南通航运职业技术学院
毕业论文(作业）
题目船舶辅锅炉的自动控制系统
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摘要．...．.．.．．...．..．.......．.......．..．．．...．..．.．.....．..．..．．．．.....．.．..．．.．...........．...．.2 A b sｔract．．...．．.．.....．.．......．．....．.．...．.....．.．．.．...........．..．....．．．．....．...........．． 3
引言..．.....．..．........．...．.......．..．.．....．.........．....．．..．...．．.......．．....．......．．.．..． 4 1锅炉的结构与附件.．...........．．......．......．．..．.．.......．...............．......．.5 1-1锅炉的基本组成和工作原理...．．．．．...．..．．.．.....．．...．.．......５１-２锅炉的本体组成...．.．.....．.................．..．...．.．.....．.．.．...．．.．．６
1-3锅炉的辅助设备.....．....．.．...．...．..．..．........．................．. (6)
2锅炉的自动控制．.．．.．....．...．.．..．．．.．.......．..．..．．....．..．．....．．．....．......．．..．.8 2－1锅炉的水位自动控制系统．.．..........．..．..．..........．...．...．．．.８
2-2 锅炉的燃烧自孔子和系统......．．..........．...．.....．．....．.......
９
2-3过热蒸汽温度自动调节系统．....．.．.．.......．....．........．..．..1０2－4锅炉蒸汽压力自动控制..．.....．..．..．．.....．..．....．.．．. (11)
2-5锅炉运行中的管理.．.．...．．．．．..．．．..．...．...．...．........．..．.....．.．.13 3小结.．..．...．..．.........．......．．．.．...．.．．...．..．..．.．.....．...．....．．．..．....．．．.......．．.．..15 参考文献.．..．..................．.．.........．...............．．．.......．..．.．...．...．．．．...．．．.．......1 6
致谢.．.．.．..．.......．.......．....．...．...．.．．.．...．..．．..．．...．. ...．.....．．.....．．．....．....．...．.....．.1７
船舶辅锅炉的自动控制系统
摘要
锅炉整体的结构包括锅炉本体和辅助设备两大部分。本文就船舶辅锅炉的自动控制和运行管理进行论述。首先介绍了锅炉的功用和工作原理。其次,介绍了锅炉的自动控制系统。最后,介绍了锅炉的运行和维护管理。
关键词:锅炉,结构组成,自动控制系统,运行管理
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Ｍarｉne ａuxｉｌiary boｉler aｕtoｍaｔic ｃｏ
ntrｏｌand oｐeｒatiｏn maｎageｍeｎｔ
Ａbｓｔrａｃt
Ｂoｉｌｅr ｔｈe oｖerａｌl structure oｆontologｙａnd ａuxｉliary ｅquipment includinｇbｏiｌer two partｓ.Ｔｈis pａpeｒMariｎｅauxｉlｉａrｙboilerａｕtomａtic conｔrol ａnｄoperaｔion maｎａｇeｍenｔwere discuｓｓed．
Ｆｉrstly inｔroduｃes ｔｈe ｆuｎctｉon anｄｗorkｉng priｎciple of boiｌｅr.
Secondｌｙ, thiｓpａperｉｎtroduｃes tｈe ｂoileｒautｏｍatiｃcoｎtrol ｓｙsｔeｍ．
Fｉnａlly, thiｓpaper introdｕcｅs the boｉler opｅratiｏn aｎd mａｉntenance management.
Ｋeywｏｒｄs:boiler, ｓtrucｔｕres, thｅautomatiｃcoｎｔｒｏｌsysｔe ｍ, the oｐeratｉon mａnagemenｔ.
引言
锅炉是通过燃烧把燃料的化学能转化为热能，使给水变成蒸汽或热水的设备。锅炉按受热面的特点大致可分为烟管式和水管式两大类。锅炉的自动控制是指对锅炉的给水、燃烧等热工过程变量的自动调节。实现锅炉的自动控制和正确有效的运行管理，对安全运行、节能具有重要的经济意义。
１锅炉的结构与附件
1－０锅炉的基本组成和工作原理
将其它热能转变成其它工质热能，生产规定参数和品质的工质的设备称为锅炉。船舶辅锅炉按结构主要分为燃油锅炉和废气锅炉，燃油锅炉又可按受热面特点分为烟管锅炉和水管锅炉。废气锅炉按结构形式又可分为立式烟管锅炉,强制循环水管废气锅炉。锅炉的附件主要有水位计,给水阀蒸汽阀，表面排污阀，底部排污阀，水样阀，空气阀，仪表阀等。
