工业锅炉鼓风机变频器调速系统Word文件下载.docx
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工业锅炉鼓风机变频器调速系统设计说明书,主回路图和控制回路图。
相关参数:
电动机参数设置实例
P0010=1(快速调试)
P0100=0(功率单位为KW;
f的缺省值为50Hz)
P0304=380(电动机的额定电压V)
P0305=200(电动机的额定电流A)
P0307=110(电动机的额定功率KW)
P0310=50(电动机的额定频率Hz)
P0311=1470(电动机的额定转速)
P0700=2(变频器命令源选择为模入端子/数字输入)
P1000=2(模拟设定值)
P1080=30(电动机最小频率)
P1082=50(电动机最大频率)
P1120=10(电动机从静止停车加速到最大电动机频率所需时间)
P1121=10(电动机从最大频率减速到静止停车所需的时间)
P1300=2(控制方式为抛物线V/f控制)
P3900=1(结束快速调试)
变频器的参数设置
参数号
设置值
说明
P0010
1
快速调试
P0100
功率单位为KW;
f的缺省值为50Hz
P0304
380
电动机的额定电压
P0305
200
电动机的额定电流
P0307
110
电动机的额定功率
P0310
50
电动机的额定频率
P0311
1470
电动机的额定转速
P0700
2
变频器命令源选择为模入端子/数字输入
P1000
模拟设定值
P1080
30
电动机最小频率
P1082
电动机最大频率
P1120
10
电动机从静止停车加速到最大电动机频率所需时间
P1121
电动机从最大频率减速到静止停车所需的时间
P1300
控制方式为抛物线V/f控制
P3900
结束快速调试
详细设计要求:
(1)鼓风机控制系统工作原理:
当外部电源或负载发生异常时,为了防止变频器和异步电动机损坏,变频器具备各种保护功能。
系统在保护电路中提供声光报警装置,在异常情况时,提醒管理人员尽快采取维护措施,使损失减小到最低限度。
在变频器内部系统采用优化参数设计,使变频器在起停过程中能平稳运行。
(2)工作过程:
工频三相交流电压经变频器平滑回路产生平滑的直流电压,经晶闸管逆变器产生可变电压和可变频率的三相交流电压由变频器U、V、W端输出。
操作人员根据炉膛负压大小和炉膛温度变化,通过现场控制或远端操作,调节工频电源输入频率,从而控制电机的转速,以平衡炉膛压力和温度,使锅炉正常工作。
(3)电路具有安全回路。
(4)能熟练运用绘图软件绘制电梯变频器控制主回路图、控制回路图和自动往返工序流程图。
二、指导教师评阅意见
指导教师签字:
三、综合训练项目设计内容(需另加附页)
1、鼓风机的概述
1.1鼓风机的研究背景:
在工业生产、产品加工制造业中,风机设备主要用于锅炉的燃烧系统、其他设备的烘干系统、冷却系统、通风系统等场合,根据生产需要对炉膛压力、风速、风量、温度等指标进行控制和调节以适应工艺要求和运行工况。
而最常用的控制手段则是调节风门、挡板开度的大小来调整受控对象。
这样,不论生产的需求大小,风机都要全速运转,而运行工况的变化则使得能量以风门、挡板的节流损失的形式消耗掉了。
在生产过程中,不仅控制精度受到限制,而且还造成大量的能源浪费和设备损耗。
从而导致生产成本增加,设备使用寿命缩短,设备维护、维修费用高居不下。
为此,需要采用多项措施实现对离心风机的自动控制,以使系统的各种性能达到合理的要求。
近年来,出于节能的迫切需要和对产品质量不断提高的要求,加之采用PLC和变频器易操作、易维护、控制精度高,并可以实现高功能化等特点,采用基于PLC的变频器驱动方案开始逐步取代风门、挡板、阀门的控制方案。
从而大大的降低生产成本,减少能量损耗和对环境的污染,为企业带来可观的经济效益和社会效益。
1.2鼓风机的发展趋势和前景:
国家经济增速下行对鼓风机工业的影响将会逐渐显现,企业运营的成本压力势必会有所增加。
工人工资的提升、人民币汇率上涨、国内通胀、国币政策趋向紧缩都增加了这一问题的严重性。
2010-2015年,中国鼓风机行业盈利能力放缓,利润率下滑;
偿债能力稳定,长期偿债能力增强;
投资收益率平稳;
销售收入增长率起伏很大。
行业经营效益有待进一步提升。
据中国产业调研网发布的中国鼓风机行业现状研究分析及发展趋势预测报(2016年)显示,随着中国经济社会的发展,人们生活水平的提高,人们消费的健康意识越来越强,蒸谷米投资加大,但尚未形成品牌核心竞争力。
鼓风机行业技术和资金壁垒较高,属于资源型、资本密集型和技术密集型的行业。
目前中国蒸谷米行业尚处于初级发展阶段,发展潜力很大。
鼓风机行业分为高端产品应用领域和中低端产品应用领域。
其中,中低端产品设备投入要求低,进入门槛较低。
高端产品具有较高的进入门槛。
且中国鼓风机行业尚未形成品牌核心竞争力,行业处于成长期。
近年来我国鼓风机行业渐成规模,国内市场总量增长迅速,许多有实力的外国厂商开始注意中国市场,以争夺国内市场为核心的行业战争也拉开帷幕。
鼓风机产品替代品较少;
而且鼓风机产品更新换代较快,市场需求较大。
因此整体替代品威胁较少。
目前,鼓风机行业盈利能力有所下滑,吸引力有所下降;
