電石廠生產(chǎn)實習(xí)報告及感想

1、吉林化工學(xué)院信息與控制工程學(xué)院生產(chǎn)實習(xí)報告學(xué)生學(xué)號： 09510434 學(xué)生姓名： 趙顯陽 專業(yè)班級： 自動0904 指導(dǎo)教師：孟亞男 韓光信 職 稱： 教授 副教授 起止日期：2012.09.1820010.10.29吉林化工學(xué)院jilin institute of chemical technology目 錄第1章 生產(chǎn)實習(xí)的目的1第2章 實習(xí)計劃介紹22.1 實習(xí)目的22.2 實習(xí)日程安排22.3 實習(xí)內(nèi)容及要求3第3章生產(chǎn)實習(xí)過程43.1電石廠43.2 化工生產(chǎn)安全問題43.3 生產(chǎn)現(xiàn)場43.3.1 dcs集散控制系統(tǒng)43.3.2儀表裝置定義53.3.3 儀表裝置組成63.3.4 儀表

2、分類與性能63.4 組態(tài)軟件6第4章 仿真實習(xí)過程84.1 工業(yè)鍋爐的結(jié)構(gòu)及工藝流程簡介84.2 工業(yè)鍋爐控制系統(tǒng)簡介94.3 工業(yè)鍋爐的冷態(tài)開車94.4 實驗過程結(jié)果11第五章 收獲和體會16參考文獻17第1章 生產(chǎn)實習(xí)的目的生產(chǎn)實習(xí)是我們自動化專業(yè)學(xué)習(xí)的一個重要環(huán)節(jié)，是將課堂上學(xué)到的理論知識與實際相結(jié)合的一個很好的機會，對強化我們所學(xué)到的知識和檢測所學(xué)知識的掌握程度有很好的幫助。為期兩周的生產(chǎn)實習(xí)，我們?nèi)チ思质须娛瘡S，在電石廠實習(xí)當(dāng)中，我們學(xué)到了許多課本上沒有的知識，真的是受益匪淺，生產(chǎn)實習(xí)是培養(yǎng)本科生實踐能力的主要教學(xué)環(huán)節(jié)，對于促進理論聯(lián)系實際、了解學(xué)科專業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀、增強實踐動手能力、

3、提高學(xué)生綜合素質(zhì)具有十分重要的作用。1通過接觸實際了解社會，使學(xué)生對本專業(yè)生產(chǎn)、設(shè)計和相關(guān)研究課題等建立感性認識。2鞏固所學(xué)理論知識，同時獲得生產(chǎn)實際知識和技能，學(xué)習(xí)先進的生產(chǎn)技術(shù)和企業(yè)組織管理知識，培養(yǎng)分析和解決工程實際問題的初步能力。3了解社會和國情，直接向工人和工程技術(shù)人員、管理人員學(xué)習(xí)各種相關(guān)的實踐知識，增強勞動觀念，培養(yǎng)學(xué)生事業(yè)心和責(zé)任感，為今后走向社會打下良好的基礎(chǔ)。這里所指的生產(chǎn)實習(xí)不是單指生產(chǎn)，而包括生產(chǎn)、經(jīng)營、服務(wù)等各行各業(yè)的職業(yè)行為。職業(yè)學(xué)校的生產(chǎn)實習(xí)從廣義來說包括：實踐實習(xí)、課程實習(xí)、頂崗生產(chǎn)實習(xí)等幾個部分。我這里主要談的是畢業(yè)前的狹義的頂崗生產(chǎn)實習(xí)，具體地說，就是學(xué)生學(xué)

4、完在校規(guī)定的課程，到企事業(yè)單位去頂崗作業(yè)，在學(xué)?？磥硎菍嵙?xí)，對用人單位看來相當(dāng)于既是實習(xí)又是工作。生產(chǎn)實習(xí)是學(xué)校教學(xué)的重要補充部分，是區(qū)別于普通學(xué)校教育的一個顯著特征，是教育教學(xué)體系中的一個不可缺少的重要組成部分和不可替代的重要環(huán)節(jié)。它是與今后的職業(yè)生活最直接聯(lián)系的，學(xué)生在生產(chǎn)實習(xí)過程中將完成學(xué)習(xí)到就業(yè)的過渡，因此生產(chǎn)實習(xí)是培養(yǎng)技能型人才，實現(xiàn)培養(yǎng)目標(biāo)的主要途徑。它不僅是校內(nèi)教學(xué)的延續(xù)，而且是校內(nèi)教學(xué)的總結(jié)。可以說，沒有生產(chǎn)實習(xí)，就沒有完整的教育。學(xué)校要提高教育教學(xué)質(zhì)量，在注重理論知識學(xué)習(xí)的前提下，首先要提高生產(chǎn)實習(xí)管理的質(zhì)量。生產(chǎn)實習(xí)教育教學(xué)的成功與否，關(guān)系到學(xué)校的興衰及學(xué)生的就業(yè)前途，也間

