锅炉自动化
李永
2015年8月1日
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目录
一、概述 (3)
二、锅炉控制系统的功能与工作原理 (4)
三、几个主要的控制回路 (5)
四、综上所述 (6)
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锅炉的自动化
一概述
锅炉微机控制，是今年来开发的一项新技术，它是微型计算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，目前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。提高热效率，降低耗煤量，降低耗电量，用微机进行控制是一件具有深远意义的工作。
工业锅炉采用微机控制和原有的仪表控制方式相比具有以下几点明显优势：
1 直观而集中的现实锅炉的运行参数。
2 可以按需要谁是的打印或定时打印，能对运行庄康进行准确地记录，便于事故追踪和分析，防止事故的瞒报漏报现象；
3 在运行中可以谁是方便的修改参数的控制值，并修改系统的控制参数；
4 减少了现实仪表，还可利用软件来替代许多复杂的仪表单元，（例如加法器微分器滤波器限幅报警器等），从而减少了投资也减少了事故率；
5 奇高锅炉的热效率。
综合以上所述种种有点可疑预见采用计算机控制锅炉系统是行业的大势所趋。
二锅炉控制系统的功能与工作原理
1. 1 锅炉控制系统的硬件配置，功能较好首推可编程序控制器PLC，适合于多台大型锅炉控制，
由于PLC具有输入输出光电隔离停电保护自诊断等功能，所以抗干扰能力强，能置于环境恶
劣的工业现场中，故障率低。PLC编程简单，易于通信和联网，多台PLC进行连接及与计算机进行连接，实现一台计算机和若干台PLC构成分布式控制网络，另外使用PLC加上机位的控制系统具有很好的扩容性，如需要增加控制点或控制回路只需添加少量输入输出模块即可，为以后的控制系统升级改造和其它功能的添加打下良好基础，根据锅炉系统的不同，PLC控制系统的选型也有很大不同。大型锅炉控制系统的控制点数较多（1000以上），控制要求较高，宜选用冗余控制系统。中型控制系统的控制点数一般为200-1000点，多为几台锅炉的集中控制，控制系统多为单机系统。小型锅炉控制系统的控制点数一般为100点左右，多为单台锅炉的集中控制，并与手操器及现实仪表共同构成控制系统。
2锅炉微机控制系统，一般由一下几部分组成，即由锅炉本身一次仪表、控制系统、上机位、手自动切换操作、执行机构及阀、电机等部分组成，一次仪表将锅炉的温度、压力、流量、氧量、转数等量装换成电压、电流等送入微机。控制系统包括手动和自动操作部分，手动控制时由操作人员手动控制，用操作器控制变频器、滑差电机及阀门等，自动控制时对微机发出控制信号经执行机构进行自动操作。微机对整个锅炉的运行进行检测、报警、控制以保证锅炉正常、可靠地运行，除此以外拨正锅炉运行的安全，在进行微机系统设计时，对锅炉水位、锅炉气泡压力等重要参数应设置常规仪表及报警装置，以保证水位和气泡压力有双重甚至三重报警装置，以免锅炉发生重大事故。
三几个主要的控制回路
1 给水控制
在正常运行时，给水调节阀由蒸汽流量、气包水位和给水流量的三冲量控制，汽包水位信号经汽包压力补偿后作为主调的输入，蒸汽流量信号经温度、压力修成后给水流量信号一起作为副调的反馈输入。启动时只有汽包水位的单冲量控制。单冲量控制和三冲量控制能互相无扰动切换。
汽包水位过高，会影响汽包内汽水分离，饱和水蒸汽带水过多，使过热蒸汽温度降低，负荷正大时，水的汽化速度加快，汽包内水量迅速减少，如不及时调整，会使汽包内的水全部汽化，危机锅入安全。当负荷非常不翁丁时，给水流量的扰动，使汽包水位有较大延迟，蒸汽流量变化，会出现虚假水位，使得三冲量难以运行，因此先以单冲量投入运行，使工况稳定后在投入三冲量，也要求单冲量和三冲量两种控制方式能方便地进行无扰切换。
2 过热蒸汽气温控制
锅炉正常运行时不仅要求主汽压力稳定，而且要求主汽温度稳定。主汽温度是反应机组运行情况
的一个重要参数。如果主汽温度偏高，过热器及汽机将在更加恶劣的环境下运行，材料的使用寿命将会缩短。相反，如果主汽温度偏低，则汽机达不到预定的运行效率。因此机组正常运行时要求主汽温度稳定。循环流化床锅炉主汽温度调节系统采用由主汽温度、喷水减温器出口温度及主汽流量等参数组成的串级控制系统。主汽温度测量量值作为主调的反馈输入值，与主汽温度设定值进行PID运算后送入副调，在副调中与减温器出口气温进行控制运算，其结果经限副后由手操器输出至执行机构，调节喷水减温的控制阀。由于主汽流量变化时，喷水量应相应地发生变化，故在主汽温度控制方案中主汽流量信号以前馈形式引入控制系统中。
3 燃烧控制
维持起亚稳定，保证燃烧过程的经济性和炉膛的负压的稳定，控制系统可分为三个回路：燃料量、送风和引风。燃料流量包括焦炉煤气与高炉煤气。
颜料与空气采取比例控制方式和氧量校正方案，并用烟气含氧量进行微调，风/煤交叉连锁逻辑保证锅炉在任何负荷时都处于安全燃烧的富氧工况。即控制任何燃烧工况下的锅炉奉均大于燃料量。在静态时，风量指令为锅炉指令和锅炉燃料总量的高选信号：而燃料指令为锅炉指令与总风量的低选信号。在负荷变化时，则通过先加风，后加燃料；后减风来实现动态补偿。
过剩空气系数校正回路也保证了锅炉在任何负荷时，都处于安全燃烧的富氧工况。在低负荷时，为了保证稳定燃烧，过剩空气系数较大。在高负荷时，为了获得较高的燃烧经济性，必须维持较低的过剩空气系数。