船舶锅炉是由锅炉本体和辅助设备所组成。锅炉本体的任务是将燃料的化学能通过燃烧和传热转换为蒸汽的热能。辅助设备是由提供锅炉工作所必须的设备和工作系统。
锅炉本体包括有炉膛、蒸发受热面、蒸汽过热器、省煤器、空气预热器等。
1-2 锅炉的辅助设备
辅助设备包括有燃料和燃料系统、汽水系统、给水和水处理系统、通风系统、附件、监视仪表和控制设备等。
1.1 锅炉本体的组成
1. 炉膛
炉膛是燃油进行雾化燃烧的场所，它的作用是提供足够的空间使燃油得以充分的燃烧，同时,使燃烧发出的热量不会散失到锅炉外面去。
炉膛由耐火砖墙和水冷壁所组成。水冷壁就是铺设在炉膛内壁上的沸水管，它可以保护耐火砖墙不至于过热而损坏。但是由于它是吸收高温辐射热，所以热负荷非常高,成为蒸发受热面的重要组成部分。
2. 蒸发受热面
在锅炉中直接受热并产生饱和蒸汽的锅筒或管束，统称为蒸发受热面。在蒸发管束中烟气通过对流传热方式，将热量传给管束中的锅水。
3. 蒸汽过热器
蒸发受热面产生的蒸汽是含有一定湿度的饱和蒸汽，它聚集在汽包上半部的蒸汽空间中。如果动力机械需要过热蒸汽，则必须将汽包中湿蒸汽过热器进行再加热。
蒸汽过热器由管子组成,其受热面的多少及放置的位置是根据蒸汽参数的高低而异。
4. 省煤器
省煤器也称为经济器,它也是由管子组成,用来加热进入锅炉的给水。由于它是安装在蒸发受热面的后面，吸收烟气中的预热，所以它能达到节能的作用。
为了构成必要的传热温差，蒸汽压力越高，烟气离开蒸发管束的温度也越高,因此，为了保证中、高压锅炉的高效率,必须用省煤器来回收烟气中的预热，以达到节能的目的。
5. 空气预热器
空气预热器是利用烟气的余热来加热助燃的空气以改善燃料的燃烧。空气预热器通常是安装在省煤器的后面,所以也是一种节能装置。
由于省煤器和空气预热器都是安装在蒸发管束的后面，所以统称为尾部受热面。
１.２锅炉的辅助设备
1. 燃烧装置
燃油锅炉的燃烧装置包括有喷油嘴、调风机构和燃油系统。喷油嘴是将燃油进行雾化；调风机构是将助燃空气合理地导入炉膛中,使之能与雾化的燃油进行充分的混合；燃油系统是将燃油从油舱中抽出到日用油柜，以后再从日用油柜抽出进行加温、假牙、过滤、最后送到喷油嘴进行雾化，因此,在燃油系统中包括有驳油泵、燃油加热器、加压泵、油滤器、燃油截止伐、各种监测仪表、以及燃油管路等。
2. 给水系统和水处理系统
给水系统是由包括补充锅炉给水所必需的给水管道、给水加热器、机水泵、给水调节阀和给水管组成。
为了防止锅水中的杂质对锅炉受热面造成结垢和腐蚀，给水应进行必要的处
理。水处理的方法可分为炉外处理和锅内处理，其目的是消除给水中的硬度和保持锅水具有适宜的碱度,以及消除给水中的溶解氧。
3. 通风系统
通风系统的作用是将外界空气送入炉膛中拱燃料进行燃烧，以后将烟气引出锅炉排放到大气中去。
4. 汽水系统
其中包括：
(1)给水管路及管路上各种仪表和装置
(2)蒸汽管路及管路上的各种阀门
(3)凝水疏水管路,即从冷凝器到热水井的管路，以及所有蒸汽管路上的疏水
回热水井的管路
(4)排污管路
5.锅炉附件、监测仪表和自动控制设备
锅炉附件和监测仪表室保证锅炉安全而经济地工作所必须的装置。
２锅炉的自动控制
锅炉的自动控制是指对锅炉的给水、燃烧等热工过程变量的自动调节。具体表现为：安全保护；自动启动和停炉的程序控制；水位和汽压的自动调节;此外,非那根汽压低于较低的调定值时会报警;高于某调定值时(例如0．７９MPａ)先是蒸汽管路的压力调节阀开启向冷凝器溢流;更高（例如0.83MＰa)则报警；再高（例如０.86MPａ)则自动熄火停炉;若以上措施未奏效，最后会达到安全阀的开启压力（例如0．9MPa）.实现锅炉的自动控制,对安全运行、节能具有重要的经济意义。
依锅炉的结构、运行方式和所用的燃料不同，控制系统也有差异。一般小型锅炉只有水位调节系统,中型锅炉要有燃烧和炉膛压力调节系统,大型锅炉还要有氧量校正系统,而供应过热蒸汽的锅炉还需要增加过热蒸汽温度调节系统。
2-1锅炉的水位自动控制系统
为了确保锅炉安全运行，必须对锅炉的水位进行控制,使汽包的水位保持在一定范围。
一般辅锅炉的水位大多采用双位控制：当水位降至最低工作水位时,给水泵启动补水；当水位升至最高工作水位时，给水泵停。油轮辅锅炉有采用比例控制的：调节给水泵的流量使之与水位相对于设定值的偏差成比例，可以减轻水位的变动。
图1是应用较多的三冲量给水调节系统。三冲量是指汽包水位、给水流量和过热蒸汽流量。其中水位是主信号,给水量是反馈信号，过热蒸汽量是前馈信号。当过热蒸汽流量改变时调节器立即调节给水量,当给水流量受到扰动时则能使给水流量恢复到原来值。因此，三冲量给水调节是一个前馈、反馈调节系统。
2-2燃烧过程自动调节系统
由燃烧、送风和炉膛负压三个调节回路组成(图2)。图中PＩ
1
为过热蒸汽
压力调节器(PＩ表示比例积分调节器)，其主信号是汽机前的过热蒸汽压力,当汽机负荷变化时,汽机前的蒸汽压力也随之变化。调节器通过改变送入锅炉的燃料量,
使其与变化后的负荷相适应，并将过热蒸汽压力恢复到额定数值。PI
2
是送风调节器,它的作用是保持进入锅炉的空气量与燃烧量成比例关系,以保证锅炉的经济燃烧，提高锅炉热效率。对于燃烧煤粉的锅炉,直接测量进入锅炉的煤粉量是困难的，因此引入热量信号，即用过热蒸汽流量加汽包压力的微分信号来间接地测量当时进入锅炉的燃料量。根据反映燃料量的热量信号调节送风量。为了使排烟的热损失降到最低以提高热量的利用,在送风调节系统中引入烟气含氧量校正信号，调节
系统的输出接至送风机的导向装置,以校正锅炉的送风量。PI
4是炉膛负压调节器。
锅炉在正常运行时,一般应使炉膛内保持微负压。由鼓风机根据燃烧情况向炉膛内提供一定量的助燃风,使锅炉燃烧效率达到最高，同时另有引风机抽走烟气并在炉膛内形成微负压，目的是不让烟气、烟灰、火苗逸出而影响锅炉房的安全。PＩ
