西門子變頻器在鍋爐鼓/引風(fēng)燃燒系統(tǒng)中的應(yīng)用

摘要：本文簡(jiǎn)要描述瑞千源自動(dòng)化公司在對(duì)某科技園區(qū)的鍋爐進(jìn)行變頻改造采用的方案。采用西門子MM4系列變頻器，控制鍋爐鼓風(fēng)與引風(fēng)，實(shí)現(xiàn)手動(dòng)開(kāi)環(huán)/自動(dòng)閉環(huán)運(yùn)行。

控制對(duì)象: 包括6噸蒸汽鍋爐， 鼓風(fēng)電機(jī)和 引風(fēng)電機(jī)等。

設(shè)備參數(shù): 客戶現(xiàn)場(chǎng)的電機(jī)參數(shù): 鼓風(fēng)電機(jī)功率:5.5 KW 引風(fēng)電機(jī)功率18.5KW

控制目的: 改造并組成良好的燃燒工況，提高鍋爐燃燒效率，降低能耗減少排污。

變頻控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)工作原理：

　　本系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)開(kāi)/閉環(huán)運(yùn)行：

　　1.引風(fēng)控制：

　　通過(guò)爐膛上的負(fù)壓變送器將爐膛壓力標(biāo)準(zhǔn)電信號(hào)送入引風(fēng)變頻器PID 控制器的反饋通道, 經(jīng)處理后與設(shè)定爐膛負(fù)壓力比較, 經(jīng)過(guò)PID 控制器產(chǎn)生運(yùn)算信號(hào), 此信號(hào)控制引風(fēng)變頻器調(diào)節(jié)電機(jī)轉(zhuǎn)速, 使?fàn)t內(nèi)負(fù)壓穩(wěn)定在設(shè)定值, 從而達(dá)到自動(dòng)跟蹤鼓風(fēng)保持爐膛負(fù)壓恒定目的。引風(fēng)電機(jī)速度隨著爐膛負(fù)壓值的變化而變化。即保證鍋爐燃燒部分的自動(dòng)運(yùn)行。

　　2.鼓風(fēng)控制：

　　通過(guò)蒸汽管道上的壓力變送器將所需蒸汽壓力標(biāo)準(zhǔn)電信號(hào)送入鼓風(fēng)變頻器PID 控制器的反饋通道, 經(jīng)處理后與設(shè)定蒸汽壓力值比較, 經(jīng)過(guò)PID 控制器產(chǎn)生運(yùn)算信號(hào), 此信號(hào)控制鼓風(fēng)變頻器調(diào)節(jié)電機(jī)轉(zhuǎn)速, 使蒸汽管道上壓力基本穩(wěn)定在設(shè)定值, 從而達(dá)到自動(dòng)跟蹤蒸汽管道上壓力。

　　3.由于原鍋爐為非節(jié)能型燃燒方式，控制風(fēng)量靠人工操作風(fēng)道擋板，蒸汽壓力單靠人工控制燃燒不好。因此電機(jī)全速運(yùn)轉(zhuǎn)產(chǎn)生的風(fēng)量不能全部使用，采用擋板截流造成約30%的電能損耗。使用變頻器可根據(jù)生產(chǎn)需求任意調(diào)整電機(jī)速度，使輸出風(fēng)量可以調(diào)節(jié)，提高生產(chǎn)工效并且節(jié)能降耗。

　　變頻器采用西門子MM430系列。控制系統(tǒng)的起動(dòng)方式為外部遠(yuǎn)程人工控制。

調(diào)速方式：

　　1: 為操作工人根據(jù)生產(chǎn)情況由外部遠(yuǎn)程升速/降速按鈕實(shí)現(xiàn)對(duì)電機(jī)的速度控制。

　　2：變頻器通過(guò)端子BICO連接切換為自動(dòng)PID運(yùn)行方式。

　　3：系統(tǒng)還可實(shí)現(xiàn)全開(kāi)環(huán)運(yùn)行，通過(guò)控制柜或現(xiàn)場(chǎng)操作箱上的啟停按鈕和電位器實(shí)現(xiàn)人工控制和調(diào)速。

系統(tǒng)的主要連鎖：

　　1.鼓風(fēng)機(jī)運(yùn)行條件：只有當(dāng)引風(fēng)機(jī)投入運(yùn)行后，鼓風(fēng)機(jī)才允許啟動(dòng)運(yùn)行。

　　2.變頻和工頻連鎖。變頻運(yùn)行與原舊工頻運(yùn)行，連鎖控制系統(tǒng)。

　　3.當(dāng)變頻系統(tǒng)在運(yùn)行過(guò)程中出現(xiàn)故障時(shí),發(fā)出聲、光報(bào)警信號(hào),提醒值班人員適時(shí)處理。

系統(tǒng)構(gòu)成：

　　1、 鍋爐變頻改造控制系統(tǒng)原理

　　配置：GGD控制柜體2200×1000×600 一臺(tái)

　　鼓風(fēng)變頻功率: MM430-7.5 KW　引風(fēng)變頻功率MM430-22KW

　　見(jiàn)下圖:

變頻控制柜技術(shù)參數(shù)及性能特點(diǎn)：

　　1.主要技術(shù)參數(shù)：

　　（1）主回路電源：三相五線制。380V+10%。

　　（2）控制回路電壓：220V

　　（3）負(fù)壓壓力傳感器調(diào)節(jié)范圍：以保證建立充分燃燒系統(tǒng)為準(zhǔn)。

　　（4）蒸汽壓力傳感器調(diào)節(jié)范圍：以生產(chǎn)所需實(shí)際為準(zhǔn)。

　　2.系統(tǒng)性能特點(diǎn)：

　　（1）具備運(yùn)行方式選擇開(kāi)關(guān)：實(shí)現(xiàn)變頻和工頻互鎖，工頻運(yùn)行為原控制系統(tǒng)，變頻與工頻由轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)轉(zhuǎn)換，并具有互鎖保護(hù)功能。

　　（2）具備變頻方式下的——本地/遠(yuǎn)程——選擇開(kāi)關(guān)：實(shí)現(xiàn)本地電位器人工調(diào)速。變頻器PID閉環(huán)調(diào)速方式。

　　（3）變頻軟啟動(dòng)：電機(jī)通過(guò)變頻器啟動(dòng)，電機(jī)電壓采用數(shù)字自動(dòng)斜坡補(bǔ)償技術(shù)， 電 機(jī)緩步升速時(shí)系統(tǒng)機(jī)械沖擊小，能顯著延長(zhǎng)電控元件及風(fēng)機(jī)機(jī)械的壽命。

　　（4）具有完善的電機(jī)，及變頻器自身保護(hù)功能：電機(jī)欠電壓、再生過(guò)壓、過(guò)流、過(guò)載、短路、過(guò)熱保護(hù)等。

　　（5）具有電源電壓、電機(jī)電流等柜體儀表顯示功能。變頻器運(yùn)行工作狀態(tài)指示燈顯示功能。并能將變頻器速度和電機(jī)運(yùn)行電流以0—20mA標(biāo)準(zhǔn)模擬量形式傳輸給DCS監(jiān)控系統(tǒng)。

　　（6）變頻器故障報(bào)警指示及開(kāi)關(guān)量傳輸、遠(yuǎn)程復(fù)位功能。

變頻器的主要調(diào)試參數(shù)：