工业锅炉热工控制系统-过程控制课程设计报告书

工业锅炉控制系统设计
自动化仿真实验室提供一套完整的工业锅炉控制仿真系统。

该系统由操作站、控制站、锅炉对象模型机和RS-232通信线路构成。

系统运行时,操作站执行监控组态程序,经RS-232通信线路向控制站发送操作指令,控制站接受操作站或按钮的指令,经RS-232通信线路对模型机上的锅炉对象进行控制。

操作站的监控组态软件为澳大利亚CiT公司的Citect 5.21上位监控软件,可用于完成现场数据库采集,图形显示,设备操作,报警趋势记录,报表管理及其打印功能。

控制器采用了加拿大CONTROL MICROSYSTEMS公司的SCADAPack可编程控制器。

每个SCADAPack控制器能够处理16个PID回路。

系统仿真的被控对象是燃油燃气、自然水循环、双汽包、蒸发量为65t/h (3.9Mpa蒸汽的WGZ65-39-6型工业锅炉。

系统以集散控制系统(DCS为控制手段和操作模式,包括了主要的工业控制方案和温度、压力、液位、流量四类典型的参数控制。

对上汽包液位控制设计了三种控制方案:汽包液位单回路控制、汽包液位-给水流量串级控制、三冲量(蒸汽流量、汽包液位、给水流量串级控制。

系统设计了七个控制回路,包括:除氧气液位控制回路,除氧气压力控制回路,上汽包液位控制回路,过热蒸汽压力控制回路,过热蒸汽温度控制回路,液态烃压力,高压瓦斯压力控制回路。

其中过热蒸汽温度采用了分程控制。

同学们通过对该仿真系统的学习,以及对工业锅炉控制系统的不同设计方案进行分析和比较,对该系统加以改进,设计出自己的工业锅炉控制系统。

过程控制课设报告课程设计报告(2015—2016年度第二学期)名称：过程控制课程设计题目：电厂锅炉过热蒸汽温度控制系统院系：控制与计算机工程学院班级：姓名：学号：指导老师：张建华老师设计周数： 1 周日期：2016年6月24日设计正文：1．控制系统的基本任务和要求过热蒸汽温度控制的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，以致烧坏过热器的高温段，严重影响安全。

一般规定过热蒸汽的温度上限不能高于其额定值+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，汽温每降低5℃，热经济性将下降约1%；且汽温偏低会使汽轮机尾部蒸汽湿度升高，甚至使之带水，严重影响汽轮机的安全运行。

所以，过热蒸汽温度过高或过低都是生产过程所不允许的。

以600MW机组国产直流锅炉为例，其过热蒸汽温度额定值为541℃（主汽压力为17.3MPa），在负荷为额定值的60%~100%范围内变化时，过热蒸汽温度不超过额定值的-10~+5,长期偏差不允许超过±5℃。

为了防止过快的蒸汽温度变化速率造成某些高温工作不部件产生较大的热应力，还对温度变化速率进行限制，一般限制在3℃/min内。

本次课程设计以600MW超临界直流锅炉主汽温控制系统为例：某电厂600MW 汽包锅炉过热蒸汽温度是通过喷水减温来实现对温度的自动调节。

已知该系统减温水流量W和过热蒸汽流量D可通过加装流量计进行检测，电动调节阀的开度可根据控制器输出值自动调整。

其动态特性如下：设计相应的自动控制系统保证过热蒸汽温度为给定值，即该系统既能消除来自减温水及燃烧侧等内扰的影响，又能完全消除来自过热蒸汽流量D变化等外部扰动对过热蒸汽温度的影响。

