制藥廠鍋爐給水系統的恒壓供水改造

周龍鋒

(廣州白云山潘高壽藥業股份有限公司,廣東廣州 511490)

制藥廠鍋爐給水系統的恒壓供水改造

周龍鋒

(廣州白云山潘高壽藥業股份有限公司,廣東廣州 511490)

本文介紹了制藥廠鍋爐給水系統采用西門子S7-200 PLC和丹佛斯VLT2800變頻器改造方案及其原理。通過PLC和變頻改造,鍋爐給水系統運行穩定,提高了經濟效益。

鍋爐 給水泵 PLC 變頻器

1 提出問題

制藥廠現有鍋爐2臺,每臺產汽能力為10噸/小時,額定蒸汽壓力為1.6MPa,溫度為203℃,根據生產和設計要求,正常使用一臺備用一臺。每臺鍋爐采用獨立的給水系統,與之配套有兩臺給水泵,正常使用一臺備用一臺。采用爐膛上電接點的狀態來感知鍋爐的水位高低,控制水泵起停,通過水管道中調節閥實行流量調節。

在鍋爐給水系統中,鍋爐水位是影響鍋爐安全運行的重要參數。傳統的鍋爐水位控制系統用爐膛上電接點的狀態來感知鍋爐的水位高低,控制進水泵起停,通過水管調節閥實行流量調節。造成水泵頻繁起動,易損壞水泵和電動機。為了解決這一問題,用變頻連續供水方式減少水泵的起動,降低管道的壓力沖擊。本文介紹制藥廠鍋爐給水系統恒壓供水改造,通過采集鍋爐水位信號,與設定鍋爐水位比較,采用了PLC、變頻器控制水泵轉速以控制鍋爐給水量。

2 給水系統改造

2.1 給水系統主電路

鍋爐給水系統采用兩臺11KW的電動機拖動水泵,一臺為備用,兩臺電動機根據生產需要,在工頻和變頻之間切換。

2.2 變頻器的選用

變頻器是給水系統執行硬件,水泵的功率為11kW,根據功率選用丹佛斯變頻器型號為VLT2880,具體型號為VLT2880-PT4-B20-ST-R0-DB-F00A。

2.3 PLC的選用

PLC是變頻恒壓供水控制系統的核心,它要完成對系統中輸入號采集、輸出元件的控制,根據系統實際所需端子數目,選用西門子S7-200PLC,主模塊為CPU224,其開關量輸出為10點,開關量輸入為14點。（見表1）

3 PLC程序設計

PLC程序主要由系統初始化程序、給水系統處理程序和報警程序等構成。

3.1 系統初始化程序

在系統開始工作的時候,先對系統的各個部分的當前工作狀態進行檢測,如出錯則報警,接著對變頻器變頻運行的上下限頻率等參數進行初始化處理,設置初始值。

PLC輸入輸出點統計表1

3.2 給水系統處理程序程序

按照鍋爐操作規程,每次開爐點火前必須把供水系統切換到手動位置。檢測管道水壓是否正常,正常則上水到鍋爐爐膛水位指示的中間或以上位置。鍋爐點火燃燒后,當蒸汽壓力達到正常供汽時,方可選擇供水自動,供水系統通過PLC判斷爐膛水位,若在上下限范圍內則接通變頻器進入變頻供水狀態,并不斷檢測鍋爐爐膛水位。當水位到達上限時,變頻器停機;低于水位上限時,變頻器重新啟動。

可以選擇幾種工作方式:

(1)水泵手動運行方式:通過控制柜面板上啟動和停止按鈕啟停水泵運行。

(2)水泵自動運行方式:根據高低兩點水位自動地啟停水泵運行。

(3)水泵變頻運行方式:水位上升時水泵會自動降低轉速,當水位下降時水泵會自動提高轉速。

在正常情況下,一般采用全自動運行方式,即水泵變頻運行方式。若切換到手動方式,必須由PLC進行聯鎖控制,以保證供水正常,鍋爐安全運行。

3.3 報警及故障處理程序

本系統中包括極低水位報警停爐(停爐水位恢復后不會自行啟動,須重新啟動);低水位報警停爐(停爐水位恢復后會自行啟動);高水位報警(水位上升到設定值后會自行停止水泵);變頻器故障報警、水泵故障報警等指示。當故障信號產生時,相應的指示燈會出現閃爍的現象。

4 結語

恒壓供水系統經調試運行后穩定可靠,能節約能源,減輕電動機頻繁起動對電網的沖擊,降低設備維修費用,提高整個系統的運行效率。

[1]朱傳標.工業鍋爐技術基礎[M].上海:上海遠東出版社.

[2]常輝.西門子S7-200PLC入門與應用實例[M].北京:中國電力出版社.

[3]丹佛斯VLT2800編程手冊.