翠峰山隧道防水排水设计
6.1隧道防水排水设计原则
隧道防排水应遵循“防,排,截结合,因地制宜,综合治理”的原则,保证隧道结构物和运营设备的正常使用和行车安全。隧道防排水设计应对地表水,地下水妥善处理,洞内外形成一个完整的防排水系统。
“防”即要求隧道衬砌,防水层具有防水能力,防止渗水入洞内。
“排”即隧道应有畅通的排水设施,将衬砌背后,路面结构层下的积水排如洞内中心排水沟或侧边沟。
“截”是设置截水沟等设施,截走易渗入带隧道的地表水。
“堵”是针对隧道围岩有渗漏水的地段,采用注浆,喷涂,堵水墙等方法,堵在岩体内。
1、高速公路的隧道防排水应满足下列要求
(1拱部,边墙,路面,设备箱洞不渗水。
(2有冻害的地段的隧道衬砌背后不积水,排水沟不冻结。
(3车行横通道,人行横通道等服务通道拱部不滴水,边墙不趟水。
2、常用方法
(1截水措施:在地表水上游设置截水导流沟,地下水上游设置泄水洞或洞外井点降水。
(2堵水措施:喷射混凝土堵水,塑料板堵水,混凝土衬砌堵水,注浆堵水。
(3排水措施:利用盲沟,泄水管,渡槽,中心排水沟或排水侧沟等将水排出洞外。
6.2 翠峰山隧道防水设计方案
1、一般规定
公路隧道防水的基本方法与措施如下
(1 公路隧道首先要重视防止地表水的下渗,其措施为填平、铺砌、勾补、抹面等;
(2 围岩破碎、涌水易坍塌地段,宜直接向围岩内预压浆;
(3 公路隧道衬砌防水,首先采取引排措施,然后敷设衬砌内、外防水层;
也可修建复合式衬砌,采用夹层防水层;
(4 混凝土应满足抗渗要求;
(5 施工缝、变形缝等处的防渗应采用专门的防水措施。
2、复合式衬砌防水系统
隧道采用复合式衬砌,在初期支护和二次衬砌之间铺设防水板和无纺土工布组成的防水层,以防地表水渗漏进入隧道内,无纺布的密度为350g/㎡,防水板采用易于焊接的防水卷材,厚度为1.2mm,接缝长度为120mm。
3、二次衬砌防水系统
二次摸筑衬砌采用防水混凝土,本身具有一定的抗渗阻水性能。充分利用混凝土衬砌的防水性能,是最基本的防水措施。改善和利用混凝土衬砌的抗渗防水性能,可以通过提高混凝土的抗渗等级,以及在施工过程中采用机械振捣,使其密实。二次衬砌施工缝、伸缩缝、沉降缝等是防渗漏水的薄弱环节。可靠的防水措施是指除按施工规范要求处理外,还应进行精心的设计,采用合理的防水材料和构造形式,二次衬砌施工缝、沉降缝的主要构造形式如下图。
图6.1二次衬砌施工缝、沉降缝的构造形式
6.3翠峰山隧道排水设计方案
由水文地质条件可知,隧道区地表水系不发育,仅在冲沟内时有小股水流,雨季流量稍大,旱季甚微,对隧道施工及其运营影响小.场地地下水主要为基岩裂隙水,水文地质条件属于较简单类型。本隧道拟采用防排堵相结合的方法,在初期支护与二次衬砌之间设PVC板和无纺布堵水,全隧道布满。衬砌边墙脚喷砼与防水层之间设纵向透水软管,环向导水盲沟,由于地下水量不大,可不设中心排水沟,衬砌背后的地下水可以直接由路面边沟排出洞外,隧道洞门顶部设置
洞顶截水沟,仰坡上设置截水天沟。
隧道的防排水系统具体如下
1、洞身部分
根据地质勘察质料,隧道内一般地段有少量的地下水,仅在冲沟内时有小股水流。二次衬砌采用防水混凝土,衬砌背后采用PVC防水板加无纺布的防水层,采用无
钉铺设施工,衬砌防排水见图6.2。防水层外环向每隔10m设一道盲沟,孔径设计为100mm,将喷射混凝土和防水板之间的裂隙水引入隧道洞内的纵向排水沟,环向盲沟见图6.3。两侧边墙各设纵向排水管一根,用以引导衬砌后的裂隙水聚集进入两侧排水边沟,衬砌边墙留设了纵向排水管检查口,拱角排水大样见图6.4。施工缝设缓膨胀型橡胶止水条,见图6.5,沉降缝采用中埋式橡胶止水带,见图6.6。
图6.2衬砌防排水立面图
图6.3环向盲沟示意图
图6.4拱脚排水大样图
图6.5施工缝防水示意图
图6.6沉降缝橡胶止水带示意图2、洞口部分
对两端洞口段地表水采用以截为主,排,堵,截结合的原则,在洞口山坡上设置截水天沟,尺寸大小为50cm×50cm 。洞门顶部设置排水沟,尺寸大小为PVC垫片
复合300g/m2无纺布
防水层1.2mm厚
PVC防水卷材膨胀型橡胶止水条
背贴式PVC止水带
焊接围岩
初期
支护钢筋卡橡胶止水带
复合300g/m2无纺布
初期
支护
PVC垫片焊接背贴式PVC止水带
围岩
防水层1.2mm厚
PVC防水卷材
60cm×60cm ,见图6.7,边墙设纵向透水软管,使洞内外形成一个完整的排水体系。
图6.7截水天沟
3、路面排水
隧道内路面设置单面横坡,坡度为-1.29%,隧道两侧对称设置有开口式明沟,如图6.8。检修道路面设计横坡 1.5%,以利于表面排水;在墙脚侧设纵向凹槽,排水槽细部如图
6.9,路侧边沟主要排引隧道围岩中的地下水、营运中隧道内清洗污水、消防污水和其它污水,电缆沟内集水也应引入路侧边沟,集中排出洞外。
该隧道的防排水系统布置见图6.10所示
图6.8开口式明沟
2012年2月
1.课程设计内容:
学习《过程控制工程》课程和下厂实习后,在对现场的实际过程控制策略、实习环节的控制系统以及相应的组态软件有一定的认识和了解的基础上,针对实习环节的被控对象和控制装置,设计一个复杂控制系统(至少包含一个复杂回路和6-7个
简单回路,并利用组态软件进行动态仿真设计,调节系统控制参数,使控制系统达到要求的控制效果。
1确定自己的课程设计题目,三人一组;
2用CAD软件绘制工艺流程图;
3选用一种组态软件(例如:采用力控组态软件绘制系统工艺流程图,绘制控
制系统原有的控制回路;
4利用下厂收集的实际数据和工艺要求,选择被控对象模型,利用组态软件,对
控制系统进行组态;
5改进原有的控制回路,增加1-2个复杂回路,并进行组态;
6调节控制参数,使性能指标达到要求;
7写出设计工作小结。对在完成以上设计过程所进行的有关步骤:如设计思想、
指标论证、方案确定、参数计算、元器件选择、原理分析等作出说明,并对所完成
的设计作出评价,对自己整个设计工作中经验教训,总结收获。
2. 进度安排(时间3周
第1周第一天:课程设计安排,分小组,确定课题。
第二天; 安装需要用到的Auto CAD,组态软件MCGS。
任务的分解。
第三天:绘制工艺流程CAD图纸,(完毕
第四天:搜集资料,做对象特性分析
第五天:开始着手用MCGS绘工艺流程图,历史,实时,报警窗口的组态第二周任务一::理论控制方案的设计,根据要求有6~7个简单回路,1~2
个复杂回路。
周二日志,发现MCGS组态还需要MTALAB来搭建运行平台,而
任务二:在控制方案完成的基础上进行实时数据库库的建立,
第3周(1-3 动画连接;
设计控制策略(PID的应用,基于控制回路的;
PID参数整定;
调试,试运行。
提高部分:为达到更好的控制效果,改进原有的控制回路,增加1-2个复杂回路,并进行组态;调节控制参数,使性能指标达到要求;
第3周(4 写设计工作小结
第3周(5 演示、答辩
3锅炉对象特性分析:
3.1工业锅炉工艺流程描述:
本课题所选对象为自然循环锅炉,其工艺流程如下图1-1所示。
软化水流量为F1106,温度为常温20℃,软化水经由上水泵P1101泵出。
锅炉上水流量为F1101,锅炉上水管线上设有上水泵出口阀XV1101,上水管线调节阀V1101,以及旁路阀HV1101。锅炉上水被分为两路。一路进入减温器E1101预热,预热后与另外一路混合进入省煤器E1102。两路锅炉上水管道上分别设有调节阀V1102和V1103。正常工况时,大部分锅炉上水直接流向省煤器,少部分锅炉上水流向减温器,其流量为F1102。
