小组项目：锅炉自动控制系统——燃烧部分项目时间周期：
班级：
小组组长：
小组成员：
报告完成时间：2012年07月11日
目录
一、生产实习目的及意义 (3)
二、锅炉自动控制系统的要求 (3)
(一)操作设备说明 (3)
(二)生产实习整体要求 (5)
(三)控制系统设计要求 (5)
(四)开车步骤和各部件要求 (6)
三、锅炉工艺介绍 (8)
(一)工艺流程介绍 (8)
(二)工艺过程介绍 (9)
四、生产实习的具体安排 (10)
五、小组成员具体分工 (10)
六、燃烧工程设计方案 (10)
七、自动化仪表选择方案 (14)
(一)仪表选择 (14)
(二)仪表主要参数 (21)
八、组态仿真测试 (26)
九、组态王仿真测试 (32)
十、 matlab测试仿真 (41)
十一、财务简要分析及项目可行性总评 (44)
十二、生产实习感想 (44)
十三、对本次生产实习方案的评价 (45)
十四、对本次生产实习的建议 (45)
参考文献 (45)
一、生产实习目的及意义
1.认识、了解现代工业生产的组织和管理模式;
2.认识、了解所学专业在国民经济中的作用、位置，以及社会对于科技、知识的需求程度
的一种重要方式;
3.学会中如何观察、分析问题，搜集、整理数据资料，开展调查研究的能力;
4.培养综合运用不同学科的知识，分析、解决工作中所遇到的问题的能力;
5.培养团队之间相互帮助，相互协作，即分工明确又深入沟通的能力；
6.通过实习，全面检查我们技能的强弱和专业知识的掌握程度，及时发现问题，采取改进
措施，以提高我们的综合能力;
二、锅炉自动控制系统的要求
（一）操作设备说明
（1）检测仪表
（2）执行机构
（3）开关阀
（4）手操阀
（二）、生产实习整体要求：
小组共同完成一个完整的自动化工程项目。实际的自动化工程项目从设计到实施投运的全过程包括：
1）接受用户的委托协议部分；
2）根据用户提出的要求，设计一个合理的自动化控制解决方案，包括：
①根据工艺条件和用户要求，设计若干个自动控制系统；
②选择合理的控制方案（包括算法）；
③为每个系统选择合适的自动化仪表；
3）为用户进行软件开发—进行控制系统的组态，并进行运行测试
4）对部分控制系统进行实际运行，整定测试；
5）将调试结果和设计结果形成设计报告提交给甲方。
（三）控制系统设计要求：
组态要求：
1、回路组态画面，
2、分组画面，
3、纵观画面，
4、趋势画面，
5、流程图组态，
6、报警画面。
A、上水部分主要由除氧器和上水泵构成，主要参考变量为：软化水流量、除氧
器液位以及除氧器压力。
（1）要求：
本部分所构成的控制系统需包括：单回路控制系统、串级控制系统等。
（2）安全要求：
主要参考变量需有报警提示。
B、燃烧及产品产出部分主要由炉膛、燃油泵、风机以及过热蒸汽出口管线构成，
主要参考变量为：燃料流量、空气量、过热蒸汽压力。
（1）要求：
本部分所构成的控制系统需包括：比值控制系统、串级控制系统等。
（2）安全要求：
主要参考变量需有报警提示。
C、锅炉汽包构成，主要参考变量为：汽包水位、汽包压力。
（1）要求：
本部分所构成的控制系统需包括：单回路系统、三冲量控制系统等。
（2）安全要求：
主要参考变量需有报警提示。
D、炉膛负压及出口温度，主要由炉膛和过热蒸汽出口管线部分系统构成，主要
参考变量为：炉膛负压、最终过热蒸汽温度。
（1 要求：
本部分所构成的控制系统需包括：前馈控制系统、串级控制系统等。
（2）安全要求：
主要参考变量需有报警提示。
E、烟气排放部分，主要由省煤器和烟气排放管线部分系统构成，主要参考变量
为：烟气含氧量、烟气出口温度。
（1）要求：
本部分所构成的控制系统需包括：串级控制系统等。
（2）安全要求：
主要参考变量需有报警提示。
（四）、开车步骤和各部件要求：
1、启动前阀位检查
检查所有的阀门和开关都处于关闭状态。
2、除氧器投运
1) 将软化水管线调节阀V1106打开，手动向除氧器充水，使液位指示达到400(mm)，
并保持稳定。开除氧器下水箱蒸汽管线阀XV1106加热到100℃后关闭
2) 打开除氧蒸汽管线调节阀PV1101，将除氧器压力升至1000mmH2O。
3、锅炉上水
1) 打开汽包放空阀XV1104。
2) 开启上水泵出口阀XV1101，全开去省煤器锅炉上水管线调节阀V1102。
3) 缓开给水调节阀的小旁路阀HV1101，手控上水（注意上水流量不得大于10t/h，因
为上水过快，排气不畅，会导致局部受压，损坏设备）。待水位升至250mm，关闭旁路阀HV1101。
4) 调节V1101，使汽包水位达到300mm，并保持稳定。
5) 调节PV1101，将除氧器压力达到2000 mmH2O，并保持稳定。
4、锅炉点火升压
1) 检查汽包放空阀XV1104是否打开。
2) 全开烟道挡板DO1101，开启风机S1101通风5分钟，使炉膛不含可燃气体。
3) 将烟道挡板DO1101调至20%左右。
4) 按下操作台上的点火按钮，点燃开工烧嘴。
5) 打开油路截止阀XV1102，开调节阀V1104，投入主燃料系统。
6) 升压过程应缓慢平稳，时间应严格控制不得小于10分钟，以免过热器管壁温度急
剧上升和对流管束胀口渗水等现象发生。当蒸汽压力达到1.5MPa时，关闭汽包放空阀XV1104。
7) 过热蒸汽温度达到400℃时，投入减温器，打开V1103，开度为50%。
8) 当压力升至3.6MPa之后，保持此压力达到平稳。
5、锅炉负荷提升
1) 检查蒸汽温度不低于420℃。
2) 调整汽包水位为250~300mm。
3) 调整过热蒸汽压力在3.6~3.65MPa。
4) 缓慢开蒸汽管线调节阀V1105，约5%。
5) 调节蒸汽压力达到3.8MPa，并保持稳定。
6) 缓慢调节蒸汽管线调节阀V1105，提升燃烧负荷，使产汽量达到20t/h左右。
7) 检查燃油管线调节阀V1104位于小开度，调节蒸汽管线调节阀V1105，使负荷提
至35t/h。
8) 缓慢调节V1105继续提升负荷，提升速度每分钟不得超过3-5t/h，同时注意调节燃
油管线调节阀V1104补充燃油量，直至负荷升至65t/h。
