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自适应控制在火电厂主蒸汽温度控制中的应用

自适应控制在火电厂主蒸汽温度控制中的应用
自适应控制在火电厂主蒸汽温度控制中的应用

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

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

主蒸汽温度控制系统

主蒸汽温度控制系统 本机组的锅炉为单汽包、单炉膛、再热式自然循环锅炉。由汽包分离分离出的蒸汽依次流过顶棚、热回收包覆面、初级过热器、屏式过热器和未级过热器,最后达到一定的温度离开锅炉。 两级喷水减温器分别布置于初过出口、屏过入口处和屏过出口、未级过热器入口处,如图1所示。主蒸汽温度控制系统,通过这两级喷水减温,将未级过热器出口主蒸汽温度控制在某个定值上,并且保护整个过热器管路乃至主蒸汽管道及汽机金属不被高温损坏。 该系统分两级喷水控制,每级喷水又分左右两侧控制,如图1所示,同一级的两侧减温控制设计思想是相同的。一、二级减温水控制系统是相互独立的,现分别予以剖析。 1.1一级减温水控制 一级减温水的作用,简单地说是将一级减温器出口温度即屏过入口温度控制在某个定值上。图2为原理性框图。 这个温度定值通常是锅炉负荷(用汽机第一级压力P1代表),主汽压力P,主汽压偏差△P的函数(P1、P、△P)。其中,定值与负荷的关系,如图2中的曲线所示,而与压力的关系待定。但在特殊工况下,这个定值还要受最小减温水量和最大减温水量的限制。 ①最小一级减温水量限制 限制最小减温水量的目的是为了防止屏式过热器被高温烧坏,因屏过接受炉内高温火焰辐射,防止屏过内蒸汽温度过高尤为重要,因此最小一级减温水量限制又可理解成屏过出口最高蒸汽温度限制。图2中,A1为屏过出口所允许的最高汽温值。当屏过出口汽温高于这个最高值后,PID1将逐渐减小输出,最后在小值选择器之后,将取代通常的定值(P1、P,

△P),即去降低一级减温器出口温度定值,PID0将去增加一级减温水量,从而降低整个屏过段的蒸汽温度。 ②最大一级减温水量限制 限制最大一级减温水量目的是为了防止屏过入口汽温过低以致低于此处当前压力下水蒸汽的饱和点,所以又可将最大一级减温水量限制理解成屏过入口最低温度限制。图2中,f(x)输出为相应压力下屏过入口蒸汽的饱和温度,在此基础上再加上A2(约11℃)的过热度,这个和值在大值选择器中与前级的小选输出进行比较,取大值输出。这样就可限制屏过入口蒸汽温度定值,使其不致低于饱和点,从而防止了屏过入口蒸汽带水。 如果不出现两种极端情况,即屏过出口汽温过高或屏过入口汽温过低,定值将是f(P1、P、△P)。 实际屏过入口温度与其定值求偏差后,经PID0调节器运算,其输出去调节一级减温水量最终使屏过入口实际汽温与其定值相等。 由此可见,一级减温水控制回路只是一个单回路调节系统,虽然虽然在框图中有两个PID调节器“串联”在一起,但并不是串级控制系统。

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。

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。

#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

主蒸汽温度调节

主蒸汽温度调节 The Standardization Office was revised on the afternoon of December 13, 2020

主蒸汽温度调节 过热器系统按蒸汽流向可分为四级:顶棚及包墙过热器、分隔屏过热器、后屏过热器及末级过热器,其中主受热面为分隔屏过热器、后屏过热器、末级过热器。分隔屏和后屏过热器布置在炉膛的上部,主要吸收炉膛内的辐射热量;末级过热器布置在水平烟道、炉膛后墙水冷壁垂帘管之后,受热面呈逆流布置,靠对流传热吸收热量。过热器系统的汽温调节,采用水煤比粗调,两级四点喷水减温细调,并将后屏出口集箱的两根引出管进行左右交叉后连接到末过进口集箱上,以减少左右侧汽温偏差。 由于影响汽温的因素多,影响过程复杂多变,调节过程惯性也大,这就要求汽温调节应勤分析、多观察,树立起超前调节的思想。在机组负荷发生变化时,应加强对汽温的监视与调整,分析其影响因素与变化的关系,摸索出汽温调节的一些经验,来指导我们的调整操作。 主汽温度的调节分为烟气侧的调节和蒸汽侧的调节。烟气侧的调节主要通过控制烟气温度和流量的方法来对汽温进行调节,对以对流换热为主的末级过热器影响较大,但烟气侧的调节惯性大、延迟大;蒸汽侧的调节主要是通过改变水煤比、减温水量来调节,对主蒸汽温度的调节相对比较灵敏。 下面是对一些典型工况进行分析: 一、正常运行中的汽温调节 正常运行时,主要是通过两级减温器来调节主蒸汽温度。第一级喷水减温器设在分隔屏出口,用以保护后屏不超温,作为过热器

