烧结余热回收控制系统设计论文

2021-04-20 论文

　　摘要：针对余热锅炉的特点，文章设计的余热回收控制系统完成了除氧器和锅炉给水泵变频控制及电动调节阀的自动控制，完成除氧器水位、温度的显示及控制，3个蒸汽发生器的入口废气温度，除氧器给水压力、流量，汽包水位、压力，过热蒸气出口压力、流量、温度的显示，及汽包水位的控制。

　　关键词：PLC；变频器；余热锅炉

　　烧结是钢铁生产的一个主要工艺流程，也是主要的耗能工艺过程之一。烧结工序中有30％左右的能量被烧结烟气和冷却机废气带走，会造成大量的能源浪费和环境污染。烧结余热利用已成为钢铁企业节能降耗的一个关键点。余热回收项目自动控制系统主要是完成翅片管式余热锅炉的控制工作。根据项目的要求和具体的控制指标，本文分别要完成余热锅炉检测仪表的布置及选型工作、PLC控制器的选型和硬件配置方案、系统供电图设计工作和自控系统电气控制图的设计工作以及PLC程序的设计工作。

　　1检测仪表的布置

　　控制系统中的检测仪表主要完成各个工艺参数的采集任务，根据控制系统所要实现的功能。

　　2主要控制系统供电线路设计

　　要想保证控制系统正常工作，必须设计一个合理的供电系统。对于控制系统，电机一般需要使用380V交流供电；而计算机、PLC和其他照明设备等一般需要使用220V交流供电，配电器、PLC输入输出模块一般需要24V直流供电，同时系统检修时还需要有备用电源。而且在电源设计时必须计算容量，并留有一定的余量，以便系统的扩充和后续改造。本项目中锅炉给水设置了2台水泵，一主一备，2台泵均可以工频和变频运行；除氧器给水同样设置了2台水泵，一主一备，2台泵均可以工频和变频运行；因为锅炉汽包压力较大，所以锅炉给水泵功率选为18.5kW；而除氧器给水泵的功率选为10kW。

　　3电气控制线路设计

　　在完成控制系统检测仪表的布置与选型方案、PLC硬件及工控机的选型和配置方案和系统供电方案后，需要完成系统电气控制图的设计，将各种仪表和控制电路与PLC相连，以实现对现场参数的检测和控制功能。变频器主要完成除氧器给水泵和锅炉给水泵的变频控制任务。除氧器给水泵的变频器本文选择的是施耐德的ATV-58HD16N4变频器，其额定功率为11kW，锅炉给水泵的变频器本文选择的是施耐德的ATV-58HD28N4变频器，其额定功率为18.5kW。分别与除氧器给水泵和锅炉给水泵的`电机容量相配合。图3为除氧器的变频器电气控制电路。

　　4PLC控制程序设计

　　本文使用的是AB公司的SCL500系列PLC，使用的编程软件版本为RSLgx500_6.30.00。该软件操作简便，功能强大。PLC控制程序主要完成传感器信号的检测功能、逻辑控制功能和控制信号的输出功能。由于篇幅所限，这里只给出了传感器信号转换及锅炉汽包液位转换程序代码段。

　　4.1传感器信号转换为实际物理量

　　该程序段的主要作用是将传感器输入的4～20mA的电流信号转换为实际的物理量信号。上述程序完成了将蒸汽流量和除氧器水位转换为实际的物理量，以供显示之用。

　　4.2锅炉汽包液位的转换程序

　　该程序段主要是将差压变送器的4~20mA电流信号转换为0~16383之间的模拟量值，以便于控制算法应用。

　　5结语

　　烧结余热回收是钢铁企业实现循环经济的必由之路，能够有效地实现节能减排，增加经济效益。烧结余热回收余热锅炉智能控制系统实现了余热回收自动控制，能够进行各种温度、压力、液位和流量信号的检测及控制。

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