2．被控对象动态特性分析（1)、影响过热蒸汽温度的因素：①蒸汽流量（负荷）扰动；②烟气热量扰动（燃烧器运行方式、燃料量变化、风量变化等）；③减温水流量扰动。

热工控制系统课程设计院系：动力工程系专业：热能与动力工程班级：学号：姓名：指导教师：2010年12月1 对象的传递函数求取 (1)1.1 动态特性分析 (1)1.2 主汽温对象的传递函数分析 (2)1.2.1 37%负荷 (3)1.2.2 50%负荷 (4)1.2.3 75%负荷 (4)1.2.4 100%负荷 (5)2 单回路系统参数整定 (6)2.1 广义频率特性法参数整定 (6)2.2 临界比例度法确定调节器参数 (7)2.3 PID调节系统的分析 (11)2.3.1 比例系数 (11)2.3.2 积分时间常数 (11)2.3.3 微分时间常数 (12)2.3.4 同时对、、参数改变的研究 (13)3 主蒸汽温度串级控制系统参数整定 (14)3.1 整定回路副调节器参数 (15)3.2 整定外回路主调节器参数 (16)3.3 加减温水扰动 (16)3.4 不同负荷下控制系统控制品质分析 (17)4 电厂汽温控制系统SAMA图分析 (19)参考文献 (22)1 对象的传递函数求取1.1 动态特性分析调节系统是由调节对象和调节器组成的。

不同的调节对象要求采用不同作用的调节器，且在投入运行前必须根据调节对象的具体特性，整定调节系统的各个参数。

因此对调节对象动态特性进行分析是很有必要的。

对于一个典型的有延迟一阶对象，其阶跃响应曲线如下：有自平衡能力的高阶对象的阶跃响应有时可用迟延环节和一阶惯性环节串联来等效，若选定的传递函数的形式为（其中为延迟时间）则其阶跃响应曲线仍可用上图来表示，其传递函数可用一个n阶等容惯性环节来近似表示，即上式中有三个待定的参数：放大系数K，时间常数T和阶数n，求取方法按以下方法确定：作稳态值的渐近线，则在试验获得的阶跃响应曲线上，求得及时对应的时间、后，利用两点法求阶数n和惯性时间T[1]。

由曲线可知放大系数K，利用两点法确定、后，利用下式计算n和T：上式求得的n不是整数时，应选用与其最接近的整数。

过程控制系统课程设计题目：35吨过热蒸汽锅炉给水调节阀选型，蒸汽流量测量孔板计算（DCS方案）学院：专业：班级：小组：小组成员：指导教师：目录初步设计说明................................................................................................... 错误!未定义书签。

35吨锅炉主要性能参数.................................................................................. 错误!未定义书签。

1、过热蒸汽给水系统自动控制方案选定..................................................... 错误!未定义书签。

1．1 汽包水位动态特性............................................................................... 错误!未定义书签。

1．2 各种给水自动控制系统方案论证....................................................... 错误!未定义书签。

1．2．1单冲量水位自动控制系统........................................................ 错误!未定义书签。

1．2．2双冲量水位自动控制系统........................................................ 错误!未定义书签。

1．2．3三冲量水位自动控制系统........................................................ 错误!未定义书签。

2．设备选择..................................................................................................... 错误!未定义书签。

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)第一章绪论主蒸汽温度是否稳定是衡量锅炉运行质量的重要技术指标之一。

控制过热器出口汽温在规定范围内，既能使过热器管壁温度不超过安全工作允许的温度，从而保证过热器的正常使用寿命，又能为蒸汽的使用设备———汽机的安全运行提供有力的保障。

工业上一般将主蒸汽温度控制在额定值±5℃范围内第二章热电厂概述热电厂发电是利用燃烧燃料所得到的热能发电。

热电厂发电的发电机组由两种主要形式：一是利用锅炉产生高温高压蒸汽汽轮机旋转带动发电机发电，称为汽轮发电机组；二是燃料进入燃气轮机将热能直接转换为机械能驱动发电机发电，称为燃气轮机发电机组。

工业锅炉控制方案设计学生学号：学生姓名：曹新龙专业班级：自动化12102班指导老师：赵莹萍目录引言 (4)1文献综述 (5)1.1锅炉的基本构造 (5)1.2锅炉的工作原理及过程 (6)1.2.1燃料的燃烧过程 (7)1.2.2水的汽化过程 (7)1.2.3烟气向水的传热过程 (7)2总体方案设计 (9)2.1蒸汽温度控制系统 (9)2.2蒸汽压力控制系统 (9)2.3汽包液位控制系统 (10)2.4炉膛负压控制系统 (11)2.5报警系统 (11)3具体方案实施 (13)3.1控制系统的硬件选型 (13)3.1.1传感器的选型 (13)3.1.2变送器 (14)3.1.3常规控制器的控制规律及其选择 (14)3.1.4变频器 (14)3.1.5测速发电机 (15)3.1.6计算机控制模块 (15)3.1.7控制系统具体选型 (15)具体选型见表3.1和表3.2所示。

