锅炉OFA系统热控系统图 Model (1)

图1.1 单回路控制系统方框图图1.2 双容液位定值控制系统(a)结构图(b)方框图图1.3 三容液位定值控制系统(a)结构图(b)方框图图1.4 锅炉夹套水温定值控制系统(a)结构图(b)方框图图1.5 单闭环流量定值控制系统图1.6 锅炉内胆温度位式控制系统(a)结构图(b)方框图图2.1 串级控制系统方框图R-主参数的给定值；C1-被控的主参数；C2-副参数；f1(t)-作用在主对象上的扰动；f2(t)-作用在副对象上的扰动。

图2.2 水箱液位串级控制系统(a)结构图(b)方框图图2.3 三闭环液位控制系统(a)结构图(b)方框图图2.4 锅炉夹套与内胆温度串级控制系统(a)结构图(b)方框图图2.5 锅炉内胆水温与循环水流量串级控制系统(a)结构图(b)方框图图2.6 盘管出口水温与锅炉内胆水温串级控制系统(a)结构图(b)方框图图2.7 盘管出口水温与热水流量串级控制系统(a)结构图(b)方框图图2.8 下水箱液位与进水流量串级控制系统(a)结构图(b)方框图(a)(b)图3.1 （1）管式加热炉温度流量串级控制系统（燃油流量Q为副参数）(a)方框图(b) 结构图D1:原料油流量,初始温度表，D2:燃油压力(流量)，D3:喷油蒸汽压力,配风,炉膛漏风,环境温度.燃油成分等（2）管式加热炉温度压力串级控制系统（燃料压力为副参数）（3）管式加热炉温度串级控制系统（炉膛温度T1为副参数）图3.2 加热炉三变量控制系统图3.3 脱硫加热器流量比值控制系统图3.4 换热器温度串级控制系统(a)出口温度-加热蒸汽流量串级控制(b) 出口温度-加热蒸汽压力串级控制图3.5 换热器温度前馈-比值控制系统图3.6 反应器温度串级控制系统Welcome To Download !!!欢迎您的下载，资料仅供参考！。

锅炉的构造
建筑设备热 源与冷源
主编：王 丽 陈志佳

单元2 锅炉的构造
2.1 汽包及其内部装置
2.1.1 汽包的作用与构造
汽包又叫锅筒，是锅炉最重要的受压元件，其作用为： （1）接受锅炉给水，同时向蒸汽过热器输送饱和蒸 汽，连接上升管和下降管构成循环回路，是加热、蒸汽与 过热三个过程的连接枢纽。 （2）锅筒中储存一定量的饱和水，具有一定的蒸发 能力，储存的水量愈多，适应负荷变化的能力就愈大。 （3）锅筒内部安装有给水、加药、排污和蒸汽净化 等装置，以改善蒸汽品质。
单元2 锅炉的构造
2.1 汽包及其内部装置
图2.1 上锅筒内部装置示意图
单元2 锅炉的构造
2.1 汽包及其内部装置
2.1.2 汽水分离装置
锅炉给水一般均含有少量杂质，随着锅炉水的不断蒸 发和浓缩，锅炉水杂质的相对含量会越来越高，即锅炉水 含盐浓度增大。又由于受热面各上升管进入上锅筒的汽水 混合物具有很高动能，会冲击蒸发面和汽包内部装置，引 起大量的锅炉水飞溅。这些质量很小的水珠很容易被流速 很高的蒸汽带走。于是蒸汽携带了含盐浓度较高的锅炉水 而被污染，即蒸汽品质恶化了。品质恶化的蒸汽会在蒸汽 过热器或换热设备及阀门内结垢，这样不仅影响设备的传 热效果，而且影响设备的安全运行。因此，保持蒸汽的洁 净，降低蒸汽的带水量是非常重要的。
单元2 锅炉的构造
2.1 汽包及其内部装置
图2.6 蜗壳式分离器
单元2 锅炉的构造
2.1 汽包及其内部装置
2.1.2.6 波形板分离器
波形板分离器由多块波形板相间排列组成，有水平式 和竖立式两种，如图2.7所示。波形板分离器适用于装有蒸 汽过热器或对蒸汽品质要求较高的锅炉。
图2.7波形板分离器 （a）水平式波形板分离器;（b）竖立式波形板分离器

