熱電廠鍋爐蒸汽壓力

1、內(nèi)蒙古科技大學過程控制課程設計論文題目：熱電廠鍋爐蒸汽壓力控制系統(tǒng)設計學生姓名：張春霞學號：0867112218專業(yè)：測控技術與儀器班級：測控08-2班指導教師：李忠虎 教授172011年8月30日內(nèi)蒙古科技大學本科生課程設計說明書內(nèi)蒙古科技大學本科生課程設計說明書熱電廠鍋爐蒸汽壓力控制系統(tǒng)設計摘要本設計以包鋼熱電廠的鍋爐蒸汽壓力控制部分為研究對象，應用所學專業(yè)知識設計控制系統(tǒng)。熱電廠的三大主機包括：鍋爐、汽輪機、汽輪發(fā)電機。熱電廠鍋爐主要任務是加熱蒸汽，蒸汽可直接進入生產(chǎn)系統(tǒng)或者進入汽輪機發(fā)電。蒸汽壓力是衡量鍋爐的蒸汽生產(chǎn)量與負荷設備的蒸汽消耗量是否平衡的重要指標，是蒸汽的重要工藝參數(shù)。蒸汽

2、壓力過低或過高，對于金屬導管和負荷設備都是不利的。壓力過高，會導致鍋爐受損；壓力過低，就不可能提供給負荷設備負荷質(zhì)量的蒸汽；因此，控制蒸汽壓力是安全生產(chǎn)的需要，也是保證燃燒經(jīng)濟性的需要。關鍵詞：熱電廠；鍋爐；蒸汽壓力；控制系統(tǒng)目錄摘要I關鍵詞I引言1第一章工藝流程介紹21.1熱電廠的工藝流程21.1.1化學水處理工序21.1.2輸煤工序21.1.3 鍋爐工序21.1.4 汽機工序31.2鍋爐的工藝流程3第二章 控制方案整體設計思路52.1鍋爐汽包水位控制52.2 蒸汽過熱系統(tǒng)的控制52.3 鍋爐燃燒過程的控制6第三章 蒸汽壓力控制方案的設計過程73.1 蒸汽壓力調(diào)節(jié)對象的特性73.2 控制系統(tǒng)

3、的選擇83.3系統(tǒng)儀表選型83.3.1壓力傳感器的選擇83.3.2流量計的選型103.3.3控制器的選擇113.3.4控制閥的選擇123.3.5主副調(diào)節(jié)器正反作用的選擇123.3.6主、副回路調(diào)節(jié)器調(diào)節(jié)規(guī)律的選擇133.4控制系統(tǒng)的工作原理13第四章 總結15附錄16參考文獻17 引言電力工業(yè)是為國民經(jīng)濟和社會發(fā)展提供能源的重要基礎產(chǎn)業(yè)，也是關系國計民生的公用事業(yè)。我國電力工業(yè)已經(jīng)走過121年的發(fā)展歷程，與世界各國一樣，電力在經(jīng)濟發(fā)展和社會進步中越來越成為不可缺少的物質(zhì)資料和生活資料，電氣化程度成為一個國家現(xiàn)代化程度的重要標志。正常運行的生產(chǎn)設備必須保證產(chǎn)品滿足一定的數(shù)量和質(zhì)量的要求，同時也要

4、保證設備的安全性與經(jīng)濟性。在生產(chǎn)過程和科學實驗中，自動控制起著越來越重要的作用。自動控制通常包括自動調(diào)節(jié)和順序控制兩方面內(nèi)容。熱電廠鍋爐設備控制系統(tǒng)主要包括對鍋爐的汽包水位、燃燒系統(tǒng)、母管壓力等回路的控制，鍋爐參數(shù)的檢測與控制尤為重要，選擇一個好的控制方案對鍋爐進行控制是對經(jīng)濟效益的一個非常好的保證。因此我們可以清楚的了解到，要想實現(xiàn)預期的生產(chǎn)目的，鍋爐的嚴格控制是十分必要的。從鍋爐生產(chǎn)系統(tǒng)的結構來看，燃料量和風量調(diào)整的基本原則是根據(jù)鍋爐負荷的變化來增減燃料，同時通過送風機、引風機的調(diào)整維持合理的空燃比，即保持合理的空氣過量系數(shù)。使燃料量和風量的增減密切配合，當鍋爐負荷增加時，應先增加風量，再