4顺序控制
对锅炉的辅机及阀门等设备进行集中控制，实现辅机设备、阀门及其他辅助系统的顺序启停，从而提高机组运行的可靠性，降低运行人员的劳动强度。
根据现场运行情况，对锅炉设备及其辅助设备设计启动、停止和手动，以满足有关设备的启、停连锁逻辑。
顺序控制部分的连锁保护指令具有最高的优先级，手动控制指令的优先级次子，自动控制指令的优先级最低。对同意设备的开关指令自检设计成相互闭锁，不允许同事发出。为防止运行人员的误操作，重要的手操指令没有按钮。
5炉膛安全监控
执行点火程序，并对供风系统、引风系统、炉膛压力、汽包水位等进行监视，对出现的危险情况进行报警、执行相应地连锁程序，记录事故前后的相关数据。
锅炉启停和正常运行时，一旦检测到危险及系统安全的条件时，立即进行动作，切断主燃料，指出首次跳闸原因，并给出声光报警信号，进行有关的连锁和顺控动作，以保证锅炉的安全。当出现以
下情况时，燃料系统停止。
a 燃烧用供风故障；
b 引风机故障或烟气通道阻塞；
c 炉膛压力过高或过低；
e 汽包水位低于下限；
f 按下紧急按钮。
五综上所述
采用DCS（分散式控制）系统，能很好的完成控制功能。但DCS系统多用于化工、石油、电厂等大型系统中。大型锅炉系统可采用。采用计算机+PLC（可编程控制器），能很好的完成控制功能。且能发挥两者的优势和特点。计算机界面直观友好，数据存储处理功能强大。PLC抗干扰能力强，算法丰富，易于扩展。另外，根据现场实际情况，可搭建为FCS（现场总线控制）系统。采用仪表，无法完成控制功能，劳动强度大。采用计算机+板卡，能完成控制功能。但板卡抗干扰能力差，编程复杂，且完全依赖计算机。计算机一旦死机后果严重。
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摘要 本文研究了燃煤锅炉燃烧系统的自动控制问题。首先简述了燃煤锅炉的工艺流程、特点及调节系统的任务；分析了燃烧系统调节对象的特性。根据工艺特点，把燃烧控制分成主汽压控制、燃烧经济性控制和炉膛负压控制三部分，分别进行讨论。针对主汽压控制系统这一复杂对象，结合模糊逻辑控制理论，提出了FUZZY—SMITH控制算法，并且与传统PID控制和PID—SMITH控制相比较，仿真结果表明该算法具有良好的动静特性及很强的鲁棒性。 根据现场采集到的数据分析，在锅炉实际生产中，蒸汽压力一定的情况下，热效率和送风量存在着二次曲线的关系。由于二次曲线存在极值，这个极值就是我们要寻求的燃烧最优点。本论文以热量信号为寻优的目标函数，采用动态自寻优控制方法，使系统不断向最优工作点靠近，提高了热效率。其次，由于寻优是一个连续不断的过程，所以算法可以适应由于煤质变化或工况变化等引起的最佳工作点的漂移，具有较好的实用性。 炉膛负压的控制采用传统的PID控制。 关键词 PID控制SMITH预估控制模糊控制燃煤锅炉燃烧控制 自寻优
1．1课题来源 工业锅炉已被广泛地应用于国民经济各个部门。通常蒸发量较小的用来供热或提供循环热水，蒸发量大的用来驱动蒸汽轮机和蒸汽机，使热能转化为机械能，或进而转换为电能。一台锅炉要能安全、可靠、有效地运行，运行参数达到设计值，除了锅炉本身设备和各种辅机完好外，还必须要求自动化仪表工作正常和自动控制系统方案正确。 通过调研我们发现，我国的工业或民用采暖锅炉的运行普遍存在自动化程度不高，靠人工经验来控制燃烧的问题。这些问题导致锅炉效率不高，能量浪费。同时，生产现场蒸汽用量经常变化，且没有规律，而供汽量目前都采用人工调节的办法来满足热用量的变化，这种人工调节的办法，使供汽的“量”存在浪费的问题，且供汽的“质”也难以保证。因此，锅炉的自动控制成为一个不容忽视的研究课题。 随着科学技术的不断发展以及对节省能源和自动控制要求的不断提高，对实现自动控制的手段也提出了更高的要求。这样就为计算机在自动控制中的应用提供了迫切性，而计算机技术本身的迅速发展也为其应用提供了可能性，利用计算机来实现生产过程的自动控制是目前自动控制技术发展的方向。 本课题为内蒙古重点攻关项目。 1．2课题发展状况 1．2．1工业锅炉简介 一、工业锅炉的工作过程[1] 图1.1为锅炉结构和工艺流程示意图。燃烧的煤层厚度通过闸板控制，炉排转速可由交流变频调速电机控制。尾部受热面有省煤器和空气预热器。
锅炉基础知识及锅炉结构 第一章锅炉基础知识 第一节锅炉概述 锅炉由“锅”和“炉”两个部分组成； “锅”是锅炉中盛水和汽的部分，他的作用是吸收“炉”放出来的热量，使水加热到一定的温度和压力（热水锅炉），或者转变为蒸汽（蒸气锅炉）。 “炉”是锅炉中燃烧燃料的部分，他的作用是尽量地把燃料的热能释放出来，传递给锅内介质，产生热量供“锅”吸收。 锅炉的分类方法，大体有以下几种： 1、按用途分类： 有电站锅炉，工业锅炉和生活用锅炉等； 2、按输出介质分类： 有蒸汽锅炉、热水锅炉和汽水两用锅炉等； 3、按使用燃料分类： 有燃油锅炉、燃煤锅炉和燃气锅炉等； 4、按蒸发量分类： 有 小型锅炉（蒸发量小于20吨/时） 中型锅炉（蒸发量20~75吨/时） 大型锅炉（蒸发量大于75吨）等； 5、按压力分类： 有 低压锅炉（工作压力小于等于2.5MPa） 中压锅炉(工作压力大于等于3.8MPa，小于5.3MPa) 高压锅炉(工作压力大于等于5.3MPa)等 6、按锅炉结构形式分类： 有 水管锅炉（火包水） 火管锅炉（水包火）等 第二节锅炉参数 表示锅炉工作特性的基本参数，主要有锅炉的出力、压力和温度三项。 1、锅炉出力 锅炉出力又称锅炉容量，蒸汽锅炉用蒸发量表示，热水锅炉用供热量表示。
