燃油锅炉电气控制系统设计与制作(4)

2019-04-09 17:06

电子科技大学毕业设计(论文)报告用纸 第 16页 共57 页

(3)安全运行 锅炉压力对其至关重要。压力正常与否直接影响整个锅炉的效率。当锅炉压力过低时,应该增大调节阀的开度,使出油量变大;反之,当压力过高时,应减小调节阀的开度,使出油量变小,从而减小压力,以保证锅炉的正常运行。

(4)停炉、熄火保护程序当水位达到危险水位时,要使整个锅炉停机同时要有声光报警信号。 4.1.3锅炉保护装置

燃油锅炉的水位、压力、温度应不超过允许值,这是锅炉安全运行必不可少的条件。用油作燃料的锅炉,在点火、燃烧、熄火等过程中,还必须实行程序控制和熄火保护。以防止发生炉膛爆炸事故。对锅炉的控制和保护是通过对锅炉辅机的控制来实现的。因而,锅炉必须有水位、压力、温度、火焰及辅机等多方面的电气控制保护装置。本课题设计锅炉水位自动控制保护装置。水位控制要求高、低水位声光报警,危险水位整个锅炉停机。并且设计电源欠压及过压保护。 4.2 锅炉主要电气设备的计算及选择

首先选择电动机。经过查阅资料对比,我决定选择Y系列电动机作为燃油锅炉的主要起动电机。Y系列电动机适用于不含易燃、易爆或腐蚀性气体的一般场所和无特殊要求的机械如:金属切削机床、泵、风机、运输机械、搅拌机、农业机械和食品机械等,由于电动机有较好的起动性能,因此也适用于某些对起动转矩有较高要求的机械,如压缩机等。 其功率范围:11-200KW 电动机中心高H160-315。Y系列(IP44)电动机是我国统一设计的系列产品。具有体积小、重量轻、电气性能良好、经济指标先进等优点,而且结构牢固、使用方便,易于维修、是当前中国最先进的异步电动机、为农业及工矿企业广泛采用的电力拖动设备。

表4-1 电机的型号参数:

功(率千型号 电流 功率因转速转/分 效率% 素 中) Y801-4 Y802-4 Y90S-4 Y90L-4 1.5 2.0 2.7 3.7 1390 1390 1400 1400 1420 1420 1440 73 74.5 78 79 81 82.5 84.5 0.76 0.76 0.78 0.79 0.82 0.81 0.82 2.4 2.3 2.3 2.3 2.2 2.2 2.2 6 6 2.3 2.3 380V(A) (r/min) (n) (COS 瓦) (KW) 同步转速1500转/分(4极)50 Hz 0.55 0.75 1.1 1.5 2.2 3 4 6.5 2.3 6.5 2.3 7.0 2.3 7.0 2.3 7.0 2.3 Y100L1-4 5.0 Y100L2-4 6.8 Y112M-4 8.8 电子科技大学毕业设计(论文)报告用纸 第 17页 共57 页

5.5 7.5 11 15 18.5 22 30 37 45 55 75 90 110 132 160 200

Y132S-4 11.6 Y132M-4 15.4 Y160M-4 22.6 Y160L-4 30.3 Y180M-4 35.9 Y180L-4 42.5 Y200L-4 56.8 Y225S-4 69.8 Y225M-4 84.2 Y250M-4 102.5 Y280S-4 139.7 Y280M-4 164.3 Y315S-4 201.9 Y315M-4 139.7 Y315L1-4 289 Y315L2-4 361.3 1440 1440 1460 1460 1470 1470 1470 1480 1480 1480 1480 1480 1480 1480 1480 1480 85.5 85.5 88 88.5 91 91.5 92.2 91.8 92.3 92.6 92.7 93.5 93.5 94 94.5 94.5 0.84 0.84 0.84 0.85 0.86 0.86 0.87 0.87 0.88 0.88 0.88 0.89 0.89 0.89 0.89 0.89 2.2 2.2 2.2 2.2 2.0 2.0 2.0 1.9 1.9 2.0 1.9 1.9 1.8 1.8 1.8 1.8 7.0 2.3 7.0 2.3 7.0 2.3 7.0 2.3 7.0 2.2 7.0 2.2 7.0 2.2 7.0 2.2 7.0 2.2 7.0 2.2 7.0 2.2 7.0 2.2 6.8 2.2 6.8 2.2 6.8 2.2 6.8 2.2 表4-2 JR20系列双金属片式热继电器主要技术数据

产品型号 额定电额定电热元件压/v 流/A 代号 1R 2R JR20-10 10 ?? 14R 15R 1U JR20-63 660 63 2U 3U ?? 1w JR20-160 160 2w 3w 4w 整定电流范围/A 0.1~0.13~0.15 0.15~0.19~0.23 ?? 7~8.6~10 8.6~10`11.6 16~20~24 24~30~36 36~42~48 ?? 33~40~47 47~55~63 63~74~84 84~92~100 CJ20-100.160 基本型 L型 G型 CJ20-40.63 CJ20-10 安装特配用的CJ20征 交流接触器 电子科技大学毕业设计(论文)报告用纸 第 18页 共57 页

表4-3 DZ15系列塑料外壳式断路器主要技术参数如下

型号 DZ15-40/1 DZ15-40/2 DZ15-40/3 DZ15-40/4 DZ15-63/1 DZ15-63/2 DZ15-63/3 DZ15-63/4 DZ15-100/3 DZ15-100/4 100 380 63 380 220 40 380 壳架额定电流/A 额定电压/V 220 极数 1 2 3 4 1 2 3 4 3 4 80.100 10.16.20 25.32.40 50.63 6.10.16.20 25.32.40 脱扣器额定电流/A 4.2.1 电动机的选择

