制药厂锅炉给水系统的恒压供水改造

周龙锋

(广州白云山潘高寿药业股份有限公司,广东广州 511490)

制药厂锅炉给水系统的恒压供水改造

周龙锋

(广州白云山潘高寿药业股份有限公司,广东广州 511490)

本文介绍了制药厂锅炉给水系统采用西门子S7-200 PLC和丹佛斯VLT2800变频器改造方案及其原理。通过PLC和变频改造,锅炉给水系统运行稳定,提高了经济效益。

锅炉 给水泵 PLC 变频器

1 提出问题

制药厂现有锅炉2台,每台产汽能力为10吨/小时,额定蒸汽压力为1.6MPa,温度为203℃,根据生产和设计要求,正常使用一台备用一台。每台锅炉采用独立的给水系统,与之配套有两台给水泵,正常使用一台备用一台。采用炉膛上电接点的状态来感知锅炉的水位高低,控制水泵起停,通过水管道中调节阀实行流量调节。

在锅炉给水系统中,锅炉水位是影响锅炉安全运行的重要参数。传统的锅炉水位控制系统用炉膛上电接点的状态来感知锅炉的水位高低,控制进水泵起停,通过水管调节阀实行流量调节。造成水泵频繁起动,易损坏水泵和电动机。为了解决这一问题,用变频连续供水方式减少水泵的起动,降低管道的压力冲击。本文介绍制药厂锅炉给水系统恒压供水改造,通过采集锅炉水位信号,与设定锅炉水位比较,采用了PLC、变频器控制水泵转速以控制锅炉给水量。

2 给水系统改造

2.1 给水系统主电路

锅炉给水系统采用两台11KW的电动机拖动水泵,一台为备用,两台电动机根据生产需要,在工频和变频之间切换。

2.2 变频器的选用

变频器是给水系统执行硬件,水泵的功率为11kW,根据功率选用丹佛斯变频器型号为VLT2880,具体型号为VLT2880-PT4-B20-ST-R0-DB-F00A。

2.3 PLC的选用

PLC是变频恒压供水控制系统的核心,它要完成对系统中输入号采集、输出元件的控制,根据系统实际所需端子数目,选用西门子S7-200PLC,主模块为CPU224,其开关量输出为10点,开关量输入为14点。（见表1）

3 PLC程序设计

PLC程序主要由系统初始化程序、给水系统处理程序和报警程序等构成。

3.1 系统初始化程序

在系统开始工作的时候,先对系统的各个部分的当前工作状态进行检测,如出错则报警,接着对变频器变频运行的上下限频率等参数进行初始化处理,设置初始值。

PLC输入输出点统计表1

3.2 给水系统处理程序程序

按照锅炉操作规程,每次开炉点火前必须把供水系统切换到手动位置。检测管道水压是否正常,正常则上水到锅炉炉膛水位指示的中间或以上位置。锅炉点火燃烧后,当蒸汽压力达到正常供汽时,方可选择供水自动,供水系统通过PLC判断炉膛水位,若在上下限范围内则接通变频器进入变频供水状态,并不断检测锅炉炉膛水位。当水位到达上限时,变频器停机;低于水位上限时,变频器重新启动。

可以选择几种工作方式:

(1)水泵手动运行方式:通过控制柜面板上启动和停止按钮启停水泵运行。

(2)水泵自动运行方式:根据高低两点水位自动地启停水泵运行。

(3)水泵变频运行方式:水位上升时水泵会自动降低转速,当水位下降时水泵会自动提高转速。

在正常情况下,一般采用全自动运行方式,即水泵变频运行方式。若切换到手动方式,必须由PLC进行联锁控制,以保证供水正常,锅炉安全运行。

3.3 报警及故障处理程序

本系统中包括极低水位报警停炉(停炉水位恢复后不会自行启动,须重新启动);低水位报警停炉(停炉水位恢复后会自行启动);高水位报警(水位上升到设定值后会自行停止水泵);变频器故障报警、水泵故障报警等指示。当故障信号产生时,相应的指示灯会出现闪烁的现象。

4 结语

恒压供水系统经调试运行后稳定可靠,能节约能源,减轻电动机频繁起动对电网的冲击,降低设备维修费用,提高整个系统的运行效率。

[1]朱传标.工业锅炉技术基础[M].上海:上海远东出版社.

[2]常辉.西门子S7-200PLC入门与应用实例[M].北京:中国电力出版社.

[3]丹佛斯VLT2800编程手册.