熱電聯(lián)產(chǎn)plc控制系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】一種熱電聯(lián)產(chǎn)PLC控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括：鍋爐燃燒控制系統(tǒng)、汽輪機(jī)控制系統(tǒng)和觸摸屏；其特征在于，經(jīng)過除濕、干燥后的蔗渣經(jīng)過傳輸帶輸送到鍋爐燃燒，鍋爐PLC控制器根據(jù)負(fù)載擾動(dòng)、蒸汽壓力、爐膛負(fù)壓來調(diào)節(jié)輸送蔗渣量、引風(fēng)量、送風(fēng)量以及給水量，從鍋爐燃燒后的高壓蒸汽進(jìn)入汽輪機(jī)發(fā)電，汽輪機(jī)PLC控制器根據(jù)汽輪機(jī)的運(yùn)作情況來調(diào)節(jié)進(jìn)氣量，蒸汽經(jīng)過汽輪機(jī)發(fā)電后直接輸送到電網(wǎng)，其余熱供給蒸發(fā)罐、煮糖罐進(jìn)行利用；鍋爐燃燒控制系統(tǒng)、汽輪機(jī)控制系統(tǒng)與監(jiān)控室上位機(jī)通訊，方便運(yùn)行人員對(duì)整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控。
【專利說明】熱電聯(lián)產(chǎn)PLC控制系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及一種熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)，尤其涉及熱電聯(lián)產(chǎn)的自動(dòng)控制系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]發(fā)電廠既生產(chǎn)電能，又利用汽輪發(fā)電機(jī)作過功的蒸汽對(duì)用戶供熱的生產(chǎn)方式。以熱電聯(lián)產(chǎn)方式運(yùn)行的火電廠稱為熱電廠。對(duì)外供熱的蒸汽源是抽汽式汽輪機(jī)的調(diào)整抽汽或背式汽輪機(jī)的排汽，壓力通常分為0.78?1.28兆帕(MPa)和0.12?0.25MPa兩等。前者供工業(yè)生產(chǎn)，后者供民用采暖。熱電聯(lián)產(chǎn)的蒸汽沒有冷源損失，所以能將熱效率提高到85%，比大型凝汽式機(jī)組(熱效率達(dá)40%)還要高得多。熱電聯(lián)產(chǎn)不僅大量節(jié)能，而且可以改善環(huán)境條件，提高居民生活水平。由于歷史的原因，電力系統(tǒng)中目前還存在著一大批中小型燃煤發(fā)電機(jī)組，規(guī)模效益差、浪費(fèi)資源、污染環(huán)境。這些5萬千瓦及以下容量的中小電廠，為了生存，同時(shí)也為利用現(xiàn)有電廠處于市區(qū)或市區(qū)近郊的有利條件，發(fā)揮鍋爐、汽輪機(jī)尚可利用的潛力，紛紛將凝汽機(jī)組改造為熱電機(jī)組，向周圍工業(yè)企業(yè)和居民區(qū)供熱，成為熱電廠。很多舊工廠的熱電聯(lián)產(chǎn)的發(fā)配電中心系統(tǒng)，仍使用常規(guī)電表及非智能開關(guān)電器對(duì)各電量和非電量進(jìn)行采集、測(cè)量、遠(yuǎn)程控制，其人工監(jiān)測(cè)和操作較為復(fù)雜，勞動(dòng)量大、效率較低，可靠性及自動(dòng)化程度不夠高，已經(jīng)越來越不適應(yīng)工廠日益增長(zhǎng)的生產(chǎn)規(guī)模所帶來的更多各工房的配電需求。
[0003]近幾年來，隨著微電子技術(shù)及計(jì)算機(jī)技術(shù)的高速發(fā)展，PLC產(chǎn)品高度融合了計(jì)算機(jī)產(chǎn)業(yè)最新進(jìn)的技術(shù)與工業(yè)自動(dòng)控制的經(jīng)典理論，在其功能及性能上指標(biāo)上得以大大的豐富和完善，在中、小型控制領(lǐng)域內(nèi)極大的擴(kuò)展了其應(yīng)用范圍。PLC以其結(jié)構(gòu)緊湊，可靠性高，功能強(qiáng)，速度快，價(jià)格低等優(yōu)點(diǎn)在工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域中發(fā)揮著重要的作用，其最適合的控制對(duì)象是:工業(yè)環(huán)境較差，對(duì)安全性、可靠性要求較高、系統(tǒng)工藝復(fù)雜，輸入/輸出以開關(guān)量為主的工業(yè)自動(dòng)控制系統(tǒng)或裝置。