温的粗调;第二级喷水减温器设在后屏出口,作为细调,一级和二级喷水减温控制系统均系串级控制系统。一级喷水减温控制系统调节的主参数为后屏出口温度,副参数为一级减温器出口温度(作为前馈信号)。二级喷水减温控制系统的被控对象为末过出口温度,副参数为二级减温器出口温度(作为前馈信号)。由于两级减温器调门的开度与正参数不是成比例关系,因此正常运行时应保持减温器具有一定的开度。对#6炉来说,众多因素的影响使得分隔屏出口的温度存在偏差,A侧的温度明显比B侧要高,所以A侧的一级减温水调门更应该有一定的开度,以防止煤量发生变化时,主蒸汽温度上升的较快,而导致减温水调门跟踪不上.当然,这里所说的开度是相对的,对B侧来说由于温度较低,调门就可以跟得上温度的变化。 在机组正常运行时,应加强对各级减温器后温度的监视,并做到心中有数,以便在汽温异常时作为调整的参考,避免汽温大幅度波动。 二、变工况时汽温的调节。 机组变工况时气温波动大,影响因素众多,应在操作过程中分清主次因素,对症下药,及早动手,提前预防,必要时采取过调手段处理,不可贻误时机,酿成汽温事故。 变工况时汽温的变化主要是锅炉的燃烧负荷与汽轮机的机械负荷不匹配所造成的。一般情况下,当锅炉的热负荷大于汽轮机的机械负荷时,汽温为上升趋势,两者的差值越大,汽温的上升速度越

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

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:

第五章 蒸汽温度控制

第五章蒸汽温度控制§5.1 过热蒸汽温度控制§5.2 再热蒸汽温度控制

§5-1 过热蒸汽温度控制

过热器喷水减温工艺流程简图 高温过热器 屏式过热器 一级减温器二级减温器 至高压缸 低温过热器

一、基于焓值修正燃水比的串级汽温控制方案 超临界机组过热汽温的调节是以调节煤水比为主,用一、二级减温水作细调。 过热汽温粗调(煤水比的调节) 煤水比的调节的主要温度参照点是内置式分离器出口焓,即所谓的中间点焓值。锅炉负荷大于37%MCR,分离器呈干态。

1、锅炉过热蒸汽温度控制系统 (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,汽温每降低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℃的范围内。5 5 571+?

(2) 影响过热汽温的主要因素 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) 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出系时,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,加热段加长、过热段缩短,过热汽温会随之降低,负荷也会降低。

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

发电厂汽轮发电机蒸汽温度控制

《过程控制仪表及控制系统》课程设计报告书 课题名称发电厂汽轮发电机蒸汽温度控制 姓名 学号 专业电气工程及其自动化 指导教师 2011年 12 月 15 日

目录 摘要 (2) 1 概述 (3) 2 课程设计任务及要求 (4) 2.1设计目的 (4) 2.2设计任务 (4) 2.3设计要求 (5) 3 理论设计 (6) 3.1方案论证 (6) 3.2系统设计 (6) 4 参数整定 (8) 4.1 T1参数 (8) 4.2 T2参数 (9) 4.3 主副调节器的参数 (10) 5 仿真调试 (11) 6 结论 (12) 7 参考文献 (12)