9) 调整蒸汽温度达到440℃，并使其保持稳定。
6、锅炉正常运行工况
1) 调整烟道挡板DO1101，使烟气含氧量维持在2%左右。
2) 蒸汽温度保持在(440±5) ℃范围内。
3) 均衡进水，保持正常水位，使给水量和蒸汽负荷达到平衡。汽包水位控制在
(300±30)mm。
4) 过热蒸汽压力保持在(3.8±0.05) MPa范围内。
5) 给水压力保持在4.8~5.5MPa。
6) 炉膛压力小于400mmH2O。
7) 排烟温度在200℃左右。
8) 燃料气压力在0.29~0.31MPa。
9) 除氧器压力在(2000±100) mmH2O。除氧器液位在(400±30)mm。
三、锅炉工艺介绍
（一）工艺流程介绍
所选被控对象为工业领域广泛应用的自然循环锅炉。
经处理的软化水进入除氧器V1101上部的除氧头，进行热力除氧，除氧蒸汽由除氧头底部通入。除氧的目的是脱除水中的氧气和其他溶解性气体。
除氧后的软化水经由上水泵P1101泵出，分两路，其中一路进入减温器E1101与过热蒸汽换热后，与另外一路混合，进入省煤器E1102。进入减温器E1101的锅炉上水走管程，一方面对最终产品（过热蒸汽）的温度起到微调（减温）的作用，另一方面也能对锅炉上水起到一定的预热作用。省煤器E1102由多段盘管组成，炉膛产生的高温烟气自上而下通过管间，与管内的物料换热，回收烟气中的余热使物料进一步预热。从对流段流出的物料全部进入F1101辐射段炉管，接受燃烧器火焰的辐射热量，达到所要求的高温以后出加热炉，进入换热器E1101的壳程，进行温度的调节并为冷物料预热，最后以工艺所要求的物料温度输送给下一生产单元，整个过程的重点在于对于燃烧时炉膛的燃料气和空气的输送比值的设定和出口温度的稳定输出。
被烟气加热成饱和水的锅炉上水全部进入汽包V1102，再经过对流管束和下降管进入锅炉水冷壁，吸收炉膛辐射热在水冷壁里变成汽水混合物，….。
分离出的饱和蒸汽再次进入炉膛F1101进行汽相升温，成为过热蒸汽。….过热蒸汽温度输送给下一生产单元。
燃料经由燃料泵P1102泵入炉膛F1101的燃烧器；空气经由变频鼓风机K1101送入燃烧器。燃料与空气在燃烧器混合燃烧，产生蒸汽。燃烧产生的烟气带有大量余热，加热炉对流段由多段管排组成，炉膛产生的高温烟气自上而下通过管间，与管内的物料换热，回收烟气中的余热使物料进一步预热。
（二）工艺过程介绍
软化水流量为F1106，温度为常温20℃，经由调节阀V1106进入除氧器V1101顶部。给水由给水泵送到锅炉房来，先引入省煤器，在其中被加热提高温度后，送往汽包。
锅炉上水流量为F1101，锅炉上水管线上设有上水泵出口阀XV1101，先送入省煤器预热，预热后送进汽包。
汽包V1102顶部设放空阀XV1104，汽包压力为P1103。汽包中部设水位检测点L1102。过热蒸汽进入减温器E1101，经主蒸汽管道送往汽轮机做功。
燃料经由燃料泵P1102泵入炉膛F1101的燃烧器，.燃料燃烧后生成的灰渣，一部分（较粗的灰渣）落入燃烧室下部的灰渣斗中，另一部分（较细的飞灰）被烟气带走，在除尘器中大部分被分离出来，落入其下部的飞灰斗中。然后由除灰装置将灰渣和细灰送往储灰场。
省煤器烟气出口处的烟气流量为F1107，温度为T1105。烟气含氧量A1101。在传热过程中烟气温度逐渐降低，此后利用除尘器清楚烟气中携带的大部分飞灰，最后由引风机将烟气送入烟囱排向大气。
四、生产实习的具体安排
1.生产实习动员及分组；
2.完成锅炉自动化工程设计；
3.完成锅炉自动化控制的仪器仪表选择；
4.上机运用CS3000集散控制系统完成功能组态测试；
5.运用组态王进行测试运行；
6.用matlab对所设计的系统进行仿真与整定；
五、小组成员主要分工
XX：仪表的选型汇总，组态王测试仿真，完成整体报告。
XXX：控制回路的设计，控制系统方块图。
XXX：CS3000集散控制系统的功能测试。
XXX：matlab仿真测试。
XXX：仪表的选型，控制系统流程图。
XXX：完成阶段性报告，制作PPT,成果展示。
整个过程都是大家共同讨论的，基本上每个环节每个人都有参与，上述只是每部分主要负责人。
六、燃烧部分工程设计方案
设计原则：
设计基础：把锅炉设备看成一支热量计，用测量锅炉内蒸发量的变化来间接监视和控制燃烧系统。
由热量平衡关系
——压力对象的储热系数，及锅炉在压力变化时的储热能力
——锅炉蒸发量
——炉膛热负荷，即单位时间内进入炉膛的燃料产生的热量折算成蒸汽流
量单位
——饱和蒸汽的热焓值
上式称为热量信号，用来反应燃料量，但由于从燃料量的的变化到产
生热量传递给蒸发系统要经过一系列的环节，所以存在着容量滞后。根据经验，热量信号大约在15s左右能反应出燃料量的变化。
蒸汽压力的变化与汽包压力之间存在着对应关系。
燃烧系统自动调节的关键测量问题：
1.在燃料量改变时，对于一台锅炉的气压对象，它的动态特性为单容积分环节
和具有纯滞后的一阶滞后环节的串联，等效纯滞后时间大约10-20s左右，因此，根据汽压的变化去调节燃料量能够及时有效的控制汽压，并适应负荷的需要。在改变燃料量的同时，应协调地改变送风量和引风量。
2.在蒸汽负荷扰动时的反应曲线，有与负荷变化成比例的比例段，因此，可
以用过热蒸汽压力作为负荷变化的调节信号。
3.为了使锅炉承担规定负荷，必须正确而又快速地测量燃烧率（燃料量和风量）；
为了保证经济燃烧，必须准确而又快速地测量反应燃烧的经济性指标。
控制系统方案如图：
方框图：
设计分析：
系统上半部分是以蒸汽压力为主参数，以燃料油流量为副参数的串级控制系统；下半部分是以燃料油为主动量，以空气为从动量的比值调节系统。
如果蒸汽压力因为某种原因突然大幅度降低，这是蒸汽压力调节器的输出信号大幅度增加，燃料油控制器接受偏差信号，就会使燃料油流量增加的过多，就能使设备受到损坏。为了防止这种现象的发生，在蒸汽压力调节器的输出设置了低选器，给一个最大燃油值，对燃料油流量起上限幅作用，以防止油量过大，烧坏设备。
具有逻辑提降量的控制系统：