5、增加燃料量。減負荷時，先減少燃料量，再減少風量，并要緩慢平穩(wěn)操作。第一章工藝流程介紹1.1熱電廠的工藝流程熱電廠主要的設備包括：發(fā)電機、汽輪機、鼓風機、鍋爐及制粉設備、除鹽水設備等。原煤經(jīng)過制粉系統(tǒng)將大塊的煤轉換成可供鍋爐燃燒的煤粉，生水經(jīng)過水處理系統(tǒng)再經(jīng)過除鹽處理而除去水質(zhì)里的鈣、鎂、鈉等鹽分子，然后通入鍋爐，鍋爐里的煤粉和通入的熱空氣經(jīng)過一定比例的混合后燃燒，放出的熱量將水加熱成為具有一定壓力和溫度的過熱蒸汽，過熱蒸汽進入汽輪機膨脹做工， 使得汽輪機高速運轉產(chǎn)生旋轉機械能，發(fā)電機將汽輪機的旋轉機械能轉換成電能。這些電壓不變的電力在主變壓器的作用下變成一定電壓的電量，經(jīng)過高壓遠程輸電送入各個

6、電網(wǎng)輸送到全國各地。熱電廠的生產(chǎn)過程實質(zhì)上是將一次能源(燃料的化學能)轉化為二次能源（電能）的能量轉化過程。分為三個階段：第一階段是在鍋爐中燃燒的化學能轉化為蒸汽的熱能；第二階段是蒸汽的熱能通過汽輪機轉換為機械能；第三階段是機械能通過發(fā)電機轉換為電能。熱電廠是聯(lián)合生產(chǎn)電能和熱能的發(fā)電廠。熱電廠供熱系統(tǒng)是利用汽輪機同時生產(chǎn)電能和熱能的熱電系數(shù)作為熱源。以熱電廠作為熱源不僅熱能利用效率高，同時有利于環(huán)保。以熱電廠作為熱源的供熱系統(tǒng)稱為熱電廠集中供熱系統(tǒng)。1.1.1化學水處理工序熱電廠化學水處理和化學實驗需使用的去離子水基本屬于同一原理，就是使用不同工效的吸附物質(zhì)去掉一次水中需過濾的物質(zhì)，將原水轉化

7、成供給鍋爐品質(zhì)合格的除鹽水，減輕機。爐熱力設備的腐蝕結垢，確保長周期安全經(jīng)濟運行熱電化水車間有多套陰陽床，采用黃河水作為水源，經(jīng)過過濾器、陰陽床除去水中的懸浮物。鈣、鎂、鈉等陽離子，氯根、碳酸根、硫酸根等陰離子，出水即為一級除鹽水。1.1.2輸煤工序主要分為兩個環(huán)節(jié)，卸煤和上煤，通過自動卸煤機把車皮上的煤直接卸到料倉，經(jīng)過粗破和細破，再由稱重給煤機送進鍋爐。1.1.3 鍋爐工序熱電廠鍋爐主要任務是加熱蒸汽，循環(huán)流化床鍋爐的工藝過程就是煤炭燃燒后的熱量加熱循環(huán)水，產(chǎn)生蒸汽，在一定壓力下，形成過熱蒸汽，蒸汽可直接進入生產(chǎn)系統(tǒng)或者進入汽輪機發(fā)電。1.1.4 汽機工序主要設備有汽輪機和發(fā)電機，完成供熱

8、、發(fā)電、供暖三項任務。供熱的原理是將鍋爐產(chǎn)汽按用戶需要，通過汽輪機抽汽、減溫減壓器等設備向用戶提供所需參數(shù)的蒸汽；發(fā)電的原理是利用鍋爐產(chǎn)汽，通過汽輪機將熱能轉換成機械能，帶動發(fā)電機發(fā)電；供暖的原理是通過機組低真空運行，利用機組排汽余熱作為熱源將供暖循環(huán)水加熱。熱電廠生產(chǎn)工藝如圖1-1所示。圖1-1 熱電廠生產(chǎn)工藝1.2鍋爐的工藝流程 鍋爐是石油化工、發(fā)電等工業(yè)過程中必不可少的重要動力設備，它所產(chǎn)生的高壓蒸汽既可作為驅(qū)動透平的動力源，又可作為精餾、干燥、反應、加熱等過程的熱源。就熱電廠而言，鍋爐產(chǎn)生的合格蒸汽用來推動汽輪機轉動，再由汽輪機帶動發(fā)電機，將機械能轉化為電能，送給用戶。隨著工業(yè)生產(chǎn)規(guī)模

