锅炉除氧器过程控制课程设计

锅炉课程设计600一、教学目标本课程的教学目标是让学生掌握锅炉的基本原理、结构和运行机制，学会锅炉的选型、安装、调试和维护方法，能够运用所学知识解决实际工程问题。

1.了解锅炉的定义、分类和性能参数。

2.掌握锅炉的热平衡和物料平衡原理。

3.熟悉锅炉的主要组成部分及其功能。

4.理解锅炉的运行原理和操作方法。

5.掌握锅炉的安全技术和环保要求。

6.能够熟练使用锅炉相关的计算软件。

7.具备锅炉系统的设计和施工能力。

8.学会锅炉的运行调试和故障排除方法。

9.能够进行锅炉的维护保养和节能改造。

情感态度价值观目标：1.培养学生对锅炉行业的兴趣和热情。

2.增强学生的工程实践能力和创新精神。

3.培养学生的团队合作意识和责任感。

二、教学内容本课程的教学内容主要包括锅炉的基本原理、结构和运行机制，锅炉的选型、安装、调试和维护方法。

1.锅炉的基本原理：包括热平衡和物料平衡原理，热量传递和压力升高原理。

2.锅炉的结构：包括锅炉本体、燃烧设备、辅助设备及控制系统。

3.锅炉的运行机制：包括启动、运行、停炉和事故处理过程。

4.锅炉的选型：包括锅炉类型选择、容量计算和参数确定。

5.锅炉的安装：包括安装程序、施工要求和安全注意事项。

6.锅炉的调试：包括调试步骤、参数调整和性能检测。

7.锅炉的维护：包括维护内容、维护方法和维护周期。

8.锅炉的节能改造：包括节能原理、改造方法和案例分析。

三、教学方法本课程的教学方法包括讲授法、讨论法、案例分析法和实验法。

1.讲授法：通过教师的讲解，使学生掌握锅炉的基本原理和知识。

2.讨论法：通过分组讨论，培养学生的思考能力和团队合作精神。

3.案例分析法：通过分析实际工程案例，使学生学会解决实际问题。

4.实验法：通过实验室实践，使学生熟悉锅炉的运行原理和操作方法。

四、教学资源本课程的教学资源包括教材、参考书、多媒体资料和实验设备。

1.教材：选用权威、实用的锅炉专业教材作为主要教学资源。

2.参考书：提供相关领域的参考书籍，丰富学生的知识体系。

工业锅炉房除氧系统自动控制设计与研究作者：刘训宁阅读：3581次上传时间：2004-12-17推荐人：lxn88 (已传论文1套)简介：通过对准能黑岱沟实业公司锅炉房除氧系统工作状态研究,解决除氧系统自动控制，改善除氧器进水温度，降低除氧系统能耗，提高除氧系统运行稳定性。

请提宝贵意见!关键字：除氧系统除氧器自动控制相关站中站：锅炉及锅炉房专题1.引言：本设计与研究是通过对准能黑岱沟实业公司锅炉房现场情况和除氧系统工作状态进行了调研，充分考虑除氧系统未来运行的要求等问题。

如锅炉给水泵由于水温过高汽蚀问题、除氧器进水温度过低，耗能（汽）过大及稳定差等问题，针对除氧系统进行自动控制技术改造。

2.设备技术参数：设备名称、大气式热力除氧器二台设备型号：CYA20 D—20m3/h额定出力：20 t/h水箱容积：V= 35 m3工作压力：19.6 kPa工作水温：T = 104 ℃生产厂家：营口县锅炉辅机厂出厂日期：1990年3.大气式热力除氧原理根据水中气体的溶解特性，要想将水中任何一种气体除去时，只要将水面上存在的该气体除去即可，因此希望排除水中的各种气体，最好水面上只有水蒸汽而无其它气体。

