目录
1选题背景 (2)
1.1引言 (2)
1.2设计目的及要求 (2)
2方案论证 (3)
2.1方案一 (3)
2.2方案二 (4)
3过程论述 (5)
3.1总体设计 (5)
3.2详细设计 (6)
3.2.1信号的测量部分 (6)
3.2.2单冲量控制方式 (10)
3.2.3串级三冲量控制方式 (11)
3.3信号监测 (12)
3.3.1给水旁路调节阀控制强制切到手动 (12)
3.3.2电动给水泵强制切到手动 (13)
3.3.3汽动给水泵强制切到手动 (13)
3.4工作方式 (13)
3.5切换与跟踪 (13)
3.5.1切换 (13)
3.5.2跟踪 (14)
3.6控制器选型 (14)
4结论 (14)
5课程设计心得体会 (15)
6参考文献 (15)
1选题背景：
1.1引言
火电厂在我国电力工业中占有主要地位，大型火力发电机组具有效率高，投资省，自动化水平高等优点，在国内外发展很快，如今随着科技的进步，大型火力发电厂地位显得尤为重要。但由于其内部设备组成很多，工艺流程的复杂，管道纵横交错，有上千个参数需要监视、操作和控制，这就需要有先进的自动化设备和控制系统使之正常运行，并且电能生产要求高度的安全可靠和经济性。大型发电单元机组是一个以锅炉，高压和中、低压汽轮机和发电机为主体的整体。锅炉作为电厂中的一个重要设备，起着重要的作用，根据生产流程又可以分为燃烧系统和汽水系统。其中，汽包锅炉给水及水位的调节已经完全采用自动的方式加以控制。给水全程控制系统是一个能在锅炉启动、停炉、低负荷以及在机组发生某些重大事故等各种不同的工况下，都能实现给水自动控制的系统而且从一种控制状态到另一种控制状态的判断、转换、故障检测也常常靠系统本身自动完成。
1.2设计目的及要求
本次课程设计的要求是根据大型火电机组的生产实际设计出功能较为全面的300 MW火电机组全程给水控制系统，该控制系统的设计任务是使给水量与锅炉的蒸发量相适应，维持汽包水位在规定的范围内。
设计要求：
(1)设计功能基本全面的全程给水控制系统，要求图纸采用SAMA标准图例，系统布局规范。
(2)参考输入参数：汽包水位、汽包压力、给水流量、给水温度、汽机第一级压力、主汽温度、过热减温水流量等信号。
(3)参考输出参数： A、B汽动泵转速、电动给水泵转速、给水旁路调节阀开度。
(4)信号准确性：考虑汽包水位、给水流量和蒸汽流量等信号的修正。
(5)信号监测与报警：重要信号需要监测与报警，同时注意信号的可靠性，
考虑冗余。
(6)工作方式：给水旁路阀单冲量控制、电动泵单级单冲量控制、电动泵串级三冲量控制、汽动泵串级三冲量控制。
(7)切换与跟踪：电动泵运行时大小给水阀门、电动泵、汽动泵之间；单、三冲量；单、串级之间的切换。
跟踪原则：
(1)电动泵单级单冲量工作时，电动泵三冲量副调跟踪单冲量调节器输出；
(2)电动泵三冲量工作时，单冲量调节器跟踪阀位信号（电动泵手动）；
(3)电动泵手动时，单冲量调节器跟踪副调输出（电动泵自动）；
(4)汽动泵手动工作时，三冲量主调跟踪给水流量信号，副调跟踪阀位信号。
(5)注意泵的安全经济工作区。
(6)控制部分：控制方案考虑采用单回路、串级、前馈等控制，控制器的控
制规律（PI、PID、PD、P）选择准确，调节器可共用。
(7)逻辑关系准确全面。
2方案论证
2.1方案一
给系统设计如图1。在这个方案中，低负荷时采用但冲量系统（PI1）高负荷时采用三冲量系统（PI2），而且都是通过改变调速泵转速来实现给水的调节。为了保证给水泵工作在安全工作区内，设计了一个给水泵出口压力调节系统（PI3），通过改变阀门开度来改变泵的出口压力。高压加热器出口分别取给水压力信号送入小值选择器。当机组正常运行时，高压加热器出口的给水压力总是低于泵的出口压力。这时，应选高压加热器出口给水压力作为压力测量值，使泵的实际工作点在泵下限特性曲线偏左一些，确保泵工作在安全工作区内。当机组热态启动时，高压加热器出口的给水压力高于泵的出口压力，小组选件输出为泵出口压力，保证泵出口给水压力升压过程中，两个调节阀门均处于关闭状态，直到泵出口压力大于高压加热器出口给水压力时才按高压加热器出口的给水压力进行调节，控制
两个阀门开度。
图1 方案一系统示意图
这个方案结构合理，经济性好，切换较简单，安全可靠性也较好，不足之处是压力调节系统和水位调节系统互相影响，同时两个系统切换动作频繁，使调节阀磨损较快。
2.2方案二
如图2所示。这是一个一段调节的方案，在低负荷时采用PI1单冲量系统，GH1值经大值选择器来控制调速泵，是泵维持在允许的最低转速。此时给水量是通过改变调节阀开度来调节的。高负荷时，阀门开到最大，为了减小阻力，把并联的调节阀也开到最大，三冲量调节器PI2的输出大于GH1的值，故可直接改变调速泵转速控制给水量。
在冷态启动时，GH1起作用，既让泵工作在最低转速。在热态启动时取决于Pd值，泵可以直接工作在较高的转速。该方案中午专门设计泵的出口压力安全调节系统，解决给水泵在安全工作取得办法是利用调速泵运行的自然特性，即在定压运行使用两台泵同时给水地方法，使每台泵的负荷不超过86%，可使泵工作在安全区内。
图2方案系统示意图
该方案结构最简单，系统和调节段两种切换相互错开，Pd是开换调节，调节段是无触点自由过度，安全性能好，是一个好方案。
3过程论述
3.1总体设计
典型的300MW机组给水热力系统如图3所示。每台机组拍有一台50%容量的电动给水泵和两台均为50%容量的启动给水泵。在机组启动阶段，由于需要的给水流量小，且没有稳定的汽源，汽动给水泵无法使用，故先用电动给水泵。为满足机组启动过程中最小控制流量的需要，在电动泵出口至水母管之间装有两条并联的管路，一条支路上装有主给水截止阀，另一条之路上装有给水旁路截止阀和一只约15%容量的给水旁路调节阀。启动时通过给水旁路调节阀控制汽包水位，旁路阀接近全开时，打开主给水截止阀，调整电动给水泵的转速控制器包水位，电动给水泵转速通过液力耦合器调整。两台汽动给水泵由给水泵汽轮机驱动，给水泵汽轮机电液控制系统（MEH）接受锅炉给水控制系统的指令，独立完成汽动给水泵的转速控制任务。
给水全程控制系统通常采用变结构控制，随负荷变化进行单冲量和三冲量控
制方式的切换，同时，给水泵的运行方式以及控制作用方式也进行相应的切换。
需设计较为复杂的跟踪回路，以实现系统之间的勿扰切换。通常的设计原则为：在单冲量调节器工作(低负荷)时，三充量调节器的主调跟踪给水流量信号，副调跟踪阀位信号；在三冲量调节器工作（高负荷）时，单冲量调节器跟踪阀位信号。
图3 300MW机组给水热力系统图
3.2详细设计
汽包水位决定于汽包中的储水量和水面下的气泡容积。因此凡是引起汽包中储水量变化和水面下的气泡容积变化的各种因素都是给水控制对象的扰动，给水对象的主要扰动包括：给水流量扰动、蒸汽负荷扰动和炉膛热负荷扰动。为了实现全程给水控制，需要设计的系统要克服以上的扰动。
3.2.1信号的测量部分
锅炉从启动到正常运行或是从正常运行到停炉的过程中，蒸汽参数和负荷在很大的范围内变化，这就使水位、给水流量和蒸汽流量的测量准确性受到很大影响。为了实现全程给水自动控制，要求这些测量信号能够自动的进行温度、压力校正。测量信号自动校正的基本方法是：先推导出被测参数随温度，压力变化的数学关系，然后利用各种功能模块进行运算，实现自动控制。
（1）汽包水位的测量和校正
