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锅炉蒸汽温度控制系统

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引言

随着科学技术的发展,自动控制在现代工业中起着主要的作用,目前已广泛应用于工农业生产及其他建设方面。生产过程自动化是保持生产稳定、降低成本、改善劳动成本、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20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。电力工业中电厂热工生产过程自动化技术相对于其他民用工业部门有较长的历史和较高的自动化水平,电厂热工自动化水平的高低是衡量电厂生产技术的先进与否和企业现代化的重要标志。

本次毕业设计的主要是针对单元机组汽温控制系统的设计。锅炉汽温控制系统主要包括过热蒸汽和再热蒸汽温度的调节。主蒸汽温度与再热蒸汽温度的稳定对机组的安全经济运行是非常重要的。过热蒸汽温度控制的任务是维持过热器出口蒸汽温度在允许的范围之内,并保护过热器,使其管壁温度不超过允许的工作温度。过热蒸汽温度是锅炉汽水系统中的温度最高点,蒸汽温度过高会使过热器管壁金属强度下降,以至烧坏过热器的高温段,严重影响安全。一般规定过热器的温度与规定值的暂时偏差不超过±10℃,长期偏差不超过±5℃。

如果过热蒸汽温度偏低,则会降低电厂的工作效率,据估计,温度每降低5℃,热经济性将下降约1%;且汽温偏低会使汽轮机尾部蒸汽温度升高,甚至使之带水,严重影响汽轮机的安全运行。一般规定过热汽温下限不低于其额定值10℃。通常,高参数电厂都要求保持过热汽温在540℃的范围内。

由于汽温对象的复杂性,给汽温控制带来许多的困难,其主要难点表现在以下几个方面:

(1)影响汽温变化的因素很多,例如,蒸汽负荷、减温水量、烟气侧的过剩空气系数和火焰中心位置、燃料成分等都可能引起汽温变化。

(2)汽温对象具有大延迟、大惯性的特点,尤其随着机组容量和参数的增加,蒸汽的过热受热面的比例加大,使其延迟和惯性更大,从而进一步加大了汽温控制的难度。

(3)汽温对象在各种扰动作用下(如负荷、工况变化等)反映出非线性、时变等特性,使其控制的难度加大。

第一章汽温控制系统的组成与对象动态特性

本章将以330MW的单元机组锅炉为例,通过研究其高温、亚临界压力、中间再热、自然循环、单炉膛前后对冲燃烧、燃煤粉汽包炉,且汽轮机为单轴、三缸、两排汽、再热、凝汽冲动式,说明过热器与再热器在锅炉中的位置及布置情况,从而全面掌握研究对象的生产过程,并熟悉其动态特性及分析影响汽温变化的各种因素。

1.1 过热器的分类及基本结构

1.1.1 过热器的分类

过热器可以根据它所采用的传热方式分为对流过热器、半辐射过热器及辐射过热器三种。对流过热器是放在炉膛外面对流烟道里的过热器,它主要以对流传热方式吸收流过它的烟气的热量。半辐射过热器也称屏式过热器,一般放在炉膛上部出口附近,它既吸收炉膛火焰的辐射热,又以对流方式吸收流过它的烟气的热量。辐射过热器是放在炉顶或炉墙上的过热器,它基本上只吸收炉膛内火焰和烟气的辐射热。

现代大容量高参数锅炉的过热器主要由对流过热器,屏式过热器,包覆过热器,顶棚过热器,联箱及减温器构成。制造它们的材料一般都是合金钢,有的还需用特种钢来制造。

(1)对流过热器:布置在烟道内,依靠热烟气对流传热的过热器,称为对流式过热器。对流过热器是由联箱和很多细长的蛇形管束所组成。蛇形管可作立式或卧式布置。过热器的进出口联箱放在炉墙外部,起着分配和汇集蒸汽的作用。蛇形管与联箱上的管接头焊接在一起。

大容量锅炉的对流过热器布置在烟温很高的区域内,其蒸汽温度和管壁的热负荷都很高。而蒸汽侧放热系数比省煤器中的水或蒸发受热面中的汽水混合物的放热系数都低的多,因此过热器受热面必须用具有良好的高温强度特性的优质碳素钢或含有铬、钼、钒的耐热合金钢制造。过热器管子用什么材料制造,取决于它所处的工作条件。现代锅炉对流过热器多采用立式布置,因为这样可以采用简单可靠的悬吊固定方法,而卧式过热器的固定比较困难。立式布置的主要缺点,是停炉时积存在管内的凝结水不易排出,容易引起蛇形管下部弯头腐蚀。

(2)辐射过热器:辐射过热器可布置在燃烧室四壁,也称墙式或壁式过热器,或布置在炉顶,称顶棚过热器,直接吸收辐射热。在做墙式布置时辐射过热器的管子可以布置在燃烧室四壁的任一面墙上,可以仅布置在燃烧室上部,也可以沿燃烧室高度

全部布置;它可以集中布置在某一区域,也可以与蒸发受热面管子间隔布置。

在自然循环锅炉中,辐射过热器管子布置在燃烧室上部,能使管子避开热负荷最高的火焰中心区域。但是这种布置会使水冷壁管的吸热高度降低,可能影响水循环的安全性。如果辐射过热器沿燃烧室全部高度布置,则处于火焰中心区的管子容易过热烧坏。特别是升火过程中,为保证管子的冷却必须采取从外界引进蒸汽等专门措施。在直流锅炉中,情况有所不同,水冷壁上部都有一定的过热度,相当于辐射过热器,由于上部炉温较低,所以可保证安全。

在国产自然循环锅炉中,未采用墙式布置的辐射过热器,而多采用布置在炉顶的顶棚过热器,受热面为紧靠炉顶的直管,称为顶棚管。这种过热器的辐射传热作用较墙式过热器为弱,但因处于较低的烟气温度场,工作比较安全可靠,与屏式过热器和包覆过热器配合使用,效果较好。

(3)屏式过热器和包覆过热器

除了上述两种过热器外,还有一种介于两者之间的半辐射过热器。最常用的半辐射过热器是布置在燃烧室上部或出口处的高温烟区内的屏式过热器。其结构特征为几排拉稀的管屏。屏式过热器沿炉宽平行布置,管屏数目一般为8—16片,屏片间距为0.5—2米,各跟管子之间的相对间距S2/d在1.1左右,屏中并联管子的数目为15—30跟。管屏悬挂在炉顶的钢梁上,受热后能自由的向下膨胀。为了保持各屏间的节距,可将相临两屏中的若干对管子弯绕出来互相夹持在一起,而各屏本身的管子也应夹持在同一平面上。屏式过热器布置在对流过热器前面,以降低对流过热器入口烟温,避免对流过热器结渣。屏式过热器的汽温变化特性介于辐射与对流过热器之间,所以变化也比较平稳。

图1-1是布置在不同烟温区域内的过热器的汽温特性示意图。从图中可以看出,当锅炉负荷从33%增加到满负荷时,曲线1所示的屏式过热器的汽温变化非常平稳,仅上升了10℃;曲线2和3所示的对流过热器的汽温上升了42℃和50℃;而曲线4代表的辐射过热器的汽温却大幅下降了。由于屏式过热器具有过热汽温平稳的特点,在现代大型锅炉上广泛地采用了这种过热器。

为了得到较好的传热效果,最好把屏式过热器布置在烟温为950—1050℃的烟道中。屏式过热器进口烟温的选择,应保证燃料进入屏式过热器前已燃尽,否则在屏区再燃烧会严重影响管屏的工作安全。根据已采用屏式过热器的许多锅炉运行实践证明,它能够在1000—1300℃烟温区内可靠工作,并具有良好的汽温变化特性。

1.1.2过热器的基本结构

图1-1 布置在不同烟温区域内的过热器气温特性

1-布置在烟温1200℃区域的屏式过热器;2、3-布置在烟温为1000℃

和900℃区域内的对流过热器;4-布置在燃烧室内的辐射过热器300MW单元机组是现在是我国火力发电机组的主力型号,多采用亚临界参数及中间再热。330MW机组锅炉的过热器,具体结构见图1-4所示。此过热器具有以下特点:由于过热蒸汽参数高,需要布置更多受热面,因此炉膛内布置大量屏式过热器。采用辐射式、半辐射式和对流过热器联合过热系统,以获得良好的过热蒸汽温度变化特性。低温过热器采用逆流布置,以便获得较大的传热温差,从而节约钢材。

采用两级喷水减温,这样做的目的有两个,一是为了使汽温调节更灵敏,减小热惯性,二是为了保护过热器。第一级喷水减温器布置在前屏过热器之后,调节量较大且调节惰性大,用来调节因负荷、给水温度和燃料性质变化而引起的汽温变化,为粗调。另外它还有保护屏式过热器和对流过热器受热面的作用。第二级喷水减温器布置在高温对流过热器(末级过热器)之前,这一级热惯性小,可保证出口汽温能得到迅速调节。减温器共有四只,每级安装两只,每只喷水量为每级喷水量的一半。减温水源为自制冷凝水。

蒸汽流程为:饱和蒸汽由汽包引出后经一部分顶棚过热器进入侧墙和后墙包覆过热器,流出后在联箱内混合,进入低温对流过热器,出来后再经过另一部分顶棚过热器进入前屏过热器,流出后经过第一级喷水减温器减温,再进入后屏过热器,流出后经过第二级减温器减温,进入高温对流过热器完成最后一次过热后,送往汽轮机。

图1-2 300MW机组过热器系统图

1-汽包;2-前屏过热器;3-后屏过热器;4-顶棚过热器;

5-侧墙包覆过热器;6-后墙包覆过热器;7-低温对流过热器;