(15)3.2硬件组成 (20)3.3软件组成 (21)3.4控制台 (21)参考文献 (23)引言锅炉是国民经济中主要的供热设备之一。

电力,机械，冶金，化工，纺织，造纸，食品等工业和民用采暖都需要锅炉供给大量的蒸汽。

各种工业的生产性质与规模不同，工业和民用采暖的规模大小也不一样，因此所需的锅炉容量，蒸汽参数，结构，性能方面也不尽相同。

锅炉是供热之源，锅炉机器设备的任务在于安全，可靠，有效地把燃料的化学能转化成热能，进而将热能传递给水，以生产热水和蒸汽。

为了提高热量及效率，锅炉向着高压，高温和大容量等方向发展。

供热锅炉，除了生产工艺有特殊要求外，所生产的热水不需要过高温的压力和温度，容量也无需很大。

随着生产的发展，锅炉日益广泛的应用于工业生产的各个领域，成为发展国民经济的重要热工设备之一。

在现代化的建设中，能源的需求是非常大的，然而我国的能源利用率极低，所以提高锅炉的热效率，具有极为重要的实际意义。

此外，锅炉是否能应地制宜地有效地燃用地方燃料，并满足环境保护的各项要求而努力解决烟尘污染问题，以提高操作管理水平，减轻劳动强度，保证锅炉额定运行及运行效率，安全可靠地供热等课题。

工业锅炉热工控制系统-过程控制课程设计报告书目录一、概述-----------------------------------------------------------------------2 1．1工业锅炉概述----------------------------------------------------------------21．2国内工业锅炉发展状况--------------------------------------------------------21．3国外工业锅炉发展状况--------------------------------------------------------21．4工业锅炉的调节任务----------------------------------------------------------2二、工业锅炉控制系统的基本任务和要求--------------------------------------------32．1给水控制系统----------------------------------------------------------------32．2过热蒸汽温度的调节系统------------------------------------------------------32．3燃烧调节系统----------------------------------------------------------------32．4锅炉的主要设计参数----------------------------------------------------------4三、工业锅炉自动控制系统方案的设计----------------------------------------------43．1给水控制系统----------------------------------------------------------------43．1．1 锅炉汽包给水控制对象的特点3．1．2锅炉汽包给水控制对象的动态特性3．1．3测量给水控制系统仪表的选择3．1．4给水控制系统的设计3．1．5给水控制系统的工作原理及SAMA图3．2过热蒸汽温度的调节系统-----------------------------------------------------103．2．1过热蒸汽温度的调节系统对象的动态特性3．2．3过热蒸汽温度的调节系统的设计3．2．4过热蒸汽温度串级控制系统的工作原理3．3燃烧调节系统---------------------------------------------------------------123．3．1燃烧调节系统的对象动态特性3．3．2测量燃烧调节系统仪表的选择3．3．3燃烧调节系统的设计3．3．4燃烧控制系统的工作原理及炉膛负压子系统的SAMA图四、锅炉的报警系统-------------------------------------------------------------17五、工业锅炉热工控制系统流程图-------------------------------------------------17六、设计小结-------------------------------------------------------------------18七、参考文献-------------------------------------------------------------------18八、附页-----------------------------------------------------------------------19一、概述1．1工业锅炉概述锅炉由汽锅和炉子组成。

