蒸汽锅炉监控系统方案(仪表)

蒸汽锅炉监控系统方案

华控伟业科技有限公司

2007年12月

一、方案概述

锅炉控制系统的主要任务是保证锅炉的安全、稳定运行，减轻操作人员的劳动强度，同时提高热效率，降低煤、电的消耗量，实现经济运行，而且要便于操作、易于生产管理。根据国家锅炉主管部门的技术要求和我公司多年锅炉控制经验及《蒸汽锅炉安全技术监察规程》的要求提出本锅炉计算机控制系统方案。

控制系统采用“集中监测，分散控制”控制思想。是微型计算机软硬件、自动监控仪表、变频节能等几项技术综合运用。控制系统具有完善的监控功能，实现锅炉的联锁起停、燃烧系统的自动调节、汽包水位的自动调节、除氧罐水位的自动调节、电机及变压器的在线监测和保护功能，保障锅炉系统安全、稳定、经济地运行。

本系统以我公司自主研发的锅炉上位机软件作为监控主站，实现锅炉的自动调节、记录分析、报表打印、语音报警、黑匣子及运行指标记录等功能，达到集中监测的目的；以我公司研发的各种锅炉监控仪表实现炉体各部分的分散控制；两者之间采用CAN总线通讯方式，最大限度的减少电缆接线数量，减轻维护量。

本系统的优势在于即使上位机出现故障时，在仪表分散监控下也可以保证锅炉系统的正常运行，实现锅炉监控的双重运行保证，进一步降低事故的发生。

二、系统的硬件组成

控制系统的硬件组成由以下部分：

1. 安装于现场一次仪表、执行机构及电机

一次仪表包括热电偶、热电阻及各种压力、差压变送器、传感器等。

执行机构指用于鼓、引风风量调节、炉排调速、汽包水位调节的执行器、调节阀及变频器等。

电机指引风、鼓风、炉排、给水泵、出渣、除灰、除氧泵等各种电机。

2. 安装于集控室的仪表操作台

仪表操作台内装有与本台锅炉运行相关的炉膛温度、炉膛负压、给水压力、蒸汽压力、给水流量、蒸汽流量的监测仪表、汽包水位三冲量调节仪、炉排调速器、引风控制器、鼓风控制器，以及引风、鼓风、炉排、给水泵电机的起停按钮、指示灯和引风、鼓风、给水泵电机的电机智能监控器显示表等。

3．安装于集控室的计算机操作台、工业电视操作台

计算机操作台装有一套计算机，包括工控机主机、显示器、键盘、鼠标、音箱、打印机及电源抗干扰抑制器、UPS等。

工业电视操作台安装用于监视蒸汽锅炉汽包水位的工业电视。

4. 安装于水处理间的水处理仪表操作台、除氧罐水位控制柜

水处理仪表操作台装有锅炉房水处理包括软化、除氧部分的温度、压力、流量、液位等仪表。

除氧罐水位控制柜用于除氧罐水位、水温的自动控制。

5．安装于配电室的变频柜

包括鼓风、引风、炉排、给水泵、循环泵、除氧泵、补水泵等电机的配电柜。

三系统的控制功能及原理

1．锅炉的顺序起停和超限报警时的联锁停炉

起炉时先起除渣机、引风，再起鼓风、炉排、分层给煤机；停炉时先停分层给煤电机、炉排、鼓风，再停引风电机、除渣机。

有多种起停电机的方法：

1）可通过工控机起停电机，用鼠标点击的软件电机控制界面的方式，单独或联锁起停相应的电机，需要联锁起停的电机数量、起停顺序、起停间隔时间等可根据要求任意组态设置，设置菜单及电机起停菜单均有密码保护，有效地防止误操作。