8-第一级减温器;9-第二级减温器;10-高温对流过热器

1.2 过热蒸汽温度控制的意义与任务

锅炉过热蒸汽温度是影响机组生产过程安全性和经济性的重要参数。现代锅炉的过热器是在高温、高压的条件下工作的,过热器出口的过热蒸汽温度是机组整个汽水行程中工质温度的最高点,也是金属壁温的最高处。过热器采用的是耐高温高压的合金刚材料,过热器正常运行的温度已接近材料所允许的最高温度。如果过热蒸汽温度过高,容易损坏过热器,也会使蒸汽管道、汽轮机内某些零部件产生过大的热膨胀而毁坏,影响机组的安全运行。如果过热蒸汽温度过低,将会降低机组的热效率,一般蒸汽温度降低5-10℃,热效率约降低1%,不仅增加燃料的消耗量,浪费能源,而且还将使汽轮机最后几级的蒸汽湿度增加,加速汽轮机叶片的水蚀。另外,过热汽温的降低还会导致汽轮机高压级部分蒸汽的焓值减小,引起反动度增大,轴向推力增大,也对汽轮机安全运行带来不利的影响。所以,过热蒸汽温度过高或过低都是生产过程所不允许的。

1.3 过热蒸汽温度控制对象的动静态特性

1.3.1静态特性

1、锅炉负荷与过热汽温的关系

锅炉负荷增加时,炉膛燃烧的燃料增加,但是,炉膛中的最高的温度没有多大的变化,炉膛辐射放热量相对变化不大,因此炉膛温度增高不大。这就是说负荷增加时每千克燃料的辐射放热百分率减少,而在炉膛后的对流热区中,由于烟温和烟速的提高,每千克燃料的对流放热百分率将增大。因此,对于对流式过热器来说,当锅炉的负荷增加时,会使出口汽温的稳态值升高;辐射式过热器则具有相反的汽温特性,即当锅炉的负荷增加时,会使出口汽温的稳态值降低。如果两种过热器串联配合,可以取得较平坦的汽温特性,但一般在采用这两种过热器串联的锅炉中,过热器出口蒸汽温度在某个负荷范围内,仍随锅炉负荷的增加有所升高。

2、过剩空气系数与过热汽温的静态关系

过剩空气量改变时,燃烧生成的烟气量改变,因而所有对流受热面吸热随之改变,而且对离炉膛出口较远的受热面影响显著。因此,当增大过剩空气量时将使过热汽温上升。

3、给水温度与汽温关系

提高给水的温度,将使过热汽温下降,这是因为产生每千克蒸汽所需的燃料量减少了,流过过热器烟气也就减少了。也可以认为:提高给水温度后,在相同燃料下,锅炉的蒸发量增加了,因此过热汽温将下降。则是否投入高压给水加热器将使给水温度相差很大,这对过热汽温有显著的影响。

4、燃烧器的运行方式与过热汽温的静态关系

在炉膛内投入高度不同的燃烧器或改变燃烧器的摆角会影响炉内温度分布和炉膛出口烟温,因而也会影响过热汽温,火焰中心相对提高时,过热汽温将升高。

1.3.2动态特性

目前,火电机组厂广泛采用喷水减温方式来控制过热蒸汽温度。影响汽温变化的因素很多,但主要有蒸汽流量、烟气传热量和减温水量等。在各种扰动下,汽温控制对象是有烟池、惯性和自平衡能力的。

1、蒸汽流量扰动下的蒸汽温度对象的动态特性

大型锅炉都采用复合式过热器,当锅炉负荷增加时,锅炉燃烧率增加,通过对流式过热器的烟气量增加,而且烟气温度也随负荷的增大而升高。这两个因素都使对流式过热器的气温升高。然而,当负荷增加时,炉膛温度升高的并不明显,由炉膛辐射传给过热器的热量比锅炉蒸汽量增加所需热量少,因此使辐射式过热器出口温度下

降。可见,这两种型式的过热器对蒸汽流量的扰动的反映恰好相反,只要设计上配合得当,就能使过热其出口汽温随蒸汽流量变化的影响减小。因此在生产实践中,通常把对流式过热器与辐射式过热器结合使用,还增设屏式过热器,且对流方式下吸收的热量比辐射方式下吸收的热量多,综合而言,过热器出口汽温是随流量D的增加而升高的。动态特性曲线如图1-3(a)所示。

蒸汽流量扰动时,沿过热器长度上各点的温度几乎是同时变化的,延迟时间较小,约为15s左右。

图1-3 在扰动下温度的变化曲线

2、烟气侧热量扰动下蒸汽温度对象的动态特性

当燃料量、送风量或煤种等发生变化时,都会引起烟气流速和烟气温度的变化,从而改变了传热情况,导致过热器出口温度的变化。由于烟气传热量的改变是沿着整个过热器长度方向上同时发生的,因此汽温变化的迟延很小,一般在15-25s之间。烟气侧扰动的汽温响应曲线如图1-3(a)所示。它与蒸汽量扰动下的情况类似。

3、蒸汽温度在减温水量扰动下的动态特性

当减温水量发生扰动时,虽然减温器出口处汽温已发生变化,但要经过较长的过热器管道才能使出口汽温发生变化,其扰动地点(过热器入口)与测量蒸汽温度的地点(过热器出口)之间有着较大的距离,此时过热器是一个有纯滞后的多容对象。.动态曲线图如图1-3(b)所示。当扰动发生后,要隔较长时间才能是蒸汽温度发生变化,滞后时间比较大,滞后时间约为30-60s。

综上所述,可归纳出以下几点:

(1)过热器出口蒸汽温度对象不管在哪一种扰动下都有延迟和惯性,有自平衡能力。而且改变任何一个输入参数(扰动),其他的输入参数都可能直接或间接的影响出口蒸汽温度,这使得控制对象的动态过程十分复杂。

(2)在减温水流量扰动下,过热器出口蒸汽温度对象具有较大的传递滞后和容量滞后,缩减减温器与蒸汽温度控制点之间的距离,可以改善其动态特性。

(3)在烟气侧热量和蒸汽流量扰动下,蒸汽温度控制对象的动态特性比较好。

1.4过热蒸汽温度控制系统的基本结构与工作原理

这里以330MW机组分散控制系统的过热蒸汽温度控制系统为例,对其系统结构和工作原理进行介绍。

该330MW机组的过热蒸汽温度控制采用二级喷水减温控制方式。过热器设计成两级喷水减温方式,除可以有效减小过热蒸汽温度在基本扰动下的延迟,改善过热蒸汽温度的调节品质外,第一级喷水减温还具有防止屏式过热器超温、确保机组安全运行的作用。

本机组过热器一、二级喷水减温器的控制目标就是在机组不同负荷下维持锅炉二级减温器入口和二级减温器出口的蒸汽温度为设定值。

1.4.1过热器一级减温控制系统

过热器一级减温控制系统的原理简图如图1-4所示。该系统是在一个串级双回路控制系统的基础上,引入前馈信号和防超温保护回路而形成喷水减温控制系统。主回路的被控量为二级减温器入口的蒸汽温度,其实测值送入主回路与其给定值进行比较,形成二级减温器入口蒸汽温度的偏差信号。主回路的给定值由代表机组负荷的主蒸汽流量信号(代表机组负荷信号)经函数器f(x)产生,其含义为给定值是负荷的函数。运行人员在操作员站上可对此给定值给予正负偏置。主回路的控制由PID1来完成。主回路控制器接受二级减温器入口蒸汽温度偏差信号,经控制运算后其输出送至副回路。

副回路的被控量为一级减温器出口的蒸汽温度。其温度的测量值送入副回路与其给定值进行比较,形成一级减温器出口蒸汽温度的偏差信号。副回路的给定值是由主回路控制器的输出与前馈信号叠加形成。副回路采用PID2调节器,它接受一级减温器出口蒸汽温度的偏差信号。

图1-4 过热器一级减温控制系统

由于机组的负荷会改变,控制对象的动态特性也随之而变,为了在较大的负荷变化范围内都具备较高的控制品质,在大型机组的蒸汽温度控制中,可充分利用计算机分散控制的优点,将主、副调节器设计成自动随着负荷的变化不断地修改整定参数的调节器,上述蒸汽温度控制系统就是如此。

1.4.2二级减温控制系统

过热器二级减温控制系统的原理简图如图1-5所示。该系统与一级减温控制系统的结构基本相同,也是一个串级双回路控制系统,不同之处在于:主、副调节器输入的偏差信号不同,采用的前馈信号也不同。

二级减温控制系统的主回路的被控量为二级过热器的出口蒸汽温度,该蒸汽温度与主回路的给定值进行比较,形成二级过热器出口蒸汽温度偏差信号,主回路的给定值由运行人员手动设定,对于300MW机组在正常负荷时,给定值一般为540℃。

图1-5 过热器二级减温控制系统

副回路的被控量为二级减温器出口蒸汽温度,其温度的测量值送入副回路与其给定值比较,形成二级减温器出口蒸汽温度的偏差信号。副回路给定值是上主回路控制器的输出与前馈信号叠加而形成的。

二级过热器蒸汽温度控制是锅炉出口蒸汽温度的最后一道控制手段,为了保证汽轮机的安全运行,要求尽可能提高锅炉出口蒸汽温度的调节品质。因此,二级减温控制的主回路前馈信号采用了基于焓值计算的较为完善的方案。其前馈信号有主蒸汽温度和压力的给定值的函数,还有主蒸汽流量代表机组负荷以及送风量、燃烧器火嘴摆动倾角等。

除了以上内容外,二级减温控制系统的其他部分以及工作原理与一级减温控制系

统完全相同。

1.5再热汽温控制系统

1.5.1再热汽温控制的任务

为了提高大容量、高参数机组的循环效率,并防止汽轮机末级蒸汽带水,需采用中间再热系统。提高再热汽温对于提高循环热效率是十分重要的,但受金属材料的限制,目前一般机组的再热蒸汽温度都控制在560℃以下。另一方面,在锅炉运行中,再热器出口温度更容易受到负荷和燃烧工况等因素的影响而发生变化,而且变化的幅度也较大,如果不进行控制,可能造成中压缸转子与汽缸较大的热变形,引起汽轮机振动。