1.1 蒸发量 蒸汽锅炉连续运行时每小时所产生蒸汽的数量。用符号“D”表示， 常用单位：吨/小时（t/h）。锅炉马力（BHP），千瓦（Kw）； 1吨/时=64马力=628Kw 1.2 供热量 热水锅炉连续运行时每小时出水有效带热量，用符号Q“表示”， 常用单位：万大卡/时（104kal/h），千瓦（Kw），英热单位/时Btu/h； 1万大卡/时=0.01163 Kw=39.7英热单位/时 2、压力 垂直均匀作用在物体表面上的力，称为压力。用符号“F”表示，单位是牛顿； 垂直作用在物体单位面积上的压力，称为压强，用符号“P”表示，单位是兆帕（MPa）。在习惯上，常把压强称为压力，在工程技术上所提到的压力，实际上压强。测量压力有2种标准：一种是以压力等于0作为测量起点，称为绝对压力；另一种是以当时当地的大气压作为测量起点，也就是压力表测出的压力数值，称为表压力或相对压力。绝对压力等于表压力加上当时当地的大气压力（大气压力一般取近似值0.1MPa）。 即：P绝=P表+0.1MPa P表=P绝-0.1MPa 锅炉内的压力是怎样产生的 蒸汽锅炉是因为锅内的水吸收热量后,由液体状态变为气体状态，其体积增大很多，例如在一个绝对大气压力下，其体积将增大1650倍。由于锅炉是密闭的容器，因而限制了水汽的自由膨胀，结果就使锅炉个受压部件受到了水汽压力的作用。 热水锅炉内压力的产生分2种情况，自然循环采暖系统的热水锅炉，其压力来自于高水位形成的静压力；强制循环采暖系统的热水锅炉，其压力来自于循环泵的压力。 锅炉产品铭牌上标示的压力，是这台锅炉的设计工作压力，单位是MPa（表压力）。表示锅炉内部水或汽的最大允许压力值。 锅炉设计工作压力又称为额定出口压力。对有过热蒸汽的锅炉，是指过热器出口处的蒸汽压力；对无过热器的蒸汽锅炉，是指锅筒主汽阀出口处的蒸汽压力，对热水锅炉，是指锅炉出口出的水压力。 3、温度 标志物体冷热的程度，称为温度，用符号“t”表示。温度是物体内部所拥有能量的一种体现方式，温度越高，能量越大。因此，在同一压力下，过热蒸汽就比饱和蒸汽能够做出更多的功。 要了解物体温度的高低，需用温度计来测量。温度计上的刻度常用摄氏温标来表示，即在一个标准大气压下，把水开始结冰的温度（冰点）定为零度，把水沸腾时的温度（沸点）
锅炉控制系统简介 本锅炉控制系统设计遵循先进、可靠、安全、经济、适用、开放的原则。系统控制器采用DCS、计算机系统，能实现锅炉及辅机的热工控制、电气检测、联锁保护、自动调节及控制等，实现锅炉房生产过程控制自动化。 系统组成及技术要求 1系统组成 锅炉采用DCS控制系统集中监控，在锅炉房就地控制室内布置锅炉控制设备。整个锅炉系统的监视及控制功能将通过DCS控制系统实现，DCS将对锅炉系统所有被控对象进行监控，包括闭环控制、设备启、停控制，设备启停状态、远方/就地切换、主要工艺参数的监视（数据采集、LCD画面显示、参数处理、越限报警、制表打印等），并完成设备的连锁保护。机组正常运行时，运行人员主要在锅炉房就地控制室中通过LCD液晶显示器、键盘、鼠标来完成锅炉系统控制功能，只有非正常状态下，运行人员通过就地手操进行控制。 锅炉控制系统采用一套带冗余配置的DCS系统控制器及操作员站，实现对锅炉系统的集中监控，能对锅炉系统进行按键操作的全自动启动和停止的控制。控制系统由下述几部分组成：传感器、变送器，调节器及电动执行器等。同时系统能实现 对重要设备的手/自动切换和必要的手操功能。 锅炉自动调节系统包含下列项目： a 汽包水位自动调节； b 炉膛压力自动调节； c 蒸汽温度自动调节； DCS控制系统按dcS系统进行设计，其系统的配置及主要特性如下： 2、控制方式 采用集控、单机控制方式，集控方式下可以通过操作员站
的键盘和鼠标，对主、辅机设备进行启停，并由联锁功能；对各调节回路进行手动和自动控制；在手动方式下，通过备用操作盘启停设备和用硬手操对调节回路进行控制。系统主要运行在集控方式，只有控制系统故障时才在单机方式下运行。 集控方式下控制的设备有：引风机，鼓风机，给煤机，给水泵等。集控方式下的调节回路有：锅炉喂煤调节，炉膛负压调节，主蒸汽温度自控调节、汽包水位三冲量调节等。 3、主要画面监视及操作功能： 流程图参数显示 调节回路操作显示 电机控制显示 顺序启停操作 事件、报警显示 趋势记录显示保护报警显示 信号一缆表显示报表打印
基于DCS的燃气锅炉自动控制系统 作者：李婕姝杨润清来源：v黑龙江科技信息发布时间：2010-1-26 17:29:14 [收藏] [评论] 基于DCS的燃气锅炉自动控制系统 1 工艺介绍 本锅炉系统主要通过燃烧高炉煤气和焦炉煤气为某钢铁公司1000M3高炉提供动力,并季节性提供工业用暖。锅炉主要包括煤气（高炉煤气、焦炉煤气）系统、炉体部分、对流受热面（汽包及冷却壁，I、II 过热器，I、II省煤器，I、II空气预热器）、点火器、送引风设备等组成。 按照各部分的功能大致分为汽水系统、风烟系统、燃烧系统、减温减压及公用系统几个子系统。 本控制系统主要控制锅炉及相关辅助设备的生产过程，使其符合工艺所要求达到的蒸汽温度（450℃）、压力（3.82MPa）、流量（130t/h）、纯度（过热蒸汽）。 1.1 汽水系统 汽水系统是供给锅炉保护和产生蒸汽的除氧水，生成载热的过热蒸汽送到汽机膨胀做功或者经过减温减压后供热。