汽包锅炉通常利用压差原理来测量其水位，而锅炉从启、停到正常负荷的整个运行范围内，汽包内饱和蒸汽和饱和水密度随压力变化，这样就不能直接用压
差信号来代表水位，需对测量信号进行压力校正。
由单室平衡容器取样装置的水位测量原理可知：
g
)(g )(w s s a P L H ρρρρ-?--= （1） 式中：P ?为输入差压变送器的压差；w ρ为饱和水的密度；s ρ为饱和蒸汽的密度；a ρ为汽包外平衡容器内水的密度；g 是重力加速度。
有上式可见，水位H 是差压和汽、水密度的函数。密度a ρ与环境温度有关。在锅炉启动过程中，水温略有升高，这两方面变化对a ρ的影响基本上可以抵消，既可以近似的认为a ρ是恒值。饱和水和饱和蒸汽的密度均为汽包压力的函数，在汽包压力小于19.6MPa 的范围内，（s a ρρ-）与汽包压力可近似为线性关系，而（s ρρ-w ）与汽包压力为非线性关系。这样水位表达式可写成：
（2） 由以上校正原理，可设计汽包水位的测量部分如图4。为了提高测量的准确性，采用三路汽包水位测量信号分别经过压力补偿，采取“三取中”的方法。选取中间值作为系统控制使用的汽包水位测量信号H 。为防止变送器故障，将信号H 分别与三路补偿后的水位信号进行比较，如果偏差值超限，产生高低值报警的逻辑信号，使系统切手动，同时发出声光报警，待故障切除后，系统才正常工作。
图4 汽包水位测量信号
)
(21b b b P f P P K K H ?--=
（2）蒸汽流量的测量和校正
①采用标准节流装置测量过热蒸汽流量。这种设计的测量精度高，但当被测工质的压力、温度偏离设计值时，工质密度变化会造成流量测量误差，所以需进行压力、温度校正。蒸汽流量D 的校正公式如下：
（3）
式中：D 为过热蒸汽流量; p 为过热蒸汽压力；为过热蒸汽温度，△p 为节流件压差；为过热蒸汽密度；K 是流量系数。
②利用汽轮机调节级后压力或级组压力差测量主蒸汽流量。采用节流装置测量蒸汽流量会造成一定的节流损失，降低机组的经济性，目前大容量火电机组多采用汽轮机调节级后压力或级组压力差测量主蒸汽流量。
采用汽轮机调节级后压力测量主蒸汽流量的基本理论公式是弗留格尔公式： 1
1T p K D = （4） 式中：K 为当量比例系数，由汽机类型和设计工况确定；p1、T1为调节级后气压和汽温。该式成立的条件是：调节级后流通面积不变；在调节级后各通流部分的汽压均比例于蒸汽流量；在不同流量条件下，流动过程相同。实际汽轮机运行中不能完全满足上诉条件，同时不易直接测量调节级后汽温，即使测得也不能代表调节级后的平均气温，一次一般用主汽参数相关的量推算级后温度。
用压力机组前后压力测量主蒸汽流量的方法也是基于弗留格尔公式，其导出形式为：122211T p p K D -= （5）
式中：2p 为第一压力级后的压力。
由于调节级后温度T1难以测量，可通过测量第一级抽汽温度T2推算T1，根据21T K T T = 则222
21KT p p D -= （6）
由以上校正原理可设计主蒸汽流量信号测量部分。如图五，主蒸汽流量信号的获取采用了两种方法：一种是采用汽轮机就调节级压力经主气温修正后形成主蒸汽流量D；另一种方法是采用调节级压力和一级抽汽压力经主汽温修正后形成主蒸汽流量D，当高压旁路投入时，主蒸汽流量信号还要加上旁路蒸汽流量。
图5主蒸汽流量测量信号
（3）给水流量信号的测量和校正
计算表明：当给水温度为100摄氏度时，压力在0.196~19.6MPa范围内变化时，给水流量的测量误差为0.47%；压力19.6MPa不变，给水温度在100~290摄氏度范围内变化时，给水流量的测量误差为13%。也就是说，对给水流量的测量只需采取温度校正。
给水流量测量信号如图六。省煤器前给水流量的测量值经给水温度修正后，汇总过热器一、二级减温器的喷水量和锅炉连续排污流量后，形成控制使用的给水流量测量信号W。
图6给水流量测量信号
3.2.2单冲量控制方式
在单冲量给水控制系统中，是一个只采用汽包水位信号和一个调节器的反馈控制系统。系统中，水位信号经平衡容器转换成差压，再经差压变送器转换成电信号。当汽包水位发生变化时，如水位下降，则差压增加，电信号增大，调节器的输入偏差变大，经过控制器运算，产生的输出信号作用到执行机构，使阀门开度变大，给水流量增加，水位回升，差压减小，使调节器的输入变差减小。当偏差逐步消失时，调节器的输出不再变化，实现了无差调节。
单冲量给水控制系统结构简单，但对于内绕延迟大，外扰有明显虚假水位，存在一定的不足，在低负荷阶段，由于锅炉疏水和排污等因素的影响，使给水流量和蒸汽流量存在着严重的不平衡，且流量太小，测量误差较大，低负荷时的汽包压力低且虚假水位也不严重，在机组启、停及低负荷运行工况，采用单冲量控制。
单冲量控制系统如图七所示。通过单冲量调节器PI1控制给水旁路阀和电动泵。给水旁路阀及每台给水泵操作回路均配有手动/自动（M/A）操作站。汽包水位测量值H与汽包水位设定值进行比较，其偏差经单冲量调节器、切换器、比例器K2和M/A操作站去控制给水旁路调节阀，此时电动泵保持一定转速，以满足启动和低负荷下给水流量的需求。当旁路调节阀开度大于95%时，自动打
开主给水电动门，电动泵可进入自动方式运行。此阶段仍采用单冲量控制方式，单冲量调节器PI1和M/A操作站控制电动给水泵转速，以维持其包水位，由于采用旁路阀水位控制系统与电动泵转速水位控制系统的执行机构不同，采用了不同的比例系数K1和K2。
图7单冲量控制方式
3.2.3串级三冲量控制方式
本次设计中，在负荷大于30%时，采用串级三冲量控制方案，该水系统有主、副两个调节器和三个冲量（汽包水位、蒸汽流量、给水流量）构成。于单级三冲量相比，该系统多采用了一个调节器，两个调节器分工明确、串联工作。主调节器PI2根据水位偏差产生给水流量校正信号。系统中电动泵副调节器PI3和气动泵副调节器PI4共用一个主调节器PI2。系统控制方式如图八。
在给水流量和蒸汽流量信号测量可靠，且蒸汽流量大于或等于30%时，系统可切换到三冲量控制方式。这是一个以汽包水位为主信号，以蒸汽流量为控制信号，一给水流量为反馈信号的串级三冲量控制系统。三冲凉主调节器输出加上蒸汽流量信号D作为副调节器的给定信号，给水流量W是反馈信号。在负荷由30%继续升到100%满负荷阶段，均采用串级三冲量控制方案。
在气动泵未运行前，采用电动泵控制给水流量，三冲量主调PI2和电动泵副调PI3构成串级三冲量电动控制方式。当负荷继续升高到30%~40%时，气动泵小汽机开始冲转、升速，当气动泵转速进一步上升、气动泵流量逐步提高，电动
泵流量逐渐下降后，可投入气动泵自动，使电动泵退回到手动。当负荷升到40%~50%时，启动第二台气动泵运行。这时，三冲量主调PI2和气动泵副调PI4构成串级三冲量气动泵控制方式，MEH系统以气动泵转速控制信号控制小汽机转速。
图8串级控制系统图
3.3信号监测
3.3.1给水旁路调节阀控制强制切到手动
当出现下列情况之一时，给水旁路调节阀控制强制切到手动：
(1)汽包水位设定值与实际值偏差大；
(2)汽包水位信号故障；
(3)汽包压力信号故障；
(4)给水旁路调节阀控制指令与反馈偏差大；
(5)选择电泵控制水位信号；
(6)给水旁路调节阀前截止阀关闭；
(7)给水旁路调节阀后截止阀关闭。
3.3.2电动给水泵强制切到手动
当出现下列情况之一时，电动给水泵强制切到手动：
(1)汽包水位设定值与实际值偏差大；
(2)汽包水位信号故障；
(3)电泵未运行；
(4)电泵入口流量信号故障；
(5)三冲量调节时，给水流量信号故障；