再热蒸汽温度控制系统的任务是将再热蒸汽温度稳定在设定之上。此外,在低负荷、机组甩负荷或汽轮机跳闸时,保护再热器不超温,以保证机组的安全运行。1.5.2再热汽温的控制方法

再热蒸汽温度调节采用摆动火嘴加喷水减温的控制方式。

按设计,再热蒸汽温度正常情况下由喷燃器火嘴倾角的摆动来控制。也就是说,再热器汽温控制的减温水阀门平常是全关的,它对再热汽温只起一种辅助的或保护性质的调节作用。

1、摆动火嘴:

摆动燃烧器火嘴倾角是设计用来调节再热汽温的正常手段,它是一个带前馈信号的单回路调节系统。在锅炉A,B侧末级再热器出口联箱上各装有两个出口蒸汽温度测点,可由运行人员在OIS上手动选择每侧的某一测点或两个测点的平均值作为本次再热汽温控制使用。

根据主蒸汽流量经函数发生器给出的随机组负荷变化的再热汽温设定值,与运行人员手动设定值经小值选择器后与再热蒸汽测量值进行比较,偏差进入控制器。控制器设计为SMITH预估器和PID调节器互相切换的方式,两者只能由一个起控制作用,可由热控工程师通过软件调节。为了提高再热汽温在外扰下的调节品质,控制回路设计了机组负荷和送风量经函数发生器给出的前馈信号。根据再热汽温的偏差经控制器的控制运算后在加上前馈信号,形成了对燃烧器火嘴倾角的控制指令,这个指令信号分四路并列输出去驱动炉膛四角的燃烧器火嘴倾角。当进行炉膛吹扫时,火嘴倾角将被自动连锁到水平位置。

2、喷水减温:

喷水减温只起辅助或保护性质的减温作用。每侧的再热汽温有两个测量信号,当摆动火嘴在自动控制状态时,喷水减温的再热汽温设定在摆动火嘴控制系统设定值的

基础上加上根据摆动火嘴控制指令经函数发生器给出的偏置量,意在当摆动火嘴有调节与低时抬高喷水减温控制系统设定值以确保喷水减温阀门关死。当摆动火嘴控制指令接近下限而将失去调节余地时,该偏置量应该减小到零以便再热汽温偏高时喷水阀门接替摆动火嘴的减温手段。

由于喷水减温系统只是设计用作辅助调节手段,故系统设计比较简单,再热汽温设定值与测量值的偏差经PID调节器后直接作为喷水减温阀门开度指令,控制器未设计SMITH预估器,也未设计任何前馈信号。

图1-6 再热汽温控制SAMA图

1.6汽温调节的概念和方法

维持稳定的汽温是保证机组安全和经济运行所必须的。汽温过高会使金属应力下降,将影响机组的安全运行;汽温降低则会机组的循环的效率。据计算,过热器在超温10℃到20℃下长期运行,其寿命会缩短一半;而汽温降低10℃会使循环若效应降低0.5%,运行中一般规定汽温额定值的波动不能超过-10℃~+5℃。因此,要求锅炉设置适当的调温手段,以修正运行因素对汽温波动的影响。

对汽温调节方法的基本要求是:调节惯性或延迟时间小,调节范围大,对热循环热效率影响小,结构简单可靠及附加设备消耗少。

汽温的调节可归结为两大类:蒸汽侧的调节和烟气侧的调节。所谓蒸汽侧的调节,是指通过改变蒸汽的热焓来调节温度。例如喷水式减温器向过热器中喷水,喷入的水的加热和蒸发要消耗过热蒸汽的一部分热量,从而使汽温下降,调节喷入的水量,可以达到调节汽温的目的。烟气侧的调节,使通过改变锅炉内辐射受热面和对流受热面的吸热量分配比例的方法(例如调节燃烧器的倾角,采用烟气再循环等)或改变流经过热器的烟气量的方法(如调节烟气挡板)来调节过热蒸汽温度。

1.6.1从蒸汽侧调节汽温

汽温调节通常采用喷水减温作为主要调节手段。由于锅炉给水品质较高,所以减温器通常采用给水作为冷却工质。喷水减温的方法是将水呈雾状直接喷射到被调过热蒸汽中去与之混合,吸收过热蒸汽的热量使本身加热,蒸发,过热,最后也成为过热蒸汽的一部分。被调温的过热蒸汽由于放热,所以汽温降低,达到了调温的目的。

喷水减温调节操作简单,只要根据汽温的变化适当的变更相应的减温水调节阀门开度,改变进入减温器的减温水量即可达到调节过热汽温的目的。当汽温偏高时,开大调节门增加减温水量;当汽温偏低时,关小调节阀门减少减温水量,或者根据需要将减温器撤出运行。

单元机组的锅炉对汽温要求较高,故通常装置两级以上的喷水减温器,在进行汽温调节时必须明确每级减温器所担负的任务。第一级布置在分隔屏过热器之前,被调参数是屏式过热器出口汽温,其主要任务是保护屏式过热器,防止壁管超温。由于该减温器距末级过热器的出口尚有较长距离,相对来说,它对出口汽温的调节时滞较大,而且由于蒸汽流经后几级过热器后,汽温的变化幅度较大,误差也大,所以很难保证出口蒸汽温度在规定的范围内。因此,这级减温器只能作为主蒸汽温度的粗调节。该锅炉第二级喷水减温器设在末级对流过热器进口,被调参数是主蒸汽出口温度,由于此处距主蒸汽出口距离近,且此后蒸汽温度变化幅度也不大,所以第二级喷水减温的

灵敏度高,调节时滞也小,能有效的保证主蒸汽出口温度符合要求,因而该级喷水调节是主蒸汽的细调节。第二级喷水减温器往往分两侧布置,以减小过热汽温热偏差。正常工况时,一、二级喷水量的比例为总喷水量的75%和25%,在高加全部切除时,其比例为95%和5%。

喷水减温器调节汽温的特点是,只能使蒸汽减温而不能升温。因此,锅炉按锅炉额定负荷设计时,过热器受热面的面积是超过需要的,也就是说,锅炉在额定负荷下运行时过热器吸收的热量将大于蒸汽所需要的过热热量,这时就必须用减温水来降低蒸汽的温度使之保持额定值。由于一般组合过热器汽温特性都呈对流特性,所以当锅炉负荷降低时,汽温也下降,这时减温水就应减小,对于定压运行的单元机组,由于蒸汽失去汽温调节手段,因而主汽温就不能保持规定值,故锅炉不宜在此情况下做定压运行,而应采用滑压运行,以保证过热蒸汽有足够的过热度。喷水减温调节主蒸汽温度在经济上是有一定损失的。一方面由于在额定负荷时过热器受热面积比实际需要值大,增加了投资成本;另一方面因一部分给水用作减温水,使进入生煤器的水流量减少,因而锅炉排烟温度升高。增加了排烟损失。同时喷水减温的过程,也是一个熵增的过程。故而有可用能的损失。但是,由于喷水减温设备简单,操作方便,调节又灵敏,所以仍得到广泛应用。

再热器不宜采用喷水减温调节汽温。因为喷水减温器将增加再热蒸汽的数量,从而增加了汽轮机中,低压缸的蒸汽流量,即增加了中低压缸的出力。如果机组的负荷一定,将使高压缸出力减小,减少高压缸的蒸汽流量。这就等于部分的用低压蒸汽循环代替高压蒸汽循环做功,因而必然导致整个机组热经济性的降低。再热器喷水减温器的主要目的是当出现事故工况,再热器入口汽温超过允许值,可能出现超温损坏时,喷水减温器投入运行,借以保护再热器。在正常运行情况下,只有当采用其他温度调节方法尚不能完全满足要求时,再热器喷水减温器才投入微量喷水,作为再热汽温的辅助调节。

1.6.2 从烟气侧调节汽温

1、改变火焰中心位置。改变火焰的中心位置可以改变炉内辐射吸热量和进入过热器的烟气速度,因而可以调节过热汽温。当火焰中心位置抬高时,火焰离过热器较近,炉内辐射吸热量减少,炉膛出口烟温升高,则过热汽温将升高。火焰中心位置降低时,则过热汽温降低。改变火焰中心位置的方法有:

(1)调整喷燃器的倾角。采用摆动式燃烧器时,可以用改变其倾角的办法来改变火焰中心沿炉膛高度的位置,从而达到调节汽温的目的。在高负荷时,将喷燃器向

下倾斜某一角度,可以使火焰中心位置下移,使进入过热器区的烟气温度下降,减小过热器的传热温差,使汽温降低。而在低负荷时,将喷燃器向上倾斜适当角度,则可以使火焰中心位置提高,使汽温升高。摆动式燃烧器的调温幅度较大,调节灵敏,设备简单,投资费用少,并且没有功率损耗。目前使用的摆动式燃烧器上下摆动的转角为±20°,一般用10°~20°器的倾角的调节范围不可过大,否则可能会增大不完全燃烧损失或造成结渣等。如果向下的倾角过大时,可能会造成水冷壁下部或冷灰斗结渣。若向上的倾角过大时,会增加不完全燃烧损失并可能引起炉膛出口的屏式过热器或凝渣管结渣。同时在低负荷时若向上的倾角过大,还可能发生炉膛灭火。摆动式燃烧器可用于过热蒸汽的调温,也可用于再热蒸汽的调温。当摆动式燃烧器作为再热汽温的主调方式时,它将以再热汽温为信号,改变燃烧器的倾角。为了保持炉膛火焰的均匀分布,此时四组燃烧器的倾角应一致并同时动作。当燃烧器倾角已达到最低极限值时,再热汽温仍然高于额定值时,再热器事故喷水减温器将自动投入运行,以保持汽温和保护再热器。