PLC可取代工業(yè)控制機(jī)算機(jī)，作為主控制器來完成復(fù)雜的工業(yè)自動(dòng)控制任務(wù)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是提供一種為了克服:常規(guī)電表及非智能開關(guān)電器對(duì)各電量和非電量進(jìn)行采集、測(cè)量、遠(yuǎn)程控制，其人工監(jiān)測(cè)和操作較為復(fù)雜，勞動(dòng)量大、效率較低等缺陷的PLC控制裝置，對(duì)各控制設(shè)備及裝置進(jìn)行遠(yuǎn)程控制、保護(hù)、報(bào)警等，還可對(duì)開關(guān)進(jìn)行遠(yuǎn)程分合閘控制，實(shí)現(xiàn)安全聯(lián)鎖控制功能。
[0005]本發(fā)明提供的技術(shù)方案是:
熱電聯(lián)產(chǎn)PLC控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括:鍋爐燃燒控制系統(tǒng)、汽輪機(jī)控制系統(tǒng)；鍋爐燃燒控制系統(tǒng)包含了鍋爐PLC控制器、現(xiàn)場(chǎng)傳感器、變頻器和電機(jī)；汽輪機(jī)控制系統(tǒng)包含汽輪機(jī)PLC控制器、蒸汽調(diào)節(jié)閥和汽輪機(jī)；其特征在于，經(jīng)過除濕、干燥后的蔗渣經(jīng)過傳輸帶輸送到鍋爐燃燒，鍋爐PLC控制器根據(jù)負(fù)載擾動(dòng)、蒸汽壓力、爐膛負(fù)壓來調(diào)節(jié)輸送蔗渣量、引風(fēng)量、送風(fēng)量以及給水量，從鍋爐燃燒后的高壓蒸汽進(jìn)入汽輪機(jī)發(fā)電，汽輪機(jī)PLC控制器根據(jù)汽輪機(jī)的運(yùn)作情況來調(diào)節(jié)進(jìn)氣量，蒸汽經(jīng)過汽輪機(jī)發(fā)電后直接輸送到電網(wǎng)，其余熱供給蒸發(fā)罐、煮糖罐進(jìn)行利用；鍋爐燃燒控制系統(tǒng)、汽輪機(jī)控制系統(tǒng)與監(jiān)控室上位機(jī)通訊，方便運(yùn)行人員對(duì)整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控。
[0006]所述鍋爐燃燒控制系統(tǒng)通過變頻器調(diào)節(jié)鍋爐的操縱機(jī)構(gòu)開關(guān)量。其中負(fù)載擾動(dòng)、蒸汽壓力、爐膛負(fù)壓經(jīng)過A\D轉(zhuǎn)換，由鍋爐PLC控制器內(nèi)部處理后，發(fā)出指令控制爐排變頻器、引風(fēng)變頻器、給水變頻器、鼓風(fēng)變頻器調(diào)節(jié)爐排電機(jī)、引風(fēng)電機(jī)、水泵電機(jī)、鼓風(fēng)電機(jī)的開關(guān)量，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)鍋爐的燃燒控制。
[0007]所述鍋爐PLC控制器設(shè)有:事故信號(hào)裝置、預(yù)告信號(hào)裝置、位置信號(hào)。當(dāng)發(fā)生異?；蚴鹿蕰r(shí)能相應(yīng)的發(fā)出燈光和音響信號(hào)，運(yùn)行人員能夠按照信號(hào)指示確定和了解異常的性質(zhì)、地點(diǎn)、范圍從而作出正確的處理。事故信號(hào)裝置:包括音響信號(hào)和燈光信號(hào)，燈光顯示故障的性質(zhì)、范圍和保護(hù)動(dòng)作情況，音響一般為喇機(jī)。預(yù)告信號(hào)裝置:包括音響信號(hào)和光字牌，電氣設(shè)備發(fā)生異常時(shí)發(fā)出此信號(hào)，音響一般為警鈴。位置信號(hào):一般用來指示開關(guān)或隔離開關(guān)的運(yùn)行狀態(tài)，當(dāng)開關(guān)和控制把手位置不對(duì)應(yīng)將會(huì)閃光
