锅炉房动力设备电气控制设计解析

李国庆

摘要：锅炉产生的蒸汽（含热水）既可以为公司生产工艺设备提供热能，同时也可以给人们日常生活供暖，还可以转化为动能用于供电、或是其他的方面。对于现代社会来说，是非常重要的能源之一，而对于国家来说，它也具有强大的推动作用。对此，本文就研究关于锅炉房动力设备电气控制设计的问题。

关键词：锅炉房;动力设备;电气控制;设计

在进行锅炉房动力设备电气控制设计时，需要对锅炉房的环境进行有针对性的了解，以及一些可能损坏电气设备、导线等情况和问题的出现，并通过分析和计算来采取一些相应的措施进行处理。

1.锅炉房概况

锅炉在启动的时候，需要有机组来提供辅助的动力以保证供锅炉的正常运行。如果锅炉没有提供辅助的动力来推动锅炉的正常运行，机组设备就需要配备单独的燃油、天然气、煤气等设施来为锅炉提供启动和正常运行。常见的锅炉所需燃料有煤、煤气、天然气和燃油等，根据其蒸汽量，可分为三种型号的锅炉：小型锅炉，中型锅炉和大型锅炉。小型锅炉一般用于采暖和工业生产，其蒸汽量在每小时10吨以下;而中型锅炉和大型锅炉多用于发电厂发电和大型的机械加工和制造业，其蒸汽量在每小时10吨以上，而大型锅炉更是每小时在75吨以上。本文所研究和设计的锅炉是每小时蒸汽量在15吨左右的中型锅炉。锅炉辅助设备的系统主要由以下几个方面构成：点火系统、燃气供给系统、燃气检测报警系统、水循环系统、水处理系统、补水系统、送风系统等。

2.锅炉房动力设备电气控制设计

2.1动力设备电气控制的配电设计

由于本文所研究和设计的锅炉的蒸发量在每小时15吨燃气锅炉，用于工业生产。因此，需要为该锅炉配备低压的配电室进行系统的设计。其配电系统属于二级负荷，其电源系统采用的是380/220V电压。将锅炉的动力设备与电气照明系统同时连接在母线上，并将锅炉的辅助设备做放电式配电，根据其设备的功能以及功率大小情况进行配电，其配电柜选用的是MNS低压配电柜。如下图所示：是MNS低压配电柜的锅炉房的总平面图。

2.2动力设备电气控制的导线铺设

在进行导线铺设前，需要对导线铺设的方式和导线进行设计。锅炉房内的环境大多比较潮湿，而在这种潮湿的环境下进行大电流的锅炉工作，则必须要考虑到以下的问题，如电压损失问题、导线穿管问题以及导线的发热问题等。所以，在选择导线时，需要注意导线的载流量和热阻系数等，使其容量必须有所富裕，不致出现问题。对此，普通的导线可以选择铜芯塑料线进行铺设。

导线在铺设时，需要根据锅炉房内的环境，设备的情况进行铺设。在进行导线铺设时，需要根据锅炉房潮湿的环境而进行导线铺设的一些防范和注意措施：首先，铺设导线时，一定需要注意将导线与腐蚀、潮湿、受热以及有机械振动等的地方错开，以防止导线受到损坏或是干扰。其次，在导线穿过不同的地方时，需要注意将孔洞运用非燃性的材料进行堵塞，以保证导线的安全。再次，导线应该至于一个安全的环境中，尽量避免像爆炸这种危险的地方，其导线的接线盒也应该采用密闭的形式，防止粉尘的干扰。此外，如果导线的铺设不能够避免危险地方，则根据情况可采用加装防爆装置或更换导线，采用铝芯或是铜芯的导线进行铺设（可以用阻燃或防爆的线，铝线不妥）。