4的作用就是根据输入的炉膛负压信号控制引风量，维持炉膛负压为定值。
2－3过热蒸汽温度自动调节系统
锅炉装上过热器，可使蒸汽再一次加热变成高于饱和蒸汽温度的过热蒸汽,提高蒸汽温度而不增大蒸汽流量。在过热器的出口,由减温器通过喷嘴把水喷到蒸汽管道中与过热蒸汽混合，使过热蒸汽冷却,保持过热蒸汽的温度恒定，保护过热器管道和汽机不超过允许工作温度。图3是串级蒸汽温度调节系统。它由主调节器PＩ和副调节器P组成。副调节器Ｐ直接控制减温水量。在减温水发生内扰的条件下，温差电偶T2端要比Ｔ1端反应快,这时T2通过副调节器可以迅速消除内扰。主调节器的作用是通过对过热蒸汽温度的偏差进行比例积分(ＰI)调节后改变副调节器的设定值,从而使过热蒸汽温度保持不变。
第七章船舶辅锅炉及造水装置 锅炉是船舶动力装置的重要组成部分，其通过燃料（一般为燃油）的燃烧把化学能转化为热能，使炉内的水变成蒸汽（或热水）。在以蒸汽轮机为主机的船上，锅炉产生的过热蒸汽用于驱动船舶，故称其为主锅炉，这种形式在普通商船上已经很少采用；而在柴油机为主机的船上，锅炉产生的饱和蒸汽仅用于加热燃油、滑油以及满足生活使用，故称其为辅锅炉，“育鲲”轮便是如此。 商船一般设置1台饱和蒸汽压力为0.5～1.0MPa、蒸发量为0.4～2.5t/h的辅锅炉。而油轮则因为需要加热货油、驱动货油泵、清洗油舱等，需要大量蒸汽，故一般应设置两台辅锅炉。在大型客船上，因旅客人数较多，一般也设置两台辅锅炉，万一有一台损坏也不至于影响旅客和船员的日常生活。 船舶在航行过程中，主机的排气量很大，温度也很高。大型低速二冲程船舶柴油机的排气温度一般在300℃以上，四冲程中速柴油机的排气温度可达400℃左右。而水蒸气在压力为0.5 MPa时，其饱和蒸汽温度为165℃；压力为1.3MPa时，饱和蒸汽的温度也仅为194℃。所以，可以利用船舶主柴油机的排气余热来产生蒸汽。在船舶主柴油机的排气管上，一般都装设有废气锅炉。废气锅炉不但可以节约燃油，还可以降低柴油机排气噪音，起到节能减排之功效。 锅炉的主要性能指标有：蒸发量、饱和蒸汽压力、效率、受热面积、蒸发率、炉膛容积热负荷等。 “育鲲”轮在机舱顶部装有燃油锅炉和废气锅炉各一台。停泊时，由燃油锅炉提供蒸汽；航行时，主要由废气锅炉提供蒸汽，必要时燃油锅炉可同时使用。 第一节燃油锅炉 一、燃油锅炉的结构 燃油锅炉利用燃油燃烧时发出的热量来产生蒸汽。燃油锅炉本体一般包括炉膛、蒸发受热面、水腔和蒸汽空间等。锅炉本体上还应有一系列的附件，如水位计、安全阀、主蒸汽阀、炉水取样阀、上/下排污阀等。 传统的燃油锅炉主要有两种类型，即烟管锅炉和水管锅炉。若燃油燃烧产生的烟气在受热面管内流动，管外是水，则该锅炉为烟管锅炉。若锅炉受热面管内流动的是水或汽水混合物，而烟气在管外流动，则该锅炉为水管锅炉。近些年，一种新型的针形管锅炉在船上取得了广泛应用，“育鲲”轮燃油辅锅炉便是这种类型。 “育鲲”轮针形管式燃油锅炉为德国生产的SAACKE KLN/VM-2.5/7型，其结构如图7-1所示。该锅炉的圆筒形锅壳（汽水空间）10中大部为水腔B，上部是蒸汽空间A，下部设有圆筒形的炉膛3。炉膛底板11焊接在炉膛本体上，上面覆盖有耐火层12。 在炉膛顶部和汽水空间内有一系列的垂直烟管4，内有针形管5，每一个烟管及其内部的针形管构成一个单元。流经各烟管的烟气最终汇聚到烟箱1，然后经顶部的烟囱7排至大气中。
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
； 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。
DCS控制系统设计 一．被控对象： 图1 锅炉设备工艺 二．工艺要求 燃料和热空气按一定比例送入燃烧室燃烧，生成热量传递给蒸汽发生系统，产生饱和蒸汽Ds,然后经过热器，形成一定气温的过热蒸汽D，汇集至蒸汽母管。压力为Ph的过热蒸汽经负荷设备调节阀供给生产设备负荷用。与此同时，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，最后经引风机送往烟囱，排入大气。 三．DCS选型 本控制系统选择浙大中控Webfield JX-300XP系统。 四．硬件 ①控制站硬件 1.机柜：SP202 结构：拼装 尺寸：2100*800*600 ESD：防静电手腕 散热：两风扇散热 接地：工作接地，安全接地 2.机笼 电源机笼：四个电源模块，型号：XP521 I/O机笼：20个槽位，用于固定卡件 3.接线端子板 冗余端子板：XP520R 4.端子转接板 5.主控卡：XP243X 地址范围：2到127。 后备锂电池模块：JP2，保持参数不丢失。 6.数据转发卡：XP233
地址范围：0到15 7.I/O卡件 (a)I/O点数计算 Ⅰ.锅炉控制系统中数字量输入点数： 启动；停止；点火；手动关闭蒸汽阀 以上共计四个数字量输入。 Ⅱ.锅炉控制系统中数字量输出点数： 给风；1号风机；给燃料；2号风机；蒸汽阀 以上共计五个数字量输出。 Ⅲ.锅炉控制系统中模拟量输入点数： 汽包液位、温度、压力。 以上共有三个模拟量输入（为了使模拟信号可以远传，变送器均选择电压式）。 (b)卡件选择 Ⅰ.XP363：触点型开关量输入卡。8路输入，统一隔离。 Ⅱ.XP362：触点型开关量输出卡。8路输出，统一隔离。 Ⅲ.SP314X:电压信号输入卡。4 路输入，点点隔离，可冗余 Ⅳ.XP221：电源指示灯。 ②操作员站硬件 1.PC机： 显示器；主机；操作员键盘，鼠标；操作员站狗； 2.Windows XP操作系统 3.安装Advan Trol-Pro实时监控软件。 ③工程师站硬件 1.PC机 显示器；主机；工程师键盘，鼠标；工程师站狗 2.工程师站硬件可以取代操作员站硬件 3.Windows XP操作系统 4.安装Advan Trol-Pro实时监控软件 5.安装组态软件包 ④通信网络 (a)信息管理网 通讯介质：双绞线（星形连接），50Ω细同轴电缆、50Ω粗同轴电缆（总线形连接，带终端匹配器），光纤等； 通讯距离：最大 10km； 传输方式：曼彻斯特编码方式； (b)过程控制网络（SCnet Ⅱ网） 传输方式：曼彻斯特编码方式； 通讯控制：符合 TCP/IP 和 IEEE802.3 标准协议； 通讯速率：10Mbps； 节点容量：最多 15个控制站，32个操作站、工程师站或多功能站； 通讯介质：双绞线，50Ω细同轴电缆、50Ω粗同轴电缆、光缆；
