过程控制系统课程设计

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）

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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。

2．1V10F-S标准化蒸汽流量计 ..................................................................... 错误!未定义书签。

2．2锅炉汽包液位计 ...................................................................................... 错误!未定义书签。

2．3调节阀选型 .............................................................................................. 错误!未定义书签。

2．4能源要求： .............................................................................................. 错误!未定义书签。

3.系统原理方框图 ............................................................................................ 错误!未定义书签。

4．自控图纸目录 ............................................................................................. 错误!未定义书签。

5．施工图说明书 ............................................................................................. 错误!未定义书签。

6．自控设备汇总表 ......................................................................................... 错误!未定义书签。

7．电缆、电线外部连接系统图 ..................................................................... 错误!未定义书签。

8．供电系统图 ................................................................................................. 错误!未定义书签。

9．仪表盘正面布置图 ..................................................................................... 错误!未定义书签。

10．仪表盘背面电气接线图 ........................................................................... 错误!未定义书签。

11．锅炉设备主要工艺流程图 ....................................................................... 错误!未定义书签。

12．锅炉主要控制系统简介图 ....................................................................... 错误!未定义书签。

13．水位控制系统管道仪表接线图 ............................................................... 错误!未定义书签。

设计总结........................................................................................................... 错误!未定义书签。

参考文献........................................................................................................... 错误!未定义书签。

摘要

计算机锅炉控制是近几年来开发的一项新技术，在工作领域上有重大的应用。它是由计算机、计算机软件、硬件、自动控制理论和锅炉节能等几项技术紧密结合的产物，锅炉控制装置，其主要目的是为了保证锅炉的安全、稳定、经济的运行，加强自动控制，从而采用计算机控制，对锅炉能够进行自动检测、自动显示、自动控制和自动报警等多项功能。但由于我国锅炉生产操作水平落后，从而造成很多大量的热量流失，能源（尤其是煤）的浪费。实践经验告诉我们，工业上实现锅炉自动控制，是锅炉能够安全生产，提高效率，节约能源的有效方法之一，也是目前最为广泛应用的技术，同时为锅炉高效生产创造了条件。

本课程设计采用DCS系统对35吨过热蒸汽锅炉进行硬件配置及其功能的软件实现。本设计以锅炉水位为主控对象，蒸汽流量为前馈信号，给水量为摈器的反馈信号。通过DCS系统对锅炉内的水位、压力、温度进行检测、显示和控制，使其都维持在正常允许的范围之内。

一、整体设计

由于一个大型的锅炉控制系统中，可测点不只数十个而是好几百个，有的为了保证生产安全甚至有上千个，因此要设计出一个安全可靠同时要满足工业生产要求的一套生产系统是非常困难的，但若是采用DCS控制系统，对其参数进行分时控制，则不仅可以做到安全可靠，还可以做到高效运行。因此采用DCS对各个参数进行分别控制，对温度、压力、流量以及锅炉内的液位进行测量显示。

1、35吨过热蒸汽锅炉如下：

35吨锅炉主要性能参数

锅炉型号 SZL SZL SZL LG-

额定蒸发量 t/h 35 35 35 35

额定工作压力 Mpa 1.6 2.5 2.5 3.82

额定蒸汽温度℃ 204 226 400 450

额定给水温度℃ 105 105 105 105

燃烧方式 鳞片炉排层燃 鳞片炉排层燃 鳞片炉排层燃 鳞片炉排层燃

适应煤种 AII 、 AIII AII 、 AIII AII 、 AIII AII 、 AIII

炉排面积 m2 37.5 37.5 37.5 39.5

本体受热面积m2 932 932 1021 1085

过热器受热面积m2 / / 170 285

锅炉尾部受热面积

m2 421 545 650.6 685

满负荷运行耗煤量（ Kg/h ） 4794 4830 5844 6704

排烟温度℃ <170 <170 <170 <170

热效率 % 82 81.8 81.5 83 2、设计分析说明

锅炉在运行期间，由于炉内有一部分是汽泡，当这些汽泡形成后，就脱离受热，进入锅炉的蒸汽空间，对于35吨受热锅炉，总蒸汽量可达到全部水容积的15％~20％。蒸汽总量与锅炉的蒸发量和汽压有关，蒸发量越大、汽压越小，蒸汽总容积就越大，因此锅炉在稳定工况时，水位与蒸汽容积有关。锅炉在过渡工况时，水位不仅受蒸发量和给水量的影响，而且还受水面下蒸汽容积变化的影响。尤其是在负荷突然变化时，水位的变动主要取决于蒸汽容积的变化。这是因为锅炉在运行时，炉水温度接近于锅炉压力下的饱和蒸汽温度。假如蒸汽流量突然增大，而炉膛中的燃烧情况还未来得及随之变化，锅炉汽压就要降低，蒸汽的饱和温度也随之下降，这样会使蒸汽比容增大，造成蒸汽总容积增大；另外一方面，由于炉水变成过热水，将产生更多汽泡也使水面下蒸汽容积增大。由于这种自蒸发现象，尽管在蒸汽流量大于给水量的情况下，水位却虚假地上升。反之，当锅炉负荷突然减小时，尽管给水量大于蒸汽流量，水位会虚假地下降。

3、控制方式

35吨过热蒸汽锅炉主要用来产生蒸汽，为了维持锅炉汽包内部液位、压力、温度和流量的稳定，本设计采用串级控制系统。供水侧的扰动，反馈控制系统就能达到较好的效果。在工业生产中，主要是负荷带来的扰动，当负荷发生变化时，锅炉液位就会偏离设定值，通过测量变送器的信号传送到液位控制器，然后经过一系列的运算去控制执行器动作，从而维持设定值不变。但此系统对负荷变化频繁的场合不太适用。