9、的不斷擴大，作為動力和熱源的鍋爐，也向著大容量、高參數(shù)、高效率方向發(fā)展。 鍋爐設備根據(jù)用途、燃料性質(zhì)、壓力高低等有多種類型和稱呼，工藝流程多種多樣，蒸汽發(fā)生系統(tǒng)是由給水泵、給水控制閥、省煤器、汽包及循環(huán)管等組成。燃料與熱空氣按一定比例送入鍋爐燃燒室燃燒，生成的熱量傳遞給蒸汽發(fā)生系統(tǒng)，產(chǎn)生飽和蒸汽，然后經(jīng)過熱氣，形成一定氣溫的過熱蒸汽，再匯集到蒸汽母管。一定壓力的過熱蒸汽，經(jīng)負荷設備控制，供給負荷設備用。與此同時，燃燒過程中產(chǎn)生的煙氣，除將飽和蒸汽變成過熱蒸汽外，還經(jīng)省煤器預熱鍋爐給水和空氣預熱器預熱空氣，最后經(jīng)引風機送往煙倉，排入大氣。鍋爐設備主要工藝流程如圖1-2。圖1-2 鍋爐設備主要工藝

10、流程圖第二章 控制方案整體設計思路鍋爐設備的控制任務是根據(jù)生產(chǎn)負荷的需要，供應一定壓力或溫度的蒸汽，同時要使鍋爐在安全、經(jīng)濟的條件下運行。按照這些控制要求，鍋爐設備將有如下主要的控制系統(tǒng)：鍋爐汽包水位控制、過熱蒸汽系統(tǒng)的控制、鍋爐燃燒系統(tǒng)的控制。2.1鍋爐汽包水位控制 汽包鍋爐給水自動控制的任務是使鍋爐的給水量適應鍋爐的蒸發(fā)量，以維持汽包水位在規(guī)定的范圍內(nèi)。 汽包水位是鍋爐運行中一個重要的監(jiān)控參數(shù)。它間接反映了鍋爐蒸汽負荷與給水量之間的平衡關系。汽包水位過高，會影響汽包內(nèi)的汽水分離，飽和水蒸氣將會帶水過多，導致過熱器管壁結垢并損壞，使過熱蒸汽的溫度嚴重下降。如以此過熱蒸汽帶動汽輪機，則將因蒸汽

11、帶液損壞汽輪機的葉片，造成運行的安全事故。然而，水位過低，則因汽包內(nèi)的水量過少，而負荷很大，加快水的汽化速度，使汽包內(nèi)的水量變化速度很快，若不及時加以控制，將有可能使汽包內(nèi)的水全部汽化；尤其是大型鍋爐，水在汽包內(nèi)的停留時間極短，從而導致水冷壁燒壞，甚至引起爆炸。鍋爐汽包水位控制被控變量是汽包水位，操縱變量是給水流量。它主要是保持汽包內(nèi)部的物料平衡，使給水量適應鍋爐的蒸汽量，維持汽包水位在工藝要求的范圍內(nèi)，這是保證鍋爐、汽輪機安全運行的必要條件，是鍋爐正常運行的重要指標。2.2 蒸汽過熱系統(tǒng)的控制蒸汽過熱系統(tǒng)包括一級過熱器、減溫器、二級過熱器。過熱蒸汽溫度自動控制的任務是維持過熱器出口蒸汽溫度在

12、允許范圍內(nèi)，并且保護過熱器，使管壁溫度不超過允許的工作溫度。過熱蒸汽溫度過高或過低，對鍋爐運行及蒸汽用戶設備都是不利的。過熱蒸汽溫度過高，過熱器容易損壞，汽輪機也因內(nèi)部過度的熱膨脹而嚴重影響安全運行，因而過熱氣溫的上限一般不應超過額定值5；過熱蒸汽溫度過低，一方面使設備的效率降低，同時使汽輪機后幾級的蒸汽濕度增加，引起葉片磨損，因而過熱氣溫的下限一般不低于額定值10。所以必須把過熱器出口蒸汽的溫度控制在規(guī)定范圍內(nèi)。過熱蒸汽溫度控制系統(tǒng)被控變量為過熱蒸汽溫度，常采用減溫水流量作為操縱變量，但由于控制通道的時間常數(shù)及純滯后均較大，組成單回路控制系統(tǒng)往往不能滿足生產(chǎn)的要求，因此，常采用串級控制系統(tǒng)，

