李國慶

摘要：鍋爐產(chǎn)生的蒸汽（含熱水）既可以為公司生產(chǎn)工藝設(shè)備提供熱能，同時(shí)也可以給人們?nèi)粘Ｉ罟┡?，還可以轉(zhuǎn)化為動(dòng)能用于供電、或是其他的方面。對于現(xiàn)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(qiáng)大的推動(dòng)作用。對此，本文就研究關(guān)于鍋爐房動(dòng)力設(shè)備電氣控制設(shè)計(jì)的問題。

關(guān)鍵詞：鍋爐房;動(dòng)力設(shè)備;電氣控制;設(shè)計(jì)

在進(jìn)行鍋爐房動(dòng)力設(shè)備電氣控制設(shè)計(jì)時(shí)，需要對鍋爐房的環(huán)境進(jìn)行有針對性的了解，以及一些可能損壞電氣設(shè)備、導(dǎo)線等情況和問題的出現(xiàn)，并通過分析和計(jì)算來采取一些相應(yīng)的措施進(jìn)行處理。

1.鍋爐房概況

鍋爐在啟動(dòng)的時(shí)候，需要有機(jī)組來提供輔助的動(dòng)力以保證供鍋爐的正常運(yùn)行。如果鍋爐沒有提供輔助的動(dòng)力來推動(dòng)鍋爐的正常運(yùn)行，機(jī)組設(shè)備就需要配備單獨(dú)的燃油、天然氣、煤氣等設(shè)施來為鍋爐提供啟動(dòng)和正常運(yùn)行。常見的鍋爐所需燃料有煤、煤氣、天然氣和燃油等，根據(jù)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(yè)生產(chǎn)，其蒸汽量在每小時(shí)10噸以下;而中型鍋爐和大型鍋爐多用于發(fā)電廠發(fā)電和大型的機(jī)械加工和制造業(yè)，其蒸汽量在每小時(shí)10噸以上，而大型鍋爐更是每小時(shí)在75噸以上。本文所研究和設(shè)計(jì)的鍋爐是每小時(shí)蒸汽量在15噸左右的中型鍋爐。鍋爐輔助設(shè)備的系統(tǒng)主要由以下幾個(gè)方面構(gòu)成：點(diǎn)火系統(tǒng)、燃?xì)夤┙o系統(tǒng)、燃?xì)鈾z測報(bào)警系統(tǒng)、水循環(huán)系統(tǒng)、水處理系統(tǒng)、補(bǔ)水系統(tǒng)、送風(fēng)系統(tǒng)等。

2.鍋爐房動(dòng)力設(shè)備電氣控制設(shè)計(jì)

2.1動(dòng)力設(shè)備電氣控制的配電設(shè)計(jì)

由于本文所研究和設(shè)計(jì)的鍋爐的蒸發(fā)量在每小時(shí)15噸燃?xì)忮仩t，用于工業(yè)生產(chǎn)。因此，需要為該鍋爐配備低壓的配電室進(jìn)行系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。其配電系統(tǒng)屬于二級負(fù)荷，其電源系統(tǒng)采用的是380/220V電壓。將鍋爐的動(dòng)力設(shè)備與電氣照明系統(tǒng)同時(shí)連接在母線上，并將鍋爐的輔助設(shè)備做放電式配電，根據(jù)其設(shè)備的功能以及功率大小情況進(jìn)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(dòng)力設(shè)備電氣控制的導(dǎo)線鋪設(shè)

在進(jìn)行導(dǎo)線鋪設(shè)前，需要對導(dǎo)線鋪設(shè)的方式和導(dǎo)線進(jìn)行設(shè)計(jì)。鍋爐房內(nèi)的環(huán)境大多比較潮濕，而在這種潮濕的環(huán)境下進(jìn)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(dǎo)線穿管問題以及導(dǎo)線的發(fā)熱問題等。所以，在選擇導(dǎo)線時(shí)，需要注意導(dǎo)線的載流量和熱阻系數(shù)等，使其容量必須有所富裕，不致出現(xiàn)問題。對此，普通的導(dǎo)線可以選擇銅芯塑料線進(jìn)行鋪設(shè)。

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

2.3動(dòng)力設(shè)備電氣控制中變頻器的選擇

目前，有很多的變頻器生產(chǎn)廠商，其質(zhì)量、編程軟件、性能等都相差很多，在挑選時(shí)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(nèi)。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(yīng)盡量選擇國內(nèi)的變頻器生產(chǎn)廠商，如英威騰、匯川、森蘭等。因?yàn)槿绻x用國外的產(chǎn)品，則不能夠保證產(chǎn)品的售后服務(wù)，而如果選擇國內(nèi)的廠商在維護(hù)和售后上均能夠得到保障。