在生产过程中，有时工艺上不仅要求物料成一定比例，而且要求在负荷变化时，它们的提、降量有一定的先后次序。实现相应功能的比值控制系统称为有逻辑规律的比值控制系统。所谓逻辑规律，就是指工艺上对主、副流量提、降时的先后要求，所以具有逻辑规律的比值控制也称为逻辑提量。在锅炉燃烧系统中，希望燃料量与空气量成一定的比例，而燃料量取决于蒸汽量（负荷）的需要，用蒸汽压力反映。当蒸汽量需求增加（提量）时，即蒸汽压力降低，燃料量也要增加，为了保证燃烧完全，应先加大空气量，后加大燃料量。反之在降量时，应先减少燃料量，后减少空气量，以保证燃料的完全燃烧。
方框图：
七、自动化仪表选择方案
（一）仪表选择
1、F T1103:燃料油入口流量变送器(见表7.1):
2.FI1104:空气入口流量变送器（见表7.2）
3.PI1101:燃料油入口压力变送器（见表7.3）
4.PI1104:过热蒸汽压力变送器（见表7.4）
； 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。
锅炉控制系统简介 本锅炉控制系统设计遵循先进、可靠、安全、经济、适用、开放的原则。系统控制器采用DCS、计算机系统，能实现锅炉及辅机的热工控制、电气检测、联锁保护、自动调节及控制等，实现锅炉房生产过程控制自动化。 系统组成及技术要求 1系统组成 锅炉采用DCS控制系统集中监控，在锅炉房就地控制室内布置锅炉控制设备。整个锅炉系统的监视及控制功能将通过DCS控制系统实现，DCS将对锅炉系统所有被控对象进行监控，包括闭环控制、设备启、停控制，设备启停状态、远方/就地切换、主要工艺参数的监视（数据采集、LCD画面显示、参数处理、越限报警、制表打印等），并完成设备的连锁保护。机组正常运行时，运行人员主要在锅炉房就地控制室中通过LCD液晶显示器、键盘、鼠标来完成锅炉系统控制功能，只有非正常状态下，运行人员通过就地手操进行控制。 锅炉控制系统采用一套带冗余配置的DCS系统控制器及操作员站，实现对锅炉系统的集中监控，能对锅炉系统进行按键操作的全自动启动和停止的控制。控制系统由下述几部分组成：传感器、变送器，调节器及电动执行器等。同时系统能实现 对重要设备的手/自动切换和必要的手操功能。 锅炉自动调节系统包含下列项目： a 汽包水位自动调节； b 炉膛压力自动调节； c 蒸汽温度自动调节； DCS控制系统按dcS系统进行设计，其系统的配置及主要特性如下： 2、控制方式 采用集控、单机控制方式，集控方式下可以通过操作员站
的键盘和鼠标，对主、辅机设备进行启停，并由联锁功能；对各调节回路进行手动和自动控制；在手动方式下，通过备用操作盘启停设备和用硬手操对调节回路进行控制。系统主要运行在集控方式，只有控制系统故障时才在单机方式下运行。 集控方式下控制的设备有：引风机，鼓风机，给煤机，给水泵等。集控方式下的调节回路有：锅炉喂煤调节，炉膛负压调节，主蒸汽温度自控调节、汽包水位三冲量调节等。 3、主要画面监视及操作功能： 流程图参数显示 调节回路操作显示 电机控制显示 顺序启停操作 事件、报警显示 趋势记录显示保护报警显示 信号一缆表显示报表打印
YZG22.5-14/360-G型油田过热注汽锅炉 使用说明书 编制： 校对： 审核： 哈尔滨鑫北源电站设备制造有限公司 二零一四年二月
简介 油田注汽锅炉是稠油热采的专用设备，属油田专用A级直流锅炉。其产生的高温、高压湿饱和蒸汽注入油井加热原油，降低稠油的粘度，改善稠油的流动性，大幅度提高稠油的采收率。 YZG22.5-14/360-G型油田过热注汽锅炉是卧式强制循环直流锅炉，专门针对SAGD 开发工艺技术的特殊要求而设计的，与传统的注汽锅炉相比，该型锅炉蒸汽出口为过热度为2-23℃，适用于注汽压力在14MPa以下的超稠油区块开发。该型锅炉充分考虑了冬季室外运行的防冻、停炉排水等问题，具有现场安装简单、锅炉管束和耐火绝热层维修方便，运行操作方便等优点。控制系统采用新型触摸屏控制，具有强大的控制和通讯功能。 YZG22.5-14/360-G型油田过热注汽锅炉的主要技术参数如下： 额定蒸发量：22.5t/h 额定工作压力：14MPa 额定蒸汽温度：360℃热效率：90.0% 过热度：2-23℃燃料：天然气 控制方式：触摸屏 + PLC控制承载方式：撬座 外形尺寸(长×宽×高):35900×5798×9985mm 设备重量：125816Kg 由于注油过热注汽锅炉结构的特殊性及较高的安全要求，特制定本说明以指导安装、操作和维护。 2.1 原理 2.1.1 水汽系统 从油田水处理装置来的合格软化水，进入给水泵升至工作压力后，经孔板流量计、单向阀、截止阀后进入水—水换热器外管，与对流段出来的热水换热后，温度（90℃-120℃）升高到露点温度以上，然后进入对流段。对流段入口水温可用旁路阀门来进行调节。水在对流段中经高温烟气对流换热（吸收约40%的热量），再进入水—水换热器内管，与锅炉给水换热后进入辐射段（吸收约50%的热量）继续加热蒸发，使其转变为干度为80%的高温高压湿饱和蒸汽。进入汽水分离器，由于汽和水存在的重度差，干蒸汽在汽水分离器内螺旋上升运动并形成汽柱，而饱和含盐水则旋转下降，从而实现汽水分离。分离出来的干饱和蒸汽在额定工作条件下流量为22.5t/h，温度为340℃，进入过热器，过热器烟气侧烟温可达928℃，干饱和蒸汽被加热为过热蒸汽，过热器出口蒸汽温度可达456℃，工作压力为14MPa,经长颈喷嘴，测量过热蒸汽流量，进入喷水掺混器，过热蒸汽与汽水分离器出来的高温饱和水进行混合，混合过程中，饱和水被汽化，过热蒸汽的温度降低，经单向阀、截止阀后，进入注汽管网的过热蒸汽温度为360℃，工作压力为14Mpa。
电锅炉控制办法 集团公司文件内部编码：（TTT-UUTT-MMYB-URTTY-ITTLTY-
锅 炉 控 制 方 案 一、企业概况 1.企业简介 2.企业的主要工程业绩 二、技术部分 1.锅炉自动控制方案 2.锅炉自动控制设备及报价 3.项目调试原则 4.项目培训计划 5.项目服务承诺书 第一部分：企业概况 企业简介 公司先后开发了各类锅炉节能控制系统、城市热网节能监控系统等产品，广泛应用于电力、热力、锅炉、供水、中央空调等行业，承揽了大量自动化系统工程，为广大用户创