13、以減溫器出口溫度為副參數(shù)，可以提高對過熱蒸汽溫度的控制質(zhì)量。過熱蒸汽溫度控制有時還采用雙沖量控制系統(tǒng)，這種方案實質(zhì)上是串級控制系統(tǒng)的變形，把減溫器出口溫度經(jīng)微分器作為一個沖量，其作用和串級的副參數(shù)相似。2.3 鍋爐燃燒過程的控制燃燒過程的實質(zhì)就是將燃料化學能轉變?yōu)檎羝麩崮艿哪芰啃蝿蒉D換過程。燃燒控制過程的根本任務就是及時響應主控系統(tǒng)的輸出指令，使燃料所提供的熱量適應蒸汽符合的需要，同時還要保證鍋爐燃燒的安全性和經(jīng)濟性。其中鍋爐燃燒的過程控制基本要求有三個：（1）必須保證出口的蒸汽壓力穩(wěn)定，并能按負荷要求自動增減燃料量；（2）燃燒狀況良好，供氣適宜。既要防止由于空氣不足使煙倉冒黑煙，也不要因空氣

14、過量而增加熱量損失；（3）鍋爐要安全運行。保持爐膛具有一定的負壓，如果負壓太小，或為正值，造成爐膛內(nèi)熱煙氣往外冒，影響設備和工作人員的安全；負壓太大，導致大量冷空氣漏進爐內(nèi)，從而增加熱量損失。此外，還需防止燃燒嘴背壓（對于氣相燃料）太高時脫火，燃燒嘴背壓（氣相燃料）太低時回火的危險。第三章 蒸汽壓力控制方案的設計過程鍋爐燃燒控制系統(tǒng)主要包括燃料控制系統(tǒng)、風量(送風)控制系統(tǒng)、爐膛壓力(引風)控制系統(tǒng)、磨煤機控制系統(tǒng)等幾個子控制系統(tǒng)。這個系統(tǒng)的任務是根據(jù)機組主控制器發(fā)出的鍋爐燃燒指令來協(xié)調(diào)燃料、送風量和引風量，在保證鍋爐安全、經(jīng)濟燃燒的前提下，是燃料燃燒所產(chǎn)生的熱量適應鍋爐蒸汽負荷的需要。當機組

15、負荷發(fā)生改變時,需要進行鍋爐燃燒調(diào)整。燃料種類、制粉系統(tǒng)、燃燒設備以及鍋爐的運行方式?jīng)Q定了每臺鍋爐燃燒過程的控制任務及策略。蒸汽壓力控制系統(tǒng)將燃料量作為調(diào)節(jié)量 ,將主蒸汽壓力作為被調(diào)量,使鍋爐燃燒所產(chǎn)生的蒸汽量滿足外部負荷要求 ,維持主蒸汽壓力穩(wěn)定。在蒸汽壓力控制系統(tǒng)中，燃料量影響主蒸汽壓力、送風量、引風量、蒸汽蒸發(fā)量及主蒸汽溫度等參數(shù)。當單元機組采用鍋爐跟蹤汽輪機負荷控制方式時,汽輪機通過調(diào)節(jié)閥調(diào)節(jié)機組負荷,鍋爐通過燃料量調(diào)節(jié)主蒸汽壓力。對于直吹式制粉系統(tǒng)鍋爐的燃料量調(diào)節(jié) ,由于其過程緩慢、給煤機給煤量與控制電流呈非線性、對象特性隨負荷發(fā)生變化以及機組運行時情況復雜多變(如原煤的物理狀況變化

16、)等原因 ,使得對象特性存在不確定性。3.1 蒸汽壓力調(diào)節(jié)對象的特性在主蒸汽負荷變化時，在鍋爐燃料量(B)發(fā)生B的階躍擾動下，此時汽壓的過渡過程曲線如圖3-1所示。圖3-1燃料量擾動下的汽壓曲線圖可見，在燃料量擾動下，汽壓被控對象有一定延遲時間，隨著鍋爐蒸發(fā)量增加，主蒸汽壓力 P 逐漸增加，由于汽輪機調(diào)節(jié)閥開度不變，而使汽輪機進汽量逐漸增加，于是自發(fā)地限制了汽壓的進一步升高。最后當汽輪機進汽量與鍋爐蒸發(fā)量相平衡時，汽壓維持在一個新的平衡值。故汽壓被控對象是一個有自平衡能力的對象。鍋爐燃料量(B)發(fā)生B的階躍擾動時，輸出主蒸汽壓力是帶滯后的一階慣性環(huán)節(jié)如式（3-1）所示，為： （3-1）式中 m