(6)三冲量调节时，过热器喷水流量信号故障；
(7)三冲量调节时，蒸汽流量信号故障；
(8)电泵转速指令与反馈偏差大；
(9)电泵入口流量指令与反馈偏差大。
3.3.3汽动给水泵强制切到手动
汽动给水泵和电动给水泵切手动条件基本相同，具体可见逻辑图。
3.4工作方式
给水旁路阀单冲量控制、电动泵单级单冲量控制、电动泵串级三冲量控制、汽动泵串级三冲量控制。
3.5切换与跟踪
3.5.1切换
在机组启、停及低负荷运行工况（机组负荷
3.5.2跟踪
跟踪原则为：
(1)电动泵单级单冲量工作时，电动泵三冲量副调跟踪单冲量调节器输出；
(2)电动泵三冲量工作时，单冲量调节器跟踪阀位信号（电动泵手动）；
(3)电动泵手动时，单冲量调节器跟踪副调输出（电动泵自动）；
(4)汽动泵手动工作时，三冲量主调跟踪给水流量信号，副调跟踪阀位信号3.6控制器选型
均选PID控制器。根据需要可将积分时间置无穷或将微分时间置零。
4结论
经过这段时间的学习，答疑，以及资料查询，能够部分理解了300MW发电厂的给水控制系统工艺流程。给水全程自动控制系统是指对锅炉的给水量在机组正常运行、负荷变化以及启停过程中均能进行自动控制的系统。显然，给水全程控制系统要比常规给水控制系统复杂。汽包锅炉给水自动控制的任务是维持汽包水位在一定的范围内变化。随着锅炉参数的提高和容量的扩大，对给水控制提出了更高要求。机组在高、低负荷下呈现不同的对象特性，要求给水全程控制系统能适应这种变参数的特性，主要是调节器的参数要随着被控对象特性的变化而自适应的调整。通过对锅炉汽包给水控制系统的结构和动态特性的分析，提出采用单冲量和三冲量给水控制系统，单冲量给水控制系统结构比较简单，运行可靠，三冲量给水控制系统结构较复杂，但调节质量比较高。通过对三冲量控制系统的研究实现给水水位自动控制的要求。机组在高、低负荷下呈现不同的对象特性，要求给水全程控制系统能适应这种变参数的特性，主要是调节器的参数要随着被控对象特性的变化而自适应的调整使我对所学的知识有了更进一步的理解。
5课程设计心得体会
通过本次课程设计更加让我认识到过程控制在电厂汽轮机等实际生产生活中的广泛应用和重要作用，进一步深刻地理解了电厂热工过程自动控制的相关基本概念、基础理论和方法，进一步加深了我对自动化专业的热爱。同时更能够为我在步入社会，开始工作的动手实践能力提供了基础。巩固了应用操作，将平时学习内容系统地联系在一起，在与同学的共同讨论研究中，培养了团队精神和协作能力。
6参考文献
[1] 王建国，孙灵芳，张利辉. 电厂热工过程自动控制. 北京：中国电力出
版社，2009
[2] 张磊编. 超超临界火电机组集控运行. 北京: 中国电力出版社，2008.9
[3] D. E. Seborg 等.过程的动态特性与控制.北京：电子工业出版社，2006
[4] 边立秀等.热工控制系统.北京: 中国电力出版社，2002
[5] 林文孚等.单元机组自动控制技术.北京: 中国电力出版社，2008
[6] 巨林仓. 电厂热工过程控制系统. 西安：西安交通大学出版社，2009.7
[7] 赵建立等. 大型火电机组热工控制技术与实例. 北京：中国电力出版
社，2009.6
摘要 本论文主要是以锅炉的自动输煤系统为研究对象，自动输煤系统的出现不仅仅解决了在锅炉输煤过程中只能使用人力的现状，也解决了工作强度大、工作时间长的问题。论文首先简述了锅炉概况，对自动输煤系统的工艺流程进行分析设计，然后对输入输出点进行分配,设计了主电路，对PLC进行分析选择，最后画出梯形图。通过对原有锅炉输煤系统控制方面存在的问题进行分析，采用PLC 控制系统选用日本三菱F1-30MR型PLC，通过硬件选取，软件调试，实现整体控制系统结构合理，运转良好的目的。个机械之间均涉及安全连锁保护控制共嫩：系统的输煤电机启停有严格控制顺序，彼此间有相应的联锁互动关系，当启停某台输煤系统设备时。从该设备下面流程的最终输煤设备开始向上逐级启用，最后才能使该台设备启动；当停止某台输煤设备或某台设备故障时，从该设备上面流程的源头给煤设备开始向下逐级停机，左后才能使该台设备停止。这样就保证了上煤传输的正常运行在线控制煤流量，避免了皮带上煤的堆积，也保护了皮带。PLC控制系统硬件设计布局合理，工作可靠，操作，维护方便，工作良好。用PLC 输煤程控系统。用PLC来对锅炉输煤系统进行控制。锅炉输煤系统，是指从卸煤开始，一直到将合格的煤块送到煤仓的整个工艺过程，它包括以下几个主要环节：卸煤生产线、煤场、输煤系统、破碎与筛分、配煤系统以及一些辅助生产环节。本设计中主要研究的是其中的输煤系统部分，即煤块从给煤机传输到原煤仓的过程。采用了顺序控制的方法。不但实现了设备运行的自动化管理和监控。提高了系统的可靠性和安全性，而且改善了工作环境，提高了企业经济效益和工作效率。因此PLC电气控制系统具有一定的工程引用和推广价值。 关键词：PLC；自动输煤系统；煤料自动控制
目录 1选题背景 (2) 1.1引言 (2) 1.2设计目的及要求 (2) 2方案论证 (3) 2.1方案一 (3) 2.2方案二 (4) 3过程论述 (5) 3.1总体设计 (5) 3.2详细设计 (6) 3.2.1信号的测量部分 (6) 3.2.2单冲量控制方式 (10) 3.2.3串级三冲量控制方式 (11) 3.3信号监测 (12) 3.3.1给水旁路调节阀控制强制切到手动 (12) 3.3.2电动给水泵强制切到手动 (13) 3.3.3汽动给水泵强制切到手动 (13) 3.4工作方式 (13) 3.5切换与跟踪 (13) 3.5.1切换 (13) 3.5.2跟踪 (14) 3.6控制器选型 (14) 4结论 (14) 5课程设计心得体会 (15) 6参考文献 (15)
1选题背景： 1.1引言 火电厂在我国电力工业中占有主要地位，大型火力发电机组具有效率高，投资省，自动化水平高等优点，在国内外发展很快，如今随着科技的进步，大型火力发电厂地位显得尤为重要。但由于其内部设备组成很多，工艺流程的复杂，管道纵横交错，有上千个参数需要监视、操作和控制，这就需要有先进的自动化设备和控制系统使之正常运行，并且电能生产要求高度的安全可靠和经济性。大型发电单元机组是一个以锅炉，高压和中、低压汽轮机和发电机为主体的整体。锅炉作为电厂中的一个重要设备，起着重要的作用，根据生产流程又可以分为燃烧系统和汽水系统。其中，汽包锅炉给水及水位的调节已经完全采用自动的方式加以控制。给水全程控制系统是一个能在锅炉启动、停炉、低负荷以及在机组发生某些重大事故等各种不同的工况下，都能实现给水自动控制的系统而且从一种控制状态到另一种控制状态的判断、转换、故障检测也常常靠系统本身自动完成。 1.2设计目的及要求 本次课程设计的要求是根据大型火电机组的生产实际设计出功能较为全面的300 MW火电机组全程给水控制系统，该控制系统的设计任务是使给水量与锅炉的蒸发量相适应，维持汽包水位在规定的范围内。 设计要求： (1)设计功能基本全面的全程给水控制系统，要求图纸采用SAMA标准图例，系统布局规范。 (2)参考输入参数：汽包水位、汽包压力、给水流量、给水温度、汽机第一级压力、主汽温度、过热减温水流量等信号。 (3)参考输出参数： A、B汽动泵转速、电动给水泵转速、给水旁路调节阀开度。 (4)信号准确性：考虑汽包水位、给水流量和蒸汽流量等信号的修正。 (5)信号监测与报警：重要信号需要监测与报警，同时注意信号的可靠性，