5、接地影響到現(xiàn)代化建設(shè)。第2章 實習(xí)計劃介紹2.1 實習(xí)目的1通過在吉林市電石廠生產(chǎn)實習(xí)，深入生產(chǎn)第一線進行觀察和調(diào)查研究，獲取必要的感性知識和使自己全面地了解電石廠的生產(chǎn)組織形式以及生產(chǎn)過程，了解和掌握本專業(yè)基礎(chǔ)的生產(chǎn)實際知識，鞏固和加深已學(xué)過的理論知識，并為后續(xù)專業(yè)課的教學(xué)，課程設(shè)計，畢業(yè)設(shè)計打下堅實的基礎(chǔ)。 2通過實習(xí)，廣泛接觸工人和聽工人技術(shù)人員的專題報告，學(xué)習(xí)他們的好的增產(chǎn)經(jīng)驗，技術(shù)革新和成果，實踐中的經(jīng)驗，學(xué)習(xí)他們在工作中的無私貢獻精神。 3熟悉和了解化工產(chǎn)業(yè)的經(jīng)濟地位和競爭機制。4熟悉化工產(chǎn)品生產(chǎn)的工藝流程。5熟悉工業(yè)過程控制生產(chǎn)儀表控制及dcs控制系統(tǒng)。6熟悉工業(yè)鍋爐控制系統(tǒng)。7

6、通過記實習(xí)日記，寫實習(xí)報告，鍛煉與培養(yǎng)我們的觀察，分析問題以及搜集和整理技術(shù)資料等方面的能力。2.2 實習(xí)日程安排生產(chǎn)實習(xí)共2周，分三個階段，時間大致分配如下：1開始階段（1天）2教研室作專業(yè)實習(xí)動員教育，內(nèi)容包括：實習(xí)目的、意義及要求；實習(xí)計劃安排；安全教育；實習(xí)前的準(zhǔn)備工作。3下廠實習(xí)階段 （4天）4自動0703班將于中國石油吉林石化電石廠參加生產(chǎn)實習(xí)，主要進行dcs控制系統(tǒng)實習(xí)，簡要了解工廠的情況及所在崗位的工藝流程。請技術(shù)人員針對實際工礦某一生產(chǎn)裝置dcs系統(tǒng)講解相關(guān)工藝流程、系統(tǒng)規(guī)模、自動控制方案、系統(tǒng)構(gòu)成及硬件配置（包括測量幾種典型參數(shù)的檢測儀表、控制儀表及調(diào)節(jié)閥等）、軟件組態(tài)策略

7、、生產(chǎn)操作流程、該就業(yè)方向應(yīng)該掌握的關(guān)鍵知識等。在條件許可的情況下，學(xué)生可進行實際操作，使學(xué)生達到充分了解工廠采用dcs構(gòu)成的生產(chǎn)過程控制系統(tǒng)的實際情況目的。5校內(nèi)仿真實習(xí)階段（34天）6進行綜合生產(chǎn)實習(xí)仿真實習(xí)，工業(yè)鍋爐控制系統(tǒng)冷投運、熱投運、最優(yōu)化參數(shù)整定。7總結(jié)階段（12天）8學(xué)生整理實習(xí)日記、實驗數(shù)據(jù)及編寫生產(chǎn)實習(xí)報告（12天）9生產(chǎn)實習(xí)答辯及成績考核（1天）2.3 實習(xí)內(nèi)容及要求1學(xué)習(xí)化工生產(chǎn)的安全教育內(nèi)容。2學(xué)習(xí)乙烯具體的生產(chǎn)過程及工藝。3學(xué)習(xí)化工生產(chǎn)各種儀表的作用及工業(yè)過程控制的要求。4學(xué)習(xí)dcs控制系統(tǒng)的相關(guān)知識。5工業(yè)鍋爐的開車直至產(chǎn)汽量達到額定負荷，鍋爐進入正常運行狀態(tài)，控

8、制系統(tǒng)全部投入自動。6在鍋爐進入正常運行狀態(tài)后，分別在單回路、雙沖量、三沖量三種控制方案下，分別通過改變蒸汽負荷和給水壓力作為干擾，記錄汽包液位參數(shù)值反應(yīng)曲線。7在鍋爐正常運行狀態(tài)時和汽包液位三沖量控制方案下，通過改變蒸汽負荷（或給水壓力）作為干擾，記錄過熱蒸汽溫度值和反應(yīng)曲線。第3章 生產(chǎn)實習(xí)過程3.1 電石廠吉林石化公司電石廠位于吉林市龍?zhí)秴^(qū)鄭州路11號，廠區(qū)占地面積122公頃。其前身為吉林電石廠，1954年開工建設(shè)，1957年建成投產(chǎn)，是國家“一五”期間投資興建的156項重點建設(shè)工程之一。建廠初期隸屬國家重工業(yè)部化工局，1958年劃歸吉林化學(xué)工業(yè)公司管理，更名為吉林化學(xué)工業(yè)公司電石廠；1