1.2锅炉温度控制的现状和发展
锅炉是工业生产中的重要设备，同时又是耗能极大的设备，作为一次能源(煤炭、石油、天然气等)转换为二次能源(蒸汽)的重要动力设备，锅炉在石油、化工、发电等工业生产过程中发挥中举足轻重的作用，它所产生的高压蒸汽既可以作为驱动设备的动力源，又可作为蒸馏、干燥、反应、加热等过程的热源。工业锅炉的发展经历了由简单到复杂、由低参数到高参数、由单一品种到系列化产品的发展过程。锅炉控制技术的发展经历了主要几个历史阶段:
Keywords：boiler,superheatedsteam,MCU, temperature control, AT89S52
1绪论
1.1锅炉过热温度控制系统课题的提出
目前，锅炉仍然是各种工企业的动力设备中重要的组成部分。但是，在我们国内除了一些大中型锅炉采用了先进的现代控制技术，如DCS、FCS等，一般的小型锅炉的控制仍然比较落后，很多场合仍在使用模拟仪表、继电器作为主要的控制手段，需要很多的技术人员参与工作，不仅工作人员的劳动强度大，工作条件差，而且锅炉的热效率很低，资源浪费相当严重。虽然现在的仪表不少已渐趋智能化并在锅炉上也一定程度的实现了自动或半自动控制，但是，由于其高昂的价格、系统复杂等种种原因，其应用受到很大限制。
另外，当今的大部分中小企业使用的锅炉容量普遍很小，锅炉只有两三台，企业由于其经济上的承受能力，一般都不大可能选用价格昂贵的大型控制系统。但是，随着能源问题的日渐突出，现代化企业管理水平的提高，还有政府、企业和公民的环保意识的增强，作为能源转换的重要设备之一的锅炉，其控制和管理的要求越来越高，现在的企业中的小型锅炉的控制技术急需改进以适应生产的需要。因此，这就需要在现有锅炉控制技术的基础上进行一定的改进，设计一种性价比合理的、使用和维护方便的锅炉过热蒸汽温度控制系统。[1]

工业锅炉温度控制系统设计与实现摘要：工业锅炉是工业生产中利用率非常高的设备之一，它对一次能源的消耗非常大，特别是煤炭资源，但是目前仍然存在煤质不均一、控制操作不及时等问题，使得燃煤时热效率低、但煤耗率却居高不下，所以如何提高工业锅炉的工作效率是一项亟待解决的问题，这其中，热蒸汽温度是一个十分重要的参数，如何控制工业锅炉的热蒸汽温度保持在既能安全运行又能保证较高利用率的一定范围内，是工业锅炉是否安全经济运行的一项重要任务。

关键词：工业锅炉；温度控制；系统设计1 前言温度控制系统很多是通过PWM方式控制执行器件、调功的方式调节来控制温度、利用直接数字控制中的最小拍控制、或者基于单片机和PC机设计的温度控制系统，还有的以MCGS组态运行系统作为上位机监控系统。

本文根据工业锅炉的运行特点及环境条件，采用最简单最基本的单回路控制，并结合西门子下位机和智能仪表的应用，既能实现数据的实时传输处理，又能跟踪到系统的状态对其进行智能调节。

2 系统方案设计2.1 系统方案设计过程控制系统通常是指工业生产中具有连续生产过程自动控制、由过程检测和控制仪表组成、被控过程多样这些特点的自动控制系统。

过程控制的设计方案十分丰富，单回路控制就是其中之一，如图1所示。

图1中，W为调节器传函，W为调节阀传函，W为被控过程传函，W为测量变送器传函。

从图1可见，该系统只有一个闭环回路，一般是一个对象对另一个对象的调节控制过程，为了防止被控量的参数值不断变化或者该参数值在一个小范围内波动，中间利用传感器对被控量进行调节控制。

这种控制系统得结构简洁明了、易于调节，且成本较低方便投入运行，并能满足大部分工业生产的需求,特别适用于纯滞后和惯性小的系统，本系统就采用这种控制方式。

综合上述原理和控制方式，可获得本系统设计的控制流程如图2所示。

如果测量的实时热蒸汽温度值在设定温度范围内，那么系统处于一种动态平衡状态，水泵的电动阀门就不动。

等到过了一段时间炉膛燃料的燃烧温度发生变化，那时工业锅炉的热蒸汽温度也会随之变化，造成了它的实时测量值与设定范围之间产生了一定的偏差，偏差信号送回给智能仪表，经过它的计算、判断后，产生信号，使水泵的电动阀门适当调节开合程度，减少或加大水泵的水流量，直到再次检测到热蒸汽温度值恢复于设定范围中，那么系统就再次回到了特定的平衡状态，水泵电动阀门再次暂停工作。