(2)改变喷燃器的运行方式。当沿炉膛高度布置有多排喷燃器时,可以将不同高度的喷燃器组投入或停止工作,即通过上、下排喷燃器的切换,来改变火焰中心位置。当汽温高时应尽量先投用下排的燃烧器,汽温低时可切换成上排喷燃器运行,也可以采取对距过热器位置不同的喷燃器进行切换的方法,当投用靠近炉膛后墙的喷燃器时,由于这时火焰中心位置离过热器近火焰行程短,将使炉膛出口的烟温相对的高些。而切换成前墙或靠近前墙的喷燃器运行时,则火焰中心位置离过热器相对的远些,炉膛出口烟温就相对的低些。

(3)变化配风工况。对于四角布置切圆燃烧方式,在总风量不变的情况下,可以用改变上、下排二次风分配比例的办法来改变火焰中心位置。当汽温高时,一般可开大上排二次风,关小下排二次风,以压低火焰中心。当汽温低时,一般则关小上排二次风,开大下排二次风,以抬高火焰中心。进行调整时,应根据实际设备的具体特性灵活掌握。

2、改变烟气量。若改变流经过热器的烟气量,则烟气流速必然改变,使对流传热系数变化,从而改变了烟气对过热器的放热量。烟气量增多时,烟气流速大,使汽温升高;烟气量减少时,烟气流速小,使汽温降低。改变烟气量即改变烟气流速的方法有:

(1)采用烟气再循环。采用烟气再循环调节汽温的原理是从尾部烟道(通常是从省煤器后)抽出一部分低温烟气,用再循环风机送回炉膛,并通过对再循环烟气量

锅炉过热蒸汽温度控制系统设计

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

组态王课程设计锅炉温度控制系统

锅炉温度控制系统上位机设计 1.设计背景 锅炉是化工、炼油、发电等工业生产过程中必不可少的重要的动力设备。它所产生的高压蒸汽,既可以作为风机、压缩机、大型泵类的驱动透平的动力源,又可作为蒸馏、化学反应、干燥和蒸发等过程的热源。随着工业生产规模的不断扩大,生产设备的不断创新,作为全厂动力和热源的锅炉,办向着大容量、高参数、高效率发展。为了确保安全,稳定生产,锅炉设备的控制系统就显得愈加重要。随着经济的迅猛发展,自动化控制水平越来越高,用户对锅炉控制系统的工作效率要求也越来越高,为了提高锅炉的工作效率,较少对环境的污染问题,所以利用计算机与组态软件技术对锅炉生产过程进行自动控制有着重要的意义。 2.任务要求 (1) 按照题目设计监控画面及动态模拟; (2) 在数据字典中定义需要的内存变量和I/O变量; (3) 实现监控系统的实时、历史曲线及报警界面显示; (4) 实现保存数据和参数报表打印功能; (5) 实现登陆界面和帮助界面。 3. 界面功能 3.1 系统说明 本系统的目的是实现锅炉的温度控制,所以在监控界面设置了加热部分和降温部分,同时通过观察相应仪表,操作者手动的实现对锅炉温度的控制,而且在加热过程和降温过程中有信号灯可以清楚地显示系统工作在什么阶段。此外,在监控界面加入了液位控制部分,通过对进水量和出水量的控制实现液位平衡。实时曲线和历史曲线可以让操作者清楚地观察到锅炉内液体的液位高度和温度,从而更加准确的操作系统,达到控制要求。实时报警界面可以随时进行提醒,防止发生意外情况。帮助界面可以让初次登陆该系统的用户快速学会如何操作系统。登陆界面中加入用户登陆部分,只有有相应权限的操作者也可以控制系统。该系统还加入历史曲线打印功能和对系统相关变量的保存功能,用户可以随时查看历史记录。 3.2主监控界面 主控界面实现的是操作者观察仪表,得到锅炉内液体温度和液位的实时信息,通过调节电磁阀1、2,使得锅炉内液体液位保持在要求范围内,通过加热按钮和降温按钮对

燃气蒸汽锅炉DCS控制系统方案

xxx工业有限责任公司 锅炉房3台10T蒸汽锅炉自控系统 控 制 方 案 xxxx电气系统

一:概述 xxxx电气是暖通、供暖节能、锅炉、热能设备等领域自动化控制的高科技股份制公司,是国最大的锅炉电脑控制器厂家。 xx公司于1995年在全国率先推出锅炉电脑控制器,至今已发展到全系列燃煤、燃油(气)和电热锅炉的电脑控制、PLC控制、小型和大型DCS控制和供暖节能控制,控制锅炉的吨位达到150t/h,并且始终保持技术领先地位。目前xx公司产品已遍布全国,部分出口国外,近1000家国锅炉厂和11家外资锅炉厂配套使用,已成为我国锅炉控制的主流产品和著名品牌,是中国锅炉行业“工业锅炉控制标准”起草单位。 公司资质: 中国锅炉行业“工业锅炉控制标准”起草单位 省级高新技术企业 国家级高新区企业 计算机软件企业 中国锅炉行业协会团体会员 二、控制对象和设备 10T燃油气两用饱和蒸汽锅炉3台,每台包括: ●程控器外置式燃烧器1台;风机功率12KW, ●给水泵2台,功率15kw(一主一备); ●循环泵 ●节能泵 由上述设备组成锅炉补水及蒸汽负荷输出系统。 三、关于标准 1、目前尚无锅炉控制器的国家标准或行业标准,我公司执行的是xxxx公司企业标准Q/3201RTG01-2000,是 目前国唯一具有企业标准的锅炉电脑控制厂家。 2、我国工业锅炉控制装置的行业标准正在制定中,我公司为该标准的第一起草单位。 3、本控制方案依照国家有关标准和规程及xxxx公司企业标准编制,全面满足招标方要求。 四:系统设计原则 我方在进行本控制系统设计时,将严格遵循以下系统设计原则:

安全性原则:由于锅炉属于压力容器,而且工作环境比较恶劣,因此,控制系统首先要保证的就是锅炉系统运行的安全性,这是首要设计原则。为了达到安全的目的,在一次仪表和二次仪表的选型上,要严格遵循行业规,从根源上保证系统的安全。 可靠性原则:可靠性原则是针对控制系统的安全而言的,同样是为了保证锅炉的安全运行,在控制系统设计时,要注意控制的层次和相应层次的操作等级、权限。目前,国际上普遍认同的可靠控制系统分为三个等级:计算机上位监控子系统、实时控制子系统和就地强电手动操作子系统,本项目也将严格按这种方式来设计整体控制系统。 科学性原则:科学性原则是指控制系统中选用的一次、二次仪表、PLC等产品都属于目前国和国际上的主流产品,同时,控制系统的结构是合理的,具有行业针对性的。 先进性原则:先进性原则是指在系统科学设计和元器件经济合理的前提下,要尽量保证控制系统符合国际上自动化控制系统的发展方向,保证本控制系统在5-10年仍属于比较先进的锅炉控制系统。 五、控制方案 根据燃气锅炉的运行特点,锅炉控制系统控制采用小型分布式控制系统,本系统由一个工程师站,两个操作员站作为集中监控平台;S7-300作为锅炉及辅机控制系统,一次仪表信号分别送入PLC ,由PLC 经智能逻辑运算后驱动燃烧、循环泵等相关设备;上位系统一方面接收下位机上传的现场信号进行数据显示及报表和记录生成,另一方面,根据数据分析结果对下位机进行管理,实时监控锅炉系统运行以保证整个锅炉控制系统绝对安全可靠。拓扑图如下: 上位机: I/O数据处理、回路控制和顺序控制、完成面向过程的全部监测、调节和运算功能。包括温度、压力的显示、各种复杂调节和先进控制算法,各种电机的起停等控制,相关设备运行状态的监控及连锁保护等。 PLC柜:现场数据采集及简单处理、现场执行机构驱动。 操作员站及工程师站:工控机采用研华品牌,P4,512MB存,250G硬盘,DVD光驱,显示器采用22寸DELL 液晶显示器

蒸汽过热器(锅炉)爆管剖析——调节蒸汽温度正式版

Through the reasonable organization of the production process, effective use of production resources to carry out production activities, to achieve the desired goal. 蒸汽过热器(锅炉)爆管剖析——调节蒸汽温度正式 版

蒸汽过热器(锅炉)爆管剖析——调节 蒸汽温度正式版 下载提示:此安全管理资料适用于生产计划、生产组织以及生产控制环境中,通过合理组织生产过程,有效利用生产资源,经济合理地进行生产活动,以达到预期的生产目标和实现管理工作结果的把控。文档可以直接使用,也可根据实际需要修订后使用。 为了进一步从根源上找出爆管原因,全面分析了调节蒸汽温度的各种因素,以便彻底消除减温器事故隐患,见图2: 图2 面式减温器与省煤器进水示意图注:1——给水电动调节阀;2——给水旁通阀;3——逆止阀;4——给水直通阀;5——省煤器;6——汽包;7——减温水电动调节阀;8——减温水旋转调节阀;9——逆止阀;10——面式减温阀;11——减温器出水阀 过热蒸汽温度的调节在近1年时间内,由于8减温水旋转调节阀内漏,司炉