贵州金久水泥有限公司4000t/d熟料水泥生产线建设工程耐火材料砌筑工程总承包技术协议批准：审核：编制：贵州金久水泥有限公司二〇〇九年六月目录1总则 (1)2工程范围 (1)3技术标准及供货清单 (3)4技术要求 (14)5耐火材料施工和安装 (17)6安全施工管理 (19)7标准和规范 (20)8技术资料 (20)9售后服务 (20)10质量等级： (21)11附则 (21)12承诺函 (21)1总则1.1本技术协议适用于贵州金久水泥有限公司4000t/d熟料水泥生产线建设工程。

1.2本技术协议包括全线耐火材料的供货及安装和试验等方面的技术要求。

1.3本技术协议所提出的仅是最低限度的技术要求，并未对一切技术细节作出规定，也未充分引述有关标准和规范的条文。

乙方应保证提供符合国家有关安全、环保等强制规范要求和现行中国或国际通用标准的优质产品。

1.4乙方对耐火材料及附属材料负有全责，即包括分包（或采购）的产品。

凡在乙方供货范围之内的外购件或外购设备，整体性能由乙方负责（设计年限内终身保修）。

1.5乙方提供的设备及零部件应是全新的、工艺和技术先进的，并经过实践已证明是完全成熟可靠的产品。

1.6在签订合同之后，到乙方开始制造之日的这段时间内，甲方有权提出因参数、规范、标准和规程发生变化而产生的一些补充修改要求，乙方应遵守这个要求，具体款项内容由甲乙双方共同商定，不增加制造成本时，则乙方不应提出商务修改要求。

1.7本技术协议经双方共同确认和签字后作为订货合同的技术附件，与订货合同正文具有同等效力。

1.9合同中同一参数出现不一致时，将按照满足工程质量及有利于甲方要求的原则修改确定。

1.10所有计量单位应采用国际单位制。

1.11合同执行过程中的一切图纸、技术文件、设备信函等必须使用中文，如果乙方提供的文件中使用另一种文字，则需有中文译本，且在这种情况下，解释以中文为准。

1.12所有与本工程有关的技术资料仅用于乙方提供合同设备，未经甲方允许，乙方不得向第三方提供任何与本工程和本合同设备有关的资料或信息。

目录《过程控制》课程设计指导书 (3)摘要 (4)一、工业锅炉的工作过程 (5)1.1锅炉简介 (5)1.2为锅炉结构和工艺流程示意图 (5)二、锅炉燃烧的控制要求 (6)2.1锅炉燃烧过程的任务、被控变量和操纵变量 (6)三、燃烧控制基本控制方案 (7)3.1基本控制方案一： (7)3.1.1串级控制 (7)3.1.2反作用及控制阀的开闭形式选择 (10)3.2基本控制方案二： (10)3.2.1燃烧过程中烟气氧含量闭环控制 (10)3.2.2锅炉的热效率 (10)3.2.3反作用及控制阀的开闭形式选择 (13)3.3上述两方案的有缺点 (14)3.4控制系统参数整定 (14)四、炉膛的负压控制及安全连锁控制系统 (16)4.1炉膛负压控制 (16)4.2 安全连锁控制系统 (17)4.2.1防止回火的连锁控制系统 (17)4.2.2防止脱火的选择控制系统 (17)4.2.3将防止回火和脱火的系统组合 (18)五、控制系统单元元件的选择 (19)5.1蒸汽压力变送器选择 (19)5.2 燃料流量变送器的选用 (20)总结 (21)参考文献 (21)《过程控制》课程设计指导书一、课程设计的目的和作用本设计是学习完前续课程之后的一门独立实践课程，通过本专业课程设计，运用已学的控制理论及控制工程的基本理论和自动化技术工具（控制及检测仪表）的相关专业知识，针对具体生产工艺流程，实施自控方案的具体体现。

