基于西门子S7-300 PLC的蓄热式燃烧控制系统
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关键词 ： 燃 ； 烟 ； 火 ； 助 排 点 火焰监 测 ； 向燃 烧 ； 燃 比 换 空
ｌ蓄热式烧嘴的基本工作原理 如燃烧 控制系统 图所示 ， 蓄热式烧嘴 总是 成对使用的 ， 一对烧嘴周期性交替地燃烧 （ 向 换 燃烧 ）从 而用 烟气加热空气 ， ， 获得 高温助燃空 气。当一个烧嘴燃烧时 ， 烟气通过 另一个烧嘴 ， 加热其中的蓄热介质 。当这种蓄热介质被加热 后此烧 嘴开始燃烧 ，原来燃烧 的烧嘴开始抽吸 并排放 烟气 。助燃空气流经高温的蓄热介质时 而被加热 ， 从此获得极高的加热效率 。 蓄热体材质为 ９ ％的氧 化铝 ， ９ 清洗周期与 生产工艺有关 ， 果有废料 、 如 加除渣剂 ， 一般清 洗周期为 四周 。 关键看排烟温度和排 烟量 ， 如果 发现排烟温度很低或者排烟量很小 ，检查是否 蓄热箱堵塞 。 清洗方式 ： 从蓄热箱取 出放到一个 容器内， 用清水冲洗。晾干后旗 回蓄热箱即可。 ２燃烧控制系统 ２１控 制 系 统 硬件 ． 控制系统以西门子 ｓ — ０Ｐ Ｃ为核心 ， ７ ３０ Ｌ 此 系列 Ｐ Ｃ在做 ＰＤ闭环控 制及 自整定参数 方 Ｌ Ｉ 面更 为 方 便 、 活 ， 透 明性 高 理 解 性 强 的 特 灵 具有 图 ｌ 烧 控 制 系统 图 燃 点， 又具有相当的稳定性 ， 便于掌握和维护。采 用 西 门子公 司 的 Ｓ Ｅ ７软 件编 写控 制 程序 。 ＴＰ 表 １ Ｐ Ｃ主要硬件配置如表 ｌ Ｌ 所示 。 燃烧系统 中的助燃风 机由西 门子 ＭＭ ３ ４０ 变频器控 制 ，变频器配 有 Ｐｏ Ｂ ｓＤＰ通讯模 ｒｆ ｕ— ｉ 块 ， Ｐ Ｃ进行通讯 ， 与 Ｌ 接受 Ｐ Ｃ的控制。 Ｌ Ｈ 采 用 西 门 子 公 司 的 ＭＰ ７ １ ＭＩ ２ ７ ０寸 触 摸 屏 ，实 现 现 场 级 的人 机 对 话 功 能 。 通过 ＰｏＢ ｓＤＰ接 口 ， Ｐ Ｃ进 行 通 讯 。运 行 窗 口 ｒｆ ｕ— ｉ 与 Ｌ 均为彩色画面， 中文显示 ， 主要操作附有 中文 帮 助说明 ， 具有 系统 监视 、 报警显示 、 参数设定 等 功能。 画面为整个燃烧系统彩色全貌图， 直观显 示系统的实时运行状态 、 主要参数 的测控值 、 各 报警情况等 。 主要实现的功能有：． ａ 温度和压 力 的设 定 、 显示 、 修改 、 警 ；． 主要工 艺参 报 ｂ各 数 、控制参数测控值的设定 、修改 （ 带权限设 定 ）． ｜模拟工况 图显示｜． 示和设定烧 嘴的空 ｃ ｄ显 燃 比；报警列表包 括 ： ｅ ． 超温超压 、 低温低 压 热 微压差变送器采集炉膛 内压力信号 ，传给 行设定。