但随着外资企业的进入,国内鼓风机制造企业将面临更大的竞争压力,行业面临较大的威胁。
鼓风机行业的下游行业是冶金、石化、建材等行业。
目前,购买者和生产企业在价格制定上处于相对平衡状态,产品价格主要由市场供求关系而定,因此,行业的下游议价能力较弱。
中国在鼓风机生产方面有较大的局限性:
中小型鼓风机是劳动密集型产品,附加值较低;
大型鼓风机生产以节能、提高产品质量和效率为核心。
这我国国内鼓风机制造商在这两方面需要加强。
近年来,国内的低端鼓风机市场一直存在产能过剩、恶性竞争的情况,而对高端鼓风机的技术掌握又比较薄弱,加上全球经济增长的放缓,鼓风机市场的总体前景显得不甚明朗。
随着科学技术的不断发展,人们对鼓风机使用的要求也愈来愈高,市场对鼓风机容量增大、高效化、高速小型化和低噪音需求增大。
国外公司在质量上注重于提高机械效率及延长使用寿命,向节约资源和节省能量方向发展;
在成本上则加强新材料的研制,降低物耗,并注重整个系统总成本的降低;
在维护上从部件的通用化、维护换件简易化向自动化、无需维修、节省人力方向发展;
在环保方面,注重于谋求安全可靠、向低噪声、低振动等防公害技术方向发展。
《中国鼓风机行业现状研究分析及发展趋势预测报告(2016年)》在多年鼓风机行业研究的基础上,结合中国鼓风机行业市场的发展现状,通过资深研究团队对鼓风机市场资讯进行整理分析,并依托国家权威数据资源和长期市场监测的数据库,对鼓风机行业进行了全面、细致的调研分析。
1.3鼓风机的基本结构:
转子:
由轴、叶轮、轴承、同步齿轮、联轴器、轴套等组成。
叶轮:
选用渐开线型面,容积利用率高。
轴承:
近联轴器端作为定位端选用3000型双列向心球面滚子轴承。
近齿轮端作为自由端选用32000型单列向心短圆柱滚子轴承以适应热臌胀时转子的轴向位移。
同步齿轮:
由齿圈和轮毂组成,便于调整叶轮间隙。
机体:
由机壳和左、右墙板组成。
左、右墙板及安装在左右墙板内的轴承座、密封部等均可互相通用。
底座:
中、小型风机均配有公共底座,大型风机仅配风机底座,便于安装调试。
润滑:
齿轮采用浸入式,轴承采用飞溅润滑。
润滑效果好,安全可靠。
传动方式:
以联轴器直联为主。
若性能规格需要,也可选用三角皮带轮变速的方式。
联轴器选用弹性联轴器,能缓和冲击及补偿少量的轴线偏差。
大流量风机除以电动机作为驱动机外,也可采用汽轮机或其他驱动机。
2、工业锅炉鼓风机变频器调速系统简介
2.1系统组成
工业锅炉鼓风机变频器调速系统主要由变频器、鼓风机、管道和阀门等构成。
通常由鼓风机给锅炉送风,通过变频器调节鼓风机中异步电动机的转速,从而改变鼓风机的风速而实现鼓风机的风速调节。
因此,调速系统变频的实质是异步电动机的变频调速。
异步电动机的变频调速是通过改变定子供电频率来改变同步转速而实现调速的。
图1.1工业锅炉鼓风机变频器调速系统方框图
压力由压力传感器的信号4-20mA送入变频器内部的PID模块,与用户设定的压力值进行比较,并通过变频器内置PID运算将结果转换为频率调节信号,以调整水泵电机的电源频率,从而实现控制水泵转速。
由于变频器内部自带的PID调节器采用了优化算法,所以使风速的调节十分平滑,稳定。
同时,为了保证压力反馈信号值的准确、不失值,可对该信号设置滤波时间常数,同时还可对反馈信号进行换算,使系统的调试更为简单、方便。
西门子系列PLC编程采用STEP7软件,它是西门子PLC的视窗软件支持工具,提供完整的编程环境,可进行离线编程和在线连接和调试,并能实现梯形图与语句表的相互转换。
系统程序包括主程序和起动子程序,主程序包括参与调节程序和电机切换程序;
电机切换程序又包括加电机程序和减电机程序。
起动子程序实际上是清零子程序。
在主程序中,设置两个变频器频率上下限到达滤波时间继电器,用于稳定系统。
2.2工作原理
变频调速控制系统具有两种操作方式:
现场操作和远端操作(操作距离在150m以内)。
由图1可知,工频三相交流电压经变频器平滑回路产生平滑的直流电压,经晶闸管逆变器产生可变电压和可变频率的三相交流电压由变频器U、V、W端输出。
(1)加减速时间
变频调速器内部加速时间和减速时间的设定是变频器内部参数设计的重要指标。
加速时间是指频率从零变到最高频率所需要的时间;
减速时间是指从最高频率到零所需要的时间。
加速时间设定的要点是将加速电流限制在变频器过电流容量以下,即不应使控制电路电流增大,防止回路动作;
减速时间设定要点则是防止平滑回路的电压过大,即不应使控制电路再生电压增大,防止回路动作。
加速、减速时间的计算方法[1]如下:
(1)
(2)
式中tA、tD为给定的加速、减速时间,min;
nmax为最高转速,r/min;
T∧A,min为最小加速转矩,N·
m;
TAD,min为最小减速转矩,N·
m。
(2)电机轴功率
风机类的一个最大特点就是轴功率与转速的立方成正比。
因此,将电机以定速运转,把用挡板阀门调节风量的方法,改为根据所需要的风量调节转速可获得明显的节能效果,如式(3)所示[1]。
P1/P=(n1/n)3 (3)
式中P为电机额定轴功率;
P1为实际轴功率;
n为电机额定转速;
n1为电机实际转速
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- 工业锅炉 鼓风机 变频器 调速 系统