9、965年吉林化學(xué)工業(yè)公司撤銷，劃歸化工部化工原料工業(yè)公司管理，更名為化工部吉林電石廠；1970年吉林化學(xué)工業(yè)公司重建，更名為吉林化學(xué)工業(yè)公司電石廠；1994年實施股份制改造，更名為吉林化學(xué)工業(yè)股份有限公司電石廠；2007年11月，更名為中國石油天然氣股份有限公司吉林石化分公司電石廠。 建廠50多年來，工廠堅持走科學(xué)發(fā)展之路，由建廠之初的電石、石灰、氰氨化鈣等裝置，逐步發(fā)展成為擁有有機、氯堿、表面活性劑等多個生產(chǎn)系統(tǒng)的綜合性化工生產(chǎn)基地。3.2 化工生產(chǎn)安全問題講解入廠前的安全教育及注意事項通知后，參觀了醋酸車間和有機硅合成車間的主控系統(tǒng)，主要是honeywell和浙大中控系統(tǒng)，接受了專業(yè)師傅的

10、輔導(dǎo)，之后還到現(xiàn)場進行參觀。理論培訓(xùn)由電石廠經(jīng)驗豐富的技術(shù)人員分別進行了dcs培訓(xùn)（honeywell的dcs培訓(xùn)）和浙大中控培訓(xùn)，主要培訓(xùn)內(nèi)容有dcs系統(tǒng)的硬件介紹、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、趨勢的查看、點的查找、做歷史趨勢等以及honeywell中的硬件配置、點組態(tài)培訓(xùn)。3.3 生產(chǎn)現(xiàn)場3.3.1 dcs集散控制系統(tǒng)dcs，即所謂的分布式控制系統(tǒng)，或在有些資料中稱之為集散系統(tǒng)，是相對于集中式控制系統(tǒng)而言的一種新型計算機控制系統(tǒng)，它是在集中式控制系統(tǒng)的基礎(chǔ)上發(fā)展、演變而來的。在系統(tǒng)功能方面，dcs和集中式控制系統(tǒng)的區(qū)別不大，但在系統(tǒng)功能的實現(xiàn)方法上卻完全不同。首先，dcs的骨架系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)，它是dcs的基礎(chǔ)和核

11、心。由于網(wǎng)絡(luò)對于dcs整個系統(tǒng)的實時性、可靠性和擴充性，起著決定性的作用，因此各廠家都在這方面進行了精心的設(shè)計。對于dcs的系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)來說，它必須滿足實時性的要求，即在確定的時間限度內(nèi)完成信息的傳送。這里所說的“確定”的時間限度，是指在無論何種情況下，信息傳送都能在這個時間限度內(nèi)完成，而這個時間限度則是根據(jù)被控制過程的實時性要求確定的。因此，衡量系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)性能的指標(biāo)并不是網(wǎng)絡(luò)的速率，即通常所說的每秒比特數(shù)（bps），而是系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)的實時性，即能在多長的時間內(nèi)確保所需信息的傳輸完成。系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)還必須非?？煽?，無論在任何情況下，網(wǎng)絡(luò)通信都不能中斷，因此多數(shù)廠家的dcs均采用雙總線、環(huán)形或雙重星形的網(wǎng)絡(luò)拓撲

12、結(jié)構(gòu)。為了滿足系統(tǒng)擴充性的要求，系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)上可接入的最大節(jié)點數(shù)量應(yīng)比實際使用的節(jié)點數(shù)量大若干倍。這樣，一方面可以隨時增加新的節(jié)點，另一方面也可以使系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)運行于較輕的通信負荷狀態(tài)，以確保系統(tǒng)的實時性和可靠性。在系統(tǒng)實際運行過程中，各個節(jié)點的上網(wǎng)和下網(wǎng)是隨時可能發(fā)生的，特別是操作員站，這樣，網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)會經(jīng)常進行，而這種操作絕對不能影響系統(tǒng)的正常運行，因此，系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)該具有很強在線網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)功能。其次，這是一種完全對現(xiàn)場i/o處理并實現(xiàn)直接數(shù)字控制（dos）功能的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點。一般一套dcs中要設(shè)置現(xiàn)場i/o控制站，用以分擔(dān)整個系統(tǒng)的i/o和控制功能。這樣既可以避免由于一個站點失效造成整個系統(tǒng)的失效，提高系

13、統(tǒng)可靠性，也可以使各站點分擔(dān)數(shù)據(jù)采集和控制功能，有利于提高整個系統(tǒng)的性能。dcs的操作員站是處理一切與運行操作有關(guān)的人機界面（hmi-human machine interface或operator interface）功能的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點。系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)是dcs的工程師站，它是對dcs進行離線的配置、組態(tài)工作和在線的系統(tǒng)監(jiān)督、控制、維護的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點，其主要功能是提供對dcs進行組態(tài)，配置工作的工具軟件（即組態(tài)軟件），并在dcs在線運行時實時地監(jiān)視dcs網(wǎng)絡(luò)上各個節(jié)點的運行情況，使系統(tǒng)工程師可以通過工程師站及時調(diào)整系統(tǒng)配置及一些系統(tǒng)參數(shù)的設(shè)定，使dcs隨時處在最佳的工作狀態(tài)之下。與集中式控制系統(tǒng)不同，所有的