工不得已采用手动调节11减温器出水阀,控制水量的大小,从而达到调节汽温的目的。经过减温器以后的冷却水,接至省煤器之前与给水混合,通过4给水直通阀全部进入省煤器,因而保证了省煤器供水的稳定、可靠性。 (1)当过热蒸汽温度下降时:关小或关闭11减温器出水阀,由于冷却水量出口的减小或中断,使10面式减温器内水压增大,蒸汽将热量传播给低温冷却水,随着时间的延长,减温装置内冷却水温逐渐升高,体积不断增大,蒸汽放热与冷却水吸热之间的温差越来越小,则蒸汽传热的速度越来越慢,传播给冷却水的热量也就越少,蒸汽温度也就升高。

锅炉主蒸汽温度低原因及处理

我厂三期机组主蒸汽温度低原因及处理 近期,我厂#6、7机组机组负荷在50%及以上时经常出现主蒸汽温度低现象,现总结其原因及其处理方向。 一、主蒸汽温度过低的危害 当主蒸汽压力和凝结真空不变,主蒸汽温度降低时,主蒸汽在汽轮机内的总焓降减少,若要维持额定 负荷,必须开大调速汽阀的开度,增加主蒸汽的进汽量。一般机组主蒸汽温度每降低10C,汽耗量要 增加 1.3%~1.5%。 主蒸汽温度降低时,不但影响机组的经济性,也威胁着机组的运行安全。其主要危害是: (1)末级叶片可能过负荷。因为主蒸汽温度降低后,为维持额定负荷不变,则主蒸汽流量要增加,末级焓降增大,末级叶片可能过负荷状态。 (2)末几级叶片的蒸汽湿度增大。主蒸汽压力不变,温度降低时,末几级叶片的蒸汽湿度将要增加,这样除了会增大末几级动叶的湿汽损失外,同时还将加剧开几级动叶的水滴冲蚀,缩短叶片的使用寿命。 (3 )各级反动度增加。由于主蒸汽温度降低,则各级反动度增加,转子的轴向推力明显增大,推力瓦块温度升高,机组运行的安全可靠性降低。 (4)高温部件将产生很大的热应力和热变形。若主蒸汽温度快速下降较多时,自动主汽阀外壳、调节级、汽缸等高温部件的内壁温度会急剧下降而产生很大的热应力和热变形,严重时可能使金属部件产生裂纹或使汽轮机内动、静部分造成磨损事故;当主蒸汽温度降至极限值时,应打闸停机。 (5)有水击的可能。当主蒸汽温度急剧下降50C以上时,往往是发生水冲击事故的先兆,汽轮机值班员必须密切注意,当主蒸汽温度还继续下降时,为确保机组安全,应立即打闸停机。 二、引起主蒸汽温度低的因素: 1)水煤比。 在直流锅炉动态分析中,汽轮机调节汽阀的扰动,对直流锅炉是一种典型的负荷扰动。当调节汽阀阶 跃开大时,蒸汽流量D和机组输出功率N E立即增加,随即逐渐减少,并恢复初始值,汽轮机阀前压力 P T一开始立即下降,然后逐渐下降至新的平衡压力。由于直流锅炉的蓄热系数比汽包锅炉小,所以直流锅炉的汽压变化比汽包锅炉大得多。当负荷扰动时,过热汽温T2近似不变,这是由于给水流量和燃 烧率保持不变,过热汽温就基本保持不变。 燃烧率扰动是燃料量、送风量和引风量同时协调变化的一种扰动。当燃烧率B阶跃增加时,经过一段 较短的迟延时间,蒸汽流量D会暂时向增加方向变化;过热汽温T2则经过一段较长的迟延时间后单调上升,最后稳定在较高的温度上;汽压P T和功率N E的变化也因汽温的上升而最后稳定在较高的数值。 当燃烧率不变而给水流量增加时,一开始由于加热段和蒸发段的伸长而推出一部分蒸汽,因此蒸汽流 量D、汽压P T、功率Nk几乎没有迟延的开始增加,但由于汽温T2的下降,最后虽然蒸汽流量D增加,而输出功率N E却有所减少;汽压Pr也降至略高于扰动前的汽压,过热汽温T2则经过一段较长的迟延时间后,最后稳定在较低的温度。 给水和燃料复合扰动时的动态特性是两者单独扰动时的动态特性之和,由图2可知,当给水和燃料按 比例变化时,蒸发量D立即变化,然后稳定在新的数值上,过热汽温则保持在原来的数值上(额定汽温)。这就是说明严格控制水煤比是直流炉主蒸汽调节的关键。

锅炉内胆温度控制系统设计

锅炉内胆温度控制系统设计 一.引言 过程控制是自动化的重要分支,其应用范围覆盖石油、化工、制药、生物、医疗、水利、电力、冶金、轻工、建材、核能、环境等许多领域,在国民经济中占有极其重要的地位。无论是在现代复杂工业生产过程中还是在传统生产过程的技术改造中,过程控制技术对于提高劳动生产率、保证产品质量、改善劳动条件以及保护生态环境、优化技术经济指标等方面都起着非常重要的作用。 过程控制的主要任务是对生产过程中的有关参数(温度、压力、流量、物位、成分、湿度、PH值和物性等)进行控制,使其保持恒定或按一定规律变化,在保证产品质量和生产安全的前提下,是连续型生产过程自动的进行下去。实际的生产过程千变万化,要解决生产过程的各种控制问题必须采用有针对性的特殊方法与途径。这就是过程控制要研究和解决的问题。二.任务和要求 任务:设计锅炉内胆温度控制系统,选择合适的传感器、控制器和执行器,使其满足一定的控制要求。 要求:本系统的控制对象为锅炉内胆的水温,要求锅炉内胆的温度的稳定值等于给定值,误差保持在 5%的误差带以内。 三.总体方案 系统组成:本实验装置由被控对象和控制仪表两部分组成。系统动力支路分两路:一路由三相(380V交流)磁力驱动泵、电动调节阀、直流电磁阀、涡轮流量计及手动调节阀组成;另一路由日本三菱变频器、三相磁力驱动泵(220V变频)、涡轮流量计及手动调节阀组成。1.原理框图 图1

2.简要原理 单闭环锅炉水温定值控制系统的结构示意如课程设计指导书所示,图1为其结构框图。其中锅炉内胆为动态循环水,磁力泵、电动调节阀、锅炉内胆组成循环供水系统。而控制参数为锅炉内胆的水温,即要求锅炉内胆的水温等于设定值。先通过变频器-磁力泵动力支路给锅炉内胆打满水,然后关闭锅炉内胆的进水阀。待系统投入运行后,再打开锅炉内胆的进水阀,允许变频器-磁力泵以固定的小流量使锅炉内胆的水处于循环状态。在锅炉内胆水温的控制过程中,由于锅炉内胆由循环水,因此锅炉内胆循环水水温控制相比于内胆静态水温控制时更充分,因而控制速度有较大的改善。 在结构原理框图中可以清楚的看出,我们给定温度的设定值,将温度传感器的值与设定值相比较,把偏差值送入PID调节器,PID调节器的输出信号送入可控硅调压装置,经调压装置输出的电压信号来控制加热装置的阻值,从而控制锅炉内胆的水温。此控制系统为单闭环反馈系统,只要PID参数设置的合理,就能够使系统达到稳定。 3.优缺点分析 优点:单闭环系统结构简单,稳定性好、可靠性高,在工业控制中得到广泛的应用。 缺点:对动态特性复杂、存在多种扰动或扰动幅度很大,控制质量要求高的生产过程,简单控制系统难以满足要求 四.元器件的选择与参数整定 1.元器件的选择: (1)被控对象 由不诱钢储水箱、4.5千瓦电加热锅炉(由不锈钢锅炉内胆加温筒构成)、冷热水交换盘管和敷朔不锈钢管道组成。 模拟锅炉:本装置采用模拟锅炉进行温度实验,此锅炉采用不锈钢精制而成,设计巧妙。 管道:整个系统管道采用不诱钢管组成,所有的水阀采用优质球阀,彻底避免了管道系统生锈的可能性。有效提高了实验装置的使用年限。其中储水箱底有一个出水阀,当水箱需要更换水时,将球阀步打开直接将水排出。 (2)检测装置 变送器:采用工业用的扩散硅压力变送器,含不诱钢隔离膜片,同时采用信号隔离技术,对传感器温度漂移跟随补偿。 温度传感器:本装置采用六个Pt100传感器,分别用来检测上水箱出口、锅炉内胆、锅炉夹套以及盘管的水温。经过调节器的温度变送器,可将温度信号转换成4~20mA DC电流信

51单片机的热水锅炉温度控制系统设计

0 基于单片机热 水锅炉炉温控制系统设计

东北大学秦皇岛分校基于单片机的热水锅炉温度控制系统设计dennis 基于单片机热水锅炉炉温控制系统设计 作者:陈明 单位:东北大学秦皇岛 【摘要】本系统是基于单片机的锅炉温度控制,在设计中主要有温度检测、按键控制、水温控制、循环控制、显示部分、故障报警等几部分组成来实现温度控制。主要用数字温度传感器DS18B20来检测水温,用五个控制按键来实现按健控制,用液晶显示屏LCD1602来完成显示部分。并且通过模数转换把这些信号送入单片机中。把这些信号与单片机中内部设定的值相比,以判断单片机是否需要进行相应的操作,即是否需要打开或者关闭温度加热的操作,从而实现单片机自动控制的目的。本设计用单片机控制易于实现锅炉供暖、而且有造价低、程序易于调试、一部分出现故障不会影响其他部分的工作、维修方便。 【关键词】单片机(AT89C51),传感器DS18B20,扬声器,继电器 引言 自从20世纪90年代以来,单片机已经进入了一个高速发展的阶段,世界上著名的半导体厂商都注重新型单片机的研制、生产和推广。单片机的应用已经深入到来各个国家的国民经济当中。例如国内外目前知名的企业:atmel公司的avr单片机,motorola单片机,MICROCHIP单片机,东芝单片机,intel的8051单片机,宏晶STC单片机等等。 温度自动控制系统主要是有温度采集系统、液晶显示系统、扬声器报警系统和继电器控制系统四部分组成。本次设计主要是以温度采集到的温度为参考。如果温度在设定值内部,则系统正常工作,本系统的温度正常范围为0-50摄氏度,如果超出温度范围,则系统发出警报并控制系统负载停止工作。温度控制系统的编程软件为keil,仿真软件为proteus。 1. 热水锅炉温度控制系统设计 1.1方案极其论证 方案一: 用PLC做主要的设计技术,通过用其中的相关部件的开关控制达到锅炉水温的控制目的。但是由于对PLC相关配套的设备和仿真软件的限制,因此放弃了PLC方案。