摘要 串级控制系统-----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。 串级控制系统采用两套检测变送器和两个调节器,前一个调节器的输出作为后一个调节器的设定,后一个调节器的输出送往调节阀。前一个调节器称为主调节器,它所检测和控制的变量称主变量(主被控参数),即工艺控制指标;后一个调节器称为副调节器,它所检测和控制的变量称副变量(副被控参数),是为了稳定主变量而引入的辅助变量。 整个系统包括两个控制回路,主回路和副回路。副回路由副变量检测变送、副调节器、调节阀和副过程构成;主回路由主变量检测变送、主调节器、副调节器、调节阀、副过程和主过程构成。 一次扰动:作用在主被控过程上的,而不包括在副回路范围内的扰动。二次扰动:作用在副被控过程上的,即包括在副回路范围内的扰动。 本设计通过实验对数据的分析,来建立系统被控对象模型的数学表达式,采用最小二乘曲线拟合的方法,对实验数据进行了曲线拟合,从而得出了该生产过程的被控系统的数学模型,即传递函数。接着对系统进行分析,采用串级控制,再根据对象模型的结构来确定温度控制系统的控制器及控制算法,来实现发电厂汽轮发电机蒸汽温度控制,系统的准确控制,从而使各项参数都能满足各自的要求。 关键词:串级控制,调节器,扰动

锅炉汽温的控制与调整

锅炉汽温的控制与调整 锅炉汽温的控制与调整 在电力工业的长期发展过程中,蒸汽参数不断提高,这提高了电厂热力循环的效率。但是蒸汽温度的进一步提高受到必须采用价格昂贵、抗热强度及工艺性能差的高温钢材的限制,故目前绝大多数电站锅炉的过热汽温和再热汽温在.540℃~555℃的范围内,本锅炉的过热汽温和再热汽温均选择541℃。 锅炉正常运行过程中,过热汽温和再热汽温偏离额定值过大时,会对锅炉和汽轮机的安全或经济运行带来不良的影响。 汽温过高时,将引起过热器、再热器、蒸汽管道及汽轮机汽缸、阀门、转子部分金属强度,降低,导致设备寿命缩短,严重时甚至造成设备损坏事故。从以往锅炉受热面爆管事故的统计情况来看,绝大多数的炉管爆漏是由于金属管壁严重超温或长期过热造成的。因而汽温过高对设备的安全是一个很大的威胁。 蒸汽温度过低时,则会使汽轮机最后几级叶片的蒸汽湿度增加,严重时甚至还有可能发生水击,造成汽轮机叶片断裂损坏。此外,汽温过低时还将造成汽轮机转子所受的轴向推力增大。凡此种种,均将严重威胁汽轮机的安全运行。当蒸汽压力不变时如发生汽温降低,还将造成蒸汽焓下降,蒸汽作功能力降低,使汽轮机的汽耗增加,机组热力循环效率下降。所以汽温过低,不仅严重影响设备的安全性,而且还

将对机组运行的经济性带来不良的后果。 过热汽温和再热汽温如发生大幅度变化,除使锅炉管材及有关部件产生较大的热应力和疲劳外,还将引起汽轮机转子与汽缸间的差胀变化,严重时甚至可能发生叶轮与隔板的动静摩擦,造成汽轮机的强烈振动。汽温两侧偏差过大时,将使汽轮机汽缸两侧受热不均,热膨胀不均,威胁机组的安全运行。 因此,锅炉运行中,在各种内、外扰动因素影响下,如何通过运行分析调整,用最合理的方法保持汽温稳定,是汽温调节的首要任务。一、锅炉受热面的传热特性 锅炉的受热面,按传热方式一般可分为辐射受热面、半辐射受热面和对流受热面三种类型。水冷壁蒸发受热面,前屏及包复管受热面等,由于辐射换热量占主要成份,一般属辐射受热面;后屏过热器一方面吸收烟气的对流传热,另一方面又吸收炉膛中和管间烟气的辐射传热,属半辐射受热面;省煤器及对流烟道中的过热器、再热器等受热面由于对流换热量占主要成份,一般属对流受热面。随着锅炉负荷的变化,炉内辐射传热量和对流传热量的分配比例将发生变化。当锅炉负荷增加时,对流受热面的传热份额将增加,辐射受热面的传热份额相对减少,而半辐射受热面则影响较小,见图4-2-1。 锅炉负荷增加时,炉膛温度及炉膛出口烟气温度均将升高,由于炉膛温度的提高,总辐射传热量将增加;但是炉膛出口烟温的升高,又表示了每千克燃料在炉内辐射传热量的相应减少。所以锅炉负荷增加时,

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