2）在控制室操作台上单独起停各电机。

3）在就地控制按钮箱上单独起停对应电机。

4）当出现汽包水位超低、蒸气压力超高时，系统在发出报警的同时，使锅炉的自动联锁停炉，避免事故的发生。

在控制室操作台上设有电机起动方式转换开关，锅炉正常运行时，开关转换到集中控制位，在控制室由计算机或操作台起停电机。电机或其所带负载检修时，开关转换到就地控制位，只能在就地起停电机。巡回检查时发现电机或负载故障时，不论起动方式转换开关在何位置，均可通过就地控制按钮箱上的急停按钮随时停机。

2．电机、变压器的综合监测保护及运行参数的在线测量、记录

1）电机综合保护：

所有电机控制回路均安装智能电机监控器，电机监控器除具有过

流、缺相、相不平衡、欠压、反序、漏电保护功能外，还具有三相电压、三相电流、有功功率、无功功率及功率因素的测量功能，并且以通讯的方式将以上参数传送到上位工控机。

当运行中的电机出现过流、缺相、相不平衡、欠压等故障时，系统可精确、迅速地切断控制回路，避免电机烧毁。

计算机除可以监测、记录电机的起停开关量状态，还可以实时监测、记录电机的三相电压、电流、功率因素、有功功率、无功功率，并可对本台电机的耗电量做累积计算，对电机故障保护停机原因、时间进行记录，以供事故分析处理。

2）变压器的综合监测：

为每一台变压器加装一台变压器智能监控仪，在变压器上安装配套的专用测温传感器，由工业控制计算机、变压器智能监控仪等硬件结合可靠的专用监控软件，完成对三相交流变压器的温度、三相电压、电流、有功功率、无功功率及功率因数的精确测量和不间断记录，对有功、无功电度及运行时间进行累积，并且实现变压器运行中出现的过热、过负荷、过电流、缺相、相不平衡、欠压、反序等故障的有效报警保护，并且将故障原因、时间、故障期间的运行数据进行记录，以供事故分析处理。

3．锅炉运行参数的全面检测、报警记录

为了全面反映锅炉的运行状态，系统对与锅炉运行相关的各种参数全部检测，分别在锅炉操作台及水处理操作台上显示，对需要报警的参数设有声、光和语音报警功能，计算机完成数据的存储、记录、报警、打印及分析处理。

系统检测的参数有：

1）温度：每台炉的炉膛温度、省煤器进口烟温、省煤器出口烟温、空预器出口左侧烟温、空预器出口右侧烟温、引风机出口烟温、鼓风机出口冷风温度、预热器出口热风温度；热水锅炉的锅炉热水出口温度、回水温度、热水总管温度；水处理部分的除氧罐水温等。

2）压力：每台炉的炉膛左侧负压、炉膛右侧负压、炉膛出口烟气负压、一级省煤器出口烟气负压、二级省煤器出口烟气负压、空预器出口左侧负压、空预器出口右侧负压、引风机出口烟压、预热器后热风总管压力、鼓风机出口冷风压力；蒸汽锅炉的蒸汽压力、分汽缸压力；热水锅炉的锅炉热水出口压力、热水总管压力、回水压力、自来水压力等。

3）流量：蒸汽锅炉的给水流量、蒸汽流量；热水锅炉的进水流量、锅炉出水流量等。

4）液位：蒸汽锅炉的汽包水位；水处理的软水箱液位、冷凝水箱液位、除氧罐液位等

5）电机电流、频率、阀门开度：鼓风、引风、炉排、给水泵、循环泵等的电流、频率；锅炉进水管电动闸阀、出水管电动闸阀开度指示。

4．汽包水位报警、自动控制

锅炉汽包水位是确保蒸汽锅炉安全生产和提供优质蒸汽的关键参数。水位过高，会破坏汽水分离装置的正常工作，严重时会导致蒸汽带水增多，增加在管壁上的结垢和影响蒸汽质量；水位过低，则会破坏水循环，引起水冷壁管的破裂，严重时会造成干锅，损坏汽包。所