14、dcs都要求有系統(tǒng)組態(tài)功能，可以說，沒有系統(tǒng)組態(tài)功能的系統(tǒng)就不能稱其為dcs。dcs自1975年問世以來，已經(jīng)經(jīng)歷了二十多年的發(fā)展歷程。在這二十多年中，dcs雖然在系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)上沒有發(fā)生重大改變，但是經(jīng)過不斷的發(fā)展和完善，其功能和性能都得到了巨大的提高?？偟膩碚f，dcs正在向著更加開放，更加標(biāo)準(zhǔn)化，更加產(chǎn)品化的方向發(fā)展。作為生產(chǎn)過程自動化領(lǐng)域的計算機控制系統(tǒng)，傳統(tǒng)的dcs僅僅是一個狹義的概念。如果以為dcs只是生產(chǎn)過程的自動化系統(tǒng)，那就會引出錯誤的結(jié)論，因為現(xiàn)在的計算機控制系統(tǒng)的含義已被大大擴展了，它不僅包括過去dcs中所包含的各種內(nèi)容，還向下深入到了現(xiàn)場的每臺測量設(shè)備、執(zhí)行機構(gòu)，向上發(fā)展到

15、了生產(chǎn)管理，企業(yè)經(jīng)營的方方面面。傳統(tǒng)意義上的dcs現(xiàn)在僅僅是指生產(chǎn)過程控制這一部分的自動化，而工業(yè)自動化系統(tǒng)的概念，則應(yīng)定位到企業(yè)全面解決方案，即total solution 的層次。只有從這個角度上提出問題并解決問題，才能使計算機自動化真正起到其應(yīng)有的作用。3.3.2儀表裝置定義自動化儀表，是由若干自動化元件構(gòu)成的，具有較完善功能的自動化技術(shù)工具。它一般同時具有數(shù)種功能，如測量、顯示、記錄或測量、控制、報警等。自動化儀表本身是一個系統(tǒng)，又是整個自動化系統(tǒng)中的一個子系統(tǒng)。自動化儀表是一種“信息機器”，其主要功能是信息形式的轉(zhuǎn)換，將輸入信號轉(zhuǎn)換成輸出信號。信號可以按時間域或頻率域表達，信號的傳輸

16、則可調(diào)制成連續(xù)的模擬量或斷續(xù)的數(shù)字量形式。3.3.3 儀表裝置組成顯示儀表根據(jù)記錄和指示、模擬與數(shù)字等功能，又可分為記錄儀表和指示儀表、模擬儀表和數(shù)顯儀表，其中記錄儀表又可分為單點記錄和多點記錄（指示亦可以有單點和多點），其中又有在紙記錄或無紙記錄，若是有紙記錄又分筆錄和打印記錄。 調(diào)節(jié)儀表可是以分為基地式調(diào)節(jié)儀表和單元組合式調(diào)節(jié)儀表。由于微處理機引入，又有可編程調(diào)節(jié)器與固定程序調(diào)節(jié)器之分。執(zhí)行器由執(zhí)行機構(gòu)和調(diào)節(jié)閥兩部分組成。執(zhí)行機構(gòu)按能源劃分有氣動執(zhí)行器、電動執(zhí)行器和液動執(zhí)行器，按結(jié)構(gòu)形式可以分為薄膜式、活塞式（氣缸式）和長行程執(zhí)行機構(gòu)。調(diào)節(jié)閥根據(jù)其結(jié)構(gòu)特噗和流量特性不同進行分類，按結(jié)構(gòu)特點

17、分通常有直通單座、直通雙座、三通、角形、隔膜、蝶形、球閥、偏心旋轉(zhuǎn)、套筒（籠式）、閥體分離等，按流量特性分為直線、對數(shù)（等面分比）、拋物線、快開等。 這類分類方法相對比較合理，儀表覆蓋面也比較廣，但任何一種分類方法均不能將所有儀表分門別類地劃分得井井有序，它們中間互有滲透，彼此溝通。例如變送器具有多種功能，溫度變送器可以劃歸溫度檢測儀表，差壓變送器可以劃歸流量檢測儀表，壓力變送器可以劃歸壓檢測儀表，若用兀壓法測液位可以劃歸物位檢測儀表，很難確切劃歸哪一類，中外單元組合儀表中的計算和輔助單元也很難歸并。3.3.4 儀表分類與性能各類儀器儀表按不同特征，例如功能、檢測控制對象、結(jié)構(gòu)、原理等還可再分