目录 1选题背景 (2) 引言 (2) 设计目的及要求 (2) 2方案论证 (3) 方案一 (3) 方案二 (4) 3过程论述 (5) ^ 总体设计 (5) 详细设计 (6) 信号的测量部分 (6) 单冲量控制方式 (10) 串级三冲量控制方式 (11) 信号监测 (12) 给水旁路调节阀控制强制切到手动 (12) 电动给水泵强制切到手动 (13) ) 汽动给水泵强制切到手动 (13) 工作方式 (13) 切换与跟踪 (13) 切换 (13) 跟踪 (14) 控制器选型 (14) 4结论 (14) 5课程设计心得体会 (15) } 6参考文献 (15) 《
1选题背景： 引言 - 火电厂在我国电力工业中占有主要地位，大型火力发电机组具有效率高，投资省，自动化水平高等优点，在国内外发展很快，如今随着科技的进步，大型火力发电厂地位显得尤为重要。但由于其内部设备组成很多，工艺流程的复杂，管道纵横交错，有上千个参数需要监视、操作和控制，这就需要有先进的自动化设备和控制系统使之正常运行，并且电能生产要求高度的安全可靠和经济性。大型发电单元机组是一个以锅炉，高压和中、低压汽轮机和发电机为主体的整体。锅炉作为电厂中的一个重要设备，起着重要的作用，根据生产流程又可以分为燃烧系统和汽水系统。其中，汽包锅炉给水及水位的调节已经完全采用自动的方式加以控制。给水全程控制系统是一个能在锅炉启动、停炉、低负荷以及在机组发生某些重大事故等各种不同的工况下，都能实现给水自动控制的系统而且从一种控制状态到另一种控制状态的判断、转换、故障检测也常常靠系统本身自动完成。 设计目的及要求 本次课程设计的要求是根据大型火电机组的生产实际设计出功能较为全面的300 MW火电机组全程给水控制系统，该控制系统的设计任务是使给水量与锅炉的蒸发量相适应，维持汽包水位在规定的范围内。 设计要求： (1)设计功能基本全面的全程给水控制系统，要求图纸采用SAMA标准图例，系统布局规范。 (2)参考输入参数：汽包水位、汽包压力、给水流量、给水温度、汽机第一级压力、主汽温度、过热减温水流量等信号。
； 济南铁道职业技术学院 电气工程系 毕业设计指导书 课题名称： 锅炉控制系统的组态设计《 专业电气自动化 班级电气0831 姓名 cmy ~ 设计日期至 指导教师 ly ? 2010、11
济南铁道职业技术学院电气工程系 毕业设计指导书 2010、11 一、设计课题: ！ 锅炉控制系统的组态设计 锅炉设备是工业生产中典型的控制对象，而组态控制技术是当今自动化系统应用广泛的技术之一。本课题采用组态王组态软件设计上位机监控画面，实时监控液位参数，并采用实时趋势曲线显示液位的实时变化。由此组成一个简单的液位控制系统。 二、设计目的： 通过本课题的设计，培养学生利用组态软件、PLC设计控制系统的能力，理解、掌握工业中最常用的PID控制算法，有利于进一步加深《自动控制原理》、《组态软件》和《过程控制》等课程的理解，为今后工作打好基础。 三、设计内容： 掌握锅炉生产工艺，实现锅炉自动控制的手段，利用“组态王”软件做出上位机监控程序，具体有主监控画面、实时曲线、历史曲线；掌握PID参数调整方法。 — 四、设计要求及方法步骤： 1．设计要求： （1）监控系统要有主监控画面和各分系统的控制画面，包括实时曲线、历史曲线和报表等。 （2）各控制画面要有手/自动切换。
（3）掌握PID控制算法。 2．运用的相关知识 （1）组态控制技术。 （2）过程控制技术。 ~ 3．设计步骤： （1）熟悉、掌握锅炉的生产工艺。 （2）设计各分系统的控制方案。 （3）构思系统主监控画面和分画面，包括实时曲线、历史曲线和报表等。 （4）编写设计论文。 五、设计时间的安排： 熟悉题目、准备资料 1周 @ 锅炉控制系统的工艺了解 1周 监控画面的设计 2周 控制算法的编制和系统调试 3周 论文的编写 2周 准备毕业设计答辩 1周 六、成绩的考核 在规定时间内，学生完成全部的设计工作，包括相关资料的整理，然后提交给指导教师，指导教师审阅学生设计的全部资料并初步通过后，学生方可进入毕业答辩环节，若不符合设计要求，指导教师有权要求学生重做。 … 答辩时，设计者首先对自己的设计进行10分钟左右的讲解，然后进行答辩，时间一般为30分钟。 成绩根据学生平时的理论基础、设计水平、论文质量和答辩的情况综合考虑而定。 成绩按优秀、良好、中、及格、不及格五个等级进行评定。
《给水全程控制系统》设计 专业：自动化 班级：B120410 学号：B12041014 姓名：陈修鹤
本文在讨论给水调节系统的被控对象动态特性、热工测量信号、调节机构特性的基础上，分析了三冲量给水控制系统的结构及工作原理，提出了实现单元制给水全程控制系统应考虑的问题及控制方案。随着锅炉朝大容量、高参数发展，给水系统采用自动控制系统是必不可少的，它可以减轻运行人员的劳动强度，保证锅炉的安全运行。对于大容量高参数锅炉，其给水系统是非常复杂和完善的。针对目前发电厂给水系统的现状及其存在的问题，结合发电厂300MW 机组配置,发电厂300MW 机组给水全程调节系统的构成原理和控制功能，分析了系统的总体结构、工作原理、控制过程、系统切换方式、控制逻辑、调试及参数整定原则。 关键词：给水全程，给水控制，控制系统，汽包水位，自动调节
摘要............................................................................................................................. I 第一章汽包水位全程控制的介绍 (1) 第二章给水控制对象的动态特性 (2) 2.1 给水流量扰动下水位的动态特性 (2) 2.1.1 给水流量扰动下水位的动态特性 (2) 2.1.2 蒸汽流量扰动下水位的动态特性 (2) 2.1.3 炉膛热负荷扰动下水位的动态特性 (3) 第三章热工测量信号 (5) 3.1 水位信号 (5) 3.2 蒸汽流量信号 (6) 3.3 给水流量信号 (6) 第四章调节阀和调速泵的特性 (7) 4.1调节阀门的静特性 (7) 4.2调速泵的安全特性 (7) 第五章控制过程分析 (9) 5.1水位调节主回路及电动给水泵跟随系统 (9) 5.2汽动给水泵副回路控制系统 (9) 5.3锅炉单冲量三冲量无扰切换和汽泵转速控制系统 (10) 5.4流量测量信号 (11) 5.5旁路辅助及保护回路 (12) 5.6汽包水位自动失灵切手动保护 (13) 结论 (15) 参考文献 (16)
课程设计任务书 题目: 锅炉过热蒸汽温度控制系统设计 摘要 本文是针对锅炉过热蒸汽温度控制系统进行的分析和设计。控制系统采用串级控制以提高系统的控制性能，在系统中采用了主控-串级控制的切换装置，使系统可以适用于不同的工作环境。通过使用该系统，可以使得锅炉过热器出口蒸汽温度在允许的范围内变化，并保护过热器营壁温度不超过允许的工作温度。 关键字：过热蒸汽控制串级控制系统自动控制主控-串级切换 目录 1 生产工艺介绍 .................................................. 错误！未定义书签。 1.1 锅炉设备介绍............................................................................ ３ 1.2 蒸汽过热系统的控制................................................................ ５2控制原理简介 ..................................................................................... ６ 2.1控制方案选择............................................................................. ６ 2.1.1单回路控制方案................................................................. ６