汽包V1102顶部设放空阀XV1104,汽包压力为P1103。汽包中部设水位检测点L1102。在汽包中通过汽水分离得到的饱和蒸汽温度为T1102,经过炉膛汽相升温得到的过热蒸汽温度为T1103。
过热蒸汽进入减温器E1101,进行温度的微调。最终过热蒸汽压力为P1104,温度为T1104,流量为F1105。过热蒸汽出口管道上设调节阀V1105。
燃料经由燃料泵P1102泵入炉膛F1101的燃烧器,燃料流量为F1103,燃料压力为P1101,燃料流量管线设调节阀V1104,燃料泵出口阀XV1102。空气经由变频风机K1101送入燃烧器,变频器频率为S1101(被归一化到0~100%之间,空气量为F1104。
省煤器烟气出口处的烟气流量为F1107,温度为T1105。烟气含氧量A1101设有在线分析检测仪表。烟道内设有挡板DO1101。
炉膛压力为P1102,炉膛中心火焰温度为T1101,为红外非接触式测量,仅提供大致温度的参考。
3.2工业锅炉装置特性描述:
锅炉作为重要的动力设备,其控制的基本要求是供给蒸发量适应符合的需要。为此,生产过程的各个主要参数必须严格控制。锅炉设备也是一个复杂的控制对象,主要输入变量是负荷、锅炉给水、燃料量、送风和引风等。主要输出变量是汽包水位、蒸汽压力、过热蒸汽温度、炉膛负压、过剩空气(烟气含氧量等。所以说锅炉是一个复杂的调节对象,有许多个调节参数和被调节参数,还存在着错杂的扰动参数。
3.3锅炉汽包水位对象特性分析
维持水位在一定的范围内是保证锅炉安全运行的首要条件。因为水位过高会影响汽包内的水汽分离,产生蒸汽滞液现象,会使过热器管壁结垢导致损坏,同时,也会使过热蒸汽温度急剧下降。水位过低,则由于汽包的水量较少,当负荷增大时,水的汽化速度加快,若不及时调节,就会使汽包内的水全部汽化,导致水冷壁烧坏,甚至引起爆炸。对锅炉汽包水位调节系统产生扰动的主要因素有蒸发量D、燃料量M、给水量W等。
汽包水位控制系统的任务
图4蒸汽量扰动下的水位反应曲线
是使给水量适应锅炉蒸发量的需要,以维持汽包水位在允许的范围内,同时保持给水量的稳定,尽量减少波动。
以下将从蒸发量、燃料量以及给水量三个因素扰动下汽包水位的动态特性。
⑴蒸汽量D 扰动作用下水位动态特性
当给水量不变,蒸发量突然增加△D 时,如果只从物质平衡角度来看,则反映曲线如上图4中的H1(t所示,但由于蒸发量增加时,汽包容积的增加,水位的反应曲线如
H2(t所示。H2(t和H1(t相结合,实际水位阶跃反应曲线如H(t所示。从上图可以看出,当蒸汽负荷增加时,虽然锅炉的给水量少于蒸发量,但在一开始,水位不仅不下降反而迅速上升,然后再下降。如果蒸汽流量突然减少时,则水位先下降,然后上升,这种现象称之为“虚假水位”。当负荷变化时,我们可以看到水位下汽包变化引起水位的变化速度是很快的。图中的H2的时间常数只有10~20s 当蒸汽量D 扰动时,水位变化的动态特性可以用以下传递函数表示:
122
2(
(
(
(((1f
k H s H s k H s D s D s D s s T s =+=-++
式中 f k -响应速度,即蒸汽流量变化单位流量时,水位变化的速度,mm/s 或者t/h ;
2k -响应曲线H2的放大系数;
2T -响应曲线H2的时间常数。
“虚假水位”变化的幅度与锅炉的工作压力和蒸发量有关。例如,一般100~200t/h 的中高压锅炉,当负荷变化10%时,“虚假水位”可以达到30~40mm 。“虚假水位”现象属于反向特性,这给控制带来一定困难,在设计控制方案时,必须加以注意。
⑵燃料量M 扰动作用下水位的动态特性 D
蒸汽
量
阶
跃 D t 水
位阶跃响应 H t
H 2(t H(t
H 1(t
图5燃料量扰动下的水位反应曲线
燃料量增加M
水位先上升,然后再下降,如上图5所示。
⑶给水量W变化时的水位对象的动态特性
图6给水量扰动下的水位反应曲线
在开始阶段,由于刚进入的给水水温较低,使汽水混合物中的汽包吞吐量减小。水位下降,如上图6中的H1(t所示,而H2(t反应了物质不平衡引起的水位变化,H1(t
和H2(t相
W 给水量阶跃W t
水位阶跃响应
H
t
H1(t H(t H1(t
M
燃
料
量
阶
跃
M
t
水
位
阶
跃
响
应
H
t
加得到了总的给水量变化的阶跃反应曲线H(t,即当给水量作阶跃变化后,汽包水位一开始不立即增加,而要呈现出一段起始惯性段。用传递函数描述,它近似于一个积分环节和时滞环节的串联,可以用如下的传递函数表示:
0((
s
k H s e
G s s t -=
式中 0k -响应速度,即给水流量变化单位流量时,水位的变化速度,mm/s 或者t/h ; t -时滞。
给水温度低,时滞t 就越大。对于非沸腾式的省煤器的锅炉,t =30~100s ,对于沸腾式省煤器锅炉,t =100~200s 。
3.4蒸汽压力的对象特性分析
蒸汽压力是反映蒸汽供需关系平衡与否的重要指标,也是表征蒸汽的重要参数。汽压偏高,会加速金属材料的蠕变;汽压偏低,说明供需关系不平衡,设备消耗的蒸汽量大于现有的产汽量,难以维持长期稳定的运行。因此,维持压力稳定是安全生产和维持运行的需要。而引起蒸汽压力变化的主要原因是燃料量和用气负荷发生变化。
⑴燃料量扰动下蒸汽压力变化的特性
图7用汽负荷不变时的汽压飞升曲线
B 0
燃
料量阶跃
B
t
蒸汽压力阶跃响应
P
t
图8用汽阀门开度不变时的汽压飞升曲线
在锅炉燃料量B 阶跃扰动下,用气负荷不变,此时出口蒸汽压力的曲线如上图7所示。此时对象没有自平衡能力,具有较大的迟滞和惯性。但如果锅炉出口的蒸汽阀门开度不变,那么由于汽压因燃料扰动而发生变化时,蒸汽流量也将发生变化。由于汽压变化时,自发改造限制汽压的变化,因此对象有自平衡能力,此时汽压的飞升曲线如上图8所示。
⑵蒸汽负荷扰动下汽压变化的动态特性
负荷阶跃扰动下,汽压变化的动态特性也有两种下列情况。当用蒸汽阀门阶跃扰动时,对象表现出具有自平衡能力,没有迟延,但有较大的惯性,并有一个与阀门变化成比例的起始阶跃。飞升曲线如下图9所示。当蒸汽量阶跃扰动时,其飞升曲线如下图10所示,此时
对象没有自平衡能力。如果不及时调节进入锅炉的燃料量,那么汽压将一直往下降。
图9用汽阀阶跃扰动时的汽压飞升曲线
B 0
料量阶跃
B
t
蒸汽压力阶跃响应
P
t
图10蒸汽量阶跃扰动时的汽压飞升曲线
3.5送风设备的特性分析:
送风调节系统工作的好坏,直接影响炉膛的空气过剩系数的变化。引起空气过剩系数变化的主要扰动是燃料量和送风量。风量扰动下对象的动态特性具有较大的自平衡能力,几乎没有迟延和惯性,近似为一比例环节。而燃料量扰动时,需经过输送和燃烧过程而略有延迟。由于送风系统几乎没有延迟和惯性。所以在燃料充足的情况下送风量的大小将比较直接的反应在锅炉的蒸汽压力上。那么怎样才能保证送风量和燃料量的搭配适宜,这里我们引入了风煤比这个概念。风煤比就是在当前风量
下所能燃烧的煤的最大值。在控制作用中风煤比主要是根据当前风量来限制炉排的转速,防止由于风量不够导致煤不能充分燃烧。该参数对节煤和环保都有很大意义。因为如果不能充分燃烧将会导致煤渣的含炭量增高,这样比较浪费煤,同时还会造成烟气含炭量增高影响排放。
3.6过热蒸汽温度的对象特性影响:
过热蒸汽温度变化的扰动因素很多,如蒸汽负荷、炉膛热负荷、烟气温度、火焰中心位置、炉膛负压、送风量、减温水量以及蒸汽母管压力等。但归纳起来有三大类:进入过热器的蒸汽热量变化、烟气传热量变化和蒸汽流量变化。⑴蒸汽温度在减温水量扰动下的动态特性