所述汽輪機(jī)控制系統(tǒng)包括:監(jiān)視模塊、保護(hù)模塊、控制模塊。監(jiān)視模塊是保證汽輪機(jī)安全運(yùn)行必不可少的部分，它能夠連續(xù)監(jiān)測(cè)汽輪機(jī)運(yùn)行中各參數(shù)的變化。屬于機(jī)械量的參數(shù)有:汽輪機(jī)轉(zhuǎn)速、軸振動(dòng)、軸承振動(dòng)、轉(zhuǎn)子軸向位移、油箱油位等。屬于熱工量的參數(shù)有:主蒸汽壓力、主蒸汽溫度、主蒸汽流量、潤(rùn)滑油壓、軸承溫度、排汽壓力、排汽溫度等。保護(hù)模塊的作用是當(dāng)汽輪機(jī)本身或負(fù)載出現(xiàn)故障時(shí)，保護(hù)裝置根據(jù)實(shí)際情況迅速動(dòng)作，使汽輪機(jī)或者采取一定措施進(jìn)行保護(hù)，以防止事故擴(kuò)大或設(shè)備損壞。保護(hù)的內(nèi)容主要有:超速保護(hù)、低油壓保護(hù)、軸向位移保護(hù)、振動(dòng)保護(hù)等?？刂葡到y(tǒng)以PLC作為控制器。
[0008]所述上位機(jī)可以監(jiān)視PLC控制裝置的運(yùn)行狀況，并對(duì)鍋爐、汽輪機(jī)PLC控制器發(fā)出控制指令。
[0009]所述PLC內(nèi)部模塊采用了光電耦合器隔離。增強(qiáng)了器件的抗干擾和隔離性能。
[0010]本發(fā)明的有益效果是:
1.可以降低人工監(jiān)測(cè)及操作的復(fù)雜性，提高效率和自動(dòng)化程度。
[0011]2.本控制系統(tǒng)安裝維護(hù)方便，系統(tǒng)工作穩(wěn)定、運(yùn)行可靠、調(diào)節(jié)和測(cè)量精度高，監(jiān)控軟件功能完善，人機(jī)界面友好。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0012]圖1為本發(fā)明糖廠熱電聯(lián)產(chǎn)PLC控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖。
【具體實(shí)施方式】
[0013]下面結(jié)合附圖1對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。
[0014]請(qǐng)參閱圖1所示的本發(fā)明糖廠熱電聯(lián)產(chǎn)PLC控制系統(tǒng)一個(gè)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)框圖。所述實(shí)施例中，熱電聯(lián)產(chǎn)PLC控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括:鍋爐燃燒控制系統(tǒng)、汽輪機(jī)控制系統(tǒng);鍋爐燃燒控制系統(tǒng)包含了鍋爐PLC控制器、現(xiàn)場(chǎng)傳感器、變頻器和電機(jī)；汽輪機(jī)控制系統(tǒng)包含汽輪機(jī)PLC控制器、蒸汽調(diào)節(jié)閥和汽輪機(jī)；其特征在于，經(jīng)過除濕、干燥后的蔗渣經(jīng)過傳輸帶輸送到鍋爐燃燒，鍋爐PLC控制器根據(jù)負(fù)載擾動(dòng)、蒸汽壓力、爐膛負(fù)壓來調(diào)節(jié)輸送蔗渣量、引風(fēng)量、送風(fēng)量以及給水量，從鍋爐燃燒后的高壓蒸汽進(jìn)入汽輪機(jī)發(fā)電，汽輪機(jī)PLC控制器根據(jù)汽輪機(jī)的運(yùn)作情況來調(diào)節(jié)進(jìn)氣量，蒸汽經(jīng)過汽輪機(jī)發(fā)電后直接輸送到電網(wǎng)，其余熱供給蒸發(fā)罐、煮糖罐進(jìn)行利用；鍋爐燃燒控制系統(tǒng)、汽輪機(jī)控制系統(tǒng)與監(jiān)控室上位機(jī)通訊，方便運(yùn)行人員對(duì)整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控。
[0015]所述鍋爐燃燒控制系統(tǒng)通過變頻器調(diào)節(jié)鍋爐的操縱機(jī)構(gòu)開關(guān)量。其中負(fù)載擾動(dòng)、蒸汽壓力、爐膛負(fù)壓經(jīng)過A\D轉(zhuǎn)換，由鍋爐PLC控制器內(nèi)部處理后，發(fā)出指令控制爐排變頻器、引風(fēng)變頻器、給水變頻器、鼓風(fēng)變頻器調(diào)節(jié)爐排電機(jī)、引風(fēng)電機(jī)、水泵電機(jī)、鼓風(fēng)電機(jī)的開關(guān)量，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)鍋爐的燃燒控制。