智能给水控制器设计 引言 随着经济的快速发展和城市高层建筑的不断涌现，人们对供水质量和供水系统可靠性的要求不断提高，加上目前能源紧缺对节能的要求，因此利用先进的电子测控技术和自动化控制技术，设计高性能、高可靠性、低成本、低能耗，以及能适用不同领域的恒压供水系统也就成为必然趋势。随着近年来变频调速技术的飞速进步，变频恒压供水也在其基础上慢慢发展起来，并成为一种新兴的现代化供水技术。 目前，国外的恒压供水工程设计都采用一台变频器只带一台水泵机组的方式，几乎没有用一台变频器拖动多台水泵机组运行的情况，这种方式不但投资成本较高，且功能单一。 为此设计了在变频调速控制系统中加入基于C8051F410的单片机系统，构成了功能更强的复合控制系统，它不但克服了以上缺点，而且具有安装调试方便，功能全面，可靠性高。抗干扰能力强等优点，且可以广泛应用于工业生产、社会生活的各个领域。 1 控制原理 在恒压供水系统中，安装于管网的远传压力表提供水压力信号，并经过光电隔离和电压转换电路，传送给系统的中心控制器，控制器将采集到的压力数据与预设压力进行比较，得出偏差值，再经PID运算之后得出控制参数，D／A模块将控制参数转换为模拟电压输出，调节变频器的输出频率，从而控制水泵的转速，以保证管网压力基本恒定。当用水量增大时，管网压力低于预设值，变频器频率就会升高，水泵转速加快，从而提升管道水压，但若达到水泵额定输出功率仍无法满足用户供水要求时，该泵自动转换成工频运行状态，并变频启动下一台水泵；反之，当用水量减少，则降低水泵运行频率直至设定的下限运行频率，若供水量仍大于用水量，则减泵直至全部泵停止工作，经过一定的延时，控制器重新比较压力，并计算控制输出，从而维持恒压供水。它的系统原理框图如图1所示。
M C G S组态课程设计 题目用组态软件实现自动供水系统演示工程设计 学号 姓名 同组人 专业班级 学院电气工程学院 指导教师 成绩
用组态软件实现自动供水系统演示工程设计 专业:电气工程及其自动化姓名: 指导老师: 摘要MCGS嵌入版组态软件的硬件需求分为组态环境需求和运行环境需求两部分。MCGS(Monitor and Control Generated System，监视与控制通用系统)是北京昆仑通态自动化软件科技有限公司研发的一套基于Windows平台的，用于快速构造和生成上位机监控系统的组态软件系统，主要完成现场数据的采集与监测、前端数据的处理与控制，可运行于Microsoft Windows 95/98/Me/NT/2000/xp等操作系统。MCGS嵌入版组态软件的硬件需求分为组态环境需求和运行环境需求两部分。用MCGS组态软件设计了远程监控程序；实现了供水系统的远程和本地的手自动切换控制。目前，供水系统是国民生产生活中不可缺少的重要一环，传统供水方式占地面积大，水质易污染，基建投资多，而且主要缺点是水压不能保持恒定，导致部分设备不能正常工作。 关键词MCGS，恒压供水 ABSTRACT Embedded MCGS configuration software version of the hardware requirements into configuration environmental needs and running environment needs two parts. MCGS(Monitor and Control Generated System, Monitoring and control general system). is developed by Beijing kunlun automated software technology Co. which Windows-based Used for fast structure and the generation of PC monitoring system configuration of the software system. Main accomplish the field data acquisition and monitoring data processing and control the front.Can run on Microsoft Windows 95/98 / Me/NT / 2000 / xp operating system, etc. Embedded MCGS configuration software version of the hardware requirements into configuration environmental needs and running environment needs two parts. MCGS configuration software design with a remote monitoring program; to achieve a water supply system for remote and automatic switching control of local hands.?Currently, the national production and living water supply system is an important and indispensable part of the traditional area of ??water supply, water quality easily contaminated, and more investment in infrastructure, but the main disadvantage is that pressure is not constant, resulting in some of the equipment does not work. Key words：MCGS，Constant Pressure Water Supply Control System 目录 前言 ....................................................... 1.设计内容与要求 ........................................... 1、1 MCGS设计内容...................................... 1、2 设计要求.......................................... 2、设计思路 ................................................