过程控制系统课程设计任务书——锅炉燃烧控制系统设计与仿真一、 研究对象某供汽量为35t/h 的锅炉工艺流程图如上所示，工艺过程详情参考教材第10章。

汽包水位是锅炉运行的一个重要参数，由于经常受到负荷变化、进出水速度、水质、时滞性、非线性成分较大等诸多因素的影响，因此必须采取有效的控制策略针对汽包水位在不同状态和不同外界条件下以提高系统的抗干扰能力，使控制效果明显改善，保证汽包水位的稳定。

各环节仿真模型大致如下：（1） 给水流量W 与水位L 的传递函数为：)15.8(0529.0)()(+=s s s W s L （2） 蒸汽流量D 与水位L 的传递函数为：ss s D s L 0747.0)17.6(613.2)()(2-+= （3） 执行器传递函数为：13895.05.4)(+=s s G （4） 给水流量变送器传递函数为13.005.0)(+=s s G w （5） 汽包水位变送器的传递函数为136.001.1)(+=s s G h （6） 蒸汽流量变送器传递函数为136.005.0)(+=s s G w 二、 研究任务假定汽包水位给定值为1，试应用单冲量、双冲量、三冲量等控制方法（第二种不局限于PID ），设计至少2套控制系统，完成对锅炉燃烧过程控制的目的。

对于每一套控制方案，具体要求：1、 说明所采用的控制方案以及采用该方案的原因，并在工艺流程上表明该控制系统。

D GY 锅炉工艺流程图2、确定所用控制器的正反作用，画出控制系统完整的方框图（需注明方框图各环节的输入输出信号），并选择合适的PID控制规律。

3、在SIMULINK仿真环境下，对所采用的控制系统进行仿真研究。

具体步骤包括：（1）在对象特性参数的变化范围内，确定各环节对象的传递函数模型，并构造SIMULINK对象模型；（2）引入手动/自动切换环节，在手动状态下对控制通道、干扰通道分别进行阶跃响应试验，以获得“广义对象”开环阶跃响应曲线；（3）依据PID参数整定方法，确定各控制器的参数；（4）在各控制器参数均保持不变的前提下，当对象特性在一定变化范围内发生变化时的响应曲线（鲁棒性）；在发生干扰时系统的响应曲线（抗干扰能力）。

热工控制系统课程设计指导书热工控制系统课程设计指导书“热工控制系统课程设计”是“火电机组控制”课程的一个重要组成部分。

通过实际题目、控制方案的选择、工程图纸的绘制等基础设计和设计的学习，培养学生理论与实践相结合能力、工程设计能力、创新能力，完成工程师基本技能训练。

一、多容对象动态特性的求取典型环节的动态特性，分析典型调节对象动态特性及响应曲线分析方法，说明调节对象传递函数中各参数的物理意义；二、单回路系统参数整定单回路控制系统组成和调节器参数整定，明确单回路控制系统组成和分析方法，分析调节器参数整定方法，通过实例讲解调节器参数的理论整定方法和工程整定方法；三、串级控制系统参数整定1、蒸汽温度自动控制系统，讲解蒸汽温度控制的任务和控制对象的特点及动态特性。

利用多媒体课件，详细分析讲解串级控制和导前微分控制两种主蒸汽温度控制方式的特点和其控制系统的组成结构及原理框图，说明各种常用的再热蒸汽温度控制方式的特点，分析当前电站主蒸汽和再热蒸汽温度控制系统的实例；能够看懂电厂SAMA图2、锅炉给水控制系统，利用多媒体课件，讲解锅炉给水控制系统的任务和控制对象的动态特性，分析不同的给水控制系统各自的特点和工作原理，并了解各控制系统中控制信号的选取、作用及静态整定方法。

以当前电站锅炉给水自动控制系统实例进行串级三冲量给水自动控制系统分析和参数整定。

3、燃烧控制系统，讲解锅炉燃烧控制系统的组成原则和基本任务，分析不同燃烧控制系统设计方案的特点、适用对象和控制信号的构成，详细讲解燃料量、风量和炉膛压力3个控制系统的组成、控制逻辑、工作原理和相互间的耦合影响关系。