18、為若干的小類或子類。如工業(yè)自動化儀表按功能可分為檢測儀表、顯示儀表、調(diào)節(jié)儀表和執(zhí)行器等；其中檢測儀表按被測物理量又分為溫度測量儀表、壓力測量儀表、流量測量儀表、物位測量儀表和機械量測量儀表等；溫度測量儀表按測量方式又分為接觸式測溫儀表和非接觸式測溫儀表；接觸式測溫儀表又可分為熱電式、膨脹式、電阻式等。衡量儀器儀表性能的主要技術(shù)指標(biāo)有精確度、靈敏度、響應(yīng)時間等。精確度表示儀表測量結(jié)果與被測量真值的一致程度。儀器儀表的精確度常用精確度等級來表示，例如0.1級、0.2級、0.5級、1.0級、1.5級等。0.1級表儀表總的誤差不超過1.0%范圍。精確度等級數(shù)小，說明儀表的系統(tǒng)誤差和隨機誤差都小，也就是

19、這種儀表精密。靈敏度表示當(dāng)被測的量有一個很小的增量時與此增量引起儀表示值增量之比，它反映儀表能夠測量的最小被測量。響應(yīng)時間是指儀表輸入一個階躍量時，其輸出由初始值第一次到達最終穩(wěn)定值的時間間隔，一般規(guī)定以到達穩(wěn)定值的95%時的時間為準(zhǔn)。此外，還有重復(fù)性、線性度、滯環(huán)、死區(qū)、漂移等性能技術(shù)指標(biāo)。3.4 組態(tài)軟件組態(tài)軟件，又稱組態(tài)監(jiān)控軟件系統(tǒng)軟件。譯自英文scada,即 supervisory control and data acquisition(數(shù)據(jù)采集與監(jiān)視控制)。它是指一些數(shù)據(jù)采集與過程控制的專用軟件。它們處在自動控制系統(tǒng)監(jiān)控層一級的軟件平臺和開發(fā)環(huán)境，使用靈活的組態(tài)方式，為用戶提供快速

20、構(gòu)建工業(yè)自動控制系統(tǒng)監(jiān)控功能的、通用層次的軟件工具。組態(tài)軟件的應(yīng)用領(lǐng)域很廣，可以應(yīng)用于電力系統(tǒng)、給水系統(tǒng)、石油、化工等領(lǐng)域的數(shù)據(jù)采集與監(jiān)視控制以及過程控制等諸多領(lǐng)域。在電力系統(tǒng)以及電氣化鐵道上又稱遠動系統(tǒng)(rtu system,remote terminal unit)。隨著工業(yè)自動化水平的迅速提高，計算機在工業(yè)領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用，人們對工業(yè)自動化的要求越來越高，種類繁多的控制設(shè)備和過程監(jiān)控裝置在工業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用，使得傳統(tǒng)的工業(yè)控制軟件已無法滿足用戶的各種需求。在開發(fā)傳統(tǒng)的工業(yè)控制軟件時，當(dāng)工業(yè)被控對象一旦有變動，就必須修改其控制系統(tǒng)的源程序，導(dǎo)致其開發(fā)周期長；已開發(fā)成功的工控軟件又由于每個控制項目

21、的不同而使其重復(fù)使用率很低，導(dǎo)致它的價格非常昂貴；在修改工控軟件的源程序時，倘若原來的編程人員因工作變動而離去時，則必須同其他人員或新手進行源程序的修改，因而更是相當(dāng)困難。通用工業(yè)自動化組態(tài)軟件的出現(xiàn)為解決上述實際工程問題提供了一種嶄新的方法，因為它能夠很好地解決傳統(tǒng)工業(yè)控制軟件存在的種種問題，使用戶能根據(jù)自己的控制對象和控制目的的任意組態(tài)，完成最終的自動化控制工程。 組態(tài)（configuration）為模塊化任意組合。通用組態(tài)軟件主要特點： 1延續(xù)性和可擴充性。用通用組態(tài)軟件開發(fā)的應(yīng)用程序，當(dāng)現(xiàn)場（包括硬件設(shè)備或系統(tǒng)結(jié)構(gòu)）或用戶需求發(fā)生改變時，不需作很多修改而方便地完成軟件的更新和升級； 2

22、封裝性（易學(xué)易用），通用組態(tài)軟件所能完成的功能都用一種方便用戶使用的方法包裝起來，對于用戶，不需掌握太多的編程語言技術(shù)（甚至不需要編程技術(shù)），就能很好地完成一個復(fù)雜工程所要求的所有功能； 3通用性，每個用戶根據(jù)工程實際情況，利用通用組態(tài)軟件提供的底層設(shè)備（plc、智能儀表、智能模塊、板卡、變頻器等）的i/o driver、開放式的數(shù)據(jù)庫和畫面制作工具，就能完成一個具有動畫效果、實時數(shù)據(jù)處理、歷史數(shù)據(jù)和曲線并存、具有多媒體功能和網(wǎng)絡(luò)功能的工程，不受行業(yè)限制。第4章 仿真實習(xí)過程4.1 工業(yè)鍋爐的結(jié)構(gòu)及工藝流程簡介 鍋爐是將燃料燃燒釋放出的熱能傳遞給水，使水轉(zhuǎn)變成為具有一定壓力和溫度的蒸汽（或水）