17、延遲時間； Tb慣性環(huán)節(jié)的時間常數(shù)。3.2 控制系統(tǒng)的選擇以鍋爐蒸汽壓力為主被控量、燃料流量和空氣流量并列為副被控變量的串級控制系統(tǒng)如圖3-2所示，其中，兩個并列的副環(huán)具有邏輯比值功能。使該控制系統(tǒng)在穩(wěn)定工作的情況下保證空氣和燃料的最佳比值，也能在動態(tài)過程中盡量維持空氣、燃料在最佳比值附近。圖3-2系統(tǒng)方塊圖3.3系統(tǒng)儀表選型3.3.1壓力傳感器的選擇由于所選測量儀表是為了測的鍋爐汽包管道壓力，其測量環(huán)境具有高溫高壓，所以選型應綜合考慮這兩點。經(jīng)查閱資料選擇PT124高溫氣體壓力傳感器，其特點和技術參數(shù)如下：特點：鋼性桿和軟管隔離，膜片隔離機構，介質(zhì)溫度在450以下，具有良好的穩(wěn)定性和精度；應

18、用于橡膠、塑料、化纖滌綸錦綸、聚酯、蒸汽等機械設備的高溫流體、熔體、氣體介質(zhì)的壓力測量和控制領域。具有準確度高、穩(wěn)定性好、輸出信號大、動態(tài)性佳、通用性強等優(yōu)點。 主要技術參數(shù)： 量 程 ：0300綜合精度 ：0.25%FS、0.5%FS、1.0%FS 輸出信號 ：2.0mV/V、2.5mV/V、3.33mV/V、420mA、05V、15V、010V 供電電壓 ：傳感器：10VDC（612VDC） 變送器：24VDC（936V）注：變送器輸出為010V時，供電電壓為1536V 校準信號：80%FS振動影響：在機械振動頻率20Hz1000Hz內(nèi)，輸出變化小于0.1%FS 介質(zhì)溫度 :0200400

19、 環(huán)境溫度 :常溫 零點溫度漂移：0.05%FS量程溫度漂移：0.05%FS絕緣電阻 :大于2000M （100VDC） 負載電阻 :電流輸出型：最大800；電壓輸出型：大于50K 長期穩(wěn)定性 0.1%FS/年 信號引出接口：五芯接插件 接口螺紋：1/2-20UNF、M141.5、M201.5、M221.5等，其它螺紋可依據(jù)客戶要求設計 選型舉例 PT124-35M-03-0.5-1/2-6/18 選型注解 “PT124”:產(chǎn)品型號； “35M”：量程035MPa；“03”：輸出信號為3.33mV/V；“0.5”：傳感器精度等級是0.5%FS； “1/2”：接口螺紋為1/2-20UNF； “6

20、/18”：直桿長度為6(152mm),軟管長度為18(460mm)圖3-3為PT124高溫氣體壓力傳感器。圖3-3 PT124高溫氣體壓力傳感器3.3.2流量計的選型流量計選型是指按照生產(chǎn)要求，從儀表產(chǎn)品的實際供應情況出發(fā)，綜合考慮測量的安全、準確和經(jīng)濟性，并根據(jù)被測流體的性質(zhì)及流動情況確定流量取樣裝置的方式和測量儀表的形式和規(guī)格。流量測量的安全可靠，首先是測量方式可靠，即取樣裝置在運行中不會發(fā)生機械強度或電氣回路故障而引起事故；二是測量儀表無論在正常生產(chǎn)或故障情況下都不致影響生產(chǎn)系統(tǒng)的安全。例如，對發(fā)電廠高溫高壓主蒸汽流量的測量，其安裝于管道中的一次測量元件必須牢固，以確保在高速氣流沖刷下不

