基于DCS系統(tǒng)設(shè)計的實現(xiàn)鍋爐給水泵自動控制

1、摘要：針對原設(shè)計的保安電源和給水泵電氣控制存在的問題，重新配置了保安電源等硬件設(shè)施，通過DCS系統(tǒng)實現(xiàn)了鍋爐給水泵的自動控制。有效防止了停電事故造成鍋爐缺水而引發(fā)的安全事故。關(guān)鍵詞：鍋爐給水泵;DCS系統(tǒng);自動控制0 前言 鍋爐給水泵是為鍋爐提供水的關(guān)鍵設(shè)備，鍋爐缺水會引起鍋爐爆炸的重大安全事故。而我廠地處雷區(qū)，雷擊造成停電事故經(jīng)常發(fā)生。所以實現(xiàn)鍋爐給水泵自動控制，對確保鍋爐給水泵的正常運(yùn)行，防止鍋爐出現(xiàn)缺水事故，對硫酸廠的安全生產(chǎn)都具有十分重要的意義。1 原給水泵電氣控制存在的問題11供電問題：本硫酸廠有一路35kV主供電線路，一路6kV備用的保安電源，一組3000kW余熱發(fā)電機(jī)組。當(dāng)35k

2、V主供電線路和發(fā)電機(jī)組出現(xiàn)事故跳閘時，備用的保安電源大約需要2O分左右才能提供，而我廠實測發(fā)現(xiàn)蒸汽包的液位在6分鐘左右從80下降為零。所以原設(shè)計備用的保安電源根本無法做到保安電源的作用。供電問題對生產(chǎn)存在重大安全隱患。12 電氣控制問題：給水泵有兩臺，互為備用，給水泵的電氣控制是一個簡單的手動控制回路出現(xiàn)故障跳閘時，必須人工到現(xiàn)場重新起動，增長了重新起動的時間。2 保安電源硬件重新配置21購買了一臺瑞典VOLVO柴油發(fā)電機(jī)，型號：HC1444DI，視在功率：260KVA。該機(jī)組具有操作簡便、保護(hù)可靠、油機(jī)狀態(tài)精確顯示、密碼保護(hù)菜單、提供友好的人工操作界面、精確的電壓、電流檢測以及時間編程等功能

3、。機(jī)組控制采用加拿大MEC2控制系統(tǒng)機(jī)組正常運(yùn)行時顯示水溫、油壓、轉(zhuǎn)速、電池電壓、電壓、電流、視在功率等參數(shù)。故障發(fā)生時，顯示故障原因和報警，必要時能自動停機(jī)。開機(jī)有手動操作和自動操作。手動操作時，先按下RUN起動按鈕，機(jī)組按設(shè)定的程序完成啟動、升速、升到一定的轉(zhuǎn)速后合閘，對負(fù)載進(jìn)行供電。如需停機(jī)，則按OFF即可。自動操作時，先按一下AUTO按鈕，使機(jī)組進(jìn)入自動待機(jī)狀態(tài)。當(dāng)市電失電，自起動信號輸入后，機(jī)組按設(shè)定程序延時、啟動、升速、進(jìn)入正常工作狀態(tài)。當(dāng)市電恢復(fù)時，機(jī)組進(jìn)入冷機(jī)程序空載運(yùn)行1min后自動停機(jī)。22配置了雙電源自動切換開關(guān)。雙電源自動切換開關(guān)型號為：WHK 630一M4P，采用電磁

4、驅(qū)動、電氣機(jī)械同時聯(lián)鎖機(jī)構(gòu)，主回路觸頭為兩靜一動結(jié)構(gòu)，動觸頭采用“V”型設(shè)計。該開關(guān)具有自動切換功能，當(dāng)主電源側(cè)電壓繼電器檢測到電壓信號（如失壓或欠壓）時，備用電源側(cè)電壓繼電器動作；經(jīng)延時后，雙電源自動切換開關(guān)動作，備用電源回路接通。當(dāng)主電源恢復(fù)正常時，主電源電壓繼電器動作，經(jīng)延時，開關(guān)動作，恢復(fù)主電源供電，同時備用電源終止供電。2.3設(shè)置了軟啟動裝置 裝置選擇AB公司的產(chǎn)品，型號：SMC PLUS90KW。由于給水泵的電機(jī)容量為90KW。如果電機(jī)直接起動要求柴油發(fā)電機(jī)的容量必須要增大許多。所以增設(shè)軟起動裝置一是減小了電機(jī)的起動電流。二是起動時對電機(jī)和機(jī)械設(shè)備沖擊減小三是可以減少投資成本。3

5、DCS系統(tǒng)實現(xiàn)鍋爐給水泵自動控制31鍋爐給水泵電氣控制原理：保持原有的手動控制增設(shè)鍋爐給水泵互鎖控制確保給水泵只能一臺運(yùn)行。增加DCS系統(tǒng)鍋爐給水泵自動控制。當(dāng)電網(wǎng)失電時，柴油發(fā)電機(jī)自起動 確保給水泵能夠自動起動。圖2為鍋爐給水泵電氣控制原理圖。32DCS控制給水泵原理和控制梯形圖。將二臺給水泵控制信號送人DCS系統(tǒng)，輸入信號有：聯(lián)鎖信號，合閘信號、故障信號、電壓監(jiān)視信號，軟起動合閘信號。輸出信號：給水泵的開停輸出短接軟起動輸出。DCS系統(tǒng)負(fù)責(zé)處理各種信號的邏輯關(guān)系根據(jù)DCS控制梯形圖向給水泵發(fā)出起動、停止信號。33給水泵自動控制過程。給水泵自動控制有兩種起動方式：一是聯(lián)鎖信號起動方式在給水泵

6、無故障、無給水泵運(yùn)行的情況下，當(dāng)轉(zhuǎn)換開關(guān)打到聯(lián)鎖位置時，發(fā)出起動脈沖，給水泵接觸器吸合給水泵接觸器的輔助接點(diǎn)起動軟起動裝置，水泵逐漸起動。起動12秒后， 當(dāng)給水泵接近額定轉(zhuǎn)速時。DCS系統(tǒng)發(fā)出短接軟起動指令使給水泵全壓運(yùn)行。同時向DCS系統(tǒng)發(fā)出給水泵運(yùn)行正常信號，使中控人員監(jiān)控給水泵的運(yùn)行情況。 二是電壓正常起動方式：在給水泵無故障、轉(zhuǎn)換開關(guān)已在聯(lián)鎖位置的情況下， 當(dāng)電網(wǎng)失電時，VOLVO柴油發(fā)電機(jī)自動起動，雙電源自動切換開關(guān)自動切換到柴油發(fā)電機(jī)組供電。當(dāng)電壓監(jiān)視信號檢測電壓正常時。發(fā)出起動脈沖其后續(xù)過程同聯(lián)鎖信號起動方式一樣。當(dāng)電網(wǎng)電壓恢復(fù)正常時。VOLVO柴油發(fā)電機(jī)自動停止。雙電源自動切換開關(guān)自動切換到電網(wǎng)供電后，給水泵按電壓正常起動方式重新起動。參考文獻(xiàn)：1劉寶林電氣設(shè)備選擇、施工安裝、設(shè)計應(yīng)用手冊中國水利水電出版社1998 5777342Hol