t
D
汽量阶跃
D
t
蒸汽压力阶跃响应
P
w
ΔW
t
T
t
图11减温水量阶跃扰动下蒸汽温度的飞升曲线
减温水量扰动时,其扰动地点(过热器的入口,即减温器的安装位置与测量蒸汽温度的地点(过热器出口之间有着较大的距离,此时,过热器是一个纯滞后对象。延迟的时间t大约为30~70s,时间常数为100~130s。
⑵烟气传热量扰动下蒸汽温度的对象特性
Y
ΔY
t
T
t
图12烟气传热量阶跃扰动下蒸汽温度的飞升曲线
烟气传热量扰动,包括烟气温度和烟气流速的扰动。在这种扰动下,烟气与蒸汽之间的
热交换条件发生了变化,过热气温的变化沿着整个过热器管壁同时发生的,所以它的延迟时间t较小,大约为10~20s。当燃料或空气量发生扰动时,过热器出口蒸汽温度如上图12所示。
⑶蒸汽流量扰动下蒸汽的温度对象的动态特性
蒸汽流量扰动时,过热器出口蒸汽温度变化的动态特性和烟气传热量扰动下动态特性是相似的具有较小的滞后,较小的时间常数。
4工业锅炉控制系统方案设计
控制回路说明:
； 济南铁道职业技术学院 电气工程系 毕业设计指导书 课题名称： 锅炉控制系统的组态设计《 专业电气自动化 班级电气0831 姓名 cmy ~ 设计日期至 指导教师 ly ? 2010、11
济南铁道职业技术学院电气工程系 毕业设计指导书 2010、11 一、设计课题: ！ 锅炉控制系统的组态设计 锅炉设备是工业生产中典型的控制对象，而组态控制技术是当今自动化系统应用广泛的技术之一。本课题采用组态王组态软件设计上位机监控画面，实时监控液位参数，并采用实时趋势曲线显示液位的实时变化。由此组成一个简单的液位控制系统。 二、设计目的： 通过本课题的设计，培养学生利用组态软件、PLC设计控制系统的能力，理解、掌握工业中最常用的PID控制算法，有利于进一步加深《自动控制原理》、《组态软件》和《过程控制》等课程的理解，为今后工作打好基础。 三、设计内容： 掌握锅炉生产工艺，实现锅炉自动控制的手段，利用“组态王”软件做出上位机监控程序，具体有主监控画面、实时曲线、历史曲线；掌握PID参数调整方法。 — 四、设计要求及方法步骤： 1．设计要求： （1）监控系统要有主监控画面和各分系统的控制画面，包括实时曲线、历史曲线和报表等。 （2）各控制画面要有手/自动切换。
（3）掌握PID控制算法。 2．运用的相关知识 （1）组态控制技术。 （2）过程控制技术。 ~ 3．设计步骤： （1）熟悉、掌握锅炉的生产工艺。 （2）设计各分系统的控制方案。 （3）构思系统主监控画面和分画面，包括实时曲线、历史曲线和报表等。 （4）编写设计论文。 五、设计时间的安排： 熟悉题目、准备资料 1周 @ 锅炉控制系统的工艺了解 1周 监控画面的设计 2周 控制算法的编制和系统调试 3周 论文的编写 2周 准备毕业设计答辩 1周 六、成绩的考核 在规定时间内，学生完成全部的设计工作，包括相关资料的整理，然后提交给指导教师，指导教师审阅学生设计的全部资料并初步通过后，学生方可进入毕业答辩环节，若不符合设计要求，指导教师有权要求学生重做。 … 答辩时，设计者首先对自己的设计进行10分钟左右的讲解，然后进行答辩，时间一般为30分钟。 成绩根据学生平时的理论基础、设计水平、论文质量和答辩的情况综合考虑而定。 成绩按优秀、良好、中、及格、不及格五个等级进行评定。
一．题目SHL35-1.6-A 二、锅炉规范 锅炉额定蒸发量 35t/h 额定蒸汽压力 1.6MPa 额定蒸汽温度 204.3℃(饱和温度) 给水温度 105℃ 冷空气温度 30℃ 排污率 5% 给水压力 1.8MPa 三．燃料资料 烟煤（AⅡ） 收到基成份（%） C ar H ar O ar N ar S ar A ar M ar 48.3 3.4 5.6 0.9 3.0 28.8 10.0 干燥无灰基挥发份V daf= 40.0 % 收到基低位发热量Q net,ar= 18920 kJ/kg 收到基成份校核： C ar+H ar+O ar+N ar+S ar+A ar+M ar=48.3+3.4+5.6+0.9+3.0+28.8+10.0=100 根据门捷列夫经验公式:Q net,ar=339C ar+1031H ar-109（O ar-S ar）-25.1M ar =339×48.3+1031×3.4-109×（5.6-3.0）-25.1×10.0 =19344.7kJ/kg 与所给收到基低位发热量误差为: 19344.7-18920=424.7kJ/kg<836.32kJ/kg（在A d=32%>25%下，合理）。 四．锅炉各受热面的漏风系数和过量空气系数 序号受热面名称入口'α漏风Δɑ出口''α 1 炉膛 1.3 0.1 1.4 2 凝渣管 1.4 0 1.4 3 对流管束 1. 4 0.1 1.5 4 省煤器 1. 5 0.1 1.6 5 空气预热器 1. 6 0.1 1.7
（工业锅炉设计计算P134表B3~P135表B4）由于AⅡ是较好烧的煤，因此'' 在1.3~1.5取值1.4。 五.理论空气量及烟气理论容积计算 以下未作说明的m3均指在标准状况0℃，101.325kPa的情况下体积。 序号名称 符 号 单位计算公式结果 1 理论空气 量 V0m3/kg V0=0.0889(C ar ＋0.375S ar )＋0.265H ar －0.0333O ar =0.0889（48.3+0.375×3）+0.265×3.4-0.0333 ×5.6 5.10 8 2 RO2容积V RO2m3/kg V RO2 =0.01866(C ar ＋0.375S ar ) =0.01866（48.3+0.375×3） 0.92 2 3 N2理论容 积 2 N V m3/kg V0 N2 =0.79V0＋0.008N ar =0.79×5.108+0.008×0.9 4.04 3 4 H2O理论 容积 2 O H V m3/kg V0 H2O =0.111H ar ＋0.0124M ar ＋0.0161V0 =0.111×3.4+0.0124×10+0.0161×5.108 0.58 4 5 理论烟气 量 y V m3/kg V0 y =V RO2 ＋V0 N2 ＋V0 H2O =0.922+4.043+0.584 5.54 9 (工业锅炉设计计算 P187) 六．各受热面烟道中烟气特性计算 序号名称 符 号 单位计算公式炉膛 对流 管束 省煤 器 空气 预热 器 1 平均过 量空气 系数 αav－（α’+α”）／２ 1.4 1.45 1.55 1.65 2 实际水 蒸气容 积 V H2O m 3/k g 2 O H V+0.0161（αav-1） V0 0.617 0.621 0.629 0.637 3 实际烟 气量 V y m 3/k g Vg=V RO2 +0 2 N V+V H2O+（αav -1）V0 7.625 7.885 8.404 8.923 4 ＲＯ２ 容积份 额 r RO2－ g RO V V 2 0.120 9 0.116 9 0.109 7 0.103 3 5 Ｈ２Ｏ 容积份 额 r H2O－ g H V V 2 O0.080 9 0.078 8 0.074 9 0.071 4 6 三原子 气体容 积份额 r q－r RO2+r H2O0.201 8 0.195 7 0.184 6 0.174 7
工业锅炉控制系统设计 The following text is amended on 12 November 2020.