23、的動力裝置。鍋爐分動力鍋爐和工業(yè)鍋爐兩大類。動力鍋爐用于動力發(fā)電等方面，所產(chǎn)蒸汽的量、壓力及溫度都較高。工業(yè)鍋爐用于工業(yè)生產(chǎn)和采暖等方面，所產(chǎn)蒸汽的量不是很大、一般是過熱蒸汽和飽和蒸汽，或者是熱水。本軟件采用燃氣、自然水循環(huán)、雙汽包、產(chǎn)汽量65t/h過熱蒸汽的工業(yè)鍋爐為仿真實習(xí)裝置，其控制系統(tǒng)流程圖如圖4-1所示。鍋爐是由鍋爐本體和輔助設(shè)備兩大部分組成。鍋爐本體主要包括（上、下）汽包、對流管、下降管、上升管、水冷壁、（上、下）聯(lián)箱、蒸汽過熱器、減溫器、省煤器、空氣預(yù)熱器、火嘴（噴燃器）等。輔助設(shè)備包括通風(fēng)設(shè)備、給水設(shè)備、除灰設(shè)備和鍋爐附件等。蒸汽生產(chǎn)主流程為：除氧器v102中的水（約0.2mp

24、a、105）用高壓水泵p101抽出作為鍋爐給水。一部分給水經(jīng)減溫器加熱后與另一部分混合后進入省煤器，被煙氣加熱為248的飽和水后進入上汽包。上汽包中的熱水由對流管流到下汽包，再通過下降管、下聯(lián)箱進入水冷壁，吸收爐膛輻射熱后成為汽水混合物，經(jīng)上聯(lián)箱進入上汽包進行汽水分離。上汽包分離出的飽和蒸汽經(jīng)過熱器低溫段、減溫器、過熱器高溫段后，成為448、3.77mpa的過熱蒸汽送入中壓汽網(wǎng)供用戶使用。燃燒系統(tǒng)流程為：來自外部的高壓燃料氣在氣罐v101中經(jīng)穩(wěn)壓后（約0.3mpa），送入鍋爐燃燒室壁側(cè)的火嘴。另外空氣由鼓風(fēng)機p102升壓后，經(jīng)風(fēng)門送入鍋爐燃燒室。燃燒室內(nèi)的燃氣和空氣經(jīng)點火后燃燒釋放出熱能，成為

25、高溫?zé)煔猓囟瓤蛇_900），其中大部分熱能被水冷壁吸收。高溫?zé)煔饨?jīng)蒸汽過熱器、上升管、對流管、省煤器、空氣預(yù)熱器等，被逐步吸收熱量，溫度逐漸降低（到排煙段時降到180）。燃燒煙氣最后經(jīng)引風(fēng)機p103送入煙囪，排入大氣。爐膛負壓由引風(fēng)機控制煙氣排出流量約為-0.2kpa。圖4-1 工業(yè)鍋爐控制系統(tǒng)流程圖4.2 工業(yè)鍋爐控制系統(tǒng)簡介針對上述工藝流程，為滿足工業(yè)鍋爐安全、穩(wěn)定、正常運行的要求，其控制系統(tǒng)一般都設(shè)計實現(xiàn)以下幾個控制參數(shù)。另外為達到環(huán)保及經(jīng)濟效益指標(biāo)，有的鍋爐控制系統(tǒng)還設(shè)計有其他控制參數(shù)（如排煙氧含量）。1上汽包液位的控制。這是保證工業(yè)鍋爐安全、正常運行的最重要的一個控制參數(shù)。由于在蒸汽

26、負荷變化及給水壓力波動的情況下，工業(yè)鍋爐都存在著“虛假液位”的現(xiàn)象，一般的汽包液位單回路控制方案不能有效地克服干擾，會出現(xiàn)鍋爐水燒干甚至鍋爐爆炸的嚴(yán)重事故。因而針對性地產(chǎn)生了“雙沖量”控制（蒸汽流量-汽包液位的前饋-反饋控制）及“三沖量”控制（蒸汽流量-汽包液位-給水流量的前饋-反饋-串級控制），這兩種控制方案的控制效果和控制質(zhì)量，比單回路控制得以提高，滿足了生產(chǎn)工藝的要求。2過熱蒸汽壓力及溫度的控制。這是工業(yè)鍋爐生產(chǎn)蒸汽產(chǎn)品的質(zhì)量指標(biāo)，達到蒸汽用戶的要求。這兩個控制參數(shù)一般都是單回路控制，控制質(zhì)量要求高的，實現(xiàn)了串級控制。3燃料氣壓力控制，這是保證燃料氣穩(wěn)定燃燒的重要指標(biāo)。一般的單回路控制就