吹扫的 目的是 防止炉膛内残留可燃性 电偶 断路 、 嘴熄 火报警 等； 障查询及 辅助 烧 ￡ 故 Ｌ Ｐ Ｃ程序采用 Ｆ ４ 功能块对炉膛 压力进 混合气体在点火时爆炸 。吹扫结束后 可进入下 Ｂ１ 诊断 ；． ｇ 其他必要 的控制参数的设定 与维护等 Ｐ Ｃ，Ｌ 行 Ｐ 调 节 ， 运算结果通过 Ｐ Ｃ模拟量输 出 Ｉ 将 Ｌ 步 自动点火控制程序 。 功能 。 模块转换 为 ４ ２ ｍ Ａ标准电流信号 ，传给排 ～ ０ 自动点火和火焰监测 ： 吹扫结束后 ， 系统进 ２２助燃风机的控制 ＿ 控 改变 入 自动点火控 制程序 。每个蓄热式烧 嘴配有一 助 燃 风 机 采 用 西 门 子 ＭＭ４ ０变 频 器 控 烟烟道的电动蝶阀， 制电动蝶阀的开度 ， ３ 制。 助燃风管道设有压 力变送器 ， 变送器将助燃 排烟量的大小 ，从 而实现对炉膛压力的精确控 个点火小烧嘴 ，烧嘴点火就是将 两个小烧嘴点 保证生产的安全进行 。 排烟风机没有启动或 燃（ 母焰燃烧 ） 然后蓄热式烧嘴 再进行换 向燃 ， 风压 力信号传 给 Ｐ Ｃ，Ｌ Ｌ Ｐ Ｃ程序采 用 ＰＤ闭环 制 ， Ｉ 烧（ 主焰燃烧 ） 。烧嘴 的火焰监测采用 紫外线火 控制功能块 Ｆ ４ Ｂ １对助燃风压力 进行 Ｐ 调 节 ， 因故障停止时系统将 自动停止烧嘴的工作。 Ｉ ２４燃烧 、 ． 温度控制 焰探测器 ， 安装在母焰和主焰上 ， 并连接 到同一 将 运算 结 果 通 过 Ｐｏ Ｂ ｓＤ ｒ ｕ— Ｐ总线 传 给 变频 ｉ ｆ ２ ． 嘴点火控制 ． １烧 ４ 个 火检 继 电器 上 。Ｐ Ｃ输 出信 号 给点 火 电磁 阀 Ｌ 器 。控制助燃风机的转速 ，使助燃 风压 始终稳 燃烧系统点火前 的炉膛吹扫 ：助燃风机开 及 点 火 变 压器 ， 火 电磁 阀 打 开 ， 然气 和助 燃 点 天 定． 从而保证烧 嘴燃烧 的稳定性。 助燃风压力值 启后 ， 进入炉膛 吹扫程序 ， 助燃空气管路 上的电 空气的混合燃料进入点火小烧嘴，同时点火 变 可通过 Ｈ 进 行设定 。 ＭＩ 助燃风机没有启动或因 动蝶阀接受 Ｐ Ｃ发出的模拟量信号打开 ， 炉 压器通过点火 电极高压放电 ， Ｌ 对 将烧 嘴母焰点燃 ， 故障停止 时， 系统将 自动停止烧嘴的工作 。 火焰稳 （ 下转 １ ７页） 膛内的残气进行吹扫 ， 吹扫时问可通过 ＨＭＩ 进 然后进入火焰检测程序。 ２３炉膛压力的控制 ＿
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门子 ￥－０ Ｌ ７３０Ｐ Ｃ的蓄热式燃烧控制系统
庄 劲松 魏晓霞 刘 刚
一 西 甚 ● 舀
（ 尔滨松江有 色工业有限公 司， 哈 黑龙江 哈 尔滨 １０ ０ ） ５０ １
摘 要： 由于西气东输等重大天然气输送工程的建设， 采用天然气烧嘴进行加热的方式已经逐渐取代 了传统的电加热方式 ， 在热处理行业得到 了越来越广泛的应 用， 而在现今环保节能的大趋势下， 蓄热式天然 气烧嘴 由于其高效、 节能的特点 ， 应用也越来越 广泛 。 文介绍的就是 蓄热式天然 本 气烧 嘴 的 燃 烧控 制 系统 。