工业锅炉控制方案设计 学生学号： 学生姓名：曹新龙 专业班级：自动化12102班指导老师：赵莹萍 目录
引言 锅炉是国民经济中主要的供热设备之一。电力,机械，冶金，化工，纺织，造纸，食品等工业和民用采暖都需要锅炉供给大量的蒸汽。各种工业的生产性质与规模不同，工业和民用采暖的规模大小也不一样，因此所需的锅炉容量，蒸汽参数，结构，性能方面也不尽相同。锅炉是供热之源，锅炉机器设备的任务在于安全，可靠，有效地把燃料的化学能转化成热能，进而将热能传递给水，以生产热水和蒸汽。为了提高热量及效率，锅炉向着高压，高温和大容量等方向发展。供热锅炉，除了生产工艺有特殊要求外，所生产的热水不需要过高温的压力和温度，容量也无需很大。 随着生产的发展，锅炉日益广泛的应用于工业生产的各个领域，成为发展国民经济的重要热工设备之一。在现代化的建设中，能源的需求是非常大的，然而我国的能源利用率极低，所以提高锅炉的热效率，具有极为重要的实际意义。此外，锅炉是否能应地制宜地有效地燃用地方燃料，并满足环境保护的各项要求而努力解决烟尘污染问题，以提高操作管理水平，减轻劳动强度，保证锅炉额定运行及运行效率，安全可靠地供热等课题。 锅炉微机控制，是近年来开发的一项新技术，它是微型机软件、硬件、自动控制、锅炉节能等几项技术紧密结合的产物。工业锅炉数量大、分布广，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，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。因此,提高热效率，提高自动化水平及防止环境污染, 降低耗煤量与耗电量，均是设计工业锅炉需考虑的重要因素。用微机进行控制是一件具有深远意义的工作。 本课题的主要方向就是采用过程控制对工业锅炉进行控制，采用先进的控制算法，以达到优化技术指标、提高经济效益和社会效益、提高劳动生产率、节约能源、改善劳动条件、保护环境卫生、提高市场竞争能力的作用。
工业锅炉水处理理论试题库（答案） 二填空（每题1 分,共计20 分） 《规则》部分 1．《锅炉水处理监督管理规则》规定：使用锅炉的单位应根据锅炉的（数量）、参数、水源 情况和水处理（方式），配备专（兼）职水处理管理操作人员。 2．《锅炉水处理监督管理规则》规定：锅炉水处理人员须经过（培训）、考核合格，并取得 （安全监察机构）颁发的相应资格证书后，才能从事相应的水处理工作。 3．《锅炉水处理监督管理规则》规定：使用锅炉的单位应根据锅炉的参数和汽水品质的要求，对锅炉的原水、（给水）、锅水、（回水）的水质及（蒸汽）品质定期进行分析。4．《锅炉水处理监督管理规则》规定：安全监察机构对锅炉使用单位的水质管理制度等情况进行不定期抽查。对水质不合格造成严重（结垢）或（腐蚀）的锅炉使用单位，市、地级安全监察机构有权要求（限期改正）或按有关规定进行处理。5．制定《锅炉水处理监督管理规则》的目的是为了“防止和减少由于 （结垢）或（腐蚀） 而造成的事故，保证锅炉的安全经济运行” 。 6．制定《锅炉水处理监督管理规则》的依据是（《特种设备安全监察条例》）。 7．未经注册登记的锅炉水处理设备、药剂和树脂，不得生产、销售、（安装）和（使用）。8．锅炉清洗单位必须获得省级以上（含省级）（安全监察机构）的资格认可，才能从事相应级别的（锅炉）清洗工作。 9．锅炉水处理系统安装验收是锅炉总体验收的组成部分，安全监察机构派出人员在参加锅炉安装总体验收时，应同时审查水处理设备和系统的安装技术资料和（调试）报告，检查其安装质量和水质。（水质）验收不合格的不发锅炉使用登记证。 10．安全监察机构对锅炉使用单位的水质管理制度等情况进行不定期抽查。对水质不合格造 成严重（结垢）或（腐蚀）的锅炉使用单位，市、地级安全监察机构有权要求限期改正或按有关规定进行处理。 11．锅炉水处理的检验一般应结合锅炉（定期）检验进行。检验内容包括：水处理设备状况以及设备的（运行操作）、管理等情况。 12．锅炉取样装置和取样点应保证取出的水汽样品具有（代表性）。 13．其它部门或行业颁发的与《锅炉水处理监督管理规则》相抵触的规定或文件（无效）。14．锅炉水处理是保证锅炉安全经济运行的重要措施，不应以化学清洗代替正常的（水处理） 工作。 15．使用锅炉的单位应结合本单位的（实际）情况，建立健全规章制度。无机化学部分 16．在盐酸中溶解很少，基本无气泡，加入10%氯化钡后,生成大量白色沉淀物的垢样是（硫酸盐垢）。 17．加稀盐酸可缓慢溶解，溶液呈黄绿色，加硝酸能较快溶解溶液呈黄色的垢样是（氧化铁垢）。18．在5% 盐酸溶液中，大部分可溶解，同时会产生大量气泡的垢样是（碳酸盐垢）。19．在盐酸中不溶解，加热后其它成分缓慢溶解，有透明砂粒沉淀物，加入1%HF 可有效溶解的垢样是（硅酸盐垢）。 20．中和反应是指一般把酸和碱作用生成（盐）和（水）的反应称为中和反应。 21．质量守恒定律是指反应前参加反应的各物质的（总质量）等于反应后生成物的（总质量）。22．溶度积定义为：在难溶电解质的饱和溶液中，有关（离子浓度）的乘积在（一定温度） 下是一个常数。 23．影响化学反应速度的外界主要因素有：（浓度）、温度和（催化剂）等。24．燃料在锅炉中的燃烧属于（化学）变化。 25．水在锅炉中受热变成蒸汽属于（物理）变化。26．水是一种极性分子，是一种很好的极性溶
锅炉水处理工艺 1、工业厂房锅炉水的处理 （1）预处理主要通过石灰软化处理和石灰钠软化处理来实现，原水杂质、pH值、离子等的简单处理由上述化学物质来实现。预处理前，首先对原水进行沉淀、过滤、冷凝，以减少工业锅炉原水中的杂质和水垢；其次，用石灰乳对原水中的重质碳酸盐进行处理，以降低工业锅炉外水的硬度；再次，采用碱石灰进行软化处理，调节工业锅炉水的pH值是必要的。最后，石膏可用于软化处理。通过石膏和钠盐的化学反应，可以适当降低水中碳酸氢盐的浓度，以减少锅炉内的二氧化碳气体。 （2）软化处理主要采用钠离子交换法。用钠离子交换剂吸附原水中的金属离子，减少工业锅炉结垢的产生，对工业锅炉的正常使用具有十分积极的意义。在钠离子交换器的使用过程中，氯离子浓度会适当提高。因此，在处理过程中应适当控制钠离子交换器的用量，防止钠离子交换器的过度使用。 （3）在除氧过程中，适当提高锅炉温度，通过热力除氧降低锅炉腐蚀速率。在使用该方法的过程中，进水管的加热温度应控制在105^0以上。为了提高除氧效果，还可以设置喷水盘式除氧器。 2、工业厂房锅炉内水处理在锅炉水处理过程中，可适当进行碱处理、磷酸盐处理和腐殖酸钠处理。 通过上述方法，可以全面改善锅炉内的水质，调节工业锅炉内水质的pH值、总碱度和钠离子浓度，对优化工业锅炉的水质有很好的效果。 在加碱过程中，可适当向锅炉中加入纯碱，通过酸、碱盐的置换反应生成碳酸钙和氢氧化镁沉淀，降低水中碳酸盐离子和金属镁离子、金属钙离子的浓度。在磷酸盐处理过程中，磷酸盐中的镁和钙离子可以在水中与之反应，这与自然界的碱处理是一样的。结晶后排出并除去。在加入腐植酸钠的过程中，腐植酸钠软化水的硬度，去除金属镁和钙离子，使水质软化。 3、工业厂房锅炉排污的处理锅炉排污处理作为工业锅炉水质处理的关键，对提高工业锅炉的安全性能具有十分积极的意义。工业锅炉在使用过程中，由于水的蒸发和化学物质的加入，锅炉内的水浓度会逐渐增加，锅炉内会产生一些杂质和沉淀物。
目录 一、锅炉简介 二、设计规范及技术依据 三、锅炉主要技术经济指标和有关数据 四、锅炉结构 五、炉烘与燃烧设备设计 六、锅炉辅机及其参数 七、锅炉所配安全附件 八、锅炉水质要求 九、其他
