...C和变频技术的锅炉电气控制系统 自动化毕业设计.doc

柳峰

[摘 要]锅炉是工业生产中的重要设备，同时也应用于生活中采暖和热水供应。锅炉通过对化学能的消耗，经蒸汽动力装置、发电机等设备的转换，为机械能，在社会生产生活提供热能、机械能以及电能，为社会生产生活提供重要的支持。为了进一步提高锅爐的能量转换效率，降低能耗，应用自动化控制技术，全面提升其工作效能。本研究围绕锅炉的工作运行展开讨论，对自动化控制的电气设计进行分析研究。

[关键词]锅炉；自动化控制；电气设计

中图分类号：TM773 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）12-0073-01

前言：自动化技术已经开始广泛应用于锅炉当中，充分满足了工业生产、社会生产生活对于锅炉的需求。锅炉自动化控制的实现，减少了人力的投入，减轻了工作人员的负担，上煤、点火、水循环、水处理、补水以及送风等各项工作均可通过自动化控制来完成，其工作效率更高，运行更加安全。根据锅炉的工作需要，其自动化控制系统仍有待于改进和完善，从电气设计方面着手，采取有效的优化措施。

1.锅炉自动化控制的基本原理

锅炉自动化控制系统的核心为微机控制系统，是较为完善的体系结构，其不同的结构组成部分分别负责对锅炉各个系统的控制环境。主电系统主要受到电动机的控制，驱动动力系统，推进各个执行机构的运行。在锅炉控制系统当中，断路器在锅炉内外部的控制中均发挥着重要的作用，内部控制是指锅炉动力系统的基础控制，外部控制则对上煤、点火、水循环、水处理、补水以及送风等工作环节进行控制，并对其相关工作参数来进行分析和设置。整个控制过程均是通过度电路体系的操控来完成的。目前，智能化断路器在锅炉微机系统当中开始得到普遍的应用[1]。

锅炉的自动化控制的基础在于系统的硬件和软件，需要根据锅炉的工作原理，明确其各个工作环节，通过数控编程和设计，形成支系循环，并平衡压力体系。然后可以根据微机硬件程序的运行来完成对锅炉的自动化控制，有条不紊的展开各项工作。而在锅炉的工作运行当中，能够通过自动化控制系统进行蒸汽和水量的识别，并根据自动化仪表获得精确的参数和具体的数值，并根据工作需要进行合理的调控。

2.锅炉自动化控制的电气设计的具体内容

2.1 锅炉自动化控制的电气设计的要点

电气设备在锅炉自动化控制系统中发挥着重要的作用，需要科学、合理的进行设计。随着工业生产、社会生产生活需求的不断提高，锅炉容量也逐渐增加，其自动化控制系统的工作也较为复杂，除了用于统一、集中控制的电气装置外，还需要在工作现场设置有需要人工控制的电气装置，其用于对锅炉各个支系工作运行的控制，相互协调与配合，确保锅炉安全、有序的工作运行。在电气设计当中，需要将安全放在首位，充分考虑到锅炉电路系统的运行安全。考虑其电压过高，需要对配电回路进行有效的保护，进而保证锅炉自动化控制系统整体的安全运行。在电气设计当中，还需要充分考虑其工作环境。锅炉房的环境特点为高温、多尘、空气湿度大，其对于电气设备的正常、安全的运行造成一定干扰和破坏，这就需要在电气设计进行预防，使用耐高温、防尘以及适应潮湿环境的电气材料，确保电气设备在锅炉房环境下正常使用和运行[2]。