来自除氧给水系统的除氧水经过调节后送到I、II省煤器预热，然后送到锅炉汽包和与汽包相连的锅炉冷却壁中，经过锅炉燃烧生成的高温烟气的加热生成不饱和蒸汽，不饱和蒸汽经过I级过热器、I级过热器蒸汽集箱，经过喷水减温器减温处理后，再经过II级过热器、II级过热器蒸汽集箱后生成饱和的过热蒸汽，然后送到蒸汽母管,一部分送到汽机膨胀做功，一部分进入减温减压系统, 一部分提供除氧汽动给水泵做功给水。 1.2 风烟系统 空气（冷风）经过净化后通过1#、2#送风机送到I、II空气预热器中进行预热成为热风，热风送到热风烧嘴和煤气混合燃烧;高炉煤气和焦炉煤气通过高炉煤气管道和焦炉煤气管道送到燃烧喷嘴和热风混合 燃烧，生成高温烟气，加热锅炉汽包中的除氧水使之成为不饱和蒸汽，然后高温烟气依次通过I过热器、II过热器、II省煤器、II空气预热器、I省煤器、I空气预热器将不饱和蒸汽加热成为高温高压的饱和蒸汽，并预热送到锅炉汽包中的除氧水和送到锅炉炉膛中的空气，最后通过引风机引至烟囱中排放。 1.3 燃烧系统 高炉煤气由外部接入，分为4路，分别进入锅炉的4个角（每角4个燃烧喷嘴），参与燃烧;进入锅炉和高炉煤气混合燃烧的热风分别进入锅炉的4个角（每角4个燃烧喷嘴），参与燃烧;焦炉煤气由外部接入，分为4路，分别进入锅炉的4个角（每角2个燃烧喷嘴），参与燃烧。正常情况下，燃料为高炉煤气，焦炉煤气只是在点火的时候用到，平时只是作为保安气（作为锅炉燃烧过程中的炉膛温度低时保护气）。 燃烧过程中通过热电偶和火焰观测器来检测炉膛温度变化。通过调节高炉煤气、焦炉煤气、风的配比来调节锅炉炉膛温度（燃料配比一般为100%高炉煤气，另外也有80%——90%高炉煤气加20%——10%焦炉煤气或者50%焦炉煤气）。整个燃烧过程中炉膛温度控制在1100±10℃左右。 1.4 减温减压及公用系统 本锅炉产生的过热蒸汽大部分送到汽机做功给高炉供风，其余的一部分送到中温中压联络管，另一部分送到1#、2#减温减压器经过工业水的减温减压后变为低温低压蒸汽，一部分送到厂区供热，另一部分通过加热蒸汽母管送到除氧器，一部分提供除氧汽动给水泵做功给水。 2.系统配置 2.1 DCS系统 计算机集散控制系统（DCS）由上位系统和下位系统组成。上位系统采用工业控制计算机，用Siemens 组态软件WinCC完成现场数据的实时显示、存储、报警处理、打印及控制参数设定。下位系统由Siemens PLC 构成，与现场设备相连。上位系统和下位系统之间的通讯采用Ethernet方式，其最高传输速率可达 10-100Mbit/s，完全满足对数据实时监控的要求。自动控制系统采用S7 400 系列PLC硬件组成基础自动
； 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。
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。
锅炉自动化 李永 2015年8月1日 1
目录 一、概述 (3) 二、锅炉控制系统的功能与工作原理 (4) 三、几个主要的控制回路 (5) 四、综上所述 (6)
2 锅炉的自动化 一概述 锅炉微机控制，是今年来开发的一项新技术，它是微型计算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，目前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。提高热效率，降低耗煤量，降低耗电量，用微机进行控制是一件具有深远意义的工作。 工业锅炉采用微机控制和原有的仪表控制方式相比具有以下几点明显优势： 1 直观而集中的现实锅炉的运行参数。 2 可以按需要谁是的打印或定时打印，能对运行庄康进行准确地记录，便于事故追踪和分析，防止事故的瞒报漏报现象； 3 在运行中可以谁是方便的修改参数的控制值，并修改系统的控制参数； 4 减少了现实仪表，还可利用软件来替代许多复杂的仪表单元，（例如加法器微分器滤波器限幅报警器等），从而减少了投资也减少了事故率； 5 奇高锅炉的热效率。 综合以上所述种种有点可疑预见采用计算机控制锅炉系统是行业的大势所趋。 二锅炉控制系统的功能与工作原理 1. 1 锅炉控制系统的硬件配置，功能较好首推可编程序控制器PLC，适合于多台大型锅炉控制， 由于PLC具有输入输出光电隔离停电保护自诊断等功能，所以抗干扰能力强，能置于环境恶
劣的工业现场中，故障率低。PLC编程简单，易于通信和联网，多台PLC进行连接及与计算机进行连接，实现一台计算机和若干台PLC构成分布式控制网络，另外使用PLC加上机位的控制系统具有很好的扩容性，如需要增加控制点或控制回路只需添加少量输入输出模块即可，为以后的控制系统升级改造和其它功能的添加打下良好基础，根据锅炉系统的不同，PLC控制系统的选型也有很大不同。大型锅炉控制系统的控制点数较多（1000以上），控制要求较高，宜选用冗余控制系统。中型控制系统的控制点数一般为200-1000点，多为几台锅炉的集中控制，控制系统多为单机系统。小型锅炉控制系统的控制点数一般为100点左右，多为单台锅炉的集中控制，并与手操器及现实仪表共同构成控制系统。 2锅炉微机控制系统，一般由一下几部分组成，即由锅炉本身一次仪表、控制系统、上机位、手自动切换操作、执行机构及阀、电机等部分组成，一次仪表将锅炉的温度、压力、流量、氧量、转数等量装换成电压、电流等送入微机。控制系统包括手动和自动操作部分，手动控制时由操作人员手动控制，用操作器控制变频器、滑差电机及阀门等，自动控制时对微机发出控制信号经执行机构进行自动操作。