造了非常巨大的经济效益。极其卓越的节能效果和良好的投入产出比始终领先于市场。公司通过了“ISO9001：2000质量管理体系”认证，并获得市科学技术局颁发的“高新技术企业”证书。“以科技创造未来”是企业不断追求的目标，“开拓、进取、创新、服务”的理念不断促使企业的技术与服务推陈出新。 我公司将不遗余力地提高员工素质，以确保在技术上的先进地位，推陈出新，以我们优质的产品，合理的价格，完善的售后体系，为用户更好的服务。 企业典型业绩 第二部分：技术部分 一、锅炉自动控制方案 本方案采用集散型（DCS）结构，实现集中管理，分散控制的技术目标。子系统在脱离中央控制系统后能够维持目标的基本运行。 系统网络拓扑图如下： 中心控制室操作台示意图如下： 上位机欢迎界面如下： 上位机锅炉A部分控制界面如下： 上位机报表界面如下： 上位机报警界面如下： 上位机温度、压力曲线界面如下： 循环泵起停界面如下： 自动控制原理。 1、供暖温度18℃～22℃。根据室外温度检测元件测量到的温度，参考供回水 温度之差，通过PID控制算法，起停电加热器，来达到小区室内温度控 制。
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
摘要 汽包水位是影响锅炉安全运行的一个重要参数，汽包水位过高或者过低的后果都非常严重，因此对汽包水位必须进行严格控制。PLC技术的快速发展使得PLC 广泛应用于过程控制领域并极提高了控制系统性能，PLC已经成为当今自动控制领域不可缺少的重要设备。 本文从分析影响汽包水位的各种因素出发，重点分析了锅炉汽包水位的“假水位现象”，提出了锅炉汽包水位控制系统的三冲量控制方案。按照工程整定的方法进行了PID参数整定，并进行了仿真研究。根据控制要求和所设计的控制方案进行硬件选型以及系统的硬件设计，利用PLC编程实现控制算法进行系统的软件设计，最终完成PLC在锅炉汽包水位控制系统中应用。 关键词：汽包水位、三冲量控制、PLC、PID控制
ABSTRACT The steam drum water level is a very important parameter for the boiler safe operation, both high and low steam drum water level may lead to extremely serious consequence; therefore it must be strictly to be controlled. With the rapid development of PLC technology, it can widely be applied to the process control domain and enhances the performance of control system enormously. PLC has already become the essential important equipment in automatic control domain. Based on the analysis of all kinds of factors which influence steam drum water level, “unreal water level phenomenon”is analyzed specially, and three impulses control plan for steam drum water level control system is proposed. PID parameters are regulated by engineering regulation method, and simulation study is done. According to the needs of control, the selection of control requirements hardware and system hardware design as well as system software design are carried out. Finally the application of PLC in boiler steam drum water control system is completed. Key words:Steam drum water level、Three impulses control、PLC、PID control
基于PLC的锅炉供热控制系统及节能管理平台的设计需求一、需求目的： 一个锅炉监控系统应主要包含以下几个部分： （1）各种设备状态和系统状态的采集； （2）锅炉和各种执行机构的控制。 设备状态的采集主要是锅炉输出的状态点，循环泵和补水泵给出的状态点，以及水箱等设备的状态点。锅炉的状态点主要包括锅炉的运行状态点、水箱的液位状态点、锅炉故障状态点、锅炉出水温度、锅炉回水温度、锅炉排烟温度；循环泵、补水泵以及电动调节阀等辅助其工作的变频设备的状态点。 系统状态的采集主要分为一次侧和二次侧。一次侧是锅炉到换热器之间的水循环系统，二次侧是到末端的水循环系统主要是指换热器循环系统。一次侧采集的状态包括一次侧供水温度、一次侧回水温度、一次侧供水压力、一次侧回水压力、烟温及燃烧机的工作状态及水箱水位、；二次侧采集的状态包括二次侧供水温度、二次侧回水温度、二次侧供水压力、二次侧回水压力；还有室外温度的采集，即可根据室外温度实现锅炉监控系统的自动控制。 锅炉和各种执行机构的控制主要是对锅炉本体的启停控制和各种电动阀门的控制。将锅炉房内各个设备、仪器仪表、传感器、执行机构及通讯模块组成在线监控系统，通过完成对锅炉房和其它现场设备的数据采集和控制功能从而实现锅炉房的全自动控制，能够安全启停机组，达到无人值守。 供热管网通过控制系统的在线监测应实现以下目的： （1）监控各管网节点的实时数据，为系统管理和科学管理进行调度提供参数数据；（2）系统平衡功能计算，供热管网内的热水流动需要一定的水泵做功来完成，不合理的管网设计和建造将带来极大的能源浪费，通过对管网的相关部位的压力检测、增设压力调节阀，对管网的各部分压力进行合理的平衡分配（水平衡、热平