以当前电站实际燃烧控制系统为例进行分析。

通过实验深入理解控制器参数对控制过程的影响以及单回路控制系统的工程整定方法，掌握串级控制系统的组成和特点，内、外控制器在串级控制系统中的作用及对控制过程影响的特点、串级控制系统的工程整定方法。

四、某电厂热工控制系统SAMA图分析1、协调控制系统分析2、主汽温控制系统SAMA图分析3、锅炉给水控制系统SAMA图分析4、燃烧控制系统SAMA图分析第一部分 多容对象动态特性的求取控制对象是指各种具体热工设备，例如热工过程中的各种热交换器，加热炉、锅炉、贮液罐及流体输送设备等。

《工业蒸汽锅炉过程控制系统设计》课程设计报告专业：生产过程自动化班级： 1姓名：指导教师：二0一一年十二月十三日目录第一章设计的意义 (3)第二章锅炉的工艺流程 (3)第三章控制方案的选择 (4)第四章仪表的选型 (12)第五章结论 (13)参考文献 (14)附录 (14)摘要：本文叙述了工业锅炉控制系统的工作原理，具体阐述了锅炉控制中的几个重要的控制回路的控制算法，以及变频器在锅炉改造中的应用，提出了锅炉控制系统的基本设计思路和各个环节控制实现方法。

关键词：工业蒸汽锅炉炉膛负压蒸汽压力变频控制水位三冲量一、设计的意义锅炉微机控制，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作。

二、锅炉的工艺流程常见的工业锅炉系统如图1所示。

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。

煤经过煤斗落在炉排上，在炉排的缓慢转动下煤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。

三、控制方案的选择锅炉控制系统，一般有蒸汽压力、汽包液位、炉膛负压、除氧器水位、除氧器压力等控制系统。

锅炉的燃烧控制实质上是能量平衡系统，它以蒸汽压力作为能量平衡指标，不断根据用汽量与压力的变化调整燃料量与送风量，同时保证燃料的充分燃烧及热量的充分利用。

热工自动控制系统第二版课程设计课程设计任务概述本次热工自动控制系统第二版课程设计的任务是设计一个具有远程监控和控制功能的热水锅炉控制系统。

设计要求1.具有自动控制、远程监控、数据采集等功能。

2.可以通过网络远程控制锅炉的启停和温度的调节等操作。

3.数据采集和传输至远程监控中心，实现实时监测锅炉的工作状态、输出功率和温度等参数。

4.可以进行环境参数的监控，如气温、湿度等，并在监测到危险情况时发出警报。

设计方案1.硬件：选用ATmega328p单片机、ESP8266无线通信模块等硬件构成系统。

2.软件：利用C语言编程，使用Arduino IDE进行编程，设计相应的气象传感器等模块进行数据采集和传输。

设计要求详解自动控制功能本次设计要求实现自动控制功能，即根据实时监测到的锅炉输出功率和温度等参数，自动控制锅炉的运行状态，保证锅炉的运行稳定性和工作效率。

在控制系统的设计中，可以设置锅炉的启停温度、最高温度阈值等控制参数，当温度超过设定的阈值时，自动停止锅炉的加热过程。

远程监控和控制功能为了方便对锅炉的监测和控制，本设计要求实现远程监控和控制功能。

采用ESP8266无线通信模块，将监测到的数据传输到远程监控中心，同时接收远程监控中心发送的控制命令，从而实现远程调节锅炉的工作状态和参数。

数据采集和传输功能本次设计需要实现对锅炉的实时数据采集和传输，采用气象传感器等模块，对环境温度、湿度等参数进行采集，并将采集到的数据传输到远程监控中心，进行数据分析和处理，最终实现远程监控和控制的目的。

环境参数监测和警报功能为了保证锅炉的工作安全性，本设计要求实现环境参数的监测，如气温、湿度等参数的监测，当监测到温度或湿度等参数超出设定范围，发出警报信号通知操作人员及时采取措施，以免发生危险情况。