使学生加强工程实际观念，提高全面综合的运用专业知识进行设计和综合分析的能力，培养学生的实际工作能力，提高专业技能。

在课程设计过程中，运用工程的方法，通过一个简单课题的设计练习，设计者初步体验过程控制系统的设计过程、设计要求、完成的工作内容和具体的设计方法，通过课程设计，应能加强学生如下能力的培养：二、过程控制课程设计主要内容过程控制系统设计是为实现生产过程自动化，应用图纸资料和文字资料来表达设计思想和工程实现方法。

5.变压器的铁心
2021/7/5
16
变压器绕组典型结构图
2021/7/5
17
6.变压器的绕组
2021/7/5
18
7.变压器的管状和片状散热器
2021/7/5
19
8.壳式变压器
2021/7/5
20
鼓形无励磁分接开关
2021/7/5 (a)鼓形分接开关；(b)触头系统
21
三、厂用电动机结构图
2021/7/5
22
三相定子电流瞬时值波形图
2021/7/5
23
三相异步电动机的旋转磁场
1.高压电动机外形图
2021/7/5
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2.低压电动机外形图
2021/7/5
25
3.直流电动机外形图
2021/7/5
26
4.电动机定子铁心
2021/7/5
27
5.电动机定子绕组
2021/7/5
28
绕线式转子结构
2021/7/5
42
2.电磁式电压互感器
2021/7/5
43
3.穿墙式电流互感器
2021/7/5
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4.支柱式电流互感器
2021/7/5
45
5. 单柱式隔离开关
2021/7/5
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6. 双柱式隔离开关
2021/7/5
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7. V型隔离开关
2021/7/5
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8. 跌落式高压熔断器
2021/7/5
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15、一个人炫耀什么，说明他内心缺 少什么 。。2021年7月 下午3时20分21.7.1615:20Jul y 16, 2021
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16、业余生活要有意义，不要越轨。2021年7月16日 星期五 3时20分57秒15:20:577、一个人即使已登上顶峰，也仍要 自强不 息。下 午3时20分57秒 下午3时20分15:20:5721.7.16

判断是否正常YN开中断接收缓冲区是否有数据
停止
水位设定Y
自动？Y停止Y接收数据正常接收数据结束？
手动停止N
给水泵1#启动Y
启动1#给水泵、给水阀、蒸汽阀
是否有故障是否有故障NY停止校验数据校验数据正确？
测汽包水位测给水流量启动炉排NYY执行命令
是否在允许范围？NY
是否在允许范围？Y加法器Y停止是否有故障？N设定返回确认信息返回错误信息
主调节器
流量调节器初始化通信测试SP
调节阀
减温器
过热器
—Y温度设定自动调节？
流量变送PC
主温度变N
器机是否连上YN
手动
送器
测初始炉温、汽包水位、炉压Y
过热器出口蒸汽温度串级控制系统
开和过热蒸汽温度P机处理
锅炉系统流程图设计．
初始化
程序流程图PLC炉膛温度控制．
开始NNYY报警测蒸汽流量报警开始自动？Y启动引风机、鼓风机、炉排启动引风机Y是否有故障是否有故障？NN等待一分钟启动鼓风机是否有故障？N系统初始化NN放弃命令
Y炉膛负压是否设定？控制PID是否正常运行N停止
N
SP-PV
PID调节
是否正常运行
停止
N
程序流程图设计PLC汽包三冲量
编程流程图设计PLC炉膛负压
的锅炉控制系统设计PLC基于上位机炉膛温度汽包水位A/DPLC转换过热器温度炉膛压力炉排变频器引风变频器给水变频器鼓风变频器炉排电机引凤电机水泵电机鼓风电机
整体设计
原理图CAD锅炉控制系统
实际测量温度
T设定温度-
炉膛温度调节器
-
煤粉流量煤粉流量调节器调节阀煤气流量变送器空气流量调节器-
煤粉管道炉膛空气管道