1 绪论 本文详细介绍了一款基于单片机的锅炉监控系统，该系统能根据锅炉现场检测出各个状态，如实现温度、压力、水位、液位等的监控，具有数码管显示、报警的功能。能够快速、稳定、安全、可靠地对工业锅炉进行智能化监控。 1.1 背景资料及研究意义 当今，环境与发展已成为人类社会面临的两大课题，而这些问题的解决无一不与能源密切相关。我国的锅炉目前以煤为主要燃料，耗煤量接近全国煤产量的三分之一。同时，锅炉燃用的主要是中、低质煤，工业污染十分严重；而且锅炉形式比较陈旧，生产效率和自动化程度低，这又进一步加重了环境污染的程度。因此，调整能源消费结构，逐步提高使用液体燃料和气体燃料的比例是加强环境保护、实施可持续发展战略的措施之一。其中油、气燃料作为优质、高效、环保型清洁能源有着广阔的应用前景。 由于历史条件的原因，我国的锅炉生产自动化程度长期以来一直都较发达国家落后许多。目前运行的各行业的锅炉有50多万台，其中相当一部分还在使用常规仪表进行控制，有的甚至还处在人工加常规仪表的半自动控制状态。这样不仅难以做到平稳操作，安全生产也没有确定的保证，人工的劳动强度大，生产条件差。 工业锅炉是工业生产和生活上应用广泛的热能动力设备，锅炉汽包水位的平衡是保证锅炉安全生产运行的必要条件，也是锅炉正常生产运行的重要指标之一。水位过高会影响汽水分离产生蒸汽带液现象影响汽水分离装置的正常工作，导致锅炉出口蒸汽带水和含盐量过大，使过热器受热面结垢甚至破坏，影响机组的正常运行和经济性指标。若汽包水位过低，会使锅炉水循环工况破坏，导致水冷壁供水不足而烧坏，可能造成重大锅炉事故。工业锅炉汽包水位控制的任务是监测锅炉的蒸发量并及时报警，使汽包水位维持在工艺允许的范围内。所以这就要求我们对锅炉的温度、流量、水位、压力等参数实行实时的监控，以便于工作人员更好地对锅炉进行控制，以免事故的发生。
锅炉燃烧过程控制系统设计毕业论文
毕业论文 锅炉燃烧过程控制系统设计
毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明 原创性声明 本人郑重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。尽我所知，除文中特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体，均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。 作者签名：日期： 指导教师签名：日期： 使用授权说明 本人完全了解大学关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定，即：按照学校要求提交毕业设计（论文）的印刷本和电子版本；学校有权保存毕业设计（论文）的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务；学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文；在不以赢利为目的前提下，学校可以公布论文的部分或全部内容。 作者签名：日期：
学位论文原创性声明 本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。 作者签名：日期：年月日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。 涉密论文按学校规定处理。 作者签名：日期：年月日 导师签名：日期：年月日
火力发电厂锅炉给水自动控制系统 工业锅炉的汽包水位是运行中的一个重要参数，维持汽包水位是保持汽轮机和锅炉安全运行的重要条件，锅炉汽包水位过高会造成汽包出口蒸汽中水分过多，使过热器受热面结垢而导致过热器烧坏，同时还会使过热汽温急剧变化，直接影响机组运行的经济性和安全性；汽包水位过低则可能导致锅炉水循环工况破坏，造成水冷壁管供水不足而烧坏。 1.串级三冲量给水控制 如今的汽包水位自动控制基本上都是通过分散控制系统（DCS）来实现的，而控制策略基本上已串级三冲量给水控制为主，单回路调节已不能适应大型锅炉汽包水位的控制，如今已很少采用，串级三冲量给水控制由于引入了蒸汽流量和给水流量信号，对快速消除，平衡水位有着明显的效果，因此被广泛采用。 1.1 串级三冲量给水控制系统工作原理 如图 4.1 所示，串级三冲量给水控制系统由主调节器PI1(控制器1)和副调节器PI2（控制器2）串联构成。主调节器接受水位信号H f为主控信号，其输出去控制副调节器。副调节器接受主调节器信号I H外，还接受给水量信号I W和蒸汽流量信号I D。副调节器的作用主要是通过内回路进行蒸汽流量D 和给水流量W 的比值调节，并快速消除水侧和汽侧的扰动。主调节器主要是通过副调节器对水位进行校正，使水位保持在给定值。 串级三冲量给水控制系统有以下特点：两个调节器任务不同，参数整定相对独立。主调节器的任务是校正水位，副调节器的任务是迅速消除给水和蒸汽流量扰动，保持给水和蒸汽量平衡。给各整定值的整定带来很大的便利条件。在负荷变化时，可根据对象在内外扰动下虚假水位的严重程度来适当调整给水流量和蒸汽流量的作用强度，更好的消除虚假水位的影响，改善蒸汽负荷扰动下水位控制的品质。给水流量和蒸汽流量的作用强度之间是相互独立的，这也使整定工作更加方便自由。
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
燃气锅炉房 运 行 方 案 编制日期：2014年11月
目录 一、燃气锅炉操作规程 二、司炉工人职责 三、巡回检查制度 四、锅炉设备维修保养制度 五、锅炉工交接班制度 六、水处理人员职责 七、锅炉水质管理制度 八、锅炉房安全保卫制度 九、事故应急预案