船舶辅助锅炉的燃烧时序控制 目录 一前言 (3) 二锅炉的类型 (3) 三电磁阀认识 (5) 四时序控制功能 (7) 五燃烧时序控制实例 (9) 六参考文献 (13)
摘要 在现代内燃机动力装置的船舶上，辅助蒸汽锅炉（简称辅锅炉）是对水进行加热而产生蒸汽的设备。船用锅炉的种类较多，从结构、工作特性方面基本可分为火管式和水管式两大类。锅炉是发电、炼油、化工、造纸、制糖等工业部门必不可少的动力设备。由于设备分散、管理不善或技术上的原因，多数锅炉目前处于人工控制状态。人工控制不仅加大了操作工人的劳动强度，而且燃料的消耗量与蒸汽生产量的比值主要取决于操作工人的技术水平和工作责任心，难以使锅炉处于良好的工况，增加了燃料消耗，降低了锅炉的热效率，增加了环境污染。由于计算机具有记忆、高速运算和便于集中控制等优点，而且计算机程序具有灵活性，可以方便地组成和修改控制算法，所以在锅炉控制中采用微机代替人工进行控制。 关键词：辅助蒸汽锅炉计算机控制电磁阀PLC
前言 在柴油机动力装置的货船上，加热燃油、滑油、水及供生活所需要的蒸汽，都来自小型辅锅炉。 辅锅炉具有蒸发量小（一般小于5t/h），气压低（一般低于1MPa），对蒸汽品质要求不高等特点，所以容易实现自动化。它包括水位和蒸汽压力自动控制，燃烧的时序控制及安全保护等。控制系统要求工作可靠，维修简单。造价低，便于管理。船用锅炉的种类较多，从结构、工作特性方面基本可分为火管式和水管式两大类。锅炉是发电、炼油、化工、造纸、制糖等工业部门必不可少的动力设备。由于设备分散、管理不善或技术上的原因，多数锅炉目前处于人工控制状态。人工控制不仅加大了操作工人的劳动强度，而且燃料的消耗量与蒸汽生产量的比值主要取决于操作工人的技术水平和工作责任心，难以使锅炉处于良好的工况，增加了燃料消耗，降低了锅炉的热效率，增加了环境污染。由于计算机具有记忆、高速运算和便于集中控制等优点，而且计算机程序具有灵活性，可以方便地组成和修改控制算法，所以在锅炉控制中采用微机代替人工进行控制。 锅炉的类型 在现代内燃机动力装置的船舶上，辅助蒸汽锅炉（简称辅锅炉）是对水进行加热而产生蒸汽的设备。船用锅炉的种类较多，从结构、工作特性方面基本可分为火管式和水管式两大类。 锅炉的组成主要包裹三部分：燃烧室——供燃油燃烧产生热量的炉膛（或炉胆）；火管（或水管）——将热量给炉水使其气化的管簇；容汽空间——蒸汽从水中分离出来所占的空间。 船用辅锅炉主要有以下类型。 1.烟管式（又称火管式）辅锅炉
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
船舶辅锅炉操作与运行 一、辅锅炉点火前的准备工作 1．本体及汽水系统的准备 （1）检查锅炉本体，并使其处于工作状态 （2）检查给水系统，并使其处于工作状态 （3）检查蒸汽系统并使其处于工作状态 （4）检查凝水系统，并使其处于工作状态 （5）检查排污系统，并使其处于工作状态 （6）给水泵试运转正常 2．燃油供风报警系统检查 （1）检查燃油系统及燃油设备，并使其处于工作状态 （2）油泵试运转正常 （3）检查供风系统，开启风机试运转正常 （4）检查自动调节报警系统无缺陷 3．安全阀空气阀水位表检查 （1）检查并实验安全阀强开装置 （2）检查水位表，并关闭冲洗阀，开启通汽和通水阀 （3）开启压力表旋塞，压力表泄放阀，空气阀，待产生蒸汽后，关闭泄放阀和空气阀4．上水与关闭主停汽阀操作 （1）启动给水泵给水，并使水位达到水管锅炉水位计低水位处（火管锅炉水位至水位计高水位处） （2）关紧主停汽阀后，再开启1/4周 二、辅锅炉点火升汽 1．辅锅炉点火操作 （1）准备工作完成后，启动风机进行预扫风 （2）关小风门，点火，高火燃烧。（每燃烧0.5-1分钟，按下停止按钮，停烧10-15分钟，然后再起炉） （3）当放汽阀有汽，投入正常升汽燃烧 2．供汽前的准备与暖管送气操作 （1）空气阀有蒸汽出来后应关闭 （2）当汽压达到0.3-0.4Mpa时，停炉检查，曾拆国的人孔和手孔螺栓在拧紧一次 （3）在升汽的过程中应多次冲洗水位计 （4）当压力达到额定工作压力后应进行上排污一次，冲洗水位计 （5）稍开主停汽阀，开蒸汽系统泄水阀，当有大量蒸汽冲出时关闭之，全开主停汽阀，对外供汽 三、辅锅炉运行管理 1．本体.系统.仪表读数检查 （1）经常检查锅炉本体是否有参漏 （2）经常检查附属装置是否有参漏 （3）经常检查个系统及附件工作是否正常 （4）经常检查和观察个仪表所指示的参数是否正常 2．水位冲洗计操作 （1）开冲洗阀关通水阀冲洗汽连通管后关闭通气阀 （2）开通水阀，冲洗水连通管后关闭
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