21、發(fā)生機構損壞。因此，一般都優(yōu)先選用標準節(jié)流裝置，而不選用懸臂梁式雙重喇叭管或插入式流量計等非標準測速裝置，以及結構低強度低的靶式、渦輪流量計等。燃油電廠和有可燃性氣體的場合，應選防爆儀表。系統(tǒng)采用標準孔板式流量計，其節(jié)流元件為標準孔板。依據(jù)：結構簡單、使用壽命長、適應能力強、幾乎能測量各種情況下的流量。圖3-4為標準孔板式流量計。圖3-4標準孔板式流量計3.3.3控制器的選擇控制器（或稱調(diào)節(jié)器）將來自變送器的測量值與給定值相比較后產(chǎn)生的偏差進行比例、積分、微分（PID）運算，并輸出統(tǒng)一標準信號，去控制執(zhí)行機構的動作，以實現(xiàn)對溫度、壓力、流量、液位及其他工藝變量的自動控制。要使調(diào)節(jié)過程平穩(wěn)準確，

22、必須使用輸出值能連續(xù)變化的調(diào)節(jié)器。本設計采用模擬控制器：電動單元組合儀表DDZ-型調(diào)節(jié)器，該調(diào)節(jié)器采用了安全防爆措施，該調(diào)節(jié)器有兩種：全刻度指示調(diào)節(jié)器和偏差指示調(diào)節(jié)器，它們的結構和線路相同，僅指示電路有差異。這兩種調(diào)節(jié)器均具有一般調(diào)節(jié)器所具有的對偏差進行PID運算、偏差指示、正反作用切換、內(nèi)外給定切換、產(chǎn)生內(nèi)給定信號、手動自動雙向切換和閥位顯示等功能 ?？刂破鞯墓ぷ鳡顟B(tài)有“自動”、“軟手操”、“硬手操”和“保持”四種，由開關進行切換。DDZ-型調(diào)節(jié)器的主要性能指標：輸入測量信號：15VDC;內(nèi)給定信號：15VDC;外給定信號：420MADC;現(xiàn)場傳輸信號：420MADC;輸入阻抗影響：滿刻度的

23、0.1%輸出信號：420MADC;負載電阻：250750歐姆；比例度：P=2%500%；積分時間：0.0125min(分兩檔);微分時間：0.0410min；調(diào)節(jié)精度:0.5級；3.3.4控制閥的選擇執(zhí)行器由執(zhí)行機構和調(diào)節(jié)機構組成。執(zhí)行機構是指產(chǎn)生推力或位移的裝置，調(diào)節(jié)機構指直接改變能量或物料輸送量的裝置，通常稱控制閥。按所用能源形式的不同，執(zhí)行器可分為氣動、電動、液動三大類。本設計主要采用氣動執(zhí)行器，為了安全考慮，采用氣開式。氣動執(zhí)行機構又分為薄膜式和活塞式，它們都是以壓縮空氣為能源，具有控制性好、結構簡單、動作可靠、維修方便、防火防爆和價廉等優(yōu)點，并可以方便地與氣動儀表配套使用。氣動薄膜調(diào)

24、節(jié)閥的結構可以分為兩部分，上面是執(zhí)行機構，下面是調(diào)節(jié)機構。它主要由膜片、彈簧、推桿、閥芯、閥座等零部件組成。當來自控制器的信號壓力通入到薄膜氣室時，在膜片上產(chǎn)生一個推力，并推動推桿部件向下移動，使閥芯和閥座之間的空隙減小，流體受到的阻力增大，流量減小。推桿下移的同時，彈簧受壓產(chǎn)生反作用力，直到彈簧的反作用力與信號壓力在膜片上產(chǎn)生的推力相平衡為止，此時，閥芯與閥座之間的流通面積不在改變，流體的流量穩(wěn)定，可見，調(diào)節(jié)閥是根據(jù)信號壓力的大小，通過改變閥芯的行程來改變閥的阻力大小，達到控制流量的目的。3.3.5主副調(diào)節(jié)器正反作用的選擇 1、副調(diào)節(jié)器的正反作用確定 根據(jù)生產(chǎn)工藝安全的原則，調(diào)節(jié)閥采用氣開式