[0016]所述鍋爐PLC控制器設(shè)有:事故信號(hào)裝置、預(yù)告信號(hào)裝置、位置信號(hào)。當(dāng)發(fā)生異?；蚴鹿蕰r(shí)能相應(yīng)的發(fā)出燈光和音響信號(hào)，運(yùn)行人員能夠按照信號(hào)指示確定和了解異常的性質(zhì)、地點(diǎn)、范圍從而作出正確的處理。事故信號(hào)裝置:包括音響信號(hào)和燈光信號(hào)，燈光顯示故障的性質(zhì)、范圍和保護(hù)動(dòng)作情況，音響一般為喇機(jī)。預(yù)告信號(hào)裝置:包括音響信號(hào)和光字牌，電氣設(shè)備發(fā)生異常時(shí)發(fā)出此信號(hào)，音響一般為警鈴。位置信號(hào):一般用來指示開關(guān)或隔離開關(guān)的運(yùn)行狀態(tài)，當(dāng)開關(guān)和控制把手位置不對(duì)應(yīng)將會(huì)閃光。
[0017]所述汽輪機(jī)控制系統(tǒng)包括:監(jiān)視模塊、保護(hù)模塊、控制模塊。監(jiān)視模塊是保證汽輪機(jī)安全運(yùn)行必不可少的部分，它能夠連續(xù)監(jiān)測(cè)汽輪機(jī)運(yùn)行中各參數(shù)的變化。屬于機(jī)械量的參數(shù)有:汽輪機(jī)轉(zhuǎn)速、軸振動(dòng)、軸承振動(dòng)、轉(zhuǎn)子軸向位移、油箱油位等。屬于熱工量的參數(shù)有:主蒸汽壓力、主蒸汽溫度、主蒸汽流量、潤(rùn)滑油壓、軸承溫度、排汽壓力、排汽溫度等。保護(hù)模塊的作用是當(dāng)汽輪機(jī)本身或負(fù)載出現(xiàn)故障時(shí)，保護(hù)裝置根據(jù)實(shí)際情況迅速動(dòng)作，使汽輪機(jī)或者采取一定措施進(jìn)行保護(hù)，以防止事故擴(kuò)大或設(shè)備損壞。保護(hù)的內(nèi)容主要有:超速保護(hù)、低油壓保護(hù)、軸向位移保護(hù)、振動(dòng)保護(hù)等。控制系統(tǒng)以PLC作為控制器。
[0018]所述上位機(jī)可以監(jiān)視PLC控制裝置的運(yùn)行狀況，并對(duì)鍋爐、汽輪機(jī)PLC控制器發(fā)出控制指令。
[0019]所述PLC內(nèi)部模塊采用了光電耦合器隔離。增強(qiáng)了器件的抗干擾和隔離性能。
[0020]實(shí)施例:
建廠初期，某糖廠只有三臺(tái)蔗渣、煤粉爐和一臺(tái)鏈條爐排式鍋爐，均為低壓、小型鍋爐。蒸汽壓力為2.0MPa，蒸汽溫度350°C。單爐蒸汽最大出力也只有20t/h，噸蒸汽耗標(biāo)煤在125?132kg標(biāo)煤/噸汽之間，而鏈條爐排式鍋爐更高至145?148kg標(biāo)煤/噸汽，鍋爐效率只有60%左右，效率低，能耗高。發(fā)電機(jī)組是一臺(tái)純冷凝的3000kW汽輪發(fā)電機(jī)，蒸汽經(jīng)過發(fā)電后其余熱進(jìn)入冷凝器，發(fā)電所利用的熱量?jī)H占燃料放出熱量的30，發(fā)電汽耗率為14kg汽/kWh。糖廠在發(fā)展過程中，將上述4座低壓小型鍋爐和純冷凝汽輪發(fā)電機(jī)組逐步淘汰，而采用中壓的大型鍋爐。目前裝備的是75t / h蔗渣、煤粉爐2臺(tái)，130t / h、65t / h的鍋爐各一臺(tái)，蒸汽壓力3.82MPa，溫度450°C，總發(fā)汽量達(dá)345t / h。由于鍋爐蒸汽參數(shù)高，使鍋爐的效率提高到85%以上，各臺(tái)鍋爐的噸蒸汽耗標(biāo)煤平均在IlOkg標(biāo)煤/ t汽，與原來的低壓小型鍋爐相比，每噸蒸汽節(jié)省標(biāo)煤15kg以上，而蒸汽的熱焓量卻提高了 200kJ /t汽，為熱能多級(jí)利用創(chuàng)造了條件，發(fā)電機(jī)組分別采用背壓式和中間抽汽式汽輪發(fā)電機(jī)組，其中背壓式的6000kW汽輪發(fā)電機(jī)兩臺(tái)，其壓力為0.4MPa的背壓蒸汽供制糖廠煮水罐系統(tǒng)，造紙抄紙系統(tǒng)等使用。雙抽式的12000kW汽輪發(fā)電機(jī)兩臺(tái)，汽輪發(fā)電機(jī)組的一段抽取壓力為1.0MPa的蒸汽供制漿廠蒸煮和復(fù)合肥生產(chǎn)；二段抽取壓力為0.4MPa的蒸汽供制糖廠煮水罐系統(tǒng)或造紙抄紙生產(chǎn)，鍋爐蒸汽的熱能先用來發(fā)電，然后通過汽輪機(jī)的背壓汽或中間抽汽對(duì)用汽系統(tǒng)供熱，提高了蒸汽熱能的利用效率，降低了汽輪發(fā)電機(jī)的發(fā)電汽耗。該糖廠現(xiàn)有的發(fā)電機(jī)組發(fā)電汽耗率只有10.5kg汽/ kWh，與舊的汽輪機(jī)組相比，每kWh電節(jié)約蒸汽