基于单片机的船舶辅助锅炉智能控制系统 目前,国内多数船舶的机舱服务设备仍采用大量的继电器、接触器、时间继电器组成,实现各种控制功能，它们的共同特点是线路复杂、可靠性差、有时容易出现误动作，特别是触头氧化及铁芯与衔铁弄脏后的吸力不足,机械运动部件运动不灵活而出现被卡烧坏 线圈等故障，给维护过程带来极大不便,甚至会影响正常营运工作，而且，这种设备体积大、重量重、价格贵。因此采用先进的设计思想对船用控制系统进行全新设计尤为必要。? 1 单片机智能辅助锅炉控制系统原理 ?基于单片机的船舶辅助锅炉控制系统的工作原理如图１—1所示。系统的被控对象是锅炉,执行机构是锅炉的风、油门驱动电器，被控参数为锅炉内的压力,本系统利用压力传感器检测锅炉内的压力，传感器输出的电信号经信号变换后送至单片机智能控制器,控制器根据此信号的大小,利用智能控制算法计算出输出控制信号,经放大器放大后以调节风、油门的大小，从而控制锅炉内的压力。 2 智能控制器的设计? 众所周知,二阶系统是工程上最常见而又最重要的一类系统，这一系统的形式代表了许许多多控制系统的动力学特征。正因为如此,经典控制理论将二阶系统作为典型系统，并通过对二阶系统阶跃响应的过渡过程分析，定义了表示系统控制质量的一些特征量，其中以调节时间、最大超调量和稳态误差3个特征量作为性能指标。但是,控制系统的动态过程是不断变化的，以常规PIＤ控制器控制,难以解决稳定性和准确性之间的矛盾，原因在于这种控制方式以不变的统一模式之间的矛盾，原因在于这种控制方式以不变的统一模式来处理变化多端的动态过程。?为了有效地模拟人的智能控制行为,并采用微机实现智能控制，在模糊控制中通常采用误差e和误差变化率Δe作为描述控制系统动态特征的输入变量。根据船舶辅助锅炉控制系统的特点，从误差ｅ和误差变化率Δｅ这两个基本的模糊控制变量出发,引出两个特征变量ｅ·Δe和Δe／e,利用这些信息设计智能控制器。 2.1 利用ｅ·Δｅ取值量是否大于0，可以描述系统动态过程误差变化的趋势
目录 1锅炉工艺简介 (1) 1.1锅炉的基本结构 (1) 1.2工艺流程 (2) 1.2煤粉制备常用系统 (3) 2 锅炉燃烧控制 (4) 2.1燃烧控制系统简介 (4) 2.2燃料控制 (4) 2.2.1燃料燃烧的调整 (4) 2.2.2燃烧调节的目的 (5) 2.2.3直吹式制粉系统锅炉的燃料量的调节 (5) 2.2.4影响炉内燃烧的因素 (6) 2.3锅炉燃烧的控制要求 (11) 2.3.1 锅炉汽压的调整 (11) 3锅炉燃烧控制系统设计 (14) 3.1锅炉燃烧系统蒸汽压力控制 (14) 3.1.1该方案采用串级控制来完成对锅炉蒸汽压力的控制 (14) 3.2燃烧过程中烟气氧含量闭环控制 (17) 3.2.1 锅炉的热效率 (18) 3.2.2反作用及控制阀的开闭形式选择 (20) 3.2.3 控制系统参数整定 (20) 3.3炉膛的负压控制与有关安全保护保护系统 (21) 3.3.1炉膛负压控制系统 (22) 3.3.2防止回火的连锁控制系统 (23) 3.3.3防止脱火的选择控制系统 (24) 3.4控制系统单元元件的选择（选型） (24) 3.4.1蒸汽压力变送器选择 (24) 3.4.2 燃料流量变送器的选用 (24) 4 DCS控制系统控制锅炉燃烧 (26) 4.1DCS集散控制系统 (26) 4.2基本构成 (27)
锅炉燃烧系统的控制 4.3锅炉自动燃烧控制系统 (31) 总结 (33) 致谢 (34) 参考文献 (35)
1锅炉工艺简介 1.1锅炉的基本结构 锅炉整体的结构包括锅炉本体和辅助设备两大部分。 1、锅炉本体 锅炉中的炉膛、锅筒、燃烧器、水冷壁、过热器、省煤器、空气预热器、构架和炉墙等主要部件构成生产蒸汽的核心部分，称为锅炉本体。锅炉本体中两个最主要的部件是炉膛和锅筒。 炉膛又称燃烧室，是供燃料燃烧的空间。将固体燃料放在炉排上进行火床燃烧的炉膛称为层燃炉，又称火床炉；将液体、气体或磨成粉状的固体燃料喷入火室燃烧的炉膛称为室燃炉，又称火室炉；空气将煤粒托起使其呈沸腾状态燃烧、适于燃烧劣质燃料的炉膛称为沸腾炉，又称流化床炉；利用空气流使煤粒高速旋转并强烈火烧的圆筒形炉膛称为旋风炉。炉膛的横截面一般为正方形或矩形。燃料在炉膛内燃烧形成火焰和高温烟气，所以炉膛四周的炉墙由耐高温材料和保温材料构成。在炉墙的内表面上常敷设水冷壁管，它既保护炉墙不致烧坏，又吸收火焰和高温烟气的大量辐射热。炉膛的结构、形状、容积和高度都要保证燃料充分燃烧，并使炉膛出口的烟气温度降低到熔渣开始凝结的温度以下。当炉内的温度超过灰熔点时，灰便呈熔融状态。熔融的灰渣颗粒在触及炉内水冷壁管或其他构件时会粘在上面。粘结的灰粒逐渐增多,遂形成渣块,称为结渣。结渣会降低锅炉受热面的传热效果。严重时会堵塞烟气流动的通道，影响锅炉的安全和经济运行。一般用炉膛容积热负荷和炉膛截面热负荷或炉排热负荷表示其燃烧强烈程度。炉膛容积热负荷是单位炉膛容积中每单位时间内释放的热量。在锅炉技术中常用炉膛容积热负荷来衡量炉膛大小是否恰当。容积热负荷过大，则表示炉膛容积过小，燃料在炉内的停留时间过短，不能保证燃料完全燃烧，使燃烧效率下降；同时这还表示炉墙面积过小，难以敷设足够的水冷壁管，结果炉内和炉膛出口处烟气温度过高，受热面容易发生结渣。室燃炉的炉膛截面热负荷是单位时间内单位炉膛横截面上燃料燃烧所释放的热量。在炉膛容积确定以后，炉膛截面热负荷过大会使局部区域的壁面温度过高而引起结渣。层燃炉的炉排热负荷是单位时间内燃料燃烧所释放的热量与炉排面积的比值。炉排热负荷过高会使飞灰大大增加。炉膛设计需要充分考虑使用燃料的特性。每台锅炉应尽量燃用原设计的燃料。燃用特性差别较大的燃料时，锅炉运行的经济性和可靠性都可能降低。 锅筒它是自然循环和多次强制循环锅炉中接受省煤器来的给水、联接循环回路，并向过热器输送饱和蒸汽的圆筒形容器。锅筒筒体由优质厚钢板制成，是锅炉中最重的部件之一。锅筒的主要功能是储水，进行汽水分离，在运行中排除锅水中的盐水和泥渣，