300MW机组给水全程控制系统设计 摘要 本文在讨论给水调节系统的被控对象动态特性、热工测量信号、调节机构特性的基础上，分析了三冲量给水控制系统的结构及工作原理，提出了实现单元制给水全程控制系统应考虑的问题及控制方案。随着锅炉朝大容量、高参数发展，给水系统采用自动控制系统是必不可少的，它可以减轻运行人员的劳动强度，保证锅炉的安全运行。对于大容量高参数锅炉，其给水系统是非常复杂和完善的。针对目前发电厂给水系统的现状及其存在的问题，结合发电厂300MW 机组配置,发电厂300MW 机组给水全程调节系统的构成原理和控制功能，分析了系统的总体结构、工作原理、控制过程、系统切换方式、控制逻辑、调试及参数整定原则。 关键词：给水全程，给水控制，控制系统，汽包水位，自动调节
沈阳工程学院课程设计论文 Abstract Based on the discussion of the feed water regulating system controlled object dynamic characteristic, thermal measurement signals, adjusting mechanism on the basis of analysis of the characteristics, structure and working principle of the three element feed-water control system, is proposed to realize the unit water supply problems should be considered in system and control scheme of the whole control. With the large capacity, high parameter boiler towards development, water supply systems using automatic control system is essential way, it can reduce the labor intensity of the operation personnel, to ensure the safe operation of the boiler. For the large capacity and high parameters of the boiler, the water supply system is very complex and perfect. In view of the present situation of water supply system of power plant and its existing problems, combined with the configuration of 300MW power plant, the whole feed water regulating system for 300MW unit of power plant construction principle and control function, analysis of the overall structure, working principle, control process, the system switching mode, control logic, debugging and tuning principle. Key Words feed water, feed water control, control system, drum water level, automatic regulation
锅炉液位控制系统的设计 摘要：设计了一种数字式锅炉液位控制系统，并给出了硬件原理图和软件流程图。该控制系统主要由8051单片机、传感器、L E D显示、声光报警、电机驱动、键盘输入等相关硬件来实现,利用传感器(干簧管阵列)监测锅炉液位、ＣＰＵ循环检测传感器的输出状态,并用光柱和数码管L E D指示液位高度。当液位达到设定值时，系统自动关闭水泵停止上水。当水位处于危险高水位和危险低水位时，单片机发出信号，触发蜂鸣器报警装置，蜂鸣器发出响声。同时，和它并联的发光二极管发光，提醒工作人员采取相应措施，进而避免危险事故发生。该系统结构简单，性能可靠、具有很好的容错能力,简化了系统安装和维护，具有较高的性价比,能很好地完成锅炉液位控制的要求。 关键词;锅炉液位；单片机；传感器；干簧管；报警 0引言 锅炉的液位监控是锅炉运行过程中的一个重要环节。在锅炉运行中，要同时控制锅炉的液位、流量按一定规律变化，才能保证锅炉的正常运行。 目前常用的液位传感器有：旋转编码浮子式传感器(机械式和光电式)、非接触式超声波传感器、压力式传感器、磁浮子接点式传感器(连续式和液位开关式)等。其分辨率从毫米级到厘米级不等，测量范围从几十厘米到几十米。除磁浮子接点式传感器外，其余传感器均比较适合测量范较宽的应用场合。一般压力式和超声波传感器均带有变送部分，即将液位信号转换成标准电流信号(4~20mA)。旋转编码浮子式传感器分为机械式和光电式两种，光电式又分为绝对型和增量型。除智能型一体化传感器外(压力式或超声波)，其他传感器一般没有就地显示和数字通信功能，控制和使用都很不方便。 为此，设计了一种数字式锅炉液位控制系统,该系统采用干簧管阵列作为传感器，利用单片机循环检测其输出状态，从而控制锅炉液位达到用户预先设定的高度。当水位超过最高水位或低于最低水位时,系统报警，同时控制停炉。
300MW火电机组给水控制系统设计 1选题背景 锅炉朝大容量、高参数发展，给水系统采用自动控制系统是必不可少的，它可以减轻运行人员的劳动强度，保证锅炉的安全运行。对于大容量高参数锅炉，其给水系统是非常复杂和比较完善的。大型电站锅炉将是国家未来的发展方向，给水系统是其中的重要环节。随着火电机组容量的提高及参数的增加，机组在启停过程中需要监视的参数及控制的项目越来越多，大型电站锅炉给水控制系统是机组控制系统中的重点和难点。近些年来，研究大型电站锅炉给水的文献相应增多，火电机组越大，其设备结构就越复杂，自动化程度也要求越高。在现代科学技术的众多领域中，自动控制技术起着越来越重要的作用。所谓自动控制，是指在没有人直接参与的情况下，利用外加的设备或装置（称控制装置或控制器），使机器、设备或生产过程（统称被控对象）的某个工作状态或参数（即被控量）自动地按照预定的规律运行。目前已广泛应用于工农业生产、交通运输和国防建设。生产过程自动化是保证生产稳定、降低成本、改善劳动条件、促进文明生产、保证生产安全和提高劳动生产率的重要手段，是21世纪科学与技术进步的特征，是工业现代化的标志之一。可以说，自动化水平是衡量一个国家的生产技术和科学水平先进与否的一项重要标志。 2本文研究的主要内容 大型电站汽包锅炉给水控制系统的任务是通过调节进入汽包的给水流量，在保证汽包水位在一定范围内相对稳定的同时，产生汽轮发电机组所需的蒸汽流量，使机组输出的电功率与电网负荷变化相适应。给水控制系统对保证汽包锅炉运行过程的安全性和稳定性具有重要意义。 2.1给水系统的概况 汽包锅炉给水控制系统的作用是产生用户所要求的蒸汽流量，同时保证汽包水位在一定范围内变化。由于设计有汽包，使锅炉的蒸发段与过热段明确分开，锅炉的蒸发量主要取决于燃烧率（燃料量与相应的空气量）。所以汽包锅炉由燃烧率调节负荷，实现燃料热量与蒸汽热量之间的能量平衡。汽包锅炉的给水控制