2.2 配电

配电是锅炉自动化控制电气设计的关键环节，其支持着锅炉电气设备的运行，同时也影响着锅炉的工作运行。详细了解锅炉运行的用电需求，并以此为参考进行配电系统的设计，对于容量相对较高的锅炉，还需要配备低压配电室。由控制系统集中、统一的进行配电控制，照明系统、动力提供系统接线时，其使用的母线相同，其他辅助设备配电则根据在控制系统下方的分布情况，配电方式呈放射状，而用于辅助设备当中的照明系统的照明方式则呈树干式。在配电柜的选择上，需要根据锅炉的工作运行需要和实际用电情况，谨慎予以选择。锅炉有着多种功能的辅助设备，共同支撑着锅炉的运行。在电气设计当中，需要根据各个辅助设备的运行功率，相应的配备配电柜，并由自动控制系统进行配电控制，充分满足每个辅助设备的运行需求，合理予以供电[3]。

2.3 导线的选择与敷设

选择锅炉自动化控制系统的导线时，需要考虑其工作运行时的最高电流负荷，同时也需要对锅炉房的环境进行全面的考察，对其温度、湿度进行测量，并对不用材质、规格的导线进行安全评估，分析其发生损毁以及引发火灾的风险性，选择相对安全、可靠的导线，并以最为合适、恰当的方式进行敷设。在锅炉自动化控制系统当中，不同电气设备工作运行的电流负荷存在一定的差异，因此所选择的导线类型也就不同。交联聚乙烯绝缘电力电缆、铜芯塑料线以及耐火铜芯导线分别应用于辅助设备电气系统、普通照明系统以及紧急疏散照明系统当中。考虑到导线穿管和敷设情况，计算锅炉自动控制系统电气设备在长期、持续的高电流工作环境下的电压损失。同时计算不同截面积导线的载流量、热阻系数，合理进行选择[4]。

在导线敷设的过程中，需要根据锅炉电气设备的需要进行设计，并考虑地沟及设备布置情况，尽量避开高温、多尘以及湿度高的区域，而必须敷设于该区域时，则需要采取有效的防护措施，减少高温、尘土以及潮湿对于导线的干扰和破坏。如果需要穿透墙壁、管道进行导线铺设，需要使用非燃性材料对空洞予以修补。线路接口需要远离潮湿地区，并使用接线盒予以密封，起到防尘的作用效果。电气设备和配电室的电力输送需要通过两者间铺设的管道。

2.4 照明

照明系统主要配备于配电室、电机控制室，而自动控制系统的辅助设备同样配备由平行的照明系统。在不影响自动化控制系统工作运行的情况下，尽可能做到节能减排，合理调节其照度。配电室、电机控制室以及各类辅助设备的照明系统均配备由蓄电池，用以应对突然发生的停电，以确保锅炉在短期内不会停止运行。另外，疏散照明系统的灯具具有防水、防尘以及防震的优点，一旦发生风险事故，为人们能够迅速疏散创造了良好的条件[5]。

另外，在锅炉自动化控制的电气设计当中，防雷接地同样也是其中的重要环节。根据锅炉自动控制系统电气设备的特点，分别设计为中性点低电阻接地（中压设备）、中性点直接接地（低压设备且不带电）。电源进户处设置有总等电位联结和金属设备外壳，使用基础钢筋作为自然接地体与其连接，预防雷电灾害对于锅炉自动化控制电路系统的破坏。

结论

根据锅炉自动化控制的实际需要，并考虑其操控的便捷性和运行的安全性，结合锅炉自动化控制的电气设计的要点，从配电、导线敷设以及照明等多个方面进行合理的设计，完善和优化锅炉自动化控制系统，其工作效能得以显著提高，同时满足了节能减排的要求，在工业生产、社会生产生活中发挥着更大的作用和价值。

参考文献

[1] 刘鑫.锅炉自动化控制的电气设计[J].机电信息，2013，21：137-138.

[2] 朱伟联.浅谈电锅炉的加热控制技术与电气设计[J].才智，2012，18：49-50.

[3] 张志耀.CFB锅炉SNCR烟气脱硝的撬装化电气自动控制分析[J].科技创新与生产力，2015，09：71-72+75.

[4] 周峰.工业蒸汽锅炉自动化控制分析[J].黑龙江科技信息，2014，27：12.

[5] 赵浙勇.浅析工业蒸汽锅炉自动化控制[J].科技展望，2016，21：73.