锅炉集中控制系统 班级：电气08-11班 姓名：孙琛智 学号：7号 日期：2010年11月7日
1．燃煤锅炉的工作原理： 首先除氧水通过给水泵进入给水调节阀，通过给水调节阀进入省煤器，冷水在经过省煤器的过程中被由炉膛排出的烟气预热，变成温水进入汽包，在汽包内加热至沸腾产生蒸汽，为了保证有最大的蒸发面因此水位要保持在锅炉上汽包的中线位置，蒸汽通过主蒸汽阀输出。空气经过鼓风机进入空气预热器，在经过空气预热器的过程中被由炉膛排出的烟气预热，变成热空气进入炉膛。燃料进入炉膛被前面的火点燃，在燃烧过程中发出热量加热汽包中的水，同时产生热烟气。在引风机的抽吸作用下经过省煤气和空气预热器，把预热传导给进入锅炉的水和空气。通过这种方式使锅炉的热能得到节约。降温后的烟气经过除尘器除尘，去硫等一系列净化工艺通过烟囱排出。锅炉微机控制系统，一般由以下几部分组成，即由锅炉本体、一次仪表、控制系统、上位机、手自动切换操作、执行机构及阀、电机等部分组成，一次仪表将锅炉的温度、压力、流量、氧量、转速等量转换成电压、电流等送入微机。控制系统包括手动和自动操作部分，手动控制时由操作人员手动控制，用操作器控制变频器、滑差电机及阀等，自动控制时对微机发出控制信号经执行部分进行自动操作。微机对整个锅炉的运行进行监测、报警、控制以保证锅炉正常、可靠地运行，除此以外为保证锅炉运行的安全，在进行微机系统设计时，对锅炉水位、锅炉汽包压力等重要参数应设置常规仪表及报警装置，以保证水位和汽包压力有双重甚至三重报警装置，以免锅炉
发生重大事故。 2．燃煤锅炉的组成 锅炉按燃料种类分，大致有燃油锅炉，燃煤锅炉和燃气锅炉。所有的这些锅炉，虽然燃料及供给方式不同，但其结构大同小异，蒸汽发生系统和蒸汽处理系统是基本相同的。列举一个燃煤锅炉如图所示。 该系统所用的锅炉是以煤为燃料，两台20T/H的热水炉，一台 10T/H的热水炉和一台6T／H蒸汽量的水管锅炉，属中小型锅炉。以6T／H的蒸汽锅炉为例，工艺流程图所示，它由以下几个部分构成 1．汽包：由上下锅筒和沸水管组成。水在管内受管外烟气加热，因而在管簇内发生自然循环流动，并逐渐汽化，产生的饱和蒸汽聚集在锅筒罩面。为了得到干度比较大的饱和蒸汽，在上锅筒还装有汽水分离设备，下锅筒做为连接沸水管之用，同时储存水和水垢。
淮海工学院 课程设计报告书 课程名称：专业综合课程设计 题目：锅炉温度控制系统设计 系（院）：电子工程学院 学期：2011-2012-1 专业班级：自动化081 姓名： 学号： 评语： 成绩： 签名： 日期：
1 引言 锅炉参数控制，是过程控制的典型实例。锅炉微计算机控制，是近年来开发的一项新技术，它是微型计算机软、硬件、自动控制、锅炉节能等几项技术紧密结合的产物，我国现有中、小型锅炉30多万台，每年耗煤量占我国原煤产量的1/3，目前大多数工业锅炉仍处于能耗高、浪费大、环境污染等严重的生产状态。提高热效率，降低耗煤量，用微机进行控制是一件具有深远意义的工作。 工业生产过程中，用模拟控制来控制电加热炉温已经取得了较为成熟的经验，但他的控制精度较低，显示操作不方便，为此引入了计算机控制系统对温度进行数字算法控制。由于锅炉加热的时间常数相对于采样周期来说很大，所以锅炉加热控制系统的动态特性可以看作一阶滞后环节来近似，在控制算法上可采用最小拍无纹波控制或其他纯滞后补偿算法。 根据控制系统要求，设计控制方案和主电路及各检测控制模块电路，然后针对温度控制要求计算电路元件所需参数，应用最小拍无纹波控制算法，实现锅炉温度控制。进而了解温度控制系统特点及运用计算机设计控制程序实现计算机自动控制温度的方法。 2 设计电路图及工作原理 控制系统原理图如图1所示，炉温控制的基本原理是：改变可控硅的导通角即改变电热炉加热丝两端的有效电压，有效电压可在0～140V 内变化。可控硅的导通角为0～5bH 。温度传感器是通过一只热敏电阻及其放大电路组成，温度越高其输出电压越小。 外部LED 灯的亮灭表示可控硅的导通与关断的占空比时间，如果炉温低于设定值则可控硅导通，系统加热，否则系统停止加热，炉温自然冷却到设定值。设炉温的给定值为450o C,广义被控对象的传递函数为10()(1)s d e W s s s -= +。 图1 系统的基本原理 单片机 D/A 执行机构 被控对象 反馈环节 A/D 广义被控对象 给定值 -—
0 船舶PLC 锅炉培训仿真系统的功能 0.1 某柴油机货轮锅炉的主要特点 某柴油机货轮所配备的锅炉所产生的蒸汽主要用来加热主、辅柴油机所用燃油、厨房用汽，锅炉水位和汽压采用双位控制，燃烧采用单油头、定油量和定风量燃烧。系统设有中途熄火、危险低水位和低风压等安全保护装置，详细的控制原理和过程见教材[5] 。 为了更好对程序进行解读，结合船舶控制的安全保护需求，我们采用西门子公司的S7224CN 对控制系统进行了设计，并制作了该装置。 0.2 锅炉自动控制装置总体功能设计 系统包括点火自动/手动模式、水位自动/手动模式、风机、油泵自动/手动模式（简称风油自动/手动），水位和压力采用双位控制，另外系统设置有多个故障点（风压、水位、火焰）对锅炉的工作进行全程监控，具体如图1所示。 自动点火程序根据锅炉的点火特点，首先进行预扫风60秒，然后关小风门，打开点火变压器进行点火，10秒内点火成功，系统没有警报产生，则点火成功。具体实现程序如图2所示，系统的I/O 点设计如表1所示，系统使用了14个输入点8个输出点，装置的实物如图3所示。 图1 PLC 锅炉总体功能设计框架图 表1 系统I/O 点的设计 I0.0 手动点火油头 I1.3 燃烧自动 I0.1 风压开关 I1.4 燃烧手动 I0.2 火焰开关 I1.5 风油手动 I0.3 蒸汽开关 Q0.0 水泵 I0.4 低水位 Q0.1 风机 I0.5 高水位 Q0.2 油泵 I0.6 水位自动 Q0.3 点火线圈 I0.7 危险水位 Q0.4 风门挡板 I1.0 风油自动 Q0.6 油头电磁阀 I1.1 手动点火 Q0.7 熄火保护 I1.2 复位开关 Q1.1 报警 手动点火水位控制压力控制故障设置 故障报警 故障处理 自动点火 执行自动点火程序 蒸汽压力双位控制（低汽压锅炉自动起动，高汽压锅炉自动停止） 水位双位控制 （低水位水泵自动起动，高水位水泵自动停止炉） 锅炉仿真系统
