shí)時(shí)性。選用8253定時(shí)器輔以簡(jiǎn)單的外圍電路,使用脈寬調(diào)制方式,實(shí)現(xiàn)多路D/A輸出。整個(gè)手操器硬件結(jié)構(gòu)緊湊,操作方便,功能強(qiáng)大,擴(kuò)展性能好 。<BR> 3.1.3 可編程控制器(PLC)<BR> 本裝置選用了超小型NB2富士電機(jī)可編程控制器。它的最大優(yōu)點(diǎn)是體積小、價(jià)格低、功能強(qiáng)、能任意擴(kuò)展。<BR> 3.2 系統(tǒng)的功能<BR> 3.2.1 變頻器<BR> IF系列變頻器共有151項(xiàng)功能選擇,每項(xiàng)又有多種選擇,以供不同的用戶選用,因此,要用好變頻器,并充分發(fā)揮它的功效,首先就必須對(duì)它的功能有所了解,針對(duì)具體的應(yīng)用場(chǎng)合及運(yùn)行情況 ,合理進(jìn)行選擇,尤其對(duì)一些特殊的功能設(shè)定,要找出一個(gè)較合適的設(shè)置參數(shù),使本系統(tǒng)中各設(shè)備間的相互匹配達(dá)到最佳狀態(tài),必須通過多次的調(diào)整。如CD083原設(shè)定為10,試運(yùn)行后發(fā)現(xiàn)信號(hào)抖動(dòng)非常大,電機(jī)轉(zhuǎn)速變化頻繁,經(jīng)反復(fù)修正后,CD083設(shè)置為210,此時(shí)運(yùn)行情況較好,既保證了信號(hào)的穩(wěn)定性,又確保了數(shù)據(jù)采集的實(shí)時(shí)性。<BR> 3.2.2 操作顯示器<BR> 對(duì)于可同時(shí)下掛4臺(tái)變頻器的操作顯示器,它具有以下功能:<BR> (1)控制方式<BR> ①給煤機(jī):可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)/手動(dòng)、同操/單操控制。<BR> 自動(dòng)控制:接受DCS的自動(dòng)調(diào)節(jié)信號(hào),控制給煤轉(zhuǎn)速。<BR> 手動(dòng)控制:一旦控制系統(tǒng)擾動(dòng)量較大或出現(xiàn)故障時(shí),運(yùn)行人員則通過操作器面板上的鍵盤來控制給煤轉(zhuǎn)速。<BR> 同操:正常情況下,鍋爐甲、乙側(cè)兩臺(tái)給煤機(jī)的轉(zhuǎn)速在原有轉(zhuǎn)速的基礎(chǔ)上按各給煤機(jī)的轉(zhuǎn)速比同時(shí)增加或同時(shí)減少。<BR> 單操:甲、乙側(cè)給煤機(jī)的轉(zhuǎn)速根據(jù)鍋爐兩側(cè)的燃燒情況分別操作。<BR> 手動(dòng)控制時(shí)可以單操也可以同操。當(dāng)負(fù)荷不變,運(yùn)行人員在調(diào)整燃燒狀況時(shí),往往需將系統(tǒng)切至手動(dòng),單操方式下調(diào)整相應(yīng)給煤機(jī)的轉(zhuǎn)速,使鍋爐運(yùn)行工況達(dá)到最佳。而當(dāng)負(fù)荷變化時(shí),通過逐臺(tái)調(diào)整各給煤機(jī)的轉(zhuǎn)速來響應(yīng)負(fù)荷的變化是不理想的,這時(shí)將控制方式切到同操,使甲、乙側(cè)給煤機(jī)在原有轉(zhuǎn)速的基礎(chǔ)上同時(shí)加速或同時(shí)減速,以充分提高鍋爐的運(yùn)行質(zhì)量。當(dāng)燃燒狀況穩(wěn)定后,將系統(tǒng)投入自動(dòng)方式。<BR> ②爐排:爐排的操作不介入燃燒自動(dòng)控制,只有手動(dòng)控制方式。由操作人員根據(jù)鍋爐運(yùn)行情況在操作面板上設(shè)定,以保證鍋爐的完全經(jīng)濟(jì)燃燒。同時(shí)它也有同操/單操功能,控制方式與給煤的同操/單操控制相同。<BR> (2)顯示<BR> ①采用數(shù)碼方式顯示各被控對(duì)象的轉(zhuǎn)速。<BR> ②采用指示燈方式指示各被控對(duì)象的操作方式。<BR> ③用指示燈指示變頻器的運(yùn)行狀況(過載、故障等)。<BR> (3)調(diào)節(jié)信號(hào)<BR> 調(diào)節(jié)信號(hào)為4~20mA,相應(yīng)調(diào)速范圍為40~1500r/min。<BR> (4)設(shè)有制動(dòng)裝置<BR> 在事故情況下及緊急停爐時(shí),通過操作顯示器面板上的開關(guān)可迅速停止給煤或爐排電機(jī)。<BR> 3.2.3 可編程控制器(PLC)<BR> 南通新興熱電有限公司鍋爐燃燒系統(tǒng)的連鎖保護(hù)回路邏輯關(guān)系較為復(fù)雜,利用PLC接受電氣及本系統(tǒng)來的開關(guān)量輸入信號(hào),經(jīng)邏輯運(yùn)算后輸出一開關(guān)量信號(hào)去控制相應(yīng)電機(jī)的啟停。這樣,不僅節(jié)省了大量繼電器,節(jié)省了內(nèi)部連線及空間,也大大提高了系統(tǒng)的可靠性。具體的運(yùn)行邏輯控制要求有:<BR> (1)送風(fēng)機(jī)故障:連鎖停二次風(fēng)機(jī)、給煤機(jī)。<BR> (2)甲或乙側(cè)任一臺(tái)二次風(fēng)機(jī)跳閘:連鎖停相應(yīng)側(cè)給煤機(jī)。<BR> (3)甲或乙側(cè)任一臺(tái)爐排電機(jī)跳閘:連鎖停相應(yīng)側(cè)給煤機(jī)。<BR> (4)甲或乙側(cè)任一臺(tái)主給煤機(jī)跳閘:連鎖停相應(yīng)側(cè)給煤機(jī)。<BR> (5)甲和乙側(cè)給煤機(jī)停:連鎖停二次風(fēng)機(jī)、送風(fēng)機(jī)、引風(fēng)機(jī)。<BR> 以上功能,可以很方便地通過PLC的編程來加以實(shí)現(xiàn)。<BR> 4 使用情況<BR> 本套變頻調(diào)速系統(tǒng)于1998年9月正式調(diào)試投運(yùn),至今運(yùn)行情況良好,與傳統(tǒng)的滑差電機(jī)相比維護(hù)量小、啟動(dòng)電流小、系統(tǒng)功能較為完善、節(jié)能效果顯著、給操作人員提供了便利。 <BR> 作者: 南通新興熱電有限公司 曹菊 <BR> <BR> <BR> 信息來源: 電力設(shè)備網(wǎng) </P><P>
 

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