微机对整个锅炉的运行进行检测、报警、控制以保证锅炉正常、可靠地运行，除此以外拨正锅炉运行的安全，在进行微机系统设计时，对锅炉水位、锅炉气泡压力等重要参数应设置常规仪表及报警装置，以保证水位和气泡压力有双重甚至三重报警装置，以免锅炉发生重大事故。 三几个主要的控制回路 1 给水控制 在正常运行时，给水调节阀由蒸汽流量、气包水位和给水流量的三冲量控制，汽包水位信号经汽包压力补偿后作为主调的输入，蒸汽流量信号经温度、压力修成后给水流量信号一起作为副调的反馈输入。启动时只有汽包水位的单冲量控制。单冲量控制和三冲量控制能互相无扰动切换。 汽包水位过高，会影响汽包内汽水分离，饱和水蒸汽带水过多，使过热蒸汽温度降低，负荷正大时，水的汽化速度加快，汽包内水量迅速减少，如不及时调整，会使汽包内的水全部汽化，危机锅入安全。当负荷非常不翁丁时，给水流量的扰动，使汽包水位有较大延迟，蒸汽流量变化，会出现虚假水位，使得三冲量难以运行，因此先以单冲量投入运行，使工况稳定后在投入三冲量，也要求单冲量和三冲量两种控制方式能方便地进行无扰切换。 2 过热蒸汽气温控制 锅炉正常运行时不仅要求主汽压力稳定，而且要求主汽温度稳定。主汽温度是反应机组运行情况
基于组态软件的锅炉液位控制系统 概述 本次实习，我们做了一个小型的锅炉液位控制系统，用实验室的设备模拟工业现场的锅炉控制系统。在做实验之前，先分析系统组成，各模块的功能，对系统的工艺有一定的认识，知道了系统的原理后在水槽中加满水，上电之前要对电气设备做好电气检查和机械检查，确保操作的安全。开动电机之前将没用的阀门关闭，打开图中需要的阀门。 其工作过程为电动机将水槽中的水经V39抽到高处水塔的小水塔中，待小水塔中的水满后会自动溢出到大的水塔中，确保了高处的水塔中水的压力恒定。大水塔中的水会由溢水管流入水槽中，高处的水塔的压力由LT—1即：DBYG 压力变送器测得。水经V33后由主路的QS智能型电动调节阀或经旁路的电磁阀、V30流过，再通过FE—1即电磁流量传感器后又经V51进入锅炉中，在锅炉底部有LT—2即DBYG压力变送器测的锅炉底部的压力。加热的水在经V21、FE—2（LDG—电磁流量传感器）、V35、V25后进入水槽中。图形如下所示： 概述图
1锅炉介绍 1.1锅炉简介 锅炉是利用燃料或其他能源的热能，把水加热成为热水或蒸汽的机械设备。锅炉包括锅和炉两大部分，锅的原义是指在火上加热的盛水容器，炉是指燃烧燃料的场所。 锅炉产生的热水或蒸汽可直接为生产和生活提供所需的热能，也可通过蒸汽动力装置转换为机械能，或再通过发电机将机械能转换为电能。提供热水的锅炉称为热水锅炉，主要用于生活，工业生产中也有少量应用。产生蒸汽的锅炉称为蒸汽锅炉，又叫蒸汽发生器，常简称为锅炉，是蒸汽动力装置的重要组成部分，多用于火电站、船舶、机车和工矿企业。 锅炉承受高温高压，安全问题十分重要。因此，对锅炉的材料选用、设计计算、制造和检验等都制订有严格的法规。 1．2锅炉的规格 锅炉规格表示锅炉生产蒸汽或加热水的能力及水平。蒸汽锅炉的规格以单位时间内产生蒸汽的数量及蒸汽参数表示，热水锅炉的规格以单位时间内水的吸热量及热水参数表示。 蒸汽锅炉每小时所产生蒸汽的数量称为锅炉的蒸发量，也称锅炉的容量或出力，通常以符号“D”表示，单位为t／h（吨／时）。锅炉铭牌上的蒸发量通常为额定蒸发量，即锅炉在规定的蒸汽参数和给水温度下，连续运行时所必须保证的最大蒸发量。 热水锅炉的容量是单位时间内水在锅炉里的吸热量，单位为MW（兆瓦），其额定值称额定热功率或额定供热量。 锅炉产汽及介质吸热的多少与锅炉受热面的多少直接相关。受热面是锅炉中隔开烟气与水汽、并把热量由前者传给后者的金属壁面，通常为管子或圆筒壁面。 蒸汽锅炉的蒸汽参数以锅炉主汽阀出口处蒸汽的压力（表压）和温度表示。热水锅炉的介质参数以额定出水压力（表压）及额定出水／进水温度表示。压力和温度分别以符号“p”、“t”表示。 1．3 锅炉分类 可以从不同角度出发对锅炉进行分类： 1.按结构形式可分为锅壳锅炉（火管锅炉）、水管锅炉和水火管锅炉。 2.按用途不同可分为电站锅炉、工业锅炉、生活锅炉等。 3.按容量大小可分为大型锅炉、中型锅炉和小型锅炉。习惯上，蒸发量大于100t／h 的锅炉为大型锅炉，蒸发量20～100t／h的锅炉为中型锅炉，蒸发量小于20t／h的锅炉为小型锅炉。 4.按蒸汽压力大小可分为低压锅炉（p≤2.5MPa）、中压锅炉（2.5MP＜p≤ 5.9MPa）、高压锅炉（p＝9.8MPa）、超高压锅炉（p＝13.7MPa）等。 5.按燃料和能源种类不同可分为燃煤锅炉、燃油锅炉、燃气锅炉、废热（余热）锅炉等。 6.按燃料在锅炉中的燃烧方式可分为层燃炉、沸腾炉、室燃炉。 7.按介质在蒸发系统的流动方式可分为自然循环锅炉、强制循环锅炉、直流锅炉等。1.4锅炉控制系统介绍
锅炉自动燃烧控制系统 1、实时数据采集 能够对锅炉本体和辅助设备各种运行数据(包括总供回水温度、压力、流量、省煤器进出口水温度﹑压力烟气温度、除尘器进出口烟气温度压力、鼓引风压力、炉膛温度压力含氧量、煤层厚度、室外温度、鼓引风炉排电机频率速度电流状态、除渣除尘状态) 等信号通过总线进行动态采集，控制中心能够实时监控到锅炉本体﹑锅炉上煤﹑除渣等辅助设备的运行情况。 2、完整的报警机制 当锅炉调节系统发生异常情况时或报警时，上位机人机界面自动接受控制系统器发送报警信号，将报警状态及异常点在上位机上进行显示，并诊断提出相应问题大概原因，提供相应的处理办法提示，系统自动能把报警分为高中低三种报警级别，低级别的报警只做提示用，当发生低级别报警时不影响燃烧自动调节，中级别报警发生时需要做相应处理，高级别报警发生时系统能立即连锁停炉，并发出尖锐声光报警和相关提示信息，等待工程师处理后再次投入运行，所有报警系统会自动的写入永久数据库备份，供以后随时查询和故障诊断和决策处理。 报警内容有： 系统报警 包括DCS控制器自诊断硬件或致命软件命令错误