锅炉蒸汽温度控制系统

引言 随着科学技术的发展,自动控制在现代工业中起着主要的作用,目前已广泛应用于工农业生产及其他建设方面。生产过程自动化是保持生产稳定、降低成本、改善劳动成本、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20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。电力工业中电厂热工生产过程自动化技术相对于其他民用工业部门有较长的历史和较高的自动化水平,电厂热工自动化水平的高低是衡量电厂生产技术的先进与否和企业现代化的重要标志。 本次毕业设计的主要是针对单元机组汽温控制系统的设计。锅炉汽温控制系统主要包括过热蒸汽和再热蒸汽温度的调节。主蒸汽温度与再热蒸汽温度的稳定对机组的安全经济运行是非常重要的。过热蒸汽温度控制的任务是维持过热器出口蒸汽温度在允许的范围之内,并保护过热器,使其管壁温度不超过允许的工作温度。过热蒸汽温度是锅炉汽水系统中的温度最高点,蒸汽温度过高会使过热器管壁金属强度下降,以至烧坏过热器的高温段,严重影响安全。一般规定过热器的温度与规定值的暂时偏差不超过±10℃,长期偏差不超过±5℃。 如果过热蒸汽温度偏低,则会降低电厂的工作效率,据估计,温度每降低5℃,热经济性将下降约1%;且汽温偏低会使汽轮机尾部蒸汽温度升高,甚至使之带水,严重影响汽轮机的安全运行。一般规定过热汽温下限不低于其额定值10℃。通常,高参数电厂都要求保持过热汽温在540℃的范围内。 由于汽温对象的复杂性,给汽温控制带来许多的困难,其主要难点表现在以下几个方面: (1)影响汽温变化的因素很多,例如,蒸汽负荷、减温水量、烟气侧的过剩空气系数和火焰中心位置、燃料成分等都可能引起汽温变化。 (2)汽温对象具有大延迟、大惯性的特点,尤其随着机组容量和参数的增加,蒸汽的过热受热面的比例加大,使其延迟和惯性更大,从而进一步加大了汽温控制的难度。 (3)汽温对象在各种扰动作用下(如负荷、工况变化等)反映出非线性、时变等特性,使其控制的难度加大。

组态王课程设计--锅炉温度控制系统

锅炉温度控制系统上位机设计 1. 设计背景 锅炉是化工、炼油、发电等工业生产过程中必不可少的重要的动力设备。它所产生的高压蒸汽,既可以作为风机、压缩机、大型泵类的驱动透平的动力源,又可作为蒸馏、化学反应、干燥和蒸发等过程的热源。随着工业生产规模的不断扩大,生产设备的不断创新,作为全厂动力和热源的锅炉,办向着大容量、高参数、高效率发展。为了确保安全,稳定生产,锅炉设备的控制系统就显得愈加重要。随着经济的迅猛发展,自动化控制水平越来越高,用户对锅炉控制系统的工作效率要求也越来越高,为了提高锅炉的工作效率,较少对环境的污染问题,所以利用计算机与组态软件技术对锅炉生产过程进行自动控制有着重要的意义。 2.任务要求 (1) 按照题目设计监控画面及动态模拟; (2) 在数据字典中定义需要的内存变量和I/O变量; (3) 实现监控系统的实时、历史曲线及报警界面显示; (4) 实现保存数据和参数报表打印功能; (5) 实现登陆界面和帮助界面。 3. 界面功能 3.1 系统说明 本系统的目的是实现锅炉的温度控制,所以在监控界面设置了加热部分和降温部分,同时通过观察相应仪表,操作者手动的实现对锅炉温度的控制,而且在加热过程和降温过程中有信号灯可以清楚地显示系统工作在什么阶段。此外,在监控界面加入了液位控制部分,通过对进水量和出水量的控制实现液位平衡。实时曲线和历史曲线可以让操作者清楚地观察到锅炉内液体的液位高度和温度,从而更加准确的操作系统,达到控制要求。实时报警界面可以随时进行提醒,防止发生意外情况。帮助界面可以让初次登陆该系统的用户快速学会如何操作系统。登陆界面中加入用户登陆部分,只有有相应权限的操作者也可以控制系统。该系统还加入历史曲线打印功能和对系统相关变量的保存功能,用户可以随时查看历史记录。 3.2主监控界面 主控界面实现的是操作者观察仪表,得到锅炉内液体温度和液位的实时信息,通过调节电磁阀1、2,使得锅炉内液体液位保持在要求范围内,通过加热按钮和降温按钮对温度进行控制,使得温度在要求范围内。这样,就实现了锅炉温度的控制。在该界面加入菜单项,可以查看历史系统报警。加入实时曲线、历史曲线和帮助界面按钮,可以使操作者更加快捷、准确的实现对系统的控制。如图1所示:

锅炉过热蒸汽温度控制系统设计

锅炉过热蒸汽温度控制系统设计 一、摘要 这次课程设计任务是对锅炉过热蒸汽温度控制系统进行设计与分析。在控制系统的设计与分析中,分别对串级控制系统和单回路控制系统进行了分析与阐述,通过分析比较发现,采用串级控制系统控制效果更好,可以使系统更能适应不通环境,从而达到更好的控制效果。通过使用该控制系统,可以使锅炉过热器出口蒸汽温度在允许的范围内变化,并保证过热器壁温度不超过工作允许的温度,使其能够正常工作。 二、锅炉设备的介绍及设计任务的分析 1、锅炉设备介绍 锅炉是石油化工、发电等工业过程必不可少的重要动力设备,它所产生的高压蒸汽既可作为驱动透平的动力源,又可作为精馏、干燥、反应、加热等过程的热源。随着工业生产规模的不断扩大,作为动力和热源的过滤,也向着大容量、高参数、高效率的方向发展。 锅炉设备根据用途、燃料性质、压力高低等有多种类型和名称,工艺流程多种多样,常用的锅炉设备的蒸汽发生系统是由给水泵、给水控制阀、省煤器、汽包及循环管等组成。 燃料与空气按照一定比例送入锅炉燃烧室燃烧,生成的热量传递给蒸汽发生系统,产生饱和蒸汽,形成一点观其文的过热蒸汽,在汇集到蒸汽母管。过热蒸汽经负荷设备控制,供给负荷设备用,于此同时,燃烧过程中产生的烟气,除将饱和蒸汽变成过热蒸汽外,还经省煤器预热锅炉给水和空气预热器预热空气,最后经引风送往烟囱,排入大气。

过热蒸汽送负荷设备 热空气汽包 炉膛 烟气排出 冷空气送入 水送入 热空气送往炉膛过热器 减温器 空气预热器 图1锅炉设备主要工艺流程图 锅炉设备的控制任务是根据生产负荷的需要,供应一定压力或温度的蒸汽,同时要使锅炉在安全、经济的条件下运行。为达到这些控制要求,锅炉设备将有多个不同的控制系统,如下: 锅炉汽包水位控制系统,要求保证汽包水位平稳; 锅炉过热蒸汽温度控制系统,要求保证过热蒸汽温度稳定; 锅炉蒸汽出口压力控制系统,要求保证蒸汽出口压力保持在一定范围内,同时实现逻辑提量和逻辑减量; 锅炉蒸汽出口压力控制系统,要求保证蒸汽出口压力保持在一定范围内,同时实现燃烧过程的经济运行; 锅炉炉膛负压控制系统,要求保证炉膛负压在一定范围内,以保证锅炉的安全运行。 锅炉安全连锁控制系统,以防止回火和脱火。 本设计根据任务要求主要对锅炉过热蒸汽温度控制系统进行设计与分析。 2、任务分析与设计思路 锅炉过热蒸汽温度控制系统则是锅炉系统安全正常运行,确保蒸汽质量的重要部分。这个设计我们的任务是锅炉过热蒸汽温度控制系统的设计与分析。 蒸汽过热系统包括一级过热器、减温器、二级过热器。控制任务是使过热器

锅炉过热蒸汽温度控制系统

锅炉过热蒸汽温度控制系统 在燃煤锅炉运行中,过热蒸汽温度是一个很重要的控制参数。过热蒸汽温度是锅炉运行质量的重要指标之一,过热蒸汽温度较高,可能造成过热器蒸汽管道损坏;过热蒸汽温度过低,会降低内功率。所以在锅炉运行中,必须保持过热蒸汽温度稳定在规定值附近。 本文介绍模糊控制在中小型燃煤锅炉过热蒸汽温度中的应用,采用模糊控制系统的思路,并用此方法控制燃煤锅炉的过热蒸汽温度,使得锅炉过热蒸汽温度即使在扰动幅度较大的情况下仍能保持平稳。模糊控制的控制算法不依赖于对象的数学模型,算法简单,易于实现,且对干扰和对象模型时变具有较强的适应性,它能根据输出偏差的大小进行自动调节,使输出达到给定值。能提高国内锅炉的燃烧效率、燃料适应性、负荷调节性能、污染、灰渣等众多独特优点而受到越来越广泛的重视,在电力、供热、工厂蒸汽生产中得到越来越广泛的应用。 以某600MW汽轮发电机组的汽包锅炉为例,其过热蒸汽生产流程简图和流程图如下图所示: 过热蒸汽流程图