热力除氧就是将水加热至沸点，氧的溶解度减小而逸出，再将水面上产生的氧气排除，使充满蒸汽，如此使水中氧气不断逸出，而保证给水含氧量达到给水质量标准要求。

热力除氧器：为了保证水面上只有水蒸汽存在，必须将水加热至沸腾温度（在稍高于大器压力即1.02绝对大气压力下进行），在这种除氧设备又称大气式热力除氧器。

4.大气式热力除氧器耗汽量计算DQ= （5～10%）·G（i2—i1）/（i—i2）0·98 kg / h式中G ——除氧处理最大水量，kg / h ；i2 ——除氧器出口水的焓，kcal / kg ；i1 ——进入除氧器水的焓，kcal / kg ；i ——进入除氧器蒸汽的焓，kcal / kg ；0·98—除氧器效率；我们根据准能黑岱沟实业公司锅炉房除氧系统的具体情况，及运行条件、设计大气式热力除氧注意事项等，提出技术改造方案如下：4.1 除氧器自动控制在除氧器进水管安装温度变送器、流量传感器，在除氧器安装水位变送器，检测进水温度、进水流量、除氧器水位等信号，并将检测信号输入给计算处理模块，以控制除氧器进水与加热蒸汽的水力工况和热力工况平衡，为达到的除氧效果，保证除氧温度（104±1.5℃），调节安装在蒸汽管道上的电动执行器调节阀门，通入的蒸汽进行加热，随除氧水温高低变化而自动调整蒸汽流量大小。

分散控制系统与现场总线技术课程设计除氧器水位自动调节系统一、除氧器给水系统简介：1 除氧器给水系统的组成除氧器给水系统大的组成部分主要有，除氧器、给水泵组、高加系统三大部分组成。

其作用主要是把凝结水经过除氧器除氧后，经给水泵升压，通过高压加热器加热供给锅炉提高循环的热效率，同时提供高压旁路减温水、过热器减温水和再热器减温水。

2 除氧器水位控制的必要性除氧器水箱用以保证锅炉有一定的给水储备量，一般要求能满足锅炉额定负荷下连续运行15-20min的给水量。

水位太低因储备量不足而危及锅炉的安全运行，还可能使给水泵入口汽化，导致给水泵不能正常工作；水位太高，可能淹没除氧头而影响除氧效果。

一般要求水位在规定值±100mm-±200mm范围内，所以除氧器设计有水位自动控制系统，并有高、低水位异常报警和连锁保护。

将给水加热到相应除氧器内压力的饱和温度，可以保证气体从水中分离出来，很好的清除氧气的主要机理是加热除氧。

除氧器除了通过用汽轮机抽气加热给水到沸腾状态以除氧外，还担负着向给水泵不断供水的任务，为了保证给水泵安全运行，即要求避免给水泵入口发生汽化或缺水事故，一定要保证除氧器下部的给水箱保持规定的水位。

除氧器水位过低，除了影响给水泵安全运行之外，甚至会威胁锅炉上水，造成停炉事故；除氧器给水箱水位过高，汽轮机汽封将上水，抽水管将发生水击，威胁汽轮机的安全运行；因此要设计可靠的除氧器水位自动调节系统。

3 除氧器水位控制的工作原理大量的理论研究和实践表明：对交流电动机进行调速控制，不仅能使电力拖动系统具有非常优秀的控制性能，而且在许多生产场合中，还具有非常显著的节能效果。