ｌ蓄热式烧嘴的基本工作原理 如燃烧 控制系统 图所示 ， 蓄热式烧嘴 总是 成对使用的 ， 一对烧嘴周期性交替地燃烧 （ 向 换 燃烧 ）从 而用 烟气加热空气 ， ， 获得 高温助燃空 气。当一个烧嘴燃烧时 ， 烟气通过 另一个烧嘴 ， 加热其中的蓄热介质 。当这种蓄热介质被加热 后此烧 嘴开始燃烧 ，原来燃烧 的烧嘴开始抽吸 并排放 烟气 。助燃空气流经高温的蓄热介质时 而被加热 ， 从此获得极高的加热效率 。 蓄热体材质为 ９ ％的氧 化铝 ， ９ 清洗周期与 生产工艺有关 ， 果有废料 、 如 加除渣剂 ， 一般清 洗周期为 四周 。 关键看排烟温度和排 烟量 ， 如果 发现排烟温度很低或者排烟量很小 ，检查是否 蓄热箱堵塞 。 清洗方式 ： 从蓄热箱取 出放到一个 容器内， 用清水冲洗。晾干后旗 回蓄热箱即可。 ２燃烧控制系统 ２１控 制 系 统 硬件 ． 控制系统以西门子 ｓ — ０Ｐ Ｃ为核心 ， ７ ３０ Ｌ 此 系列 Ｐ Ｃ在做 ＰＤ闭环控 制及 自整定参数 方 Ｌ Ｉ 面更 为 方 便 、 活 ， 透 明性 高 理 解 性 强 的 特 灵 具有 图 ｌ 烧 控 制 系统 图 燃 点， 又具有相当的稳定性 ， 便于掌握和维护。采 用 西 门子公 司 的 Ｓ Ｅ ７软 件编 写控 制 程序 。 ＴＰ 表 １ Ｐ Ｃ主要硬件配置如表 ｌ Ｌ 所示 。 燃烧系统 中的助燃风 机由西 门子 ＭＭ ３ ４０ 变频器控 制 ，变频器配 有 Ｐｏ Ｂ ｓＤＰ通讯模 ｒｆ ｕ— ｉ 块 ， Ｐ Ｃ进行通讯 ， 与 Ｌ 接受 Ｐ Ｃ的控制。 Ｌ Ｈ 采 用 西 门 子 公 司 的 ＭＰ ７ １ ＭＩ ２ ７ ０寸 触 摸 屏 ，实 现 现 场 级 的人 机 对 话 功 能 。 通过 ＰｏＢ ｓＤＰ接 口 ， Ｐ Ｃ进 行 通 讯 。运 行 窗 口 ｒｆ ｕ— ｉ 与 Ｌ 均为彩色画面， 中文显示 ， 主要操作附有 中文 帮 助说明 ， 具有 系统 监视 、 报警显示 、 参数设定 等 功能。 画面为整个燃烧系统彩色全貌图， 直观显 示系统的实时运行状态 、 主要参数 的测控值 、 各 报警情况等 。 主要实现的功能有：． ａ 温度和压 力 的设 定 、 显示 、 修改 、 警 ；． 主要工 艺参 报 ｂ各 数 、控制参数测控值的设定 、修改 （ 带权限设 定 ）． ｜模拟工况 图显示｜． 示和设定烧 嘴的空 ｃ ｄ显 燃 比；报警列表包 括 ： ｅ ． 超温超压 、 低温低 压 热 微压差变送器采集炉膛 内压力信号 ，传给 行设定。吹扫的 目的是 防止炉膛内残留可燃性 电偶 断路 、 嘴熄 火报警 等； 障查询及 辅助 烧 ￡ 故 Ｌ Ｐ Ｃ程序采用 Ｆ ４ 功能块对炉膛 压力进 混合气体在点火时爆炸 。