27、可以滿足要求。4.3 工業(yè)鍋爐的冷態(tài)開車1鍋爐上水：在除氧器v102工作正常的條件下，啟動給水泵p101，打開給水泵循環(huán)閥sv101，調(diào)節(jié)給水泵出口壓力為5.0mpa。通過調(diào)節(jié)lic101的輸出值，手動控制給水調(diào)節(jié)閥lv101（注意：在上汽包液位三種不同控制方案時，給水調(diào)節(jié)閥lv101的手動操作），使給水流量約10t/h, 鍋爐開始上水。稍后可加大給水流量，并觀察上汽包液位上升，直至達到50%左右。在下面的步驟中注意觀察汽包液位的變化，隨時進行調(diào)節(jié)，使液位穩(wěn)定在50%左右。2燃料系統(tǒng)的投運：手動調(diào)節(jié)pic104輸出值，緩慢打開調(diào)節(jié)閥pv104，燃料氣進入緩沖氣罐v101。當(dāng)pic104指示達0

28、.3mpa時，將pic104控制回路投自動，給定值設(shè)為0.3mpa。3鍋爐點火：全開上汽包放空閥sv103和過熱蒸汽放空閥sv104。打開主汽閥sv102至80%開度。遙控全開鼓風(fēng)機風(fēng)門hv101、引風(fēng)機風(fēng)門hv102。啟動鼓風(fēng)機p102、引風(fēng)機p103，先通風(fēng)一段時間使?fàn)t膛內(nèi)不含可燃性氣體后，將鼓風(fēng)機風(fēng)門hv101、引風(fēng)機風(fēng)門hv102都調(diào)至2040%開度。手動調(diào)節(jié)pic103輸出值至5%左右，并立即持續(xù)按壓住點火按鈕點燃燃氣，放開點火按鈕,爐膛火焰點著后。手動控制調(diào)節(jié)閥pv103的開度，逐漸加大燃料氣流量。注意在加大燃料氣流量的過程中，用鼓風(fēng)機風(fēng)門hv101調(diào)整煙氣出口氧含量值ai101在

29、0.9%3.0%，用引風(fēng)機風(fēng)門hv102調(diào)整爐膛負壓值pi106在-0.1-0.25kpa。4鍋爐升壓：嚴(yán)格按照鍋爐的升壓要求，繼續(xù)手控調(diào)節(jié)器pic103，使鍋爐緩慢平穩(wěn)地升壓。當(dāng)蒸汽壓力pi102達0.70.8mpa時，關(guān)閉上汽包放空閥sv103和過熱蒸汽放空閥sv104。當(dāng)tic101指示過熱蒸汽溫度達400時，手動調(diào)節(jié)tic101輸出值，逐漸開啟減溫水調(diào)節(jié)閥tv101a使過熱蒸汽溫度達到正常值（448）。繼續(xù)手控調(diào)節(jié)pic103，使蒸汽壓力逐漸平穩(wěn)至3.7mpa后保持3分鐘。確認蒸汽壓力穩(wěn)定在3.723.77mpa范圍內(nèi)，蒸汽溫度不低于400，上汽包水位在50%左右。當(dāng)蒸汽壓力穩(wěn)定到3.

30、77mpa時，將pic103投自動，給定值設(shè)為3.77mpa。5負荷提升：逐漸開大主汽閥sv102，手控tic101，當(dāng)過熱蒸汽溫度穩(wěn)定在448左右時，將tic101投自動，給定值設(shè)為448。鍋爐達到額定負荷（65t/h）后，將上汽包水位控制lic101投入自動，給定值設(shè)為50%。注意在上汽包水位控制為三沖量控制方案時，主副回路投入自動的順序。至此，鍋爐進入正常運行狀態(tài)。 注意：各冷態(tài)開車的步驟中各參數(shù)變化是相互影響的，所以要觀察各參數(shù)的變化綜合調(diào)節(jié)。1三種控制方案下，上汽包水位的干擾實驗（1）在上述冷態(tài)開車步驟選定的控制方案下，在鍋爐進入正常運行狀態(tài)且各調(diào)節(jié)系統(tǒng)全部投入自動后，瞬間減小蒸汽管

31、網(wǎng)壓力pi103a到3.62mpa，觀察并記錄汽包液位參數(shù)值反應(yīng)曲線，直至達到新的穩(wěn)態(tài)。（2） 在整個裝置再次進入穩(wěn)態(tài)且各調(diào)節(jié)系統(tǒng)全 部投入自動后，關(guān)小給水泵循環(huán)閥sv101到5%，使給水壓力上升，觀察并記錄汽包液位參數(shù)值反應(yīng)曲線，直至達到新的穩(wěn)態(tài)。（3）分別在其他兩種控制方案下，采用熱態(tài)開車的方法使鍋爐直接進入正常運行狀態(tài)后，也分別通過改變蒸汽管網(wǎng)壓力和給水壓力作為干擾，觀察并記錄汽包液位參數(shù)值反應(yīng)曲線。2過熱蒸汽溫度值的干擾實驗 在汽包液位三沖量控制方案下和鍋爐正常運行狀態(tài)時，通過關(guān)小主汽閥sv102，使用戶蒸汽用量減小到55 t/h左右，觀察并記錄過熱蒸汽溫度參數(shù)值反應(yīng)曲線。并注意觀察該