产品设计说明书 一、锅炉简介： DZL1.4-0.7/95/70-AⅡ锅炉是在老式DZL型锅炉的基础上，经过优化设计的卧式快装单锅筒纵置式三回程水火管锅炉，封头采用椭圆形封头，烟管采用螺纹烟管，烟气经炉膛从锅炉筒后部两侧经翼形烟道进入前部烟箱，后经螺纹烟管进入后烟箱，经除尘器、引风机尽进入烟囱。采用炉篦以小块炉排片为主，中间由滚轮支承，密闭风室与具有调风、放灰相匹配的轻型链条炉排，由上煤机、无级调速箱，实现机械进煤，配有鼓引风机和出渣机，实现机械通风和出渣机械化。 二、设计规范及技术依据： 1、《热水锅炉安全技术监察规程》 2、JB/T10094-2002《工业锅炉通用技术条件》 3、TSG G0002-2010《锅炉节能技术监督管理规程》 4、GB/T1576-2008《工业锅炉水质》 5、GB13271-2001《锅炉大气污染排放标准》 6、GB50273-2009《锅炉安装工程施工及验收规范》 7、GB50211-2004《工业炉砌筑工程施工及验收规范》 8、GB/T16508-96《锅壳锅炉受压元件强度计算》
9、《层状燃烧及流化床燃烧工业锅炉热力计算方法》 中国标准出版社.2005 10、《工业锅炉设计计算标准方法——烟风阻力计算》，2003. 11、JB/T4730-2005《承压设备无损检测》 12、GB/T18342-2001《链条炉排锅炉用煤技术条件》 13、JB/T1609-1993《锅炉锅筒制造技术条件》 14、JB/T1610-1993《锅炉集箱制造技术条件》 15、JB/T1611-1993《锅炉管子制造技术条件》 16、JB/T1619-2002《锅壳锅炉本体制造技术条件》 17、JB/T1613-1993《锅炉受压元件焊接技术条件》 18、JB/T1612-1994《锅炉水压试验技术条件》 19、JB/T1615-1991《锅炉油漆和包装技术条件》 20、GB/T18342-2001《链条炉排锅炉用煤技术条件》 三、锅炉主要技术经济指标和有关数据 1、锅炉参数 锅炉供热量 1.4MW 额定工作压力0.7MPa 出水温度95℃ 回水温度70℃ 2、设计燃料Ⅱ类烟煤Q net. ar=17694kJ/kg
锅炉温度控制系统上位机设计 1.设计背景 锅炉是化工、炼油、发电等工业生产过程中必不可少的重要的动力设备。它所产生的高压蒸汽，既可以作为风机、压缩机、大型泵类的驱动透平的动力源，又可作为蒸馏、化学反应、干燥和蒸发等过程的热源。随着工业生产规模的不断扩大，生产设备的不断创新，作为全厂动力和热源的锅炉，办向着大容量、高参数、高效率发展。为了确保安全，稳定生产，锅炉设备的控制系统就显得愈加重要。随着经济的迅猛发展，自动化控制水平越来越高，用户对锅炉控制系统的工作效率要求也越来越高，为了提高锅炉的工作效率，较少对环境的污染问题，所以利用计算机与组态软件技术对锅炉生产过程进行自动控制有着重要的意义。 2.任务要求 (1) 按照题目设计监控画面及动态模拟； (2) 在数据字典中定义需要的内存变量和I/O变量； (3) 实现监控系统的实时、历史曲线及报警界面显示； (4) 实现保存数据和参数报表打印功能； (5) 实现登陆界面和帮助界面。 3. 界面功能 3.1 系统说明 本系统的目的是实现锅炉的温度控制，所以在监控界面设置了加热部分和降温部分，同时通过观察相应仪表，操作者手动的实现对锅炉温度的控制，而且在加热过程和降温过程中有信号灯可以清楚地显示系统工作在什么阶段。此外，在监控界面加入了液位控制部分，通过对进水量和出水量的控制实现液位平衡。实时曲线和历史曲线可以让操作者清楚地观察到锅炉内液体的液位高度和温度，从而更加准确的操作系统，达到控制要求。实时报警界面可以随时进行提醒，防止发生意外情况。帮助界面可以让初次登陆该系统的用户快速学会如何操作系统。登陆界面中加入用户登陆部分，只有有相应权限的操作者也可以控制系统。该系统还加入历史曲线打印功能和对系统相关变量的保存功能，用户可以随时查看历史记录。 3.2主监控界面 主控界面实现的是操作者观察仪表，得到锅炉内液体温度和液位的实时信息，通过调节电磁阀1、2，使得锅炉内液体液位保持在要求范围内，通过加热按钮和降温按钮对
165m3/h锅炉补给水处理系统技术方案 一、总则 根据用户提出的低压锅炉补给水的用水要求，本技术方案就165m3/h低压锅炉补给水系统的工艺设计、设备结构、性能等方面的要求做出了详细说明，我方保证提供符合本技术方案和最新工业标准要求的优质产品。 1.采用的规范和标准 1.1国产设备的制造和材料符合下列标准、规范、规定的最新版本要求。 1)DL5000-94《火力发电厂设计技术规程》 2)DL/T 5068-96《火力发电厂化学水处理设计技术规程》 2)DL5028-93《电力工程制图标准》 3)GB150-98《钢制压力容器》 4)劳锅字(1990)8号《压力容器安全技术监察规程》 5)劳锅字(1992)12号《压力容器设计单位资格管理与监督规则》 6)JB/T2982-99《水处理设备技术条件》 7)HGJ32-90《橡胶衬里化工设备》 8)DLJ58-81《电力建设施工及验收技术规范(火力发电厂化学 篇)》 9)DL5007-92《电力建设施工及验收技术规范(火力发电厂焊接 篇)》 10)DL5031-94《电力建设施工及验收技术规范(管道篇)》
11)GB12145-89《火力发电机组及蒸汽动力设备水汽质量标准》 12)HGJ34-90《化工设备、管道外防腐设计规定》 13)DL5009.1-2002《电力建设安全工作规程》 1.2进口设备或部件的制造工艺和材料应符合美国机械工程师协会 （ASME）和美国材料试验学会（ASTM）的工业法规中所涉及的标准。 1.3对外接口法兰符合下列要求 1)87GB《火力发电厂汽水管道零件及部件典型设计手册》 2)JB/T74-94《管路法兰技术条件》 3)JB/T75-94《管路法兰类型》 1.4衬里钢管及管件符合下列标准的最新版本的规定要求： 1)HG21501《衬胶钢管及管件》 1.5设备外部管路的设计符合下列标准最新版本的要求： 1)DL/T5054-1997《火力发电厂热力设备和管道保温油漆设计技 术规定》 2)HGJ34-90《化工设备、管道外防腐设计规定》 1.6 当上述规定和标准对某些专用设备和材料不适用时,则采用材料生 产厂的标准。 1.7 供方提供反渗透膜所遵循的设计导则及设计和运行标准软件计算书。 2.系统概述 2.1 系统要求 2.1.1产水用途：锅炉补给水
火力发电厂锅炉给水自动控制系统 工业锅炉的汽包水位是运行中的一个重要参数，维持汽包水位是保持汽轮机和锅炉安全运行的重要条件，锅炉汽包水位过高会造成汽包出口蒸汽中水分过多，使过热器受热面结垢而导致过热器烧坏，同时还会使过热汽温急剧变化，直接影响机组运行的经济性和安全性；汽包水位过低则可能导致锅炉水循环工况破坏，造成水冷壁管供水不足而烧坏。 1.串级三冲量给水控制 如今的汽包水位自动控制基本上都是通过分散控制系统（DCS）来实现的，而控制策略基本上已串级三冲量给水控制为主，单回路调节已不能适应大型锅炉汽包水位的控制，如今已很少采用，串级三冲量给水控制由于引入了蒸汽流量和给水流量信号，对快速消除，平衡水位有着明显的效果，因此被广泛采用。 1.1 串级三冲量给水控制系统工作原理 如图 4.1 所示，串级三冲量给水控制系统由主调节器PI1(控制器1)和副调节器PI2（控制器2）串联构成。主调节器接受水位信号H f为主控信号，其输出去控制副调节器。副调节器接受主调节器信号I H外，还接受给水量信号I W和蒸汽流量信号I D。副调节器的作用主要是通过内回路进行蒸汽流量D 和给水流量W 的比值调节，并快速消除水侧和汽侧的扰动。主调节器主要是通过副调节器对水位进行校正，使水位保持在给定值。 串级三冲量给水控制系统有以下特点：两个调节器任务不同，参数整定相对独立。主调节器的任务是校正水位，副调节器的任务是迅速消除给水和蒸汽流量扰动，保持给水和蒸汽量平衡。给各整定值的整定带来很大的便利条件。在负荷变化时，可根据对象在内外扰动下虚假水位的严重程度来适当调整给水流量和蒸汽流量的作用强度，更好的消除虚假水位的影响，改善蒸汽负荷扰动下水位控制的品质。给水流量和蒸汽流量的作用强度之间是相互独立的，这也使整定工作更加方便自由。