吹扫结束后 可进入下 Ｂ１ 诊断 ；． ｇ 其他必要 的控制参数的设定 与维护等 Ｐ Ｃ，Ｌ 行 Ｐ 调 节 ， 运算结果通过 Ｐ Ｃ模拟量输 出 Ｉ 将 Ｌ 步 自动点火控制程序 。 功能 。 模块转换 为 ４ ２ ｍ Ａ标准电流信号 ，传给排 ～ ０ 自动点火和火焰监测 ： 吹扫结束后 ， 系统进 ２２助燃风机的控制 ＿ 控 改变 入 自动点火控 制程序 。每个蓄热式烧 嘴配有一 助 燃 风 机 采 用 西 门 子 ＭＭ４ ０变 频 器 控 烟烟道的电动蝶阀， 制电动蝶阀的开度 ， ３ 制。 助燃风管道设有压 力变送器 ， 变送器将助燃 排烟量的大小 ，从 而实现对炉膛压力的精确控 个点火小烧嘴 ，烧嘴点火就是将 两个小烧嘴点 保证生产的安全进行 。 排烟风机没有启动或 燃（ 母焰燃烧 ） 然后蓄热式烧嘴 再进行换 向燃 ， 风压 力信号传 给 Ｐ Ｃ，Ｌ Ｌ Ｐ Ｃ程序采 用 ＰＤ闭环 制 ， Ｉ 烧（ 主焰燃烧 ） 。烧嘴 的火焰监测采用 紫外线火 控制功能块 Ｆ ４ Ｂ １对助燃风压力 进行 Ｐ 调 节 ， 因故障停止时系统将 自动停止烧嘴的工作。 Ｉ ２４燃烧 、 ． 温度控制 焰探测器 ， 安装在母焰和主焰上 ， 并连接 到同一 将 运算 结 果 通 过 Ｐｏ Ｂ ｓＤ ｒ ｕ— Ｐ总线 传 给 变频 ｉ ｆ ２ ． 嘴点火控制 ． １烧 ４ 个 火检 继 电器 上 。Ｐ Ｃ输 出信 号 给点 火 电磁 阀 Ｌ 器 。控制助燃风机的转速 ，使助燃 风压 始终稳 燃烧系统点火前 的炉膛吹扫 ：助燃风机开 及 点 火 变 压器 ， 火 电磁 阀 打 开 ， 然气 和助 燃 点 天 定． 从而保证烧 嘴燃烧 的稳定性。 助燃风压力值 启后 ， 进入炉膛 吹扫程序 ， 助燃空气管路 上的电 空气的混合燃料进入点火小烧嘴，同时点火 变 可通过 Ｈ 进 行设定 。 ＭＩ 助燃风机没有启动或因 动蝶阀接受 Ｐ Ｃ发出的模拟量信号打开 ， 炉 压器通过点火 电极高压放电 ， Ｌ 对 将烧 嘴母焰点燃 ， 故障停止 时， 系统将 自动停止烧嘴的工作 。 火焰稳 （ 下转 １ ７页） 膛内的残气进行吹扫 ， 吹扫时问可通过 ＨＭＩ 进 然后进入火焰检测程序。 ２３炉膛压力的控制 ＿
科ｊ ｝ ｝ 技 论 坛科 Nhomakorabeaｑ 上 斗
．
门子 ￥－０ Ｌ ７３０Ｐ Ｃ的蓄热式燃烧控制系统
庄 劲松 魏晓霞 刘 刚
一 西 甚 ● 舀
（ 尔滨松江有 色工业有限公 司， 哈 黑龙江 哈 尔滨 １０ ０ ） ５０ １
摘 要： 由于西气东输等重大天然气输送工程的建设， 采用天然气烧嘴进行加热的方式已经逐渐取代 了传统的电加热方式 ， 在热处理行业得到 了越来越广泛的应 用， 而在现今环保节能的大趋势下， 蓄热式天然 气烧嘴 由于其高效、 节能的特点 ， 应用也越来越 广泛 。 文介绍的就是 蓄热式天然 本 气烧 嘴 的 燃 烧控 制 系统 。