2.4.動(dòng)力設(shè)備電氣控制中熱繼電器的選擇

在鍋爐輔助設(shè)備的運(yùn)行過程中，如果出現(xiàn)過載的問題，就可能會導(dǎo)致電機(jī)組的運(yùn)行速度下降，而機(jī)組的繞組電流就會變大，最終導(dǎo)致電機(jī)組的繞組溫度變高。如果長時(shí)間使電機(jī)組處于這樣一個(gè)環(huán)境當(dāng)中，則會使電機(jī)組的繞組出現(xiàn)老化，從而影響其使用壽命。對此，則需要選擇一個(gè)合適熱繼電器，來保證為電機(jī)組提供穩(wěn)定、持續(xù)和長期的電流。此外，也需要增強(qiáng)電機(jī)組的絕緣性，如果電機(jī)組的絕緣性高，則電機(jī)組所能夠承受的過載能力就會越高，其電機(jī)組的安全性和使用壽命也越高。

2.5動(dòng)力設(shè)備電氣控制中照明設(shè)計(jì)

該電氣控制設(shè)計(jì)為配電室和電機(jī)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(fā)生故障時(shí)，保證3個(gè)小時(shí)以上的照明時(shí)間，這是為了保證鍋爐能夠正常的進(jìn)行。此外，照明設(shè)計(jì)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(dòng)力設(shè)備電氣控制設(shè)計(jì)中的電氣計(jì)算

3.1負(fù)荷計(jì)算

3.1.1電氣設(shè)備負(fù)荷計(jì)算

由于電氣控制設(shè)計(jì)中所涉及的電氣計(jì)算很多，因此本文只選取鍋爐的鼓風(fēng)機(jī)設(shè)備進(jìn)行電氣設(shè)備的負(fù)荷計(jì)算。

在電氣設(shè)備啟動(dòng)時(shí)，鍋爐的鼓風(fēng)機(jī)設(shè)備的工作電壓U均采用380V的電壓，其設(shè)備的功率P是60kW。根據(jù)對鼓風(fēng)機(jī)設(shè)備工作運(yùn)行情況進(jìn)行檢測，可知其工作系數(shù)K是0.8，其功率因數(shù)COS是0.81。由此就可以求出鍋爐鼓風(fēng)機(jī)設(shè)備的有功功率和電流。

可求出鍋爐鼓風(fēng)機(jī)設(shè)備的有功功率是：

可求出鍋爐鼓風(fēng)機(jī)設(shè)備的電流是：

3.1.2配電導(dǎo)線負(fù)荷計(jì)算

已知配電導(dǎo)線的同期系數(shù)分別為=0.9，=0.95，前期配電房的設(shè)計(jì)總負(fù)荷為600KW。電氣設(shè)備的有功功率的總數(shù)是=398.8Kw，其電氣設(shè)備的無功功率的總數(shù)是=388.3kW。因此，就可以求出配電導(dǎo)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(dǎo)線的有功功率是：=358.92kW

可求出配電導(dǎo)線的無功功率是：=368.88kvar

可求出配電導(dǎo)線的視在功率是：=514.7kVA

可求出配電導(dǎo)線的電流是：=782.21A

3.1.3照明計(jì)算

由于電氣控制設(shè)計(jì)中所涉及的電氣計(jì)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(yàn)室及風(fēng)機(jī)室的照明來進(jìn)行計(jì)算。已知電機(jī)控制室的面積S是33.95平方米，而控制室內(nèi)的照度值E是3001x。應(yīng)急燈的功率P是236W，燈具的維護(hù)系數(shù)K、利用系數(shù)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(shù)目和實(shí)際的照度值;

可以求出電機(jī)控制室的數(shù)目是：N=ES/UK=4.02（4組）

可以求出電機(jī)控制室的實(shí)際照度值是：E=UKN/S=298.71x

3.1.4防雷計(jì)算

已知，該鍋爐房所在地平均受到的雷擊的平均密度為30.6次/（），啟動(dòng)鍋爐房后，雷擊次數(shù)的等效面積S是0.0179平方千米。因?yàn)殄仩t房的環(huán)境是潮濕環(huán)境，因此可以界定鍋爐房的校正系數(shù)K是1.5。

由此可以預(yù)測出該鍋爐房的雷擊次數(shù)：N=KS=0.055，0.055<0.6，由此可以知道，該鍋爐房的雷擊次數(shù)還不到三級防雷的最低要求，可以不做防雷措施。

4.結(jié)束語

綜上所述可以知道，電氣控制設(shè)計(jì)對鍋爐房具有非常重要的作用，它影響著鍋爐的有效運(yùn)行和安全使用。無論是在供暖還是供電上，鍋爐都發(fā)揮著重要的作用，而保證鍋爐正常工作的核心就是電氣控制的設(shè)計(jì)。合理科學(xué)的電氣控制設(shè)計(jì)對于鍋爐房的有效工作具有重要的意義，需要得到廣泛的關(guān)注。

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