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1、安全阀的总排气量，必须大于锅炉额定蒸发量， 并且在在汽包和过热器上所有安全阀开启后，汽 包内蒸汽压力不得超过设计压力的1.1倍。过热器 安全阀的排气量，应保证在该排气量下过热器有 足够的冷却，不致被烧坏。
2、安全阀必须有下列装置： ①弹簧式安全阀要有提升手把和防止随便拧动调整
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附属设备 附属设备是安装在锅炉本体之外的必备设备，它是供应燃料系统、通风系
统、、给水系统、除渣除尘系统等装置设备，如：运煤设备、水泵、水处理设 备、鼓风机引风机、除渣机、除尘器以及吹灰装置等。
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• 锅炉的工作原理 锅炉运行时，燃料中的可燃物质在适当温度下，与通风系统输送给炉膛内的空气 混合燃烧，释放出热量，通过各受热面传递给锅水，水温不断升高，产生汽化， 这时为饱和蒸汽，经过汽水分离进入主汽阀输出使用。如果对蒸汽品质要求较高， 可将饱和蒸汽进入过热器中再进行加热，称为过热蒸汽输出使用。
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⑸下降管：下降管一般置于炉外，不受热，并加以保温，以减少散热损失。下降管 的作用是把汽包中的水连续不断地送往下联箱(输送动力来源于上升管和下降管的 密度差)，供给水冷壁，以维持正常的水循环。
⑹集箱：集箱也称联箱，它的作用是汇集、分配锅水，保证各受热面管子可靠地供 水或汇集各管子的水或汽水混合物。集箱按其布置位置有上集箱、下集箱、左集 箱、右集箱等之分。对于炉排两侧的下集箱又俗称为防焦箱。
• 锅炉的组成 通常燃料的燃烧过程在炉膛内进行，形成炉的概念；蒸汽或热水在锅筒、水冷壁、
对流受热面等内部形成，形成锅的概念。 形象理解 锅：用来装要被加热的水(或其它介质)的容器； 炉：加热锅的装置。
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锅 炉

（二）复合控制系统特性分析
前馈的局限性： （1）前馈控制系统中不存在被调量反馈，对于补偿结果没
有检验的手段。无法保证结果的准确性。 （2）于实际工业对象存在着多个干扰，为了补偿它们对被
调量的影响，势必设计多个前馈通道，增加了投资费用和维护工 作量。
（3）当干扰通道的时间常数小于控制通道的时间常数时， 不能实现完全补偿。
s
ห้องสมุดไป่ตู้
Z
s
研究扰动影响时有X(s)=0, Z(s)≠0
WF sW
1 WT
s WDZ s sW s
0
即：
WF
s
WDZ s W s
2、复合控制系统补偿控制的控制规律不仅与对象控制通道和干 扰通道有关，还与反馈调节器的位置有关
WF(s)
X
+ -
WT(s)
W(s)
Z
WDZ(s)
++
Y
反馈调节器置 于前馈调节的 后面
式中：τ——迟延时间； ε——汽包水位反应速度，即给水量产生单位变化时汽包 水位的变化速度；
有时用汽包水位反应速度ε的倒数Ta，即响应时间作为反映汽 包水位变化的参数，其定义为：当扰动量为100％时，水位变化 100％(跳炉所用的水位如220mm)所经过的时间。
给水流量W扰动下，汽包水位调节对象没有自平衡能力，但 是具有一定的惯性和迟延，即给水流量W改变后不能立即引起汽 包水位 H的变化。
W
WW
W
W
增大给水流量分压系数αW，相当于增加主回路等效比例调节 器的比例带，使调节动作减慢，稳定性提高；但对于内回路，相 当于增加了内回路开环放大系数，使内回路稳定性下降。因此当 增大给水流量分压系数αW以提高主回路稳定性时，必须相应增加 内回路PI调节器的比例带，以保持内回路的稳定。