2.3动力设备电气控制中变频器的选择

目前，有很多的变频器生产厂商，其质量、编程软件、性能等都相差很多，在挑选时需要注意。譬如，JP6C-T9/J9系列的低压通用变频器，其工作电压在380V到690V之间，其工作功率在0.75KW到800KW之间，其工作频率为400Hz以内。而JSC系列的高压变频器的工作电压则分别是3KV、6KV和10KV，其工作功率在280KW到200000KW之间。此外，应尽量选择国内的变频器生产厂商，如英威腾、汇川、森兰等。因为如果选用国外的产品，则不能够保证产品的售后服务，而如果选择国内的厂商在维护和售后上均能够得到保障。

2.4.动力设备电气控制中热继电器的选择

在锅炉辅助设备的运行过程中，如果出现过载的问题，就可能会导致电机组的运行速度下降，而机组的绕组电流就会变大，最终导致电机组的绕组温度变高。如果长时间使电机组处于这样一个环境当中，则会使电机组的绕组出现老化，从而影响其使用寿命。对此，则需要选择一个合适热继电器，来保证为电机组提供稳定、持续和长期的电流。此外，也需要增强电机组的绝缘性，如果电机组的绝缘性高，则电机组所能够承受的过载能力就会越高，其电机组的安全性和使用寿命也越高。

2.5动力设备电气控制中照明设计

该电气控制设计为配电室和电机控制室配备了3001x照度值的灯具，其灯具带有蓄电池，可以在停电或是发生故障时，保证3个小时以上的照明时间，这是为了保证锅炉能够正常的进行。此外，照明设计还需要注意灯具的防水、防震以及防灰尘等问题，可采用高显色的钠灯。

3.锅炉房动力设备电气控制设计中的电气计算

3.1负荷计算

3.1.1电气设备负荷计算

由于电气控制设计中所涉及的电气计算很多，因此本文只选取锅炉的鼓风机设备进行电气设备的负荷计算。

在电气设备启动时，锅炉的鼓风机设备的工作电压U均采用380V的电压，其设备的功率P是60kW。根据对鼓风机设备工作运行情况进行检测，可知其工作系数K是0.8，其功率因数COS是0.81。由此就可以求出锅炉鼓风机设备的有功功率和电流。

可求出锅炉鼓风机设备的有功功率是：

可求出锅炉鼓风机设备的电流是：

3.1.2配电导线负荷计算

已知配电导线的同期系数分别为=0.9，=0.95，前期配电房的设计总负荷为600KW。电气设备的有功功率的总数是=398.8Kw，其电气设备的无功功率的总数是=388.3kW。因此，就可以求出配电导线的有功功率、无功功率、视在功率以及电流等。

可求出配电导线的有功功率是：=358.92kW

可求出配电导线的无功功率是：=368.88kvar

可求出配电导线的视在功率是：=514.7kVA

可求出配电导线的电流是：=782.21A

3.1.3照明计算

由于电气控制设计中所涉及的电气计算很多，因此本文选取锅炉房控制室、锅炉本体室、水处理室、化验室及风机室的照明来进行计算。已知电机控制室的面积S是33.95平方米，而控制室内的照度值E是3001x。应急灯的功率P是236W，灯具的维护系数K、利用系数U以及光通量分别为0.75，0.52，6500。因此，可以求出锅炉房控制室的灯具数目和实际的照度值;

可以求出电机控制室的数目是：N=ES/UK=4.02（4组）

可以求出电机控制室的实际照度值是：E=UKN/S=298.71x

3.1.4防雷计算

已知，该锅炉房所在地平均受到的雷击的平均密度为30.6次/（），启动锅炉房后，雷击次数的等效面积S是0.0179平方千米。因为锅炉房的环境是潮湿环境，因此可以界定锅炉房的校正系数K是1.5。

由此可以预测出该锅炉房的雷击次数：N=KS=0.055，0.055<0.6，由此可以知道，该锅炉房的雷击次数还不到三级防雷的最低要求，可以不做防雷措施。

4.结束语

综上所述可以知道，电气控制设计对锅炉房具有非常重要的作用，它影响着锅炉的有效运行和安全使用。无论是在供暖还是供电上，锅炉都发挥着重要的作用，而保证锅炉正常工作的核心就是电气控制的设计。合理科学的电气控制设计对于锅炉房的有效工作具有重要的意义，需要得到广泛的关注。

参考文献：

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