1 引言 锅炉是发电厂及其它工业企业中最普遍的动力设备之一，它的功能是把燃料中的贮能，通过燃烧转化成热能，以蒸汽或热水的形式输向各种设备。目前，国内大多数工业锅炉都是人工控制的，或简单的仪表单回路调节系统，燃料浪费很大。工业锅炉作为一个设备总体，有许多被控制量与控制量，扰动因数也很多，许多参数之间明显地存在着复杂的耦合关系。对于工业锅炉这个复杂的系统，由于其内部能量转换机理过于复杂，采用常规的方式进行控制，难以达到理想的控制效果，因此，必须采用智能控制方式控制，才能获得最佳控制效果。 2 系统的组成 系统运行的示意图如图1所示。 图1 系统运行示意图 由图1可知，燃料和空气按一定比例进入燃烧室燃烧，产生的热量传递给蒸汽发生系统，产生饱和蒸汽，经负荷设备调节阀供给负荷设备使用。与此同时，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，最后经引风机送往烟囱排入大气。 锅炉是个较复杂的调节对象，为保证提供合格的蒸汽以适应负荷的需要，生产过程各主要工艺参数必须加以严格控制。主要调节项目有;负荷、锅炉给水、燃烧量、减温水、送风等。主要输出量是:汽包水位、蒸汽压力、过热蒸汽温度、炉膛负压、过剩空气等。这些输入量与输出量之间是互相制约的，例如，蒸汽负荷变化时，必然会引起汽包水位、蒸汽压力和过热蒸汽温度的变化;燃料量的变化不仅影响蒸汽压力，同时还会影响汽包水位、过热蒸汽温度、空气量和炉膛负压等。对于这样复杂的对象，工程处理上作了一些简化，将锅炉控制系统划分为若干个调节系统。主要的调节系统有: (1) 汽包水位调节系统 被调量是汽包水位，调节量是给水流量，它主要考虑汽包内部物料平衡，使给水量适应锅炉的蒸发量，维持汽包水位在工艺允许范围内。 (2) 过热蒸汽温度调节系统 维持过热器出口温度在允许范围之内，并保证管壁温度不超过允许工作温度。 (3) 燃烧调节系统
锅炉水处理工艺流程 一、补给水处理 因蒸汽用途（供热或发电）和凝结水回收程度的不同，锅炉的补给水量也不相同。凝汽式电站锅炉的补给水量一般低于蒸发量的3％,供热锅炉的补给水量可高达100％。补给水处理流程如下： ①预处理 当原水为地表水时，预处理的目的是除去水中的悬浮物、胶体物和有机物等。通常是在原水中投加混凝剂（如硫酸铝等），使上述杂质凝聚成大的颗粒，借自重而下沉，然后过滤成清水。当以地下水或城市用水作补给水时，原水的预处理可以省去，只进行过滤。常用的澄清设备有脉冲式、水力加速式和机械搅拌式澄清器；过滤设备有虹吸滤池、无阀滤池和单流式或双流式机械过滤器等。 为了进一步清除水中的有机物，还可增设活性炭过滤器。 ②软化 采用天然或人造的离子交换剂,将钙、镁硬盐转变成不结硬垢的盐，以防止锅炉管子内壁结成钙镁硬水垢。 对含钙镁重碳酸盐且碱度较高的水，也可以采用氢钠离子交换法或在预处理（如加石灰法等）中加以解决。 对于部分工业锅炉，这样的处理通常已能满足要求，虽然给水的含盐量并不一定明显降低。 ③除盐 随着锅炉参数的不断提高和直流锅炉的出现，甚至要求将锅炉给水中所有的盐分都除尽。这时就必须采用除盐的方法。 化学除盐所采用的离子交换剂品种很多，使用最普遍的是阳离子交换树脂和阴离子交换树脂，简称“阳树脂”和“阴树脂”。 在离子交换器中，含盐水流经树脂时，盐分中的阳离子和阴离子分别与树脂中的阳离子(H+)和阴离子(OH-)发生变换后被除去。 当水的碱度较高时，为了减轻阴离子交换器的负担，提高系统运行的经济性，在阳离子交换器之后一般都要求串联脱碳器以除去二氧化碳。 含盐量特别高的水，也可采用反渗透或电渗析工艺，先淡化水质，再进入离子交换器进行深度除盐。对高压以上的锅筒锅炉或直流锅炉，还必须除去给水中的微量硅；中、低压锅炉则按含量情况处理。 二、凝结水处理 凝结水在循环过程中，会受到汽轮机凝汽器冷却水泄漏和系统腐蚀产物等引起的污染，有时也需要进行处理。 凝结水的处理量与锅炉的参数、炉型（如有无锅筒或分离器）和凝结水的污染情况有关。随着锅炉参数的提高，凝结水的处理量一般逐渐增加。对超临界压力锅炉应全部处理；对超高压及亚临界压力锅炉处理量为25～100％;对有锅筒的高压以下锅炉一般不进行处理。 常用的凝结水处理设备有纤维素覆盖过滤器和电磁过滤器等。凝结水在其中除去腐蚀产物（氧化铜和氧化铁等）后，再进入混合床或粉末树脂覆盖过滤器进行深度除盐。 三、给水除氧 锅炉给水中的溶解氧会腐蚀热力系统的金属。 腐蚀产物在锅炉热负荷较高处结成铜铁垢，使传热恶化，甚至造成爆管或在汽轮机高压缸中沉积，使汽轮机效率降低。因此，经过软化或除盐的补给水和凝结水，在进入锅炉之前一般都要除氧。
PLC在工业锅炉自动控制系统中的应用 1 引言 锅炉是发电厂及其它工业企业中最普遍的动力设备之一，它的功能是把燃料中的贮能，通过燃烧转化成热能，以蒸汽或热水的形式输向各种设备。目前，国内大多数工业锅炉都是人工控制的，或简单的仪表单回路调节系统，燃料浪费很大。工业锅炉作为一个设备总体，有许多被控制量与控制量，扰动因数也很多，许多参数之间明显地存在着复杂的耦合关系。对于工业锅炉这个复杂的系统，由于其内部能量转换机理过于复杂，采用常规的方式进行控制，难以达到理想的控制效果，因此，必须采用智能控制方式控制，才能获得最佳控制效果。 2 系统的组成 系统运行的示意图如图1所示。 图1 系统运行示意图 由图1可知，燃料和空气按一定比例进入燃烧室燃烧，产生的热量传递给蒸汽发生系统，产生饱和蒸汽，经负荷设备调节阀供给负荷设备使用。与此同时，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，最后经引风机送往烟囱排入大气。
锅炉是个较复杂的调节对象，为保证提供合格的蒸汽以适应负荷的需要，生产过程各主要工艺参数必须加以严格控制。主要调节项目有;负荷、锅炉给水、燃烧量、减温水、送风等。主要输出量是:汽包水位、蒸汽压力、过热蒸汽温度、炉膛负压、过剩空气等。这些输入量与输出量之间是互相制约的，例如，蒸汽负荷变化时，必然会引起汽包水位、蒸汽压力和过热蒸汽温度的变化;燃料量的变化不仅影响蒸汽压力，同时还会影响汽包水位、过热蒸汽温度、空气量和炉膛负压等。对于这样复杂的对象，工程处理上作了一些简化，将锅炉控制系统划分为若干个调节系统。主要的调节系统有: (1) 汽包水位调节系统 被调量是汽包水位，调节量是给水流量，它主要考虑汽包内部物料平衡，使给水量适应锅炉的蒸发量，维持汽包水位在工艺允许范围内。 (2) 过热蒸汽温度调节系统 维持过热器出口温度在允许范围之内，并保证管壁温度不超过允许工作温度。 (3) 燃烧调节系统 使燃料燃烧所产生的热量适应蒸汽负荷的需要;使燃料量与空气量之间保持一定比例，以保证经济燃烧;使引风量与送风量相适应，以保持炉膛负压稳定。 这里将讨论锅炉汽包水位调节系统、燃烧调节系统及蒸汽温度调节系统。 2.1 系统的检测信号及锅炉的控制任务 锅炉设备的检测信号包括:蒸汽流量、汽包水位、汽包蒸汽压力、加水量、炉膛负压、鼓风量、烟气含氧量、当已知检测信号的情况下，锅炉的控制任务是:在用户蒸汽机需要的情况下，PLC控制加水阀、输煤量、鼓风量与引风量，使保持锅炉汽包水位稳定，蒸汽压力稳定，炉膛负压稳定，烟气稳定，使燃料能量最充分地燃烧，以取得最大的热效率。 2.2锅炉的主要控制流程 (1) 锅炉水位控制流程 水位自动控制的主信号为水位差压变送器输出的信号。前馈信号可以