10
一 锅炉蒸汽温度控制系统
图. 烟气流量变化对过热汽温 的影响
从烟气侧来的扰动量使沿整个长度过热器的传热量 发生变化，汽温变化反应较快，延迟时间有10~20s，可 以用来作为调节量信号。
11
一 锅炉蒸汽温度控制系统
（３）减温水量扰动下过热汽温对象的动态特性
常用的减温方法有两种：喷水式减温 和表面式减温，前者的效果比后者好，喷 水式减温器一般装在末级过热器高温段前 面，一方面保护了过热器高温段，另一方 面又改善了调节性能。这种过热器的安装 方法与在饱和侧装设表面式减温器相比， 延迟时间能减小1/1。
39
一 锅炉蒸汽温度控制系统
（2）
状态反馈-PID 控制系统
状态观测器、状态反馈控制与常规PID 调节相结合
40
一 锅炉蒸汽温度控制系统
采用状态反馈控制能方便地通过配臵闭环极点的 方法,改变系统的特性,达到提高控制精度的目的。这 对控制具有迟延环节的工业对象来说,无疑是一种较 好的控制方案。但是,由于单相受热管的动态特性与 热流量有关,单靠状态反馈配臵极点还难以保证在不 同的工况下使锅炉蒸汽温度控制系统的指标均达到理 想的要求,而PID 控制恰好具有鲁棒性好和抗高频干 扰能力强的优点,二者的优势可以互补。
W (s ) =
图. 烟流挡板控制再热汽温的动态特性
K (1 + T s )4
14
一 锅炉蒸汽温度控制系统
图. 烟气再循环对系统参数的影响
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一 锅炉蒸汽温度控制系统
图. 摆动喷燃器角度对炉膛出口 烟温的影响
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一 锅炉蒸汽温度控制系统
一、串级控制方案
1、系统结构
过热蒸汽温度串级 控制的基本结构(最后 一级)如右图所示。

标，
Байду номын сангаас
,由图知最大偏差约为 0.6，超调量为 3%。
• 过渡过程时间 Ts： 是指系统从受扰动作用时起，到被控参数进入新的稳定 值±5%的范围内所经历的时间，是衡量控制快速性的指标。由图知， s t ≈220s时对应值 20.6，即进入稳定值±5%的范围内，可认为过渡完成。
• 衰减率Ψ ：是衡量系统过渡过程稳定性的一个动态指标。可定义
锅炉水温与流量串级控制系统设计
锅炉水温与流量串级控制系统设计
12015002298 12015002288
一、背景
• 本系统以锅炉水温为主要 控制对象，以进水流量为 辅助控制对象。目的是在 一定加热功率下，控制水 温的恒定。
二、建模过程
1、系统框图及工作原理
• 1、由温度传感器（主检测变 送器）将温度信号转变为电信 号与温度给定值相比较后送至 主控制器；
（2）对响应曲线进行拟合
• 由于实验测定数据可能存在误 差，所以在MATLAB 中运用 polyfit函数对实验数据进行拟 合处理。
（3）求取被控对象传递函数
• 其中，t的一次项的系数为 0.024429，即函数在零点处(t=0)的切 线斜率为 k =0.024429。再利用切线法，算出传递函数参数:
• K0为传递函数的放大系数，y 为稳定值，y(0)为初值， x0为阶 跃的扰动值，大小为 3.7，k 为零点处的斜率。
（4）拟合并计算控制阀的增益
• 由试验测得给定阀的开度分别 为 12.5、25、40、80 时对应 传感器测得流量 值为 6.5、 10.2、14.6、26.2，综合仿真效 果选用 1 次函数拟合阀的流量 特性
• 从而可得电动调节阀增益 K1=0.3，其增益特性曲线可用 y=0.3x+2.9来表示

第1章绪论在现代火力发电厂的热工过程控制系统中，锅炉过热器出口温度（主汽温）对整个电厂的效率和安全具有十分重要的作用，是锅炉的主要参数之一，对电厂的安全经济运行有重大影响。