燃气锅炉操作规程 一、启动前的准备： 1、检查各种仪表，计量器是否正常。 2、打开锅炉排气阀门，除去锅炉内压。 3、确认给水槽内水位，打开给水总阀，水泵进、出口阀门。 4、确认加药箱内是否装有药液 5、确认锅炉给水是否是软化水 6、确认主蒸汽阀是否关闭。 二、启用 1、打开燃料总阀门（气体压力有异常时，连锁指示灯会点亮）。 2、打开锅炉的电源开关，电源指示灯亮。 3、将运转开关置于【自动】,运转指示灯亮，此时设备自动控制锅炉内水位，若水位在低水位标准线以下时（低水位指示灯亮），给水泵启动；当水位达到规定水位标准线时，水泵停止运转（低水位指示灯灭）。确认给水泵停止运转后打开燃烧开关，再按“燃烧”启动按钮，此时锅炉进入自动点火、燃烧状态。经过20～30秒燃烧前炉内换气后，点火燃
烧器点火燃烧，经过小火燃烧预热后，主燃烧器点燃，进入大火燃烧状态，炉压达到常用压力后，缓慢打开主蒸汽阀进行正常供汽。 三、停止 1、按“停止”燃烧按钮，此时锅炉燃烧器熄灭、风机继续运转约20秒。 2、送风机停止运转后、将燃烧开关、运转开关置于“OFF”,关闭总电源。 3、关闭给水总阀、水泵进口阀门、水泵出口阀门。 4、关闭主蒸汽阀门、燃气阀门、电源开关。 四、排放 1、运行前排放： 每产生32-40吨蒸汽进行一次排渣、排污。 打开锅炉排放阀门，进行炉水全排放。 完成排放后，关闭排放阀门，打开运转开关，进行锅炉给水。 2、运行中排放 灭火20秒以上，等到风机停止运转，炉内压力降至0.15Mpa后缓慢打开排放阀门进行排放，排放完后关闭排放
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
锅炉燃烧控制系统 摘要 锅炉的燃烧控制对于锅炉的安全、高效运行和节能降耗都具有重要意义，其控制和管理随之要求也越来越高。本设计主要针对锅炉燃烧控制系统的工作原理，根据控制要求，设计了一套基于PLC的锅炉燃烧控制系统。 在控制算法上，综合运用了单回路控制、串级控制、比值控制、前馈控制等控制方式，实现了燃料量控制调节蒸汽压力、送风量控制调节烟气含氧量、引风量控制炉膛负压，并有效地克服了彼此的扰动，使整个系统稳定的运行。 在可编程控制器的选择上，采用了AB公司Logix5000系列PLC，设计了控制系统的硬件配置图、I/O模块接线图，并用其编程软件编写了实现控制算法的梯形图。同时，采用RSView32设计监控界面，使得在上位机上能够实时监控系统的运行状况并可以设置系统的工作参数，使对系统的控制简单易行。 关键词：锅炉燃烧控制系统，控制方式，PLC，监控
ABSTRACT The control of the boiler combustion which is for boilers safe, efficient operation and energy saving are of great significance, and its subsequent control and management is getting higher and higher requirements. According to the control requirements and the working principle, we design a system of a PLC based on the boiler combustion control system. In the control algorithm, we integratedly applied the single-loop control, cascade control, ratio control, feed-forward control and so on which is moded the control to achieve a fuel vapor pressure control regulator, air-conditioning of flue gas oxygen content control, citing the negative air volume control of the furnace pressure.It also effectively overcome the disturbance of each other, so that the operation of the entire system is stable. Choice in the programmable logic controller, we choose AB, Logix5000 series PLC, and applied it to the design of the control system hardware configuration diagram and I / O module wiring diagram. Then we use the preparation of its programming software control algorithm to achieve the ladder. At the same time, the use of RSView32 interface to design monitor makes PC can run real-time monitoring of system status and can set the system parameters, so that the system is easy to control. Keywords: boiler combustion control system, control, PLC ,supervisory control