32、分程控制中的兩個調(diào)節(jié)閥（tv101a和tv101b）的動作過程，必要時可重新整定該溫度控制回路tic101的p、i、d參數(shù)。圖4-2 工業(yè)鍋爐控制系統(tǒng)流正常運行仿真畫面4.4 實驗過程結(jié)果1單閉環(huán)控制系統(tǒng)上汽包水位的干擾實驗(瞬間減小蒸汽管網(wǎng)壓力pi103a到3.62mpa) 汽包液位參數(shù)值反應(yīng)曲線如圖4-3所示。圖4-3 減小蒸汽管網(wǎng)壓力干擾實驗歷史趨勢一2雙沖量控制系統(tǒng)上汽包水位的干擾實驗(瞬間減小蒸汽管網(wǎng)壓力pi103a到3.62mpa) 汽包液位參數(shù)值反應(yīng)曲線如圖4-4所示。圖4-4 減小蒸汽管網(wǎng)壓力干擾實驗歷史趨勢3三沖量控制系統(tǒng)上汽包水位的干擾實驗(瞬間減小蒸汽管網(wǎng)壓力pi103a

33、到3.62mpa) 汽包液位參數(shù)值反應(yīng)曲線如圖4-5所示。 圖4-5 減小蒸汽管網(wǎng)壓力干擾實驗歷史趨勢過程曲線分析：在瞬間減小蒸汽管網(wǎng)壓力pi103a到3.62mpa的干擾實驗中，在圖4-3、圖4-4、圖4-5中我們可以看出，各個參數(shù)曲線都發(fā)生了變化。但除了減溫水流量變化較大之外，其他參數(shù)變化平緩，且能很快達到平衡，在圖4-3、圖4-4、圖4-5中，曲線之所以有較大波動，是因為在實驗中瞬間減小蒸汽管網(wǎng)壓力pi103a到3.62mpa，使給水流量增大了，給水出口壓力減小，上汽包液位增加，蒸汽流量減小，減溫水流量增加，這時候，為了能使?fàn)t膛溫度保持在正常溫度。燃料氣流量就得隨之增大，省煤器入口煙溫度

34、、氧量、排氣煙溫、爐膛煙溫、汽包壓力、省煤器入口煙溫都隨著增大，只有爐膛壓力略有減小。另外在這次的干擾過程中，我們可以看出蒸汽管網(wǎng)壓力對該控制系統(tǒng)影響大。隨著時間的系統(tǒng)也能達到一個新的平衡。從圖4-3、圖4-4、圖4-5中我們可以看出，在受到干擾后雙沖量系統(tǒng)和三沖量系統(tǒng)比單閉環(huán)系統(tǒng)波動平緩。雙沖量系統(tǒng)和三沖量系統(tǒng)比單閉環(huán)系統(tǒng)超調(diào)量小。調(diào)節(jié)時間也小。達到新的平衡時所用的時間也少。4單閉環(huán)控制系統(tǒng)上汽包水位的干擾實驗(給水泵循環(huán)閥sv101到5%) 汽包液位參數(shù)值反應(yīng)曲線如圖4-6所示。圖4-6 給水壓力上升干擾實驗歷史趨勢5雙沖量控制系統(tǒng)上汽包水位的干擾實驗(給水泵循環(huán)閥sv101到5%) 汽包

35、液位參數(shù)值反應(yīng)曲線如圖4-7所示。圖4-7 給水壓力上升干擾實驗歷史趨勢6三沖量控制系統(tǒng)上汽包水位的干擾實驗(給水泵循環(huán)閥sv101到5%) 汽包液位參數(shù)值反應(yīng)曲線如圖4-8所示。圖4-8 給水壓力上升干擾實驗歷史趨勢過程曲線分析：在關(guān)小給水泵循環(huán)閥sv101到5%的干擾實驗中，從圖4-6、圖4-7、圖4-8的歷史趨勢圖中我們可以看出，各個參數(shù)曲線都發(fā)生了變化，但只有蒸汽流量、減溫水流量、蒸汽流量、上汽泡液位有比較明顯變化外。其他參數(shù)變化平緩，在圖4-6、圖4-7、圖4-8的歷史趨勢圖中，曲線之所以有波動，是因為在實驗中關(guān)小給水泵循環(huán)閥sv101到5%，使給水流量減小了。燃料的進量也減小了。另外在這次的干擾過程中，我們可以看出給水