电厂锅炉给水控制系统 发表时间：2018-08-16T10:57:44.130Z 来源：《基层建设》2018年第17期作者：李攀科1 王翠竹2 [导读] 摘要：水作为火力发电厂中整个系统的主要工作介质。 1.沈阳清华锅炉有限公司辽宁沈阳市 110000； 2.沈阳大洋电气有限公司辽宁沈阳市 110000 摘要：水作为火力发电厂中整个系统的主要工作介质。如何在整个系统流程中将给水控制好，对系统稳定、安全、高效运行有着至关重要的作用。本文从给水控制发展和实际应用角度出发，比较不同设备和工况下的控制方案。 关键词：火电厂;单冲量;三冲量;锅炉给水控制 引言 大型火电发电机组由锅炉、汽轮机、发电机和辅机设备组成，工艺流程复杂，对设备参数的监控、操作和控制繁多。其中，锅炉侧主要是燃烧控制系统和汽水控制系统等。目前，锅炉给水控制已采用自动调节方式，而锅炉水位调节品质间接反映出炉内物质平衡状况，它是监测锅炉、汽轮机安全运行的重要参数之一。 1给水控制的发展 1.1电泵和调节阀 比较早投产的中小机组，一般采用电动定速泵，通过控制给水调节阀的开度来控制汽包水位。这种控制方案弊端是有较大节流损失。 1.2电调泵和调节阀 20世纪80年代及以后投产的机组，大都采用了电动调速给水泵和调节阀相结合的方式来控制汽包水位。控制方式在负荷较低时，由给水调节阀或者旁路阀完成汽包水位控制任务;在负荷较高时，由电动调速泵完成汽包水位控制任务。这种方案虽然能减少阀的节流损失，但电动泵始终在运行，消耗电能较多。 2给水控制系统的结构 2.1单冲量控制 单冲量给水控制系统是一个PI调节器，对汽包水位信号进行控制。系统相对简单，整定方便，但对给水自发性扰动和蒸汽流量扰动的调节能力差，会使汽包水位在运行中的超调较大和稳定性较差。在机组负荷较低时，因为锅炉疏水和排污等影响，给水流量与蒸汽流量存在着较大的偏差，且流量低，测量误差比较大，此阶段时采用单冲量控制。 2.2单级三冲量控制 单级三冲量给水控制是一个PI调节器，对汽包水位、蒸汽流量和给水流量等3个信号进行控制，与单冲量控制相比，此方式优点在于克服虚假水位的蒸汽流量信号和抑制给水自发性扰动的给水流量信号。当蒸汽流量发生变化时，由前馈控制作用，能够快速改变给水流量，让进出锅炉内的物质达到平衡，克服虚假水位非常有利;如果给水发生自发性扰动时，局部反馈控制作用，减少给水流量对汽包水位的影响，有利于汽包水位的稳定y7。因而，三冲量控制系统对于克服汽包水位扰动、维持稳定、提高给水质量有明显优势。 3给水全程控制 3.1给水全程控制概述 机组从启动到满负荷运行整个过程的给水控制不是由某种单一的单冲量或三冲量控制系统来完成的，而是由单冲量控制系统与三冲量控制系统的相互结合所组成，能够完善地自动切换和联锁逻辑功能。给水热力系统及调节组成，如图1所示。单台机组配有:50%容量的电动调速给水泵I台;50%容量的汽动给水泵两台。主给水电动截止阀、给水旁路截止阀和容量的给水旁路调节阀，安装在高压加热器与省煤器之间。由小汽轮机驱动两台汽动给水泵，小汽轮机电液控制系统(MEH)控制其转速，协调控制系统的给水控制系统并设置转速给定值，给水全程控制系统控制流程图如图1所示。电动给水泵控制，通过给水旁路调节阀前后差压的反馈，控制回路调节阀前后的差压，该回路的PII调节器根据旁路调节阀前后差压的偏差进行控制运算，并由切换器T2选通。 图1给水热力系统及调节组成 3.2系统工作原理 给水全程控制系统中由多种控制方式组成，这些控制方式是在机组运行的不同负荷阶段，通过逻辑判断及其切换器(如T1,T2等)来选取的。也就是说机组在不同的负荷阶段和不同的给水控制特性下，由不同的控制方式以满足运行需求，实现给水连续控制hlo1)初始负荷在0%一14%阶段时，主给水电动截止阀是关闭的，T2选通PI1的输出，由电动给水泵控制旁路调节阀前后的差压，PI2调节器控制给水调节阀开关。此时，汽包水位是单冲量控制方式。此时，机组负荷低、给水流量比较小，用旁路调节就能很好地控制汽包水位。2)当负荷在14%一25%阶段时，逻辑联锁控制开启主给水电动截止阀，同时将给水旁路调节阀前后差压控制方式切换到手动模式，T1、T2选通器把汽包水位控制模式切换到由PI3控制的单冲量方式。从14%负荷至给水旁路截止阀离开全开位置到关闭的过程中，给水旁路调节阀和电动给水泵共同控制汽包水位;直至25%负荷期间，电动给水泵用单冲量方式来控制汽包水位。3)当负荷在25%一35%阶段时，T1选通器把汽包水位控制切换到PI4和PIS调节器控制，此阶段由电动泵串级三冲量控制方式控制汽包水位。4)当负荷在35%一50%阶段时，启动一台汽动泵。MEH系统控制汽动泵转速达临界转速以上(如3100rpm)时，控制交由CCS来控制汽动泵的转速。此阶段，一台汽动泵和一台电动泵同时运行，控制方式采用串级三冲量来控制汽包水位。5)当负荷在50%以上阶段时，启动另一台汽动泵，MEH系统控制汽动泵转速达临界转速以上(如3100rpm)时，控制交由CCS来控制汽动泵转速，此时逐步降低电动泵负荷并慢慢增加汽动给水泵负荷。当电动给水泵负荷慢慢降低到最低值时，此时检查汽动给水泵工作正常、汽包水位稳定，可使电动给水泵停运作为备用。此时，两台汽动给水泵采用串级三冲量方式来控制
齐鲁理工学院 课程设计说明书 题目基于ＰＩＤ的锅炉温度控制系统的设计 课程名称过程控制系统与仪表 二级学院机电工程学院 专业自动化 班级２014级自动化二班 学生姓名金高翔 学号２014１0532019 指导教师黄丽丽 设计起止时间：２01６年12月5日至2０1６年12月18日
? 目录 摘要 .................................................... 错误!未定义书签。 1 绪论?错误!未定义书签。 1．1 课程设计的背景: ................................. 错误!未定义书签。 １．2 课程设计的任务：?错误!未定义书签。 1.3 课程设计的基本要求：?错误!未定义书签。 2 PLC和组态软件介绍?错误!未定义书签。 2．1 可编程控制器?错误!未定义书签。 2.1．1 可编程控制器的工作原理 .................. 错误!未定义书签。 2.2 组态软件?错误!未定义书签。 2．2．1 组态的定义 .............................. 错误!未定义书签。 2.2.２组态王软件的特点?错误!未定义书签。 ２．2.3组态王软件仿真的基本方法.................. 错误!未定义书签。 3 ＰＩD控制及参数整定?错误!未定义书签。 3．1．PIＤ控制器的组成?错误!未定义书签。 3.2.采样周期的分析................................... 错误!未定义书签。 4 被控对象的建模?错误!未定义书签。 5 PLC控制系统的软件设计................................. 错误!未定义书签。 ５.1.程序编写........................................ 错误!未定义书签。 ５.2用指令向导编写PＩＤ控制程序?错误!未定义书签。 6 组态的设计 ............................................ 错误!未定义书签。 7 系统测试?错误!未定义书签。 7.1 启动组态王...................................... 错误!未定义书签。 7.２实时曲线界面?错误!未定义书签。 7.3历史曲线界面 ..................................... 错误!未定义书签。８结论 ................................................. 错误!未定义书签。参考文献: ............................................... 错误!未定义书签。致谢: ................................................... 错误!未定义书签。