自动启动燃烧失败 通讯建立连接失败 数据报警 炉膛温度超高低报警 炉膛负压超高低报警 锅炉出口温度超高低报警 锅炉出口压力超高低报警锅炉回水温度﹑压力超高低报警 引风机风压高低报警 鼓风机风压高低报警 高级别报警 引风机变频器（电流﹑电压﹑故障）超速等报警 连锁控制保护报警 鼓风机变频器（电流﹑电压﹑故障）超速等报警 上煤系统综合保护报警 炉排机变频器（电流﹑电压﹑故障）超速等报警 除渣系统综合保护报警 3、循环水控制系统 循环水是锅炉系统与外界交互的接口，循环系统通过泵不断的把热水源源不断的输送给用户或热站，把经过热释放后的二次低温水循环到锅炉系统再加热。我们采用保持循环水进、出口温差恒定，通过改变循环流量来控制热负荷的方式，是一种新方式。
锅炉计算机自动化控制系统
锅炉计算机自动化控制系统 摘要 我国工业用锅炉超过40万台，是广泛使用的动力设备和主要的耗能设备。以数量占95%以上的燃煤锅炉为例，年耗煤3亿多吨约占全国煤炭产量的1/3。锅炉计算机自动化控制控制系统，以锅炉自动化为目标，节能增效，保护环境，改善工作条件，提高劳动效率。计算机控制系统实现的主要功能有实现整个锅炉系统信号采集;采用先进的计算机控制理论，实现锅炉系统自动化控制；自动监测报警事件;手自动双向无扰动切换；在线修改控制参数;全汉化人性的操作员画面；具有通用性强、系统组态灵活、控制功能完善、数据处理方便、显示操作集中、人机界面友好、安装简单规范化、调试方便、运行安全可靠，扩展性和兼容性的特点。 研究背景及意义 能源短缺及如何提高能源利用率是现今世界各国所面临的难题。我国能源供应紧张，明显的束缚了国民经济发展和人民生活水平提高的速度。我国工业用锅炉超过40万台，是广泛使用的动力设备和主要的耗能设备。以数量占95%以上的燃煤锅炉为例，年耗煤3亿多吨，约占全国煤炭产量的1/3。本系统可实现多种锅炉的计算机自动化。锅炉计算机自动化控制系统是计算机软件、硬件、自动控制、锅炉节能等几项技术紧密结合的产物，目前大多数锅炉仍处于能耗高、浪费大、环境污染严重的状态。用计算机进行控制可提高热效率，降低耗煤量耗电量，具有深远意义。
计算机控制系统的原理及结构 锅炉计算机控制系统，一般由以下几部分组成，即由一次仪表、现场机、上位机、手自动切换操作、执行机构及阀、电机等部分组成，一次仪表将锅炉的温度、压力、流量、氧量、转速等量转换成电压、电流等送入计算机。控制系统包括手动和自动操作部分，手动控制时由操作人员手动控制，用操作器控制变频器、滑差电机及阀等，自动控制时对计算机发出控制信号经执行部分进行自动操作。开放性系统的提供RS 232/485 MODBUS接口和Model 5905 Ethernet接口模块，具有标准的通信协议，可以很容易地同各种SCADA系统、DCS系统、人机接口设备和各种智能仪表连接。提供Model 5904 HART接口模
《锅炉原理》课程习题集 目录 锅炉原理课程习题集 (1) 第一部分绪论 (2) 第二部分锅炉受热面 (3) 第三部分锅炉燃料 (4) 第四部分燃料燃烧计算 (5) 第五部分锅炉热平衡 (7) 第六部分煤粉制备 (11) 第七部分燃烧理论基础 (12) 第八部分煤粉炉及燃烧设备 (14) 第九、十部分尾部受热面的运行问题 (15) 第十一、十二部分锅炉受热面布置与炉膛换热 (16) 第十三部分对流受热面换热计算 (17) 第十四、十五部分 (18)
第一部分绪论 一．简答与分析题 1. 构成锅炉本体的主要设备包括哪些？ 2．锅炉主要辅助设备包括哪些？ 3．根据完成的过程不同,锅炉可以分为哪些系统?各系统内完成什么过程? 4．锅炉有哪几种分类方法？ 5．写出SG—1025/ 18.3—540/540—M833型锅炉的负荷与蒸汽参数。 6. 简述燃煤电站锅炉机组的基本工作原理 7. 分析降低火力发电厂供煤和提高环保效果的技术措施。 8. 简述将原煤磨制成煤粉再进行燃烧的原因。 9. 简述电站锅炉给水必须经过加热才能送入水冷壁的原因。 10. 再热器中的水蒸气是否过热？说明原因 11.简述锅炉按蒸发受热面循环方式的分类 12.分析随着锅炉容量增加，锅炉蒸汽压力提高的原因。 二、计算题 1.计算1台1025t/h亚临界压力自然循环锅炉的年耗煤量、灰渣排放量。 已知锅炉每年的运行时数为6000h，每小时耗煤量128吨，煤的收到基灰分为Aar=8%。 2.计算一台亚临界压力300MW机组（1025t/h亚临界压力自然循环锅炉） 的供电煤耗[每kW·h消耗的标准煤，g/（kW·h）]，并对计算结果进行分析和讨论。已知，煤的收到基低位发热量Qar，net=21440kJ/kg，煤消耗量125.11吨/h。 3.计算1台600MW机组（1913t/h超临界压力锅炉）的供电煤耗。已知： 煤的收到基低位发热量Qar，net=21981kJ/kg，燃煤消耗量243.12t/h。 二．名词解释 1.额定蒸发量；2．最大连续蒸发量MCR