课程设计任务书 题目: 锅炉过热蒸汽温度控制系统设计 摘要 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以提高系统的控制性能，在系统中采用了主控-串级控制的切换装置，使系统可以适用于不同的工作环境。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：过热蒸汽控制串级控制系统自动控制主控-串级切换 目录 1 生产工艺介绍 .................................................. 错误！未定义书签。 1.1 锅炉设备介绍............................................................................ ３ 1.2 蒸汽过热系统的控制................................................................ ５2控制原理简介 ..................................................................................... ６ 2.1控制方案选择............................................................................. ６ 2.1.1单回路控制方案................................................................. ６
锅炉水处理监督管理规则(TSG G5001–2008) TSG特种设备安全技术规范 TSG G5001–2008 锅炉水处理监督管理规则 Boiler Water Treatment Supervision Administration Regulation 中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局颁布 2008年8月7日 前言 2004年4月，国家质量监督检验检疫总局（以下简称国家质检总局）特种设备安全监察局（以下简称特种设备局）向中国特种设备检测研究院（以下简称中国特检院）下达了本规则的修订任务书。2004年4月，中国特检院组织有关专家成立起草组。2004年5月，在北京召开了起草组首次工作会议，确定了修订工作的原则、重点内容及主要问题、结构（章节）框架，并就修订工作进行了具体分工，制定了修订工作时间表。2004年9月在苏州召开了起草组第二次工作会议，经讨论修改，
形成了《锅炉水处理监督管理规则》草案，之后，邀请部分专家对草案进行了讨论，并且按照专家意见进行了修改。2004年10月，特种设备局以质检特函[2004]60号文征求基层部门、有关单位和专家及公民的意见。2005年3月，特种设备局将送审稿提交给国家质检总局特种设备安全技术委员会审议，随后多次召开相关讨论会进行了修改。2008年8月7日，由国家质检总局批准颁布。 1999年版的《锅炉水处理监督管理规则》自颁布实施以来，对锅炉水处理的监督管理工作起到有利的推动和规范作用。本规则是在此基础上，按照2004年7月1日起实施的《行政许可法》和2003年6月1日起实施的《特种设备安全监察条例》的总体要求，结合我国锅炉水处理发展现状、锅炉使用单位的需求以及特种设备安全监察、技术检验的实际情况和需要进行的修订。本次修订中取消和修订了1999 年版《锅炉水处理监督管理规则》与《特种设备安全监察条例》的规定不一致的条款和内容，对于锅炉化学清洗以及水处理设备、药剂、树脂的生产等方面的工作，在采用行业自律模式的基础上，强化监督管理；对于锅炉水处理人员，分成锅炉水处理检验检测人员和锅炉水处理作业人员两类，分别按照相应的规定进行考核和管理。本规则旨在加强锅炉水处理工作的监督管理，防止和减少由于结垢、腐蚀及蒸汽质量恶化而造成的锅炉事故，促进锅炉运行的安全、经济、节能、环保。 本规则主要起草单位和人员如下： 江苏省特种设备安全监督检验研究院盐城分院徐志俊 中国特种设备检测研究院赵洪彪 中国锅炉水处理协会王骄凌 长春市特种设备检测中心刘瑞长 辽阳市锅炉压力容器检验研究所郝景泰 新乡市锅炉压力容器检验所焦建国 广州市锅炉压力容器监察检验所杨麟 宁波市特种设备检验检测中心周英 浙江省特种设备检验中心赵欣刚 河南省锅炉压力容器安全检测研究院张兆杰 西安热工研究院有限公司陈洁
FGR的循环型工业锅炉节能控制系统设计分析 摘要：氮氧化物是雾霾产生的一大成因，也是燃气锅炉排放的主要污染物。已颁布的《北京市锅炉大气污染物排放标准》将工业锅炉氮氧化物的排放标准大幅提高。 关键词：FGR循环型工业锅炉；节能控制系统设计； 工业锅炉是重要的热能动力设备，我国是当今世界锅炉生产和使用最多的国家。我国锅炉制造业特别是改革开放以来随着国民经济的蓬勃发展，全国有千余家持有各级锅炉制造许可证的企业可以生产各种不同等级的锅炉。由于节能环保日益严格，而工业锅炉又处于能耗高、浪费大、环境污染严重的生产运行状态，因此对工业锅炉推广应用各种新技术、新工艺、新管理是实现节能降耗、减少污染的重要途径。随着工业生产规模的不断扩大，生产过程不断强化。 一、烟气循环FGR的主要原理 烟气循环参与再燃烧有两种方式：烟气内部循环和烟气外部再循环。烟气内部循环一般用于普通低氮应用，利用燃烧器喷嘴流速产生卷吸烟气的效应，使少量烟气再次参与燃烧，降低火焰温度，排放目标值为80 mg／m3；而烟气外部再循环是通过风机的机械力量大幅度增加再循环烟气的流量，再循环烟气量可占总烟气量的25％，大幅度降低火焰温度，更低的氮氧化物排放。 二、FGR的循环型工业锅炉节能控制系统设计分析 1.物料出口温度控制。经过分析可知，影响锅炉物料出口温度的因素包括物料流量、燃烧工况以及空气量与燃料量比值等，在控制系统中，物料出口温度是通过改变燃料流量来控制的，但受到燃烧工况、风量的跟随作用以及风量与燃料量的比值影响。为了使物料出口温度稳定在目标温度，必须保证燃料能够充分燃烧，释放出足够的能量，因此选择采用串级控制系统。该控制系统中，物料出口温度控制回路为串级控制系统的主回路。在控制方案中，当物料出口温度由于某种干扰变化时，通过物料出口温度控制器的输出来改变燃料控制器的给定值，使燃料量随之变化。然后通过比值控制器使空气量也发生改变，保持燃料量和空气量的流量比不变。但从动态角度看，因蒸汽出口温度变化首先反应到燃料量给定值的变化，使燃料量随之变化，再经过燃料量测量变送器、比值器，改变空气量控制器的给定值，空气量才发生变化。显然，空气量的变化滞后于燃料量，即动态比值不能得到保证。在实际工业生产中，为了使燃料完全燃烧，在提升负荷时要求先提升空气量，后提升燃料量;在降低负荷时，要求先降低燃料量，后降低空气量，即所谓具有逻辑提降量的比值控制系统。通过增加两个选择器HS、LS 组成具有逻辑提降功能的燃烧过程控制系统，空气量与燃料量的比值。燃烧系统要减少稳态误差，同时由于流量噪声比较大，不能采用微分作用。因此，燃料流量控制器和空气流量控制器均采用控制器。如有微分作用时，一旦主控制器和输出稍有变化，调节阀将大幅度变化，不利于控制，所以副控制器选用控制器，主控制器采用PID 控制器。 2.烟气含氧量闭环控制。烟气含氧量是指燃料燃烧之后排出的烟气中氧气的含量，它主要与燃料的燃烧状况有关。烟气含氧量的影响因素是燃烧工况。燃烧过程的燃料量与空气量比值控制系统存在一个不足，即不能保证两者是最优比，这是由于流量测量的误差以及燃料质量的变化所造成的。为此，文中方案采用烟气氧含量作为送风量的校正信号。锅炉燃烧过程中烟气含氧量的闭环控制方案，烟气含氧量作为被控变量，其设定值是锅炉燃烧效率最高情况下的最优烟气含氧