1引言 随着发电机组容量的增大和参数的不断提高，机组的控制与运行管理变得越来越复杂和困难。为了减轻运行人员的劳动强度，保证机组的安全运行，要求实现更为先进，适用范围更宽，功能更为完备的自动控制系统，这就产生了全程控制系统。而给水控制系统在电厂运行中有着非常重要的作用。在全程给谁控制系统中,汽包水位是汽包锅炉运行中一个重要的监控参数，它反应锅炉蒸汽负荷与给水量之间的平衡关系。维持其包水位在一定范围内是保证锅炉和汽轮机安全运行的必要条件。给谁全程控制系统是一个能在锅炉启动、停炉、低负荷以及在机组发生某些重大事故等各种不同的工况下，都能实现给水自动控制的系统而且从一种控制状态到另一种控制状态的判断、转换、故障检测也常常靠系统本身自动完成。 本次课程设计的要求是根据大型火电机组的生产实际设计出功能较为全面的300MW火电机组全程给水控制系统，该控制系统的设计任务是使给水量与锅炉的蒸发量相适应，维持其包水位在规定的范围内。 2设计内容 2。1设计方案 2.1。1方案一
给系统设计如图一。在这个方案中，低负荷时采用但冲量系统（PI1）高负荷时采用三冲量系统（PI2），而且都是通过改变调速泵转速来实现给水的调节。为了保证给水泵工作在安全工作区内，设计了一个给水泵出口压力调节系统(PI3），通过改变阀门开度来改变泵的出口压力。高压加热器出口分别取给水压力信号送入小值选择器。当机组正常运行时，高压加热器出口的给水压力总是低于泵的出口压力。这时，应选高压加热器出口给水压力作为压力测量值,使泵的实际工作点在泵下限特性曲线偏左一些，确保泵工作在安全工作区内。当机组热态启动时，高压加热器出口的给水压力高于泵的出口压力,小组选件输出为泵出口压力，保证泵出口给水压力升压过程中,两个调节阀门均处于关闭状态，直到泵出口压力大于高压加热器出口给水压力时才按高压加热器出口的给水压力进行调节，控制两个阀门开度。
摘要：针对原设计的保安电源和给水泵电气控制存在的问题，重新配置了保安电源等硬件设施，通过DCS系统实现了锅炉给水泵的自动控制。有效防止了停电事故造成锅炉缺水而引发的安全事故。 关键词：锅炉给水泵;DCS系统;自动控制 0 前言 锅炉给水泵是为锅炉提供水的关键设备，锅炉缺水会引起锅炉爆炸的重大安全事故。而我厂地处雷区，雷击造成停电事故经常发生。所以实现锅炉给水泵自动控制，对确保锅炉给水泵的正常运行，防止锅炉出现缺水事故，对硫酸厂的安全生产都具有十分重要的意义。 1 原给水泵电气控制存在的问题 1．1供电问题：本硫酸厂有一路35kV主供电线路，一路6kV备用的保安电源，一组3000kW余热发电机组。当35kV主供电线路和发电机组出现事故跳闸时，备用的保安电源大约需要2O分左右才能提供，而我厂实测发现蒸汽包的液位在6分钟左右从80％下降为零。所以原设计备用的保安电源根本无法做到保安电源的作用。供电问题对生产存在重大安全隐患。 1．2 电气控制问题：给水泵有两台，互为备用，给水泵的电气控制是一个简单的手动控制回路．出现故障跳闸时，必须人工到现场重新起动，增长了重新起动的时间。 2 保安电源硬件重新配置 2．1购买了一台瑞典VOLVO柴油发电机，型号：HC．1444DI，视在功率：260KVA。该机组具有操作简便、保护可靠、油机状态精确显示、密码保护菜单、提供友好的人工操作界面、精确的电压、电流检测以及时间编程等功能。机组控制采用加拿大MEC2控制系统．机组正常运行时显示水温、油压、转速、电池电压、电压、电流、视在功率等参数。故障发生时，显示故障原因和报警，必要时能自动停机。开机有手动操作和自动操作。手动操作时，先按下RUN起动按钮，机组按设定的程序完成启动、升速、升到一定的转速后．合闸，对负载进行供电。如需停机，则按OFF即可。自动操作时，先按一下AUTO按钮，使机组进入自动待机状态。当市电失电，自起动信号输入后，机组按设定程序延时、启动、升速、进入正常工作状态。当市电恢复时，机组进入冷机程序．空载运行1min后自动停机。
第一章绪论 1.1课题的研究背景及意义 火力发电厂在我国电力工业中占有主要的地位，是我国的重点能源工业之一。大型火力发电具有效率高、投资省、自动化水平高等优点，在国内外发展快。随着电力需求的日益增长，以及能源和环保的要求，我国的火电建设开始向大容量、高参数的大型机组靠拢。但是，火电机组越大，其设备结构就越复杂，自动化程度也要求越高。 给水控制系统是火电厂非常重要的控制子系统。汽包水位是锅炉安全运行的重要参数，同时他还是衡量锅炉汽水系统物质是否平衡的标志。 随着机组容量的增大，运行参数的不断提高，对汽包水位的的控制品质要求也会越高，为了机组的安全、经济运行，需要采用设计更合理、功能更完善的控制系统，给水自动控制系统可以大大减轻人员的劳动强度，汽包水位的稳定性也得到极大的提高，保障了几组的安全、稳定运行。 为了实现电能生产的“高效‘洁净、经济、可靠、安全”的要求，火电厂汽轮机的参数经历了低压、中压、高压、超高压、亚临界和超临界参数的发张阶段，目前正向超临界参数的方向发展。 1.2国内外的发展状况 我国自上世纪80年代引进亚临界火电机组技术以来，虽在改进、优化和发展取得一定的经验，并使300MW、600MW的亚临界火电机组成为我国火力发电的主力机组，但这种亚临界机组依然存在重大问题，这已成为制约我国电力工业发展的瓶颈。因此，借鉴国际上最先进的技术，研究并发展600MW~1000MW超临界火电机组，是提高电机机组的热效率，实现节能降耗和改善环保状况的有效途径。 随着火电机组的参数的提高，水的饱和温度相应提高，气化潜热减少；当压力提高倒22.115MPa时，气化潜热为零，气和水的密度差也等于零，该压力成为临界压力。在临界点时，饱和水与饱和蒸汽之间不再有汽、水共存的两相区存在。当机组工作参数高于这一临界状态参数时，称之为超临界机组。对蒸汽动力装置
摘要 随着我国经济的发展，资源和环境矛盾日趋尖锐，使我国的现代化建设面临严峻挑战。作为供热系统重要能源转换设备的燃煤锅炉能耗巨大，占我国原煤产量的三分之一左右。然而，我国目前运行的很多锅炉控制系统的自动化水平不高、安全性低，工作效率和环境污染普遍低于国家标准，因此实现锅炉的计算机自动控制具有重要的意义。 锅炉的建模与控制问题一直是人们关注的焦点，而汽包水位是工业锅炉安全、稳定运行的重要指标，保证水位控制在给定范围内，对于提高蒸汽品质、减少设备损耗和运行损耗、确保整个网络安全运行具有重要意义。 本文分析了汽包水位对象的动态特性，介绍传统的控制方式。由于锅炉水位控制系统的调节器输入端常加有三个输入量，极易引起水位控制偏差，本文提出了两种消除水位偏差的方法：（1）辅助信号自消方法（2）辅助信号对消方法。根据三冲量水位调节系统控制水位误差,设计采用了三冲量PID串级控制方式采用辅助信号蒸汽流量和给水流量对消方法消除水位偏差。 关键词：汽包水位；三冲量；串级系统；PID控制；
目录 摘要...................................................... I 第1章引言.............................. 错误！未定义书签。第2章工业锅炉的基础理论 2.1 锅炉工艺流程简介 (1) 2.2 课题背景及本文研究内容 (3) 第3章汽包水位特性 (4) 3.1 汽包水位在给水流量作用下的动态特性 (5) 3.2 汽包水位在蒸汽流量干扰下的动态特性 (8) 第4章汽包水位的控制 (12) 4.1单冲量水位控制系统 (12) 4.2 双冲量水位控制系统 (13) 4.3 三冲量水位控制系统 (16) 4.4.1 三冲量控制方案一 (17) 4.4.2 三冲量控制方案二 (18) 4.4.3 三冲量控制方案三 (19) 4.4 锅炉水位控制原理图 (21) 结论 (23) 致谢 (24) 参考文献 (25)