摘要 本论文主要是以锅炉的自动输煤系统为研究对象，自动输煤系统的出现不仅仅解决了在锅炉输煤过程中只能使用人力的现状，也解决了工作强度大、工作时间长的问题。论文首先简述了锅炉概况，对自动输煤系统的工艺流程进行分析设计，然后对输入输出点进行分配,设计了主电路，对PLC进行分析选择，最后画出梯形图。通过对原有锅炉输煤系统控制方面存在的问题进行分析，采用PLC 控制系统选用日本三菱F1-30MR型PLC，通过硬件选取，软件调试，实现整体控制系统结构合理，运转良好的目的。个机械之间均涉及安全连锁保护控制共嫩：系统的输煤电机启停有严格控制顺序，彼此间有相应的联锁互动关系，当启停某台输煤系统设备时。从该设备下面流程的最终输煤设备开始向上逐级启用，最后才能使该台设备启动；当停止某台输煤设备或某台设备故障时，从该设备上面流程的源头给煤设备开始向下逐级停机，左后才能使该台设备停止。这样就保证了上煤传输的正常运行在线控制煤流量，避免了皮带上煤的堆积，也保护了皮带。PLC控制系统硬件设计布局合理，工作可靠，操作，维护方便，工作良好。用PLC 输煤程控系统。用PLC来对锅炉输煤系统进行控制。锅炉输煤系统，是指从卸煤开始，一直到将合格的煤块送到煤仓的整个工艺过程，它包括以下几个主要环节：卸煤生产线、煤场、输煤系统、破碎与筛分、配煤系统以及一些辅助生产环节。本设计中主要研究的是其中的输煤系统部分，即煤块从给煤机传输到原煤仓的过程。采用了顺序控制的方法。不但实现了设备运行的自动化管理和监控。提高了系统的可靠性和安全性，而且改善了工作环境，提高了企业经济效益和工作效率。因此PLC电气控制系统具有一定的工程引用和推广价值。 关键词：PLC；自动输煤系统；煤料自动控制
锅炉的自动化控制 1.实现锅炉自动化控制的意义在于： (1)提高锅炉运行的安全性； (2)提高锅炉运行的经济性； (3)改善劳动条件； (4)减少运行人员，提高劳动生产率。 2.锅炉的主要设备 包括汽锅、炉子、炉膛、锅筒、水冷壁、过热器、省煤器、燃烧热备、引风设备、送风设备、给水设备、空气预热器、水处理设备、燃烧供给设备以及除灰除尘设备等。 锅炉的工作过程概括起来应该包括三个同时进行的过程：燃料的燃烧过程，烟气向水的传热过程，水的汽化过程。 3.主要调节任务 (1)汽包中水位保持在一定范围内
(2)保持锅炉燃烧的经济性和安全性 (3)锅炉供应的蒸汽量适应负荷变化的需要或保持给定的负荷 (4)锅炉供给用汽设备的蒸汽压力保持在一定的范围内 (5)炉膛负压保持在一定范围内 (6)过热器蒸汽温度保持在一定范围内 为实现上述调节任务, 将锅炉设备控制划为若干控制系统, 主要控制系统如下: (1)液包水位控制系统 受控变量是液包水位, 操纵变量是给水流量。它主要考虑汽包内部的物料平衡, 使给水量适应锅炉的蒸发量, 维持汽包水位在工艺允许的范围内, 是保证锅炉汽轮机安全运行的必要条件之一,是锅炉正常运行的重要指标。 ( 2) 锅炉燃烧控制系统 有三个被控量, 蒸汽压力、烟气中含氧量、锅炉负压; 操纵变量也有三个, 即燃料量、送风量和引风量。蒸汽压力或负荷烟气成分反映燃烧经济性指标和炉膛负压, 其控制目的是使燃料燃烧所产生的热量适应蒸汽负荷的需要。常以蒸汽压力为受控变量, 使燃料与空气量之间保持一定的比值, 以保证经济燃烧; 常烟气中含氧量以为受控变量, 提高锅炉的燃烧效率; 使引风量与送风量相适应, 以使锅炉负压保持在一定的范围内。 ( 3) 过热器蒸汽温度控制系统 被控变量是过热器出口温度, 操纵变量是减温器的喷水量。过热蒸汽温度是锅炉生产工艺的重要参数, 过热器温度控制的任务是将汽包出来的饱和蒸汽加热到一定温度, 形成过热蒸汽, 然后送往汽轮机去做功。过热蒸汽温度过高会影响过热管道的寿命, 甚至烧坏汽温; 过低则会直接影响负荷设备的运行, 因此, 应该维持过热器出口温度 在允许的范围内, 并保证管壁温度不超过允许的工作温度。 4.控制原理及实现 4．1蒸汽温度控制系统 因为锅炉的运行环境不可能使理想的状态，蒸汽的温度总是会受到某些干扰的影响，所以必须对蒸汽的温度加以控制，以在一定范围内得到温度相对恒定的蒸汽。影响蒸汽温度的主要因素是给煤量以及给风量。另外，影响蒸汽温度的因素还有给水量、蒸汽流量以及引风量等，又考虑到了控制系统相应的快速性，我们又将给水量和蒸汽流量作为蒸汽温度控制的前馈量构成前馈控制系统。即采用前馈比值串级控制系统对蒸汽温度进行控制，其控制系统的结构框图见图4.1所示。
工业蒸汽锅炉自动化控制系统设计 1 概述 工业蒸汽锅炉生产自动化控制系统即通过采用各种检测仪表、调节仪表、控制装置等自动化技术工具，对锅炉生产过程中的温度、压力、流量、液位等热工参量进行自动控制的系统。自动控制的目的是实现各种最优的技术经济指标，减轻劳动强度，提高经济效益和生产率，节约能源，改善劳动环境条件。 实现锅炉自动化具有提高锅炉运行的安全可靠性、提高锅炉运行的经济性、减少运行人员、提高劳动生产率、改善劳动条件等特点，具有显著的经济效益和社会效益。本文所介绍的控制系统是我公司在生产上百套设备的基础上总结出来的，经过现场实际运行，得到了用户的好评。 2 设计原则 根据工程的重要性和实际使用、维护等多方面因素，建议主要遵循以下原则： 1）安全、可靠、适用、耐用、易操作、易维护。 2）节能、环保、投资少、效率高、先进性。 3）系统软件功能完善，提高管理水平。 4）预留接口，用于扩建时联网、通讯，方便管理。 3 自动化控制系统的内容 1）自动检测 用检测元件和显示仪表或其它自动化设备，对系统的温度、壓力、流量、液位等热工参量，进行连续测量和显示，以供值班员监视生产情况，或为企业经济核算提供数据，为自动调节和保护提供检测信号。以此监视工业锅炉生产过程进展的情况和发展的趋势，以指导安全操作生产，求得维护最佳运行工况。是锅炉生产自动化的组成部分，是实现锅炉生产自动化的前提和基础。自动检测点的选取是依据锅炉生