鉴于此，凝结水泵不少机组改造成为变频泵，以达到节省厂用电的目的。

除氧器水位调节设计工艺流程图如下所示：一个调节阀，100%流量调节用来进行除氧器凝结水给水控制。

凝结水泵一般设计为，两台50%变频泵，一台工频泵。

低负荷时，一台变频泵运行；高负荷时，两台变频泵运行；工频泵只作为备用。

《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。

摘要热力除氧是用蒸汽将给水加热到饱和温度，将水中溶解的氧气和二氧化碳放出。

除氧的目的是防止锅炉给水中溶解有氧气和二氧化碳，对锅炉造成腐蚀，因此对除氧器进行控制具有很强的现实意义。

本文论述了除氧器液位、出口流量、除氧器压力三个被控变量的实验，详细论述了实验内容及过程中遇到的相关问题。

着重论述了PID控制方法在除氧器控制上的应用，对相应的参数进行了整定，以及对实验结果进行了分析。

目录摘要 (I)1 引言...................................................................................................................................................... - 1 -1.1 控制系统的的目的..................................................................................................................... - 1 -1.2 控制系统的意义......................................................................................................................... - 2 -1.3 实验内容..................................................................................................................................... - 2 -1.4 主要任务..................................................................................................................................... - 2 -2 正文...................................................................................................................................................... - 4 -2.1除氧器液位控制.......................................................................................................................... - 4 -2.1.1 实验目的及工艺背景...................................................................................................... - 4 -2.1.2 实验过程.......................................................................................................................... - 4 -2.1.2 控制系统投运和控制器参数整定 .................................................................................. - 8 -2.2 除氧器出口流量控制............................................................................................................... - 12 -2.2.1 控制系统组态................................................................................................................ - 12 -2.2.2 控制系统投运及参数整定 ............................................................................................ - 13 -2.2.3 施加扰动测试控制器性能 ............................................................................................ - 15 -2.2.4 实验结果分析................................................................................................................ - 16 -2.3 除氧器压力控制....................................................................................................................... - 17 -2.3.1 PI控制器特点 ............................................................................................................. - 17 -2.3.2 为什么要控制除氧器的压力 ........................................................................................ - 17 -2.3.3 控制系统组态................................................................................................................ - 18 -2.3.4 控制系统投运及参数整定 ............................................................................................ - 19 -2.3.5 实验结果分析................................................................................................................ - 20 -3 结论.................................................................................................................................................. - 21 -4 收获、体验和建议 ...................................................................................................................... - 22 - 参考文献 ............................................................................................................................................... - 23 -1 引言1.1 控制系统的的目的在我们的设计中，我们主要是以除氧器作为被控对象，由于除氧器是整个工艺过程的开始部分，从公用的工程来的锅炉给水到除氧器，除氧器使用蒸汽把给水加热到饱和的温度，把里面的溶解的氧和二氧化碳逼出来，以免锅炉结垢，除氧器的液位的高低会影响整个系统的工作状态，液位过低，会使的工作水供应不足，导致后续工艺产生不稳定的现象，甚至可能照成巨大的经济损失以及人员安全问题，故必须使得除氧器的液位保持在一定的高度；除氧器的压力和出水阀的流量也均会对除氧器的液位造成影响，从而影响整个系统的工作稳定性，除氧器的压力过高会使得除氧器爆炸，产生不安全的事故，并且压力过大，会使得除氧器中的水被快速的经出水阀被压到除氧器外，供给水的不稳定会使得后续的工艺目的很难实现；除氧器出口的除氧水是去往锅炉汽包的，汽包是产生蒸汽的地方，它的液位非常重要，液位过低就可能造成汽包被烧坏的危险，如果汽包液位过高，产生过热蒸汽的质量就会受到一定的影响，所以汽包液位要控制在一定的范围内，在燃烧系统供应的热量一定，也就是单位时间内蒸发出去的水量一定时，要想使气泡液位稳定下来，就要保证汽包上水流量稳定，所以要对上水流量，也就是除氧器出口流量进行控制；在这个工艺过程中，通入蒸汽的主要目的是为了出去除氧器进料软化水中的氧气，以防送入锅炉的水中含有氧气，腐蚀设备，除氧器对压力的要求比较高，因为除氧器压力过高，会造成除氧器憋压，软化水无法正常蒸发；如果除氧器压力过低会造成除氧不充分，而多余的氧气会在加热的过程中分解出来腐蚀锅炉。

除氧器压力控制课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能够理解除氧器在电厂中的重要作用，掌握除氧器压力的基本概念和影响压力的关键因素。

