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1、安徽工业大学 毕业设计（论文）说明书第 I 页 共页摘要本论文分析了锅炉空预器的漏风原因，介绍了基于 PLC 的回转式空气预热器间隙控制系统的组成和工作原理，以及可编程控制器 PLC 的结构特点和软件设计，并利用 PLC 和相关自动化控制设备实现对空气预热器的间隙自动控制。同时选用 MCGS 工控组态软件为本课题的工控组态软件，来实现现场画面的监控、数据显示、数据报表，同时可以进行故障处理和报警功能，对整个系统实现监测。本文中的锅炉空气预热器间隙控制系统就是通过测量调节来控制上部扇形板与转子上部径向密封板之间的间隙，在任何运行工况下，能保持该部的最小间隙，有效地降低预热器的漏风量，为机组的安全
2、满负荷运行提供了有力保证，达到节能降耗、提高燃煤锅炉效率的目的。关键词：空气预热器、间隙控制、可编程控制器 PLC、传感器、MCGS安徽工业大学 毕业设计（论文）说明书第 II 页 共页AbstractThis paper analyzes the boiler air preheater leakage causes introduces PLC-based rotary air preheater clearance control system composition and working principle and structure characteristics of PLC p
3、rogrammable controller and software design, and the use of PLC and related automation control equipment to achieve the air preheater gap automatic control. MCGS Control software also selected as the subject control configuration software, to achieve on-site screen monitoring, data display, data repo
4、rts, and can carry out troubleshooting and alarm function, the whole system implementation monitored.This boiler air preheater in the clearance control system is controlled by measuring the upper adjusting to the upper sector plate and the rotor radial clearance between the sealing plate in any oper
5、ating conditions, to maintain the minimum gap portion effectively reduce preheater leakage quantity for the safety of the unit running at full capacity to provide a strong guarantee, to saving energy, improving the efficiency of coal-fired boilers purpose.Key Words: Air preheater, gap control, progr
6、ammable logic controller PLC, sensors, MCGS.安徽工业大学 毕业设计（论文）说明书第 III 页 共页目录摘要 .IAbstract.II第一章 绪论 .11.1 引言 .11.2 论文的主要工作 .2第二章 锅炉空预器间隙控制系统的工艺分析 .32.1 概述 .32.2 空预器间隙控制系统的工作原理 .32.3 空预器间隙控制系统的结构组成 .42.3.1 高温间隙传感器 .42.3.2 扇形板提升机构 .42.3.3 转子停转检测开关 .52.3.4 控制柜 .62.4 空预器间隙控制系统的漏风分析 .6第三章 锅炉空预器间隙控制系统的设计 .93
7、.1 回转式空预器密封间隙控制的重点 .93.2 空预器间隙控制系统的通讯设备 .103.2.1 PROFIBUS 简介 .113.2.2 PROFIBUS 协议族 .113.3 可编程序控制器(PLC)的介绍 .133.3.1 PLC 简述 .133.3.2 可编程序控制器的主要性能指标 .143.3.3 S7-300 系列 PLC 的硬件结构及指令系统 .16第四章 锅炉空预器间隙控制系统的硬件设计 .184.1 空预器间隙控制系统的硬件系统 .184.1.1 空预器间隙控制系统的整体硬件构架 .184.1.2 空预器间隙控制系统 PLC 的 I/0 口分配表 .194.2 空预器间隙控制
8、系统间隙测量装置的研究 .204.2.1 电涡流传感器的工作原理 .204.2.2 测量探头的安装形式 .22安徽工业大学 毕业设计（论文）说明书第 IV 页 共页4.2.2 信号变换器 .234.2.3 间隙传感器专用电源 .244.2.4 间隙指示表 .24第五章 锅炉空预器间隙控制系统的软件设计 .255.1 空预器间隙控制系统的控制要求 .255.2 MCGS 的组态软件 .255.2.1 MCGS 组态软件的介绍 .255.2.2 MCGS 组态软件的功能 .265.2.3 MCGS 的构成 .265.3 空预器间隙控制系统的程序设计 .285.3.1 SIMATIC STEP7 的
9、介绍 .285.3.2 空预器间隙控制系统的软件系统结构 .305.3.3 空预器的间隙调节流程图及 PLC 程序编写 .32结论 .34致谢 .35参考文献 .36附录 .37安徽工业大学 毕业设计（论文）说明书第 V 页 共页安徽工业大学 毕业设计（论文）说明书第 1 页 共 46 页第一章 绪论1.1 引言我国的电力能源消费构成中，燃煤机组的发电量占 80%以上。由于我国常规能源结构中以煤炭为主，在相当长的时期内，这种状况将难以改变，因此研究提高燃煤电站循环热效率的技术，对于降低发电煤耗，减少环境污染，具有重要的社会效益和实用价值。锅炉是火力发电厂三大主力机组之一，它的能量转换效率对整个
10、电厂的效率具有重要影响。锅炉运行时需要消耗大量的燃料,其排烟热损失是锅炉热损失中最大的一项。降低排烟热损失是提高锅炉效率的有效途径,空气预热器(以下简称空预器) 是目前600 ,300 ,200MW 电站锅炉中广泛使用的一种节能设备。它的主要功能是利用锅炉燃烧排放的废烟气来预热即将进入锅炉燃烧的空气 1。空预器由转动的筒形转子和固定的外壳组成。 装有传热元件的转子可重达几百吨,直径可近 20 米。 高温烟气自上而下流经转子的一侧,加热传热元件,当已加热的传热元件转到另一侧时,空气自下而上流经传热元件把热量带走, 从而达到预热空气的目的。 由于空预器是承受冷热交替变化的一个大型回转体,低温的支座和高温侧金属膨胀的同时存在,转子内存在的温度梯度使其发生蘑菇状变形,烟气侧和空气侧之间的密封间隙变大,增加了空气的泄漏量(图 1.1) 。图 1.1 空预器转子“蘑菇状”变形安徽工业大学 毕业