基于PLC的锅炉供热控制系统及节能管理平台的设计需求 一、需求目的： 一个锅炉监控系统应主要包含以下几个部分： （1）各种设备状态和系统状态的采集； （2）锅炉和各种执行机构的控制。 设备状态的采集主要是锅炉输出的状态点，循环泵和补水泵给出的状态点，以及水箱等设备的状态点。锅炉的状态点主要包括锅炉的运行状态点、水箱的液位状态点、锅炉故障状态点、锅炉出水温度、锅炉回水温度、锅炉排烟温度；循环泵、补水泵以及电动调节阀等辅助其工作的变频设备的状态点。 系统状态的采集主要分为一次侧和二次侧。一次侧是锅炉到换热器之间的水循环系统，二次侧是到末端的水循环系统主要是指换热器循环系统。一次侧采集的状态包括一次侧供水温度、一次侧回水温度、一次侧供水压力、一次侧回水压力、烟温及燃烧机的工作状态及水箱水位、；二次侧采集的状态包括二次侧供水温度、二次侧回水温度、二次侧供水压力、二次侧回水压力；还有室外温度的采集，即可根据室外温度实现锅炉监控系统的自动控制。 锅炉和各种执行机构的控制主要是对锅炉本体的启停控制和各种电动阀门的控制。将锅炉房内各个设备、仪器仪表、传感器、执行机构及通讯模块组成在线监控系统，通过完成对锅炉房和其它现场设备的数据采集和控制功能从而实现锅炉房的全自动控制，能够安全启停机组，达到无人值守。 供热管网通过控制系统的在线监测应实现以下目的： （1）监控各管网节点的实时数据，为系统管理和科学管理进行调度提供参数数据；（2）系统平衡功能计算，供热管网内的热水流动需要一定的水泵做功来完成，不合理的管网设计和建造将带来极大的能源浪费，通过对管网的相关部位的压力检测、增设压力调节阀，对管网的各部分压力进行合理的平衡分配（水平衡、热平衡等），可以大大地降低管网水泵的能源消耗； （3）异常报警，做到对管网异常及时准确响应； （4）可以监测各个主、支线管网，重要客户的实时用气量、对水、电、气实时采集，以便监管和控制。
8安装 8.1技术资料 8.1.1油田注汽锅炉安装之前应具备的技术资料应按《蒸汽锅炉安全技术监察规程》执行。 8.1.2注汽锅炉出厂时，必须有发货清单和随机配件的装箱清单。 8.1.3注汽锅炉出厂时，必须附有与安全使用有关的技术资料，应包括以下内容: 1锅炉总图。 2锅炉工艺流程图。 3流程图设备名称对照表。 4锅炉质量证明书。 5热力计算结果汇总表。 6水阻力计算书。 7强度计算书。 8烟风阻力计算书。 9安全阀排放量计算书。 10热膨胀系统图。 11安装使用说明书。 12锅炉程序控制图。 13锅炉动力原理图。 14各项报警整定值。 15锅炉配件说明书。 8.2到货验收 8.2.1注汽锅炉和随机配件到货后，供方、需方及安装单位共同检查技术随机文件及设备，并按标识方向拆包装，按发货清单和装箱清单进行清点。 8.2.2对运输中内外部件破损及保温耐火材料破损情况进行检查。 8.2.3所有运输件的损坏及丢失均应向承运方报告。 8.2.4检查验收后履行交接手续。 8.3基础 8.3.1基础必须经验收合格方可安装。 8.3.2安装前必须对基础进行下列复测检查： 1基础表面不应有裂纹、蜂窝、空洞及露筋等缺陷。 2基础上平面水平度的允许偏差在全长范围内不应该大于10mm，基础水平位置的偏差不应大于20mm，基础标高的允许偏差为+10mm。 8.3.3基础表面应修整，表面不应该有油污或疏松层。 8.3.4放置垫铁处（至周边约50mm）的基础表面应铲平。 8.3.5设备安装强应在基础上标出安装中心线和标高基准线。 8.3.6基础混凝土强度必须达到设计要求的75%以上方可吊装设备。 8.4就为及连接 8.4.1安装单位必须熟悉安装技术资料。 8.4.2拆除防护材料时，不得损坏设备。 8.4.3设备吊装应按制造厂推荐的方法进行。 8.4.4应按基础中心线先安装辐射段橇座，以此段为基准依次安装过渡段、对流段及炉前操作平台，然后安装滑道。 8.4.5用垫铁找平撬座上平面，全长范围内的水平度允许偏差不应大于10mm，相临两垫铁组间的距离宜为500mm~1000mm。找平后在垫铁组的两侧进行层间点焊固定，垫铁与撬座
1 设计题目 要求： 1．查阅相关资料，分析系统的工作原理，指出被控对象、被控量和给定量，画出系统方框图。 2．分析系统每个环节的输入输出关系，代入相关参数求取系统传递函数。 3．分析系统时域性能和频域性能。 4．运用根轨迹法或频率法校正系统，使之满足给定性能指标要求。（已知条件和性能要求待定）
摘要 炉温控制系统---是指根据炉温对给定温度的偏差，自动接通或断开供给炉子的热源能量，或连续改变热源能量的大小，使炉温稳定有给定温度范围，以满足热处理工艺的需要。炉温自动控制用热电偶测量温度，与给定温度进行比较，将偏差信号放大后作为驱动信号，通过电机、减速器调节加热器上的电压来实现准确的温度控制。本文经过正确分析系统工作过程，建立系统数学模型，画出系统结构图后，设计与校正前系统性能分析和可采取的解决方案、方法及分析。运用matlab软件进行复杂的系统时域验证和计算机仿真，通过具体设计校正步骤、思路、计算分析过程和结果，对于炉温控制系统的研究与改进具有现实意义。 关键字炉温控制系统系统校正 matlab软件
1 工业炉温自动控制系统的工作原理 加热炉采用电加热方式运行，加热器所产生的热量与调压器电压c u 的平方成正比，c u 增高，炉温就上升，c u 的高低由调压器滑动触点的位置所控制，该触 点由可逆转的直流电动机驱动。炉子的实际温度用热电偶测量，输出电压f u 。 f u 作为系统的反馈电压与给定电压r u 进行比较，得出偏差电压e u ，经电压放大器、功率放大器放大成a u 后，作为控制电动机的电枢电压。 在正常情况下，炉温等于某个期望值T °C ，热电偶的输出电压f u 正好等于给定电压r u 。此时，0e r f u u u =-=，故1a u u =，可逆电动机不转动，调压器的滑动触点停留在某个合适的位置上，使c u 保持一定的数值。这时，炉子散失的热量正好等于从加热器吸取的热量，形成稳定的热平衡状态，温度保持恒定。 当炉膛温度T °C 由于某种原因突然下降(例如炉门打开造成的热量流失)，则出现以下的控制过程： 控制的结果是使炉膛温度回升，直至T °C 的实际值等于期望值为止。 ?→T C ?→↑→↑→↑→↑→↑→↓→↓T u u u u u c a e f θ1C ↑ 系统中，加热炉是被控对象，炉温是被控量，给定量是由给定电位器设定的电压r u （表征炉温的希望值）。系统方框图见下图：
锅炉过程控制方案设计 班级:自1201 学号: 1501120121 学生姓名:向朋 指导教师:薄翠梅 2015年7月9日 电气工程与控制科学学院