2. 学生能够描述除氧器压力控制的基本原理，包括相关的物理和化学过程。

3. 学生能够掌握除氧器压力控制的工程计算方法和安全操作标准。

技能目标：1. 学生能够运用所学的理论知识，进行除氧器压力的初步计算和系统分析。

2. 学生通过实例分析和模拟操作，培养解决实际工程问题中除氧器压力控制的能力。

3. 学生能够运用现代工程工具，对除氧器压力控制进行模拟和优化。

情感态度价值观目标：1. 培养学生对能源转换和利用过程中环境保护的责任意识，强调安全、高效、环保的工程理念。

2. 通过团队协作解决实际问题的过程，增强学生的团队合作精神和沟通能力。

3. 激发学生对电力工程领域的兴趣，鼓励他们探索新技术，培养创新意识和工程伦理。

本课程针对高年级工程技术专业学生设计，结合学生已有的工程基础知识和即将面临的实际工程问题，注重理论与实践相结合，提高学生分析和解决实际问题的能力。

课程目标旨在使学生不仅掌握必要的理论知识，而且能够将这些知识应用于实践，同时培养学生的专业情感和社会责任感。

二、教学内容1. 除氧器的基本原理与结构：介绍除氧器的工作原理、结构特点及其在热力系统中的作用。

- 教材章节：第三章第二节- 内容：热力系统中除氧器的功能、除氧器内部结构及工作流程。

2. 除氧器压力的影响因素：分析影响除氧器压力的各种因素，包括进口水汽条件、除氧器设计参数等。

- 教材章节：第三章第三节- 内容：影响除氧器压力的因素、各种因素之间的关系。

3. 除氧器压力控制方法：讲解除氧器压力控制的常用方法及工程实践。

- 教材章节：第三章第四节- 内容：压力控制原理、控制策略、控制系统设计。

4. 除氧器压力控制案例分析：通过实际案例分析，使学生了解除氧器压力控制在实际工程中的应用。

- 教材章节：第三章第五节- 内容：实际工程中除氧器压力控制的案例分析、解决方案。

课程设计报告( 2012-- 2013年度第二学期)名称：控制装置及仪表课程设计题目：除氧器水位单回路控制系统设计院系：自动化系班级：1001班学号：201002020115学生姓名：李念指导教师：韦根原设计周数：一周成绩：日期：2013年6月27日《控制装置与仪表》课程设计任务书一、目的与要求认知控制系统的设计和控制仪表的应用过程。

1．了解过程控制方案的原理图表示方法（SAMA图）。

2．掌握数字调节器KMM的组态方法，熟悉KMM的面板操作、数据设定器和KMM数据写入器的使用方法。

3．初步了解控制系统参数整定、系统调试的过程。

二、主要内容1．按选题的控制要求，进行控制策略的原理设计、仪表选型并将控制方案以SAMA 图表示出来。

2．组态设计2．1KMM组态设计以KMM单回路调节器为实现仪表并画出KMM仪表的组态图，由组态图填写KMM的各组态数据表。

2．2组态实现在程序写入器输入数据，将输入程序写入EPROM芯片中。

3．控制对象模拟及过程信号的采集根据控制对象特性，以线性集成运算放大器为主构成反馈运算回路，模拟控制对象的特性。

将定值和过程变量送入工业信号转换装置中，以便进行观察和记录。

4．系统调试设计要求进行动态调试。

动态调试是指系统与生产现场相连时的调试。

由于生产过程已经处于运行或试运行阶段，此时应以观察为主，当涉及到必需的系统修改时，应做好充分的准备及安全措施，以免影响正常生产，更不允许造成系统或设备故障。

动态调试一般包括以下内容：ｌ）观察过程参数显示是否正常、执行机构操作是否正常；２）检查控制系统逻辑是否正确，并在适当时候投入自动运行；３）对控制回路进行在线整定；４）当系统存在较大问题时，如需进行控制结构修改、增加测点等，要重新组态下装。

三、进度计划序号设计(实验)内容时间备注1 阅读理解课程设计指导书的要求，根据选题设计内容，小组讨论控制方案，进行SAMA图设计。

确定小组负责人及每人的具体分工。

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）。

青海大学过程控制课程设计实验名称：锅炉过热蒸汽温度控制系统姓名：才让加学号： 1020301025 所在院系：化工学院化工机械系专业：自动化指导老师：王淑钦实验时间： 2013-12-02——2013-12-15摘要过热蒸汽温度的扰动来源很多，蒸汽流量、燃烧工况、进入过热器蒸汽的热焙、流经过热器的烟气温度和流速等的变化都会使过热蒸汽温度发生变化。

而有些扰动间又相互影响，使对象动态过程变得复杂。

但归纳起来，主要有三种扰动：蒸汽量、烟气量和减温水量。

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来控制减温器喷水量以提高系统的控制性能。

喷水减温作为调节汽温的手段，根据汽温偏差来改变喷水量。

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：扰动来源过热蒸汽控制串级控制系统调节手段1、生产工艺介绍1.1 锅炉设备介绍锅炉是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称呼，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，经过过热器形成过热蒸汽，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空。

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。

按照这些控制要求，锅炉设备将有如下主要的控制系统：①供给蒸汽量适应负荷变化需要或保持给定负荷。