1. 1 过热蒸汽温度控制的任务 过热蒸汽温度控制的主要任务是维持过热器出口温度在允许的范围之内,并保护过热器,使其管壁温度不超过允许的工作温度。过热蒸汽温度是锅炉汽水系统中的温度最高点,蒸汽温度过高会使过热器管壁金属强度下降,以至烧坏过热器的高温段,严重影响安全;过热蒸汽温度偏低,则会降低发电机组能量转换效率。据分析,气温每降低5℃,热经济性将下降 1 %;且汽温偏低会使汽轮机尾部蒸汽湿度增大,甚至使之带水,严重影响汽轮机的安全运行。该机组要求控制过热蒸汽温在5 3 8~ 5 4 8℃的范围内。 2 .2 影响过热蒸汽温度的主要因素 2 .2. 1 燃料、给水比(煤水比) 只要燃料、给水比的值不变,过热汽温就不变。只要保持适当的煤水比,在任何负荷和工况下,直流锅炉都能维持一定的过热汽温。 2.2. 2 给水温度 正常情况下,给水温度一般不会有大的变动;但当高压加热器因故障退出运行时,给水温度就会降低。对于直流锅炉,若燃料不变,由于给水温度降低时,加热段会加长、过热段缩短,因而过热汽温会随之降低,负荷也会降低。 2.2. 3 过剩空气系数 过剩空气系数的变化直接影响锅炉的排烟损失。影响对流受热面与辐射受热面的吸热比例。当过剩空气系数增大时,除排烟损失增加、锅炉效率降低外炉膛水冷壁吸热减少,造成过热器进口温度降低、屏式过热器出口温度降低;虽然对流过热器吸热量有所增加,但在煤水比不变的情况下,末级过热器出口汽温会有所下降。过剩空气系数减小时的结果与增加时的相反。若要保持过热汽温不变,则需重新调整煤水比。 2.2. 4 火焰中心高度 火焰中心高度变化造成的影响与过剩空气系数变化的影响相似。在煤水比不变的情况下,火焰中心上移类似于过剩空气系数增加,过热汽温略有下降;反之,过热汽温略有上升。若要保持过热温不变,亦需重新调整煤水比。 2.2. 5 受热面结渣 煤水比不变的调节下,炉膛水冷壁结渣时,过热汽温会有所降低;过热器结渣或积灰时,过热汽温下降较明显。前者情况发生时,调整煤水比就可;后者情况发生时,不可随便调整煤水比,必须在保证水冷壁温度不超限的前提下调整煤水比。对于直流锅炉,在水冷壁温度不超限的条件下,后四种影响过热汽温因素都可以通过调整煤水比来消除;所以,只要控制、调节好煤水比,在相当大的负荷范围内,直流锅炉的过热汽温可保持在额定值。此优点是汽包锅炉无法比拟的;但煤水比的调整,只有自动控制才能可靠完成。

#蒸汽锅炉控制系统技术方案

DL-1000燃煤蒸汽锅炉控制系统技术方案 设计依据和原则 1.依据客户北京昌科供暖中心有关45t/h、35t/h、20t/h燃煤蒸汽锅炉控制系统的要求,并按照自控装置系统必须科学、合理、成熟、安全可靠、稳定、可扩展以及性价比高的原则进行设计。 2.符合以下规范与标准: 《蒸汽锅炉安全技术监察规程》1996; 《锅炉房设计规范》GB50041-92; 《工业锅炉监测与控制装置的配置标准》DB31/T72-1999; 《工业锅炉热工试验规范》GB10180-88; 《电气装置安装工程施工及验收规范》GB50303-2002; 《低压电器基本标准》GB1497-93; 《工业自动化仪表工程施工及验收规范》GBJ50093-2003。 1.0系统概述 本系统为DL-1000分散型集中控制系统,是集控制技术,通讯技术于一体,是当今控制系统的主流机型。可完成调节控制,联锁保护,顺序控制,数据采集等任务。人机接口采用触摸屏及上位机进行实时监控。运用多媒体技术,具有3D动画、全中文显示、声光提示等丰富多彩的人机互动界面,能直观地显示锅炉和燃烧的实际情况及燃烧负荷状态,各运行数据实时动感地显示在彩色触摸屏上,使锅炉的运行状态一目了然,操作更直观、更简便。该系统具有良好的互联性和开放性,留有充分的升级和后备功能,满足IEC61158和EN50170标准的要求。并且具有在恶劣工作环境下安全可靠运行和全视角直观显示锅炉系统工作状态的优点。 1.1 硬件 1.1.1 概述 本方案所配置的系统硬件均是有现场运行实绩的,先进可靠的和使用以微处理器为基础的分散型硬件。 1.1.2 处理器模件(PLC CPU226) PLC为可编程逻辑控制器,是一种以微处理器为基础,综合了现代计算机技术、自动控制技术和通讯技术发展起来的一种通用的工业自动控制装置,由于它拥有体积小、功能强、程序设计简单、维护方便等众多优点,特别是它适应恶劣工业环境的能力和它的高可靠性,使它的应用越来越广泛。 其主要负责数字量的数据处理和运行(控制),数据高速公路通讯管理和过程输入/输

锅炉主汽温度控制系统设计说明书

内蒙古科技大学 本科生过程控制课程设计说明书 摘要 随着先进的电子和计算机技术的发展和控制功能的不断完善以及对热电厂中锅炉仪表控制系统进行的先进改造,以先进的DCS系统作为锅炉的控制核心,锅炉鼓风机和引风机采用变频驱动技术,以保护电机和节约能源,结合实际的现场仪表、变频调速器、DCS控制方案的具体实施方案。而在锅炉主汽温度控制系统中,也有越来越多的方法可以实现生产控制,这里需要我们对过热器的出口蒸汽温度进行检测,当温度不在控制范围内时就通过对过热器阀门的控制,设计锅炉主汽温度控制系统,实现对汽包主蒸汽温度的控制,以产生合格的产品,这个就是这次设计的主要内容。 关键词:锅炉;主汽;温度;控制

目录 第一章绪论 (3) 第二章热电厂概述 (4) 2.1锅炉概述 (4) 2.2锅炉、锅筒设备及结构 (5) 2.3锅炉控制的工作原理 (6) 第三章锅炉主汽温度控制系统概述 (7) 3.1锅炉蒸汽温度控制概述 (7) 3.2过热器的基本概念 (7) 3.3锅炉主汽温度控制系统的总体设计方案 (8) 第四章锅炉主汽温度控制的设计过程 (9) 4.1锅炉主汽温度控制说明 (9) 4.2锅炉主汽温度控制系统的分析与初步设计 (10) 4.3锅炉主汽温度串级控制系统图解及仪表选型 (11) 4.4锅炉主汽温度控制系统安全保护对策 (13) 第五章总结 (15) 参考文献 (16)

第一章绪论 这个学期的第一个课程设计是过程控制课程设计,通过上个学期的热电厂的实习,以及对热电厂的工艺和锅炉的生产设备及工艺的了解,我们选择了各自的课程设计题目,我的设计主要是介绍锅炉控制中的主汽温度控制系统的设计。随着科学的进步以及各种仪器的发展,现在已经有很成熟的控制方法来控制锅炉的生产,我这里是根据一般的场合所需要的控制方案,设计了一个串级的控制系统。对一些大的生产设备和一些有大的延迟或者是大的滞后的生产过程就不做叙述了。

火电厂燃煤锅炉温度控制系统

火电厂锅炉温度控制系统 锅炉温度的控制效果直接影响着产品的质量,温度低于或高于要求时要么不能达到生产质量指标有时甚至会发生生产事故。采用双交叉燃烧控制以锅炉炉膛温度为主控参数、燃料和空气并列为副被控变 量设计火电厂锅炉温度控制系统,以达到精度在5 ℃范围内。 工程控制是工业自动化的重要分支。几十年来,工业过程控制获得了惊人的发展,无论是在大规模的结构复杂的工业生产过程中,还是在传统工业过程改造中,过程控制技术对于提高产品质量以及能源的节约都起着重要的作用。 生产过程是指物料经过若干加工步骤而成为产品的过程。该过程中通常会发生物理化学反应、生化反应、物质能量的转换与传递等等,或者说生产过程表现为物流过变化的过程,伴随物流变化的信息包括物流性质的信息和操作条件的信息。 生产过程的总目标,应该是在可能获得的原料和能源条件下,以最经济的途径,将原物料加工成预期的合格产品。为了打到目标,必须对生产过程进行监视和控制。因此,过程控制的任务是在了解生产过程的工艺流程和动静态特性的基础上,应用理论对系统进行分析与综合,以生产过程中物流变化信息量作为被控量,选用适宜的技术手段。实现生产过程的控制目标。 生产过程总目标具体表现为生产过程的安全性、稳定性和经济性。 (1)安全性在整个生产过程中,确保人身和设备的安全是最重要和最基本的要求。在过程控制系统中采用越限报警、事故报警和连锁保护等措施来保证生产过程的安全性。另外,在线故障预测与诊断、容错控制等可以进一步提高生产过程的安全性。 (2)稳定性指系统抑制外部干扰、保持生产过程运行稳定的能力。变化的工业运行环境、原料成分的变化、能源系统的波动等均有可能影响生产过程的稳定运行。在外部干扰下,过程控制系统应该使生产过程参数与状态产生的变化尽可能小,以消除或者减少外部干扰可能造成的不良影响。 (3)经济性在满足以上两个基本要求的基础上,低成本高效益是过程控制的另外一个重要目标。为了打到这个目标,不进需要对过程控制系统进行优化设计,还需要管控一体化,即一经济效益为目标的整体优化。 工业过程控制可以分为连续过程工业、离散过程工业和间隙过程工业。其中,连续过程工业占的比重最大,涉及石油、化工、冶金、电力、轻工、纺织、医药、建材、食品等工业部门,连续过程工业的发展对我国国民经济意义最大。过程控制主要指的就是连续过程工业的过程控制。 锅炉是工业生产中不可缺少的动力设备,它多产生的蒸汽不仅能够为蒸馏、化学反应、干燥、蒸发等过程提供热源,而且,还可以作为风机,压缩机、泵类驱动透平的动力源。随着石油化学工业规模的