主汽温偏高，会使过热器和汽轮机高压缸承受过高的热应力而损坏，从而威胁机组的安全运行；主汽温偏低，则会降低机组的热效率，影响机组运行的经济性。

同时，主汽温偏低会使蒸汽的含水量增加，从而缩短汽轮机叶片的使用寿命。

因此，必须将主蒸汽温度严格控制在给定值附近。

若温度过高，过热器和高压锅炉会被损坏，若温度过低，电厂的效率会被降低。

过热器内部温度变化也要很好的抑制，否则，剧烈的温度变化会引起较大的机械压力，可能会引起锅炉破裂，从而会减少加热系统单元的生命并且增加维护费用。

因此合理控制主汽温对保证电厂的安全经济运行有重大影响。

在实际中，由于过热汽温系统具有大迟滞，大惯性，对象具有明显的滞后性线性，时变性等特点，并且具有温度波动允许范围小，模型失配，参数不确定等素，控制主汽温并不是一件容易的工作。

国内电厂在这方面还有很多工作要做，例如我国刚开始刚引进的300MW，600MW的大型机组时，主蒸汽只有一级喷水减温器作为调温手段，由于我国热控自动化应用水平有限，导致主汽温经常失控，甚至超温。

到目前为止，锅炉生产厂家往往都采用至少两级喷水减温，降低控制难度来调节主汽温。

单回路调节系统(只有被调量一个反馈回路)虽然是一种最基本的最广泛的调节系统，但由于现场实际对象多半属于大迟延大惯性，用单回路调节系统性能指标很差，若调节质量要求较严时就无能为力了，采用传统的单回路控制难以达到控制要求。

因此，需要改进调节结构、增加辅助回路或添加其他环节，组成串级调节系统。

过热气温串级调节系统是火电厂最典型的调节系统，所以一般采用串级系统对生产流程加以控制。

串级控制系统是生产过程监视、控制技术发展和计算机与网络技术应用的产物，但它更是在过程工业发展对新型控制系统的强烈需要下产生的。

3．串级三冲量给水控制系统
其给水调节任务由两个调节器完成。主调节器PI1采用比例积分调节器，以保证水 位无静态偏差，主调节器输出信号和给水、蒸汽流量信号都作用到副调节器PI2， 一般副调节器采用比例调节器，以保证副回路的快速性。
目前大中型锅炉普遍采用串级三冲量给水控制系统。
1） 串级三冲量给水控制系统的组成为：
构成的前馈控制部分。
②单级三冲量给水控制系统的整定
单级三冲量给水控制系统中水位控制回路为“主回路”，流量控制回路为“内回 路”，内回路调节对象（执行机构、调节阀）近似于比例环节，可以把“内回路” 看成是一个快速随动系统，因此整个内回路相当于主回路的比例调节器，比例
带即为给水流量反馈信号灵敏度 W
为了保证主回路有足够的稳定性裕度，可按下列近似公式计算
时的水位变化速度）
tan OB 1 H W OA W W
其中延迟时间 OA W ——指给水流量的阶跃值。
可以用响应时间
Ta
1
来表示水位对扰动影响的快慢。
1 W Ta H
响应时间的物理意义：当扰动量为100%（从满负荷突然变化为0），水位（被 调量）变化100%所需要的时间。
2．蒸汽流量扰动下水位变化的动态特性 蒸汽流量扰动主要来自汽轮发电 机的负荷变化，属于外部扰动。
在燃烧率Q阶跃变化时，水位的响应曲线如图2-8所示。水位变化的动态特 性用下列传递函数表示：
GHQ (s)
H (s) Q(s)
K [(1 Ts)2
]e s
s
——为迟延时间（s）。
上式与蒸汽流量的扰动影响下的传递函数相类似，但增加了一个纯迟延环节。
三．给水控制系统的类型与整定方法
汽包锅炉的给水控制系统主要有三种类型； 1．单冲量给水控制系统