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. 锅炉的基本组成和原理 船舶辅锅炉的构造形式很多，但锅炉的最基本最原始的构造是上锅下炉。船舶辅锅炉按热源主要分为燃油锅炉和废气锅炉，燃油锅炉可按受热面特征分为水管锅炉和烟管锅炉。废气锅炉可按结构形式分为强制循环香管式废气锅炉、立式烟管锅炉。 锅炉的附件主要有水位计、主蒸汽阀、上排污阀、下排污阀、给水阀、取样阀、空气阀、仪表阀等。 船舶锅炉是由锅炉本体和辅助设备所组成。锅炉本体的任务是将燃料的化学能转换为蒸汽的热能。辅助设备是由提供锅炉工作所必须的设备和工作系统。 锅炉本体包括有蒸发受热面、炉膛、蒸汽过热器、蒸发受热面、空气预热器等。 辅助设备包括有燃油设备及燃料系统、蒸汽系统、排污系统、给水系统、供风系统、附件、监视仪表和控制设备等。 2. 锅炉本体的组成 2.1 炉膛 炉膛是柴油进行雾化燃烧的地方，它的作用是提供足够的空间使得燃油充分的燃烧，同时，使燃烧散发出的热量不会辐射到锅炉外面去。 2.2 蒸发受热面 在锅炉中直接受热并产生饱和蒸汽的管束或锅筒，称之为蒸发受热面。烟气通过对流传热的方式将热量传给管束中的炉水。 2.3 蒸汽过热器 蒸发受热面产生的含有一定湿度的饱和蒸汽，它聚集在汽包上半部的蒸汽空间中。如果机器设备需要过热蒸汽，则必须将汽包中湿蒸汽过热器进行再加热。
蒸汽过热器由管子组成，其受热面的多少及放置的位置是根据蒸汽参数的高低而异。 3. 锅炉的辅助设备 3.1 燃烧装置 燃油锅炉的燃烧装置包括有喷油器、送风机构和燃油系统。喷油器是将燃油进行雾化；送风机构是将助燃空气合理地导入炉膛中，使之能与经过雾化的燃油进行正常混合；燃油系统是从油舱中将燃油抽出到日用油柜，需要用时再从日用油柜抽出进行升温、加压、过滤、最后送到喷油嘴雾化，因此，在燃油系统中包括有燃油加热器、驳油泵、加压泵、燃油截止阀、各种监测仪表、滤器、以及燃油管路等。 3.2 供风系统 供风系统的作用是将外界空气送入炉膛中，待燃料完全燃烧后将烟气引出炉膛排放到大气中去。常见的有强制送风、诱导送风以及自然送风。 3.3 给水系统 给水系统的作用是向锅炉提供足够数量和符合品质要求的水。根据船级社船舶建造规则要求，每台锅炉都要有两条给水管路，其中一条作为备用。给水系统包括补充锅炉给水所必需的给水泵、给水调节阀、给水加热器和给水管路组成。 为了防止锅炉水中的杂质对锅炉受热面造成结垢和腐蚀，从而造成不必要的损失，给水应进行一定的处理。锅炉水控制的主要项目有：碱度、硬度和含盐量。 3.4 蒸汽系统 蒸汽系统的任务是将锅炉产生的蒸汽按不同压力的需要，通过总蒸气分配联箱送至各用汽设备。蒸汽系统中包括主停气阀、蒸气分配联箱、减压阀、供气管道等。 3.5 凝水系统
XXXXXXXX大学 本科生过程控制课程设计说明书 题目：热电厂锅炉炉膛温度 控制系统的设计 学生姓名： 学号： 专业： 班级： 指导教师：
摘要 锅炉是热电厂重要且基本的设备 ,其最主要的输出变量之一就是主蒸汽温度。主汽温度自动调节的任务是维持过热器出口汽温在允许范围内 ,以确保机组运行的安全性和经济性。如果该温度过高 ,会使锅炉受热面及蒸汽管道金属材料的蠕变速度加快 ,降低使用寿命。若长期超温 ,则会导致过热器爆管 ,在汽机侧还会导致汽轮机的汽缸、汽阀、前几级喷嘴和叶片、高压缸前轴承等部件的寿命缩短 ,甚至损坏;假如该汽温过低 ,会降低机组的循环热效率 ,一般汽温每降低5 ℃～10 ℃,效率约降低1 % ,同时会使通过汽轮机最后几级的蒸汽湿度增加 ,引起叶片磨损;当汽温变化过大时 ,将导致锅炉和汽轮机金属管材及部件的疲劳 ,还将引起汽轮机汽缸和转子的胀差变化 ,甚至产生剧烈振动 ,危及机组的安全 ,所以有效精准的控制策略是十分必要的 锅炉炉膛温度的控制效果直接影响着产品的质量，温度低于或者高于要求时都不能达到生产质量指标，有时甚至会发生生产事故，此设计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热电厂锅炉温度控制系统，以达到精度在正负5 ℃范围内。 关键词：热电厂；锅炉；炉膛温度；串级控制
目录 引言 (4) 第一章热电厂的工艺流程及要求 (5) 第二章锅炉的工艺流程及控制要求 (7) 2.1锅炉的工艺流程 (7) 2.2锅炉的控制要求 (8) 第三章锅炉炉膛温度的分析 (8) 第四章锅炉炉膛温度控制系统的设计 (12) 4.1炉膛温度控制的理论数学模型 (12) 4.2炉膛温度控制方法的选择 (12) 4.3 系统单元元件的选择 (12) 4.3.1温度检测变送器的选择 (12) 4.3.2流量检测变送器的选择 (14) 4.3.3主、副调节器正反作用的选择 (15) 4.3.4主、副回路调节器调节规律的选择 (16) 4.3.5控制器仪表的选择 (16) 4.3.6控制阀的选择 (18) 第五章锅炉炉膛温度控制系统的工作原理 (19) 第六章总结 (20) 参考文献 (21)