锅炉蒸汽温度自动控制系统——模糊控制

锅炉蒸汽温度自动控制系统 摘要: 电厂实现热力过程自动化,能使机组安全、可靠、经济地运行。锅炉是火力 发电厂最重要的生产设备,过热蒸汽温度是锅炉运行质量的重要指标之一,过热蒸汽温度控制是锅炉控制系统中的重要环节。在实现过程控制中,由于电站锅炉系统的被控对象具有大延迟,大滞后、非线性、时变、多变量耦合的复杂特性,无法建立准确的数学模型,对这类系统采用常规PID控制难以获得令人满意的控制效果。在这种情况下,先进的现代控制理论和控制方法已经越来越多地应用在锅炉汽温控制系统。 本文以电厂锅炉汽温系统为研究对象,对其进行了计算机控制系统的改造。考虑到锅炉汽温系统的被控对象特点,本文分别采用了常规PID控制器和模糊-PID 控制器,对两种控制系统对比研究,同时进一步分析了一般模糊-PID控制器的控制特点,在此基础之上给出了一种改进算法,通过在线调整参数,实现模糊-自调整比例常数PID控制。在此算法中,比例常数随着偏差大小而变化,有效地解决了在小偏差范围内,一般的模糊-PID控制器无法实现的静态无偏差的问题,提高了蒸汽温度控制系统的控制精度。 关键词:锅炉蒸汽温度模糊控制 随着我国经济的高速发展,对重要能源“电”的要求快速增长,大容量发电机组的投入运行以及超高压远距离和赢流输电的混和电网的建设,以三峡电网为中心的全国性电力系统的形成,电力系统的不断扩大,对其自动控制技术水平的要求也越来越高。同时,地方性的自备热电厂亦有长足发展,随着新建及改造工程的进行,其生产过程自动控制与时俱进,小容量机组“麻雀虽小,五脏俱全”,自备热电厂其自身特点:自供电、与主电网的关系疏及相互影响小,供热及采暖季节性等,可以提供更多的应用、尝试新技术、新产品的机会和可能性。这样做的重要目标是提高和保证电力,热力及牛产过程的安全可靠、经济高效。为了适应发展并实现上述目标,必须采取最新的技术和控制手段对电力系统的各种运铲状态和设备进行有效的自动控制。 火力发电厂在我国电力工业中占有主要地位,是我国重点能源工业之一。其单元发电机组由锅炉、汽轮发电机和辅助设备组成的庞大的设备群。由于其工艺流程复杂,设备众多,管道纵横交错,大型机组多至上千个参数需要监视、操作或控制,而且电能生产还要求有高度的安全可靠性和经济性,因此,单元机组自动化水平受到特别的重视。 锅炉蒸汽温度自动控制系统的分析: 过热蒸汽温度自动控制是维持过热器出口蒸汽温度在允许范围内,并且保护过热器,使管壁温度不超过允许的工作温度。过热蒸汽温度是锅炉运行质量的重要指标之一,过热蒸汽温度过高或过低都会显著地影响电厂的安全性和经济性。目前,汽包锅炉的过热器侧调温都是以喷水减温方式为主的。它的原理是将洁净的给水直接喷进蒸汽,水吸收蒸汽的汽化潜热,从而改变过热蒸汽温度。汽温的变化通过减温器喷水量的调节加以控制。 影响过热器出口蒸汽温度变化的原因很多,如蒸汽流量变化、燃烧工况变化、

过程控制系统课程设计(锅炉汽包温度控制系统论文)

洛阳理工学院 过程控制系统课程设计题目:水塔温度控制系统

目录 第1章水塔温度控制系统设计方案.......................... 错误!未定义书签。 1. 1系统设计方案概述............................... 错误!未定义书签。 1.2 水塔温度串级控制系统仿真........................ 错误!未定义书签。 第2章水塔温度控制系统硬件设计.......................... 错误!未定义书签。 2.1系统对象特性设计................................ 错误!未定义书签。 2.2系统检测回路设计................................ 错误!未定义书签。 2.3控制器设计...................................... 错误!未定义书签。 2.4执行器选择...................................... 错误!未定义书签。 2.5参数整定 (9) 第3章水塔温度控制系统软件设计 (10) 3.1 程序设计 (11) 3.2 温度控制算法程序设计............................ 错误!未定义书签。 第4章设计结论.......................................... 错误!未定义书签。 参考文献................................................. 错误!未定义书签。 第1章水塔温度控制系统设计方案 1. 1系统设计方案概述 本次设计采用串级控制系统对水塔温度进行控制。 过程控制系统由过程检测、变送和控制仪表、执行装置等组成,通过各种类型的仪 表完成对过程变量的检测、变送和控制,并经执行装置作用于生产过程。 串级控制系统是两只调节器串联起来工作,其中一个调节器的输出作为另一个调节 器的给定值的系统。此系统改善了过程的动态特性,提高了系统控制质量,能迅速克服 进入副回路的二次扰动,提高了系统的工作频率,对负荷变化的适应性较强。 串级控制系统工程应用场合如下:

锅炉温度控制系统设计方案

锅炉温度控制系统设计方案 第1章绪论 1.1课题背景及研究的意义 锅炉是工业生产中最常用的能量转换设备之一,它通过转化燃料中的化学能或利用电能转化为能,成为人们广为依赖的采暖工具。在电锅炉中,利用电阻在通电流状态下发热的原理,通过对电流的大小的控制对温度的控制。由于电流易控制的特点,电锅炉在小型锅炉和精密控温的到使用者的青睐。但是,在大部分城市中,由于国家实行“西气东输”计划,燃气价格为普通人家所接受,经数据统计和计算,燃气锅炉更便宜,比电锅炉应用更受欢迎。 锅炉温度的稳定是锅炉性能的一项重要指标,温度过高和温度过低都会给锅炉的稳定运行和生产造成重大的的影响,甚至发生安全事故。温度过高,导致锅炉金属材料和相关部件的超温过热,加速管材金属氧化,降低锅炉和相关部件的使用寿命;温度过低,假定在保持锅炉蒸发量不变的情况下,锅炉的损耗将大幅上升,能源利用率因此下降,而且负荷也将受到限制。所以,限定锅炉在安全温度成为每一个温度控制系统的核心部分。 随着科技发展,人们对采暖方式和热水方式渐渐发生变化,家用燃气锅炉进入寻常百姓家,但是国燃气锅炉的开发与应用还处于较落后的阶段,市场上的大多数此类商品还是以国外为主,所以燃气锅炉依然有广大市场与研究价值。 本设计以家用燃气锅炉为研究目标,使用AT89C51单片机为控制核心组成温度控制系统,采用热电阻感应温度的变化,单片机实现收集数据、处理数据、发送控制命令的功能,从各方面详细的说明单片机在温度控制的应用。 1.2 温度传感技术 自工业时代以来,随着大型机械的出现和广泛应用,温度对机械工作性能的影响越来越被人们所重视,对温度的未知可能造成机械损坏或发生重大事故。于是温度传感器便应运而生。温度传感器用在生活的方方面面,从冶金行业到每一个人身边中的一部分,它已经随着时代的步伐在进步。 目前使用的较为先进的温度传感器是数字传感器。数字传感器的优点是不需要像传统方式一样加入转换部分,利用当今成熟的集成技术,在其部已经集成了感应温度系统和温度转换系统,尤其是它单端数据输出的功能,极大减少对主控

燃气蒸汽锅炉DCS控制系统

河南xxx工业有限责任公司 锅炉房3台10T蒸汽锅炉自控系统 控 制 方 案 xxxx电气系统有限公司

一:概述 xxxx电气有限公司是暖通、供暖节能、锅炉、热能设备等领域自动化控制的高科技股份制公司,是国内最大的锅炉电脑控制器厂家。 xx公司于1995年在全国率先推出锅炉电脑控制器,至今已发展到全系列燃煤、燃油(气)和电热锅炉的电脑控制、PLC控制、小型和大型DCS控制和供暖节能控制,控制锅炉的吨位达到150t/h,并且始终保持技术领先地位。目前xx公司产品已遍布全国,部分出口国外,近1000家国内锅炉厂和11家外资锅炉厂配套使用,已成为我国锅炉控制的主流产品和著名品牌,是中国锅炉行业“工业锅炉控制标准”起草单位。 公司资质: 中国锅炉行业“工业锅炉控制标准”起草单位 省级高新技术企业 国家级高新区企业 计算机软件企业 中国锅炉行业协会团体会员 二、控制对象和设备 10T燃油气两用饱和蒸汽锅炉3台,每台包括: ●程控器外置式燃烧器1台;风机功率12KW, ●给水泵2台,功率15kw(一主一备); ●循环泵 ●节能泵 由上述设备组成锅炉补水及蒸汽负荷输出系统。 三、关于标准 1、目前尚无锅炉控制器的国家标准或行业标准,我公司执行的是xxxx公司企业标准Q/3201RTG01-2000,是 目前国内唯一具有企业标准的锅炉电脑控制厂家。 2、我国工业锅炉控制装置的行业标准正在制定中,我公司为该标准的第一起草单位。 3、本控制方案依照国家有关标准和规程及xxxx公司企业标准编制,全面满足招标方要求。 四:系统设计原则 我方在进行本控制系统设计时,将严格遵循以下系统设计原则:

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