3.5kg。
[0021]最后應(yīng)說明的是:以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例而已，并不用于限制本發(fā)明，盡管參照前述實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說明，對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，其依然可以對(duì)前述各實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對(duì)其中部分技術(shù)特征進(jìn)行等同替換。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種熱電聯(lián)產(chǎn)PLC控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括:鍋爐燃燒控制系統(tǒng)、汽輪機(jī)控制系統(tǒng)和觸摸屏；鍋爐燃燒控制系統(tǒng)包含了鍋爐PLC控制器、現(xiàn)場(chǎng)傳感器、變頻器和電機(jī)；汽輪機(jī)控制系統(tǒng)包含汽輪機(jī)PLC控制器、蒸汽調(diào)節(jié)閥和汽輪機(jī)； 其特征在于，經(jīng)過除濕、干燥后的蔗渣經(jīng)過傳輸帶輸送到鍋爐燃燒，鍋爐PLC控制器根據(jù)負(fù)載擾動(dòng)、蒸汽壓力、爐膛負(fù)壓來調(diào)節(jié)輸送蔗渣量、引風(fēng)量、送風(fēng)量以及給水量，從鍋爐燃燒后的高壓蒸汽進(jìn)入汽輪機(jī)發(fā)電，汽輪機(jī)PLC控制器根據(jù)汽輪機(jī)的運(yùn)作情況來調(diào)節(jié)進(jìn)氣量，蒸汽經(jīng)過汽輪機(jī)發(fā)電后直接輸送到電網(wǎng)，其余熱供給蒸發(fā)罐、煮糖罐進(jìn)行利用；鍋爐燃燒控制系統(tǒng)、汽輪機(jī)控制系統(tǒng)與監(jiān)控室上位機(jī)通訊，方便運(yùn)行人員對(duì)整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱電聯(lián)產(chǎn)PLC控制系統(tǒng)，其特征在于，所述鍋爐燃燒控制系統(tǒng)通過變頻器調(diào)節(jié)鍋爐的操縱機(jī)構(gòu)開關(guān)量。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱電聯(lián)產(chǎn)PLC控制系統(tǒng)，其特征在于，所述鍋爐PLC控制器設(shè)有:事故信號(hào)裝置、預(yù)告信號(hào)裝置、位置信號(hào)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱電聯(lián)產(chǎn)PLC控制系統(tǒng)，其特征在于，所述汽輪機(jī)控制系統(tǒng)包括:監(jiān)視系統(tǒng)、保護(hù)系統(tǒng)、控制系統(tǒng)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱電聯(lián)產(chǎn)PLC控制系統(tǒng)，其特征在于，所述上位機(jī)可以監(jiān)視PLC控制裝置的運(yùn)行狀況，并對(duì)鍋爐、汽輪機(jī)PLC控制器發(fā)出控制指令。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱電聯(lián)產(chǎn)PLC控制系統(tǒng)，其特征在于，所述鍋爐、汽輪機(jī)PLC控制器內(nèi)部模塊采用了光電耦合器隔離。
【文檔編號(hào)】G05B19/418GK103995514SQ201410227301
【公開日】2014年8月20日 申請(qǐng)日期:2014年5月27日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月27日
【發(fā)明者】姚群勇, 許崇學(xué), 龔正亮, 楊亞明 申請(qǐng)人:中國(guó)輕工業(yè)南寧設(shè)計(jì)工程有限公司