第1章前言 1.1课题的背景和意义 锅炉微机控制，是近年来开发的一项新技术，它是微型计算机软件、硬件、自动控制、锅炉节能等几项技术紧密结合的产物，我国现有中、小型锅炉30多万台，每年耗煤量占我国原煤产量的1/3，目前大多数工业锅炉仍处于能耗高、浪费大、环境污染严重的生产状态。提高热效率，降低耗煤量，降低耗电量，用微机进行控制是一件具有深远意义的。工业控制自动化技术是一种运用控制理论、仪器仪表、计算机和其它信息技术，对工业生产过程实现检测、控制、优化、调度、管理和决策，达到增加产量、提高质量、降低消耗、确保安全等目的的综合性技术，主要解决生产效率与一致性问题。虽然自动化系统本身并不直接创造效益，但它对企业生产过程有明显的提升作用。目前，工业控制自动化技术正在向智能化、网络化和集成化方向发展。 1.2 锅炉控制系统的总体流程 根据设计要求将整个锅炉运行控制的全过程分成多个阶段：运行参数的初始化过程，在这个过程中调用系统启动的函数；燃烧室中燃烧器的控制过程；废液输送泵、酸碱液喷嘴、风机等执行机构的控制；通信过程；故障的处理过程；模拟量信号的采集过程。锅炉燃烧自动控制系统流程图如图1-1所示。 PLC控制锅炉的工艺流程 1.启动：按一定的时间间隔起燃。起燃顺序是：燃油预热---间隔1分钟----送风，子火燃烧，母火燃烧-间隔5秒钟-----子火，母火同时关闭。 2.停止：停止燃烧时，要求：燃油预热关闭，喷油关闭，送风（将废气，杂质吹去）-------间隔20秒----送风停止（清炉停止)。 3.异常状况自动关火：燃油燃烧过程中，当出现异常状况时（即蒸汽压力超过允许值或水位超过上限，或水位低于下限），能自动关火进行清炉；异常状况消失后，又能自动按起燃程序重新点火起燃。即：异常状况----燃油预热关闭，喷油关闭，送风----间隔20秒----清炉停止-----异常状况消失------起燃。 4.锅炉
船舶辅锅炉的自动控制系统分析 [摘要] 锅炉整体的结构包括锅炉本体和辅助设备两大部分。本文就船舶辅锅炉的自动控制和运行管理进行论述。首先，介绍了锅炉的功用和工作原理。锅炉在船舶辅助机械中占有非常重要的位置,我们只有对锅炉的结构有了深入了解，才可以为以后的工作带来更多便利;其次,介绍了锅炉的自动控制系统。随着船舶自动化程度的提高，锅炉的管理也越来越向着自动化、智能化的方向发展,特别PLC技术在锅炉自动化控制中的应用越来越普遍，作为一名管理者,有一个较好的自动化基础是十分有必要的；最后，介绍了锅炉的运行与管理。由于其地位的突出,所以平时的良好管理,可以减少很多不必要的麻烦。例如水位计的冲洗，炉水放残，烟管侧的吹灰，炉水水质的化验，油嘴和滤器的更换等工作。 [关键词］锅炉;结构组成;自动控制系统；运行管理 ? Marine Auxiliary BoileｒＡｕｔｏmatiｃConｔrol aｎdＯ
peraｔiｏn Maｎａｇeｍent [Abｓｔraｃt]Boiｌｅｒthｅoveｒalｌstrucｔuｒｅof ｏntology ａnd auxilｉary ｅｑuiｐｍenｔiｎcｌuding ｂoiｌer two parｔs.Thｉｓｐaper Marｉne aux ｉliary boilｅr aｕtomaticｃｏntｒol ａnd ｏperation ｍaｎagｅｍent wｅre dｉscuｓｓed. Firstly intrｏduces thｅfunction and ｗoｒkiｎg pｒincipｌｅof ｂｏiler．Boileｒocｃupies a very iｍｐortant pｏsｉtioｎｉn the ship aｕxiliaｒy machinery,Wｉth iｎ－dｅpth ｕｎderstaｎdinｇwｅｈａve ｏnｌy thｅstructure of the boiｌer ,In ordｅrｆor futuｒｅｗork to brｉｎg more conv ｅnienｃe;Secondｌy，thｅauｔomatiｃcoｎtrol sysｔｅm of the ｂoilｅr is introdｕced．Ｗith ｔhe ｉmprｏvement oｆthe ｄegree ｏf auｔｏmation of the ship, Thｅbｏiler ｍanagemeｎt is moｒe and mｏrｅtoward autoｍａtion, inｔeｌｌigeｎtｄirection, In particulａr, the iｎcrｅａsiｎｇapplｉｃation ｏf PLC teｃhnology iｎtｈｅｂoileｒａutomaticｃontｒｏl, As ａmanageｒ，t ｈere ｉs a beｔtｅr autｏmation fｏｕｎdation is ｖerｙnecesｓary.Ｆinally，ｔhe boiler’s operａtｉon and ｍａnａgｅｍｅnt. Promｉnenｔstaｔｕs uｓuaｌly ｇｏod manａgement can reducｅa ｌｏt oｆunneceｓsary troublｅ. Ｆoｒexample, ｔｈe ｗater lｅvel ｏf the washｉng,boiｌer water ｄiｓchａrgｅreｓiｄue, smokｅtube sｉdｅbｌoｗｉng, tｈe furnaｃe ｗａtｅr qualit ｙlabｏraｔｏry, glib ａndｆiｌｔer replacemｅnt. ［Key ｗordｓ] Ｂoiｌｅr;Ｓtructｕrｅs；ThｅAutomaｔiｃCｏｎtroｌＳysｔｅm;The Operatｉon Maｎagｅment