设计方案硬件1.ATmega328p单片机2.ESP8266无线通信模块3.热水锅炉4.气象传感器等环境监测模块软件1.Arduino IDE2.C语言编程技术设计流程图graph TBA(开始) -->B(自动控制功能设计)B -->C(远程监控和控制功能设计)C -->D(数据采集和传输功能设计)D -->E(环境参数监测和警报功能设计)E-->F(系统测试)F-->G(完成)系统测试为了保证设计的可靠性和工作效率，需要对设计的系统进行测试，包括模块测试和整体测试两个阶段。

《工业蒸汽锅炉过程控制系统设计》课程设计报告专业：生产过程自动化班级： 1姓名：指导教师：二0一一年十二月十三日目录第一章设计的意义 (3)第二章锅炉的工艺流程 (3)第三章控制方案的选择 (4)第四章仪表的选型 (12)第五章结论 (13)参考文献 (14)附录 (14)摘要：本文叙述了工业锅炉控制系统的工作原理，具体阐述了锅炉控制中的几个重要的控制回路的控制算法，以及变频器在锅炉改造中的应用，提出了锅炉控制系统的基本设计思路和各个环节控制实现方法。

关键词：工业蒸汽锅炉炉膛负压蒸汽压力变频控制水位三冲量一、设计的意义锅炉微机控制，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作。

二、锅炉的工艺流程常见的工业锅炉系统如图1所示。

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。

煤经过煤斗落在炉排上，在炉排的缓慢转动下煤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。

三、控制方案的选择锅炉控制系统，一般有蒸汽压力、汽包液位、炉膛负压、除氧器水位、除氧器压力等控制系统。

锅炉的燃烧控制实质上是能量平衡系统，它以蒸汽压力作为能量平衡指标，不断根据用汽量与压力的变化调整燃料量与送风量，同时保证燃料的充分燃烧及热量的充分利用。

湖北工业锅炉课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解工业锅炉的基本结构、工作原理及安全运行的重要性。

2. 学生能够掌握工业锅炉的燃烧过程、热效率计算以及节能措施。

3. 学生能够了解我国工业锅炉行业的发展现状及趋势。

技能目标：1. 学生能够运用所学知识，分析工业锅炉运行过程中可能存在的问题，并提出解决方案。

2. 学生能够根据实际需求，设计简单的工业锅炉节能改造方案。

3. 学生能够运用专业软件或工具对工业锅炉进行模拟操作和维护。

情感态度价值观目标：1. 培养学生对工业锅炉技术的兴趣，激发他们探索科学技术的热情。

2. 增强学生的环保意识，使他们认识到工业锅炉节能降耗对环境保护的重要性。

3. 培养学生严谨、务实的学习态度，使他们具备良好的职业素养。

课程性质：本课程为专业实践课，以理论教学和实践操作相结合的方式进行。

学生特点：学生为工业锅炉专业的高年级学生，具有一定的专业基础知识，具备一定的分析和解决问题的能力。

教学要求：结合实际工业锅炉案例，注重理论与实践相结合，提高学生的实际操作能力和创新能力。

通过课程学习，使学生能够达到预定的知识、技能和情感态度价值观目标，为将来的职业发展打下坚实基础。

二、教学内容1. 工业锅炉的基本结构及其工作原理：包括锅炉本体、附件、自动控制系统等组成部分，重点讲解锅炉的燃烧、传热、蒸发过程。

教材章节：第一章 工业锅炉概述2. 工业锅炉的安全运行与维护：介绍锅炉安全运行的基本要求，分析常见故障及其处理方法，讲解锅炉的日常维护和定期检查。

教材章节：第二章 工业锅炉的安全运行与维护3. 工业锅炉热效率计算与节能措施：讲解热效率的计算方法，分析影响热效率的因素，探讨锅炉节能改造的技术措施。

教材章节：第三章 工业锅炉热效率与节能4. 工业锅炉模拟操作与故障诊断：运用专业软件或工具，进行工业锅炉的模拟操作，学习故障诊断方法，提高实际操作能力。

教材章节：第四章 工业锅炉模拟与故障诊断5. 工业锅炉行业发展现状与趋势：分析我国工业锅炉行业的发展现状，探讨未来发展趋势及技术创新方向。