生物质直燃锅炉设计计算 生物质直燃锅炉设计计算 3.1锅炉设计时主要的结构尺寸 1）炉膛净空尺寸：250×250×1400 2）炉排有效面积250×600，共做3块，炉排小孔4mm，开孔率40%，炉排下两侧装导轨，机械传动 3）前拱高200，长50； 4）后拱高180，长300 3）炉顶出口：天圆地方结构，出口60mm 4）点火炉门80×80，装在侧强 5）看火孔42mm 6）炉前装料斗 7）料层厚度60mm 6）炉顶装省煤器，管子18mm，前后各布置测点一个。 8）每隔300mm一个测点，测点预留孔14mm，烟囱上布置一个测点 9）支架高度800mm 10）炉膛内衬80mm厚，布置抓钉 11）整体用不锈钢外包装 12）支架高度800mm 13）整体外形长宽高：760×410×2200
3.2试验原料 本试验是采用生物质颗粒燃料（玉米秸秆颗粒燃料），是由生物质燃料成型机压制而成的。其尺寸是圆柱形，直径是8mm，燃料颗粒自然堆积密度为554.7kg/m3，其颗粒密度为1200kg/m3。 实验前用氧弹式量热仪测定玉米颗粒燃料的收到基净发热量qnet,ar ， qnet,ar=15132kJ/kg。 由燃料元素分析仪分别测定其收到基中C，H，N，S，O的含量，得到： Car=44.92%，Har=5.77%，Nar=0.98%，Sar=0.21%，Oar=31.26%。 用燃料工业分析仪分别测定其收到基水分含量（Mar），收到基挥发分含量（Var），收到基固定炭含量（Far），收到基灰分含量（Aar）。如下： Mar= 9.15%，Var= 75.58%，Far= 7.56%，Aar= 7.71%。 3.3直燃锅炉设计的相关参数 1）锅炉功率要求：10 kW； 2）温度：查阅暖通空调设计指南（P63）可以得到室内空气温度在16-24℃范围内[2]，在试验期间实际测得当时温度为16℃，室外环境温度t0=10℃，排烟温度tpy低于烟气露点，150℃左右 [20]，tpy =165℃； 3）热负荷：查相关锅炉设计手册得炉排单位面积热负荷经验值700~1050kW/m2 [3-8]，由于低温及燃料易燃尽时取上限，所以取qF= 1050 kW/m2；炉膛单位容积热负荷经验值235~350kW/m3 [3-8]，
工业锅炉水处理技术探讨 p这里把几种针对锅炉水处理比较经济、简单、实用的几种方法予以介绍。 2.1 含悬浮和胶体颗粒的水处理 要除去水中的悬浮物和胶体物质通常采用混凝、沉淀、过滤工艺进行水的预处理。水中胶体状态颗粒，其颗粒一般为10-6～10-4mm。由于颗粒太小，又受到分子运动的冲击，作无规则的高速运动，使这些微小颗粒能均匀地扩散在水中，长期下沉。混凝是通过向水中投加混凝剂使水中胶体微粒结成大颗粒的过程。常用的混凝剂有铝盐和铁盐两大类。如混凝速度低还得加适量的助凝剂，混凝后经沉淀池沉淀，再经机械过滤器，这样清理悬浮物和胶体工作就完成了。 2.2 含铁锅炉水的预处理 用空气中的氧气对地下水中Fe2+进行氧化处理是最比较经济的方法。此法是将水充分与空气接触，空气中的氧气便迅速溶于水中，这个过程成为水曝气。装置为莲蓬头曝气，这种装置是使水通过莲蓬头上的许多小孔向下喷洒，把水分散细小的水流，在其下落过程中实现曝气。莲蓬头的直径为150～300mm，莲蓬头的孔眼直径为3～6mm，莲蓬头距水面高度视水中含铁量而定，原水含铁量越大，其高度越高。Fe（OH）3在形成过程中可与水中的悬浮杂质发生附架桥使其脱稳，即同时起到混凝作用。曝气后的水经过凝处理即可将铁和悬浮物除去。 2.3 含氯水的预处理 水厂为了消除水中的细菌等微生物，防止疾病传播而进行加氯消毒，故自来水与天然水不同之点就是含有游离性氯（常以次氯酸HClO形式存在）。向自来水中投加的氯量一般有需氯量和余氯量两部分，余氯量是为了抵制水中残存细菌的再度繁殖避免水质二次污染，一般要求自来水管网中尚需维持少量剩余氯。通常规定管网末端余氯量不能低于0.05mg/L，出厂水余氯控制在0.5～10mg/L，如锅炉的给水中余氯量较大，而进入离子交换器，则会破坏离子交换树脂的结构，使其强度变差，颗粒容易破碎。通常采用的除氯方法有化学还原法和活性炭脱氯法。这里只介绍化学还原法。化学还原法是向有余氯的水中投加一定量的还原剂，使之发生脱氯反应。通常还原剂有二氧化硫和亚硫酸钠。 2.4 高硬度或高碱度的预处理 对于高硬度或高碱度的水在送入锅炉或进行离子交换软化前，宜采用化学方法进行预处理。通常有4种方法，第1种方法是石灰处理的化学方法，是将生石灰（CaO）由石灰石经过燃烧制成。通过加水消化后制成Ca（OH）2，其反应式为：CaO+H2O =Ca（OH）2配制成一定浓度石灰乳溶液投加在水中，但其生石灰的量应根据化学分析及计算得到。这种方法处理后可除硬度，但碱度不变；第2种方法是石灰—苏打处理法。当原水硬度高而碱度较低时，除了采用石灰处
第一章绪论 锅炉是供热设备中最普遍的动力设备之一，它的功能是把燃料中的贮能，通过燃烧转化成热能，以蒸汽或热水的形式输向各种设备。目前，大多数锅炉都是人工控制的，或简单的仪表单回路调节系统，燃料浪费很大。锅炉作为一个设备总体，有许多被控制量与控制量，许多参数之间明显地存在着复杂的关系。对于锅炉这个复杂的系统，由于其内部能量转换机理过于复杂，采用常规的方式进行控制，难以达到理想的控制效果，因此，必须采用智能控制方式控制，才能获得最佳控制效果。 可编程逻辑控制器(PLC)既能代替传统的继电器接触器控制系统，又具有扩展各种输入输出模块，如A/D模块、热电偶热电阻模块，构成多功能控制系统。现代PLC集成度高、功能强、抗干扰能力强、组态灵活、工作稳定。在传统工业的现代化改造中发挥着越来越重要的作用。 目前供暖锅炉大都采用人工监控，一方面浪费人力；另一方面在出现事故隐患时，操作人员难以及时发现，很容易造成运行中设备的事故。 在各种工业企业的动力设备中，锅炉是重要的组成部分,所以锅炉的性能至关重要。要设计一套完整的、性能良好的工业燃烧锅炉，首先就必须了解一般燃烧锅炉的基本构造和燃烧过程。 1.1 锅炉的基本构造 锅炉是一种产生蒸汽或热水的热交换设备。它通过燃料的燃烧释放大量热能，并通过热传递把能量传递给水，把水变成蒸汽或热水，蒸汽或热水直接供给工业和生活中所需要的热能。所以锅炉的中心任务是把燃料中的化学能有效的转化为蒸汽的热能。图1.1为简单锅炉的大体组成部分。 锅炉的主要设备包括气锅、炉子、炉膛、锅筒、水冷壁、过热器、省煤器、燃烧设备、引风设备、送风设备、给水设备、空气预热器、水处理设备、燃料供给设备以及除灰除尘设备等。 气锅：由上下锅筒和三簇沸水管组成。水在管内受管外烟气加热，因而管簇内发生自然的循环流动，并逐渐气化，产生的饱和蒸汽积聚在上锅筒里面。 炉子：是使燃烧从充分燃烧并释放出热量的设备。 炉膛：保证燃料的充分燃烧，并使水流受热面积达到规定的数值。