第一章自然循环锅炉分析 1被控对象工艺流程 1. 1 工艺流程 赛题的被控对象是流程工业领域常见的自然循环锅炉。锅炉是用于生产蒸汽的装置，生产的蒸汽用于发电和提供热能。 软化水经给水泵P1101泵出，分成两路，一路给水去减温器E1101，与过热蒸汽换热，然后与另一路给水混合进入省煤器E1102。去减温器E1101的锅炉给水用于调整过热蒸汽的温度，同时也对锅炉给水进行预热。正常工况时，大部分锅炉给水直接流向省煤器，小部分锅炉给水流向减温器。省煤器E1102由多段盘
管组成，燃料燃烧产生的高温烟气自上而下通过管间，与管内的锅炉给水换热，回收烟气中的余热，并使锅炉给水进一步预热。 被烟气加热成饱和水的锅炉给水全部进入汽包V1102，再经过对流管束和下降管进入锅炉水冷壁，吸收炉膛辐射热在水冷壁里变成汽水混合物，然后返回汽包V1102进行汽水分离。锅炉汽包为卧式圆筒形承压容器，内部装有给水分布槽、汽水分离器等。汽水分离是汽包的重要作用之一，汽包V1102顶部设放空阀XV1104，分离出的饱和蒸汽再次进入炉膛F1101进行汽相升温，成为过热蒸汽。出炉膛的过热蒸汽进入减温器E1101壳程，进行温度微调并为锅炉给水预热，最后以工艺所要求的过热蒸汽压力、过热蒸汽温度输送给下游生产过程。过热蒸汽出口管线上设开关阀XV1105。 燃料经由燃料泵P1102泵入炉膛F1101的燃烧器，空气经变频鼓风机K1101送入燃烧器。燃料与空气在燃烧器混合燃烧，产生热量使锅炉水汽化。燃烧产生的烟气带有大量余热，对省煤器E1102中的锅炉给水进行预热。烟气经由烟道，靠烟囱的抽力抽出，通入大气。 1.2 仪表及操作设备说明 系统中用到的检测仪表及执行机构具体说明见下表。
锅炉控制系统设计仿真 摘要 工业锅炉作为我国工业生产和集中供热的重要能源转换设备，能耗巨大，长期处在高能耗、高污染的生产状态。然而，目前我国大多数锅炉控制系统自动化不高、安全性低，效率普遍低于国家标准。锅炉作为将一次能源转化为二次能源的重要设备之一，提高锅炉控制水平已势在必行。 本文针对锅炉系统参数时变、严重非线性、干扰因素复杂等特点，提出对汽包水位采用三冲量控制方式，对炉膛负压采用前馈PID控制，对最优风煤比采用双交叉限幅比值控制的控制策略。在MATLAB环境下对几种控制系统进行了仿真。仿真结果显示，三冲量控制、前馈PID和双交叉限幅比值控制具有良好的控制效果，减小了超调量，提高了上升时间，缩短了调节时间，与传统的PID控制器相比，更适合工业锅炉这种复杂的控制对象。 关键词：锅炉三冲量控制前馈PID控制双交叉限幅比值控制 I
Abstract As central heating in industrial production and the important energy conversion equipment in China, industrial boiler consumes enormous energy，and stays at high energy consumption and pollution production status. However, at present the majority of automatic boiler control system is not high, the security is low and the efficiency is generally lower than the national standard. Because the boiler is one of the important equipment which converses primary energy into secondary energy, improving the level of boiler control is imperative. In view of many factors of the boiler system, such as time-varying parameters, severely nonlinear and complex interference factors and so on , this paper puts forward three control strategies, including using three-impulse control, utilizing feed forward PID control to hearth negative pressure, and adopting double crossover restricts the amplitude ratio control to the optimal air fuel ratio. Several control systems are simulated in the MATLAB environment. The simulation results shows that three-impulse control, feed forward PID control and double crossover restricts the amplitude ratio control have good control effect, which reduce the overshoot, improve the rise time and reduce adjustment time. Compared with the traditional PID controller, these control systems are more suitable for the industrial boiler, a kind of complex control object. Key words: The Boiler, Three-impulse Control，Feed forward PID Control, Double Cross Restricts the Amplitude Ratio Control II