鍋爐房動力設備電氣控制設計解析

2014-04-29 00:44:03李國慶

中國機械 2014年22期

李國慶

摘要：鍋爐產生的蒸汽（含熱水）既可以為公司生產工藝設備提供熱能，同時也可以給人們日常生活供暖，還可以轉化為動能用于供電、或是其他的方面。對于現代社會來說，是非常重要的能源之一，而對于國家來說，它也具有強大的推動作用。對此，本文就研究關于鍋爐房動力設備電氣控制設計的問題。

關鍵詞：鍋爐房;動力設備;電氣控制;設計

在進行鍋爐房動力設備電氣控制設計時，需要對鍋爐房的環境進行有針對性的了解，以及一些可能損壞電氣設備、導線等情況和問題的出現，并通過分析和計算來采取一些相應的措施進行處理。

1.鍋爐房概況

鍋爐在啟動的時候，需要有機組來提供輔助的動力以保證供鍋爐的正常運行。如果鍋爐沒有提供輔助的動力來推動鍋爐的正常運行，機組設備就需要配備單獨的燃油、天然氣、煤氣等設施來為鍋爐提供啟動和正常運行。常見的鍋爐所需燃料有煤、煤氣、天然氣和燃油等，根據其蒸汽量，可分為三種型號的鍋爐：小型鍋爐，中型鍋爐和大型鍋爐。小型鍋爐一般用于采暖和工業生產，其蒸汽量在每小時10噸以下;而中型鍋爐和大型鍋爐多用于發電廠發電和大型的機械加工和制造業，其蒸汽量在每小時10噸以上，而大型鍋爐更是每小時在75噸以上。本文所研究和設計的鍋爐是每小時蒸汽量在15噸左右的中型鍋爐。鍋爐輔助設備的系統主要由以下幾個方面構成：點火系統、燃氣供給系統、燃氣檢測報警系統、水循環系統、水處理系統、補水系統、送風系統等。

2.鍋爐房動力設備電氣控制設計

2.1動力設備電氣控制的配電設計

由于本文所研究和設計的鍋爐的蒸發量在每小時15噸燃氣鍋爐，用于工業生產。因此，需要為該鍋爐配備低壓的配電室進行系統的設計。其配電系統屬于二級負荷，其電源系統采用的是380/220V電壓。將鍋爐的動力設備與電氣照明系統同時連接在母線上，并將鍋爐的輔助設備做放電式配電，根據其設備的功能以及功率大小情況進行配電，其配電柜選用的是MNS低壓配電柜。如下圖所示：是MNS低壓配電柜的鍋爐房的總平面圖。

2.2動力設備電氣控制的導線鋪設

在進行導線鋪設前，需要對導線鋪設的方式和導線進行設計。鍋爐房內的環境大多比較潮濕，而在這種潮濕的環境下進行大電流的鍋爐工作，則必須要考慮到以下的問題，如電壓損失問題、導線穿管問題以及導線的發熱問題等。所以，在選擇導線時，需要注意導線的載流量和熱阻系數等，使其容量必須有所富裕，不致出現問題。對此，普通的導線可以選擇銅芯塑料線進行鋪設。

導線在鋪設時，需要根據鍋爐房內的環境，設備的情況進行鋪設。在進行導線鋪設時，需要根據鍋爐房潮濕的環境而進行導線鋪設的一些防范和注意措施：首先，鋪設導線時，一定需要注意將導線與腐蝕、潮濕、受熱以及有機械振動等的地方錯開，以防止導線受到損壞或是干擾。其次，在導線穿過不同的地方時，需要注意將孔洞運用非燃性的材料進行堵塞，以保證導線的安全。再次，導線應該至于一個安全的環境中，盡量避免像爆炸這種危險的地方，其導線的接線盒也應該采用密閉的形式，防止粉塵的干擾。此外，如果導線的鋪設不能夠避免危險地方，則根據情況可采用加裝防爆裝置或更換導線，采用鋁芯或是銅芯的導線進行鋪設（可以用阻燃或防爆的線，鋁線不妥）。

2.3動力設備電氣控制中變頻器的選擇

目前，有很多的變頻器生產廠商，其質量、編程軟件、性能等都相差很多，在挑選時需要注意。譬如，JP6C-T9/J9系列的低壓通用變頻器，其工作電壓在380V到690V之間，其工作功率在0.75KW到800KW之間，其工作頻率為400Hz以內。而JSC系列的高壓變頻器的工作電壓則分別是3KV、6KV和10KV，其工作功率在280KW到200000KW之間。此外，應盡量選擇國內的變頻器生產廠商，如英威騰、匯川、森蘭等。因為如果選用國外的產品，則不能夠保證產品的售后服務，而如果選擇國內的廠商在維護和售后上均能夠得到保障。

2.4.動力設備電氣控制中熱繼電器的選擇

在鍋爐輔助設備的運行過程中，如果出現過載的問題，就可能會導致電機組的運行速度下降，而機組的繞組電流就會變大，最終導致電機組的繞組溫度變高。如果長時間使電機組處于這樣一個環境當中，則會使電機組的繞組出現老化，從而影響其使用壽命。對此，則需要選擇一個合適熱繼電器，來保證為電機組提供穩定、持續和長期的電流。此外，也需要增強電機組的絕緣性，如果電機組的絕緣性高，則電機組所能夠承受的過載能力就會越高，其電機組的安全性和使用壽命也越高。

2.5動力設備電氣控制中照明設計

該電氣控制設計為配電室和電機控制室配備了3001x照度值的燈具，其燈具帶有蓄電池，可以在停電或是發生故障時，保證3個小時以上的照明時間，這是為了保證鍋爐能夠正常的進行。此外，照明設計還需要注意燈具的防水、防震以及防灰塵等問題，可采用高顯色的鈉燈。

3.鍋爐房動力設備電氣控制設計中的電氣計算

3.1負荷計算

3.1.1電氣設備負荷計算

由于電氣控制設計中所涉及的電氣計算很多，因此本文只選取鍋爐的鼓風機設備進行電氣設備的負荷計算。

在電氣設備啟動時，鍋爐的鼓風機設備的工作電壓U均采用380V的電壓，其設備的功率P是60kW。根據對鼓風機設備工作運行情況進行檢測，可知其工作系數K是0.8，其功率因數COS是0.81。由此就可以求出鍋爐鼓風機設備的有功功率和電流。

可求出鍋爐鼓風機設備的有功功率是：

可求出鍋爐鼓風機設備的電流是：

3.1.2配電導線負荷計算

已知配電導線的同期系數分別為=0.9，=0.95，前期配電房的設計總負荷為600KW。電氣設備的有功功率的總數是=398.8Kw，其電氣設備的無功功率的總數是=388.3kW。因此，就可以求出配電導線的有功功率、無功功率、視在功率以及電流等。

可求出配電導線的有功功率是：=358.92kW

可求出配電導線的無功功率是：=368.88kvar

可求出配電導線的視在功率是：=514.7kVA

可求出配電導線的電流是：=782.21A

3.1.3照明計算

由于電氣控制設計中所涉及的電氣計算很多，因此本文選取鍋爐房控制室、鍋爐本體室、水處理室、化驗室及風機室的照明來進行計算。已知電機控制室的面積S是33.95平方米，而控制室內的照度值E是3001x。應急燈的功率P是236W，燈具的維護系數K、利用系數U以及光通量分別為0.75，0.52，6500。因此，可以求出鍋爐房控制室的燈具數目和實際的照度值;