25、，故KV為正；當調(diào)節(jié)閥開度增大，流量增大，所以副對象KO2為正，流量變送器的KM2通常為正，為了使整個系統(tǒng)中各環(huán)節(jié)靜態(tài)放大系數(shù)的乘積為正，故副控制器的KC為正，選用反作用控制器。 2、主調(diào)節(jié)器的正反作用確定 副回路的放大倍數(shù)可視為正，因壓力變送器一般為正，當調(diào)節(jié)閥開度增大，溫度升高，故KO1為正，同樣為了使整個系統(tǒng)中各環(huán)節(jié)靜態(tài)放大系數(shù)的乘積為正，所以主控制器的KC為正，選用反作用控制器。3.3.6主、副回路調(diào)節(jié)器調(diào)節(jié)規(guī)律的選擇 主回路為定值控制系統(tǒng)，副回路為隨動控制系統(tǒng)。 主被控參數(shù)壓力是工藝操作的主要指標，允許波動的范圍很小，一般要求無靜差，可引入積分。因此主調(diào)節(jié)器應選擇PI調(diào)節(jié)規(guī)律。副被控

26、參數(shù)為燃料和空氣流量，為了保持穩(wěn)定，P較大，可引入積分，一般不引入微分，因為微分會使調(diào)節(jié)閥動作過大或過于頻繁，會引起震蕩，對控制不利，所以需要采用PI調(diào)節(jié)，以增強控制作用。3.4控制系統(tǒng)的工作原理 本系統(tǒng)采用串級回路控制方法，具有兩個調(diào)節(jié)器和兩個閉合回路，兩個調(diào)節(jié)器串聯(lián)連接，主調(diào)節(jié)器的輸出作為副回路的給定量，副調(diào)節(jié)器的輸出去控制執(zhí)行元件。 圖3-5所示為一串級和比值控制組合的系統(tǒng)，由蒸汽壓力和燃料流量的串級控制系統(tǒng)和燃料與空氣的流量比值控制系統(tǒng)相組合。完成邏輯提量功能主要依靠系統(tǒng)中設置的兩個選擇器：高選擇器HS、低選擇器LS。正常工況（穩(wěn)態(tài)）時蒸汽壓力控制器的輸出IP等于燃料流量變送器的輸出I

27、1，也等于空氣流量變送器的輸出乘上空氣過剩系數(shù)K后的值I2。也就是說高、低選擇器的兩個輸入端信號是相等的，整個系統(tǒng)猶如不加選擇器時的串級和比值控制組合的系統(tǒng)進行工作。當系統(tǒng)提量時，隨著蒸汽量的增加，蒸汽壓力減少，壓力控制器的輸出IP增加（壓力控制器選用反作用式控制器），這個增加了的信號不被低選器選中，而被高選器選中，它直接改變空氣流量控制器的給定值，命令空氣量增加。然后由于空氣增加，使其變送器輸出增加也就使I2開始增加，因此時I2IP, I2被低選器選中，從而改變?nèi)剂狭髁靠刂破鹘o定值，命令提量。這一過程保證在增加燃料前，先加大空氣量，使燃燒完全。整個提量過程直至IP=I1=I2時，系統(tǒng)又恢復到

28、正常工況時的穩(wěn)定狀態(tài)。圖3-5 鍋爐燃燒過程中蒸汽壓力控制系統(tǒng)圖 當系統(tǒng)降量時，蒸汽壓力增加，蒸汽壓力控制器輸出減少，因而它被低選器選中，作為燃料流量控制器的給定值而命令燃料降量。燃料量降低，經(jīng)變送器的測量信號為高選器選中，作為空氣流量控制器的給定值，命令空氣降量。降量過程直至IP=I1=I2時，系統(tǒng)又恢復到正常工況時的穩(wěn)定狀態(tài)。這樣就實現(xiàn)了提量時先提空氣量，后提燃料量，降量時先降燃料量，后降空氣量的邏輯要求。第四章 總結 經(jīng)過兩個星期的努力我的過程控制課程設計已經(jīng)完成了，回想做課設的整個過程，艱辛同時又充滿樂趣。沒有做設計之前覺得課程設計只是對過程控制、控制儀表及裝置、熱工測量儀表、傳感器與檢測技術等幾門課所學知識的簡單總結，但是通過這次親自體驗發(fā)現(xiàn)課程設計不僅是對前面所學知識的一種檢驗，而且也是對自己能力的一種提高。 本次設計讓我學到了許多書本上學不到的東西，增強了我的分析理解能力，也學會了如何寫科技論文，也對過程控制乃至我們專業(yè)有了進一步的了解。同時我也學會了一些軟件的應用，如：AutoCAD Visio等。 這次自選設計為熱電廠