根据本次毕业设计要求,设计一个10t燃油锅炉。通过我上网查阅资料和在图书馆找资料得到的相关信息,参照上表一,我选择三相异步电动机作为锅炉的主要电机,其功率型号为:

引风机电机:型号Y225M-4,额定功率

nNPN=45KW,额定电流

IN=84.2A,额定转速

=1480r/min。

PI主鼓风机电机: 型号 Y180L-4,额定功率N=22KW,额定电流N=42.5A,额定转速nN=1470r/min。

PIn副鼓风机电机:型号Y160M-4,额定功率N=11KW,额定电流N=22.6A,额定转速N=1460

r/min。

PI水泵电机、备用水泵电机:型号Y180M-4,额定功率N=18.5KW,额定电流N=35.9A,

n额定转速N=1470r/min。

PI喷油泵电机:型号Y100L2-4,额定功率N=3KW,额定电流N=6.8A,额定转速nN=1420r/min。

PIn除氧泵电机:型号Y160M-4,额定功率N=11KW,额定电流N=22.6A,额定转速N=1460

r/min。

喷油泵电机:型号Y100L2-4,额定功率nN=1420r/min。

PN=3KW,额定电流

IN=6.8A,额定转速

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4.2.2 热继电器的选择

用热继电器的目的是为了发挥电动机的过载能力,保证电动机的正常启动和运转,当电动机一旦出现长时间过载时能自动切断电路。热继电器在电路中是做三相电动机的过载保护用。

(1)类型选择:

一般情况下,可选用两相结构的热继电器,但当三相电压的均衡性较差,工作环境恶劣或无人看管的电动机,宜选用三相结构的热继电器。对于三角形接线的电动机,应选用带断相保护装置的热继电器。 (2)热继电器额定电流选择:

热继电器的额定电流应大于电动机额定电流。然后根据该额定电流来选择热继电器的型号。

(3)热元件额定电流的选择和整定:

热元件的额定电流应略大于电动机额定电流。当电动机启动电流为其额定电流的6倍及启动时间不超过5S时,热无件的整定电流调节到等于电动机的额定电流;当电动机的启动时间较长、拖动冲击性负载或不允许停车时,热元件整定电流调节到电动机额定电流的1.1-1.15倍。这里选择1.15倍。

I引风机电机: IFR1 = N×1.15A=84.2×1.15A=96.83A

I主鼓风机电机: IFR2 = N×1.15A=42.5×1.15A=48.88A

I副风机电机: IFR3 = N×1.15A=22.6×1.15A=25.99A

I水泵电机: IFR4 = N×1.15A=35.9×1.15A=41.29A

I备用泵电机: IFR5 = N×1.15A=35.9×1.15A=41.29A

I喷油泵电机: IFR6 = N×1.15A=6.8×1.15A=7.82A

4.2.3接触器的选择

(1)选择接触器的类型:

根据电路中负载电流的种类选择。这里的控制系统中是交流负载,直流电动机或直流负载的容量较小,所以选用交流接触器来控制,但触点的额定电流应选得大一些。

(2)选择接触器主触头的额定电压应等于或大于负载的额定电压。

(3)选择接触器主触头的额定电流:被选用接触器主触头的额定电流应不小于负载电路的额定电流。也可根据所控制的电动机最大功率进行选择。

(4)根据控制电路要求确定吸引线圈工作电压和辅助触点容量如果控制线路比较简单,所用接触器的数量较少,则交流接触器线圈的额定电压一般直接选用380V或220V。

综上所述,根据表二我选择的主要电机的热继电器及其接触器如下: 引风机电机: 热继电器:JR20-160 接触器:CJ20-100.160

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主鼓风机电机: 热继电器:JR20-160 接触器:CJ20-100.160 副风机电机: 热继电器:JR20-63 接触器:CJ20-40.63 水泵电机: 热继电器:JR20-63 接触器:CJ20-40.63 备用泵电机: 热继电器:JR20-63 接触器:CJ20-40.63 喷油泵电机: 热继电器:JR20-10 接触器:CJ20-10 主要电路接触器KM0选择CJ20-100.160。 4.2.4 断路器

低压断路器有DZ系列和DW系列等。DZ5系列为小电流系列,其额定电流为10~50A;DZ15系列为大电流系列,其额定电流等级有100A、250A和600A三种。它在电路中可以起短路保护作用。

低压断路器的动作原理如图7—5所示。电磁脱扣器的线圈和热脱扣器的热元件均串连在被保护的三相电路中,欠压脱扣器线圈并联在电路中。按下闭合按钮,搭钩钩住锁链,触头闭合,接通电源。在正常工作时,电磁脱扣器的衔铁不吸合;当电路发生短路时,线圈通过非常大的电流,于是衔铁吸合,顶开搭钩,在弹簧的作用下触头分断,切断了电源.当电动机发生过载时,双金属片受热弯曲,同样可顶开搭钩,切断电源。当电路电压消失或电压下降到某一数值时,欠压脱扣器的吸力消失或减小,在弹簧作用下,顶开搭钩,切断电源。

低压断路器可按以下条件选用:

(1)低压断路器的额定电压和额定电流应不小于电路正常工作电压和电流。 (2)热脱扣器的整定电流应与所控制的电动机的额定电流或负载的额定电流一致。 (3)电磁脱扣器的瞬时脱扣整定电流应大于负载电路正常工作时的峰值电流。

图4-1 低压断路器

a)原理图 b)符号

1—主弹簧 2—主触头三副 3—锁链 4—搭钩 5—电磁脱扣器 6—杠杆 7—双金属片 8—热元件

根据设计要求,我们选择DZ15系列断路器。DZ15系列塑壳断路器适用于交流50Hz、


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