产工艺要求设计的。 2）自动控制 自动控制是按一定的次序、条件和时间要求，对工艺系统中各有关对象进行控制的一种技术，是生产过程自动化技术的一个重要组成部分。主要指锅炉的起动、停止及正常运行等一系列操作自动化。锅炉上应用的自动控制主要有：送、引风机的起停，水处理设备的运行，输煤系统的启停等。采用自动控制可以大大提高锅炉的自动化水平，简化操作步骤，避免误操作，减轻劳动强度，加快机组的启停速度，减少运行人员等。 3）自动保护 当设备运行状况发生异常或参数超过允许值时，及时发出报警或进行必要的动作，以避免发生设备事故和危及人身安全。锅炉生产的自动保护主要分为以下几种： 联锁保护-防止锅炉设备在启停过程中，由于操作次序错误而造成事故，在上一步操作未完成前，不能做下一步操作。或者在锅炉运行时，当某些辅机发生故障，另一些有关的设备必须立即动作或停止，以免事故进一步扩大。 限值保护-工业锅炉运行时的实际蒸发量和变动负荷速度应根据锅炉及辅机的运行状态予以限制。各种调节阀、调节挡板的最大和最小开度应予以限制。 紧急保护-如果蒸汽压力，锅炉水位出现危险工况时或炉膛熄火时，相应的自动保护装置都应能快速投入。 指示与报警-各辅机工况应予显示（指示灯或仪表），危险工况应立即自动报警，当参数超过规定值时，发出声光信号，提醒值班员注意，采取有效措施，以保证正常生产，或自动地按一定顺序操作某些设备或紧急停止机组运行。 4）自动调节 锅炉的一些被调参数应自动地适应运行条件的变化，使锅炉在所要求的工况下保持运行。
小组项目：锅炉自动控制系统——燃烧部分项目时间周期： 班级： 小组组长： 小组成员： 报告完成时间：2012年07月11日
目录 一、生产实习目的及意义 (3) 二、锅炉自动控制系统的要求 (3) (一)操作设备说明 (3) (二)生产实习整体要求 (5) (三)控制系统设计要求 (5) (四)开车步骤和各部件要求 (6) 三、锅炉工艺介绍 (8) (一)工艺流程介绍 (8) (二)工艺过程介绍 (9) 四、生产实习的具体安排 (10) 五、小组成员具体分工 (10) 六、燃烧工程设计方案 (10) 七、自动化仪表选择方案 (14) (一)仪表选择 (14) (二)仪表主要参数 (21) 八、组态仿真测试 (26) 九、组态王仿真测试 (32) 十、 matlab测试仿真 (41) 十一、财务简要分析及项目可行性总评 (44) 十二、生产实习感想 (44) 十三、对本次生产实习方案的评价 (45) 十四、对本次生产实习的建议 (45) 参考文献 (45)
一、生产实习目的及意义 1.认识、了解现代工业生产的组织和管理模式; 2.认识、了解所学专业在国民经济中的作用、位置，以及社会对于科技、知识的需求程度 的一种重要方式; 3.学会中如何观察、分析问题，搜集、整理数据资料，开展调查研究的能力; 4.培养综合运用不同学科的知识，分析、解决工作中所遇到的问题的能力; 5.培养团队之间相互帮助，相互协作，即分工明确又深入沟通的能力； 6.通过实习，全面检查我们技能的强弱和专业知识的掌握程度，及时发现问题，采取改进 措施，以提高我们的综合能力; 二、锅炉自动控制系统的要求 （一）操作设备说明 （1）检测仪表
[ 125t/hs)中参数燃煤锅炉的热力计算 1.设计任务 （1）锅炉额定蒸发量D=125t/h （2）蒸汽参数： 1）汽包蒸汽压力：p= = MPa 2）过热器出口蒸汽压力：p gr 3）过热器出口蒸汽温度：t =450℃ gr =170℃ （3）给水温度：t gs 》 = MPa （4）给水压力：p gs 2% （5）排污率：p pm （6）排烟温度：θ =140℃ py =370℃ （7）预热空气温度：t rk （8）冷空气温度：t 30℃ lk= （9）空气中含水蒸汽量：d=10g/kg 2.燃料特性： * （1）燃料名称：阳泉无烟煤 （2）煤的收到基成分： =% 1)碳C ar 2)氢H =% ar =% 3)氧O ar =% 4)氮N ar 5)硫S =% ar =% 6)水分M ar 7)| 8)灰分A ar=% （3）煤的干燥无灰基挥发份V =9% daf =26400kJ/kg （4）煤的收到基低位发热量：Q ar,net,p （5）灰熔点特性： DT=1400℃ ST=1500℃ FT＞1500℃ =1 （6）煤的可磨度：K km . 3.确定锅炉基本结构 采用单锅筒Ⅱ型布置，上升烟道为燃烧室及凝渣管。水平烟道布置两级悬挂对流过热器，垂直下行烟道布置两级省煤器及两级管式空气预热器。
整个炉膛全部布满水冷壁，炉膛出口凝渣管簇由锅炉后墙水冷壁延伸组成，在炉膛出口处采用由后墙水冷壁延伸构成的折焰角，以使烟气更好地充满炉膛。 采用光管水冷壁。 对流过热器分两级布置，由悬挂式蛇形管束组成，在两级之间有锅炉自制冷凝水喷水减温装置，由进入锅炉的给水来冷却饱和蒸汽制成凝结水，回收凝结放热量后再进入省煤器。 省煤器和空气预热器采用两级配合布置，以节省受热面，减少钢材消耗量。 锅炉采用四根集中下降管，分别供水给12组水冷壁系统。 燃烧方式采用四角布置的直流燃烧器。 . 根据煤的特性选用中速磨煤机的负压直吹系统。 锅炉本体结构见附图。 4.辅助计算 （1）燃烧产物容积计算 煤完全燃烧（α=1）时理论空气量及燃烧产物容积计算见表I-1（以1kg燃料为准）。 @ （2）空气平衡及焓温表 1）烟道各处过量空气系数、各受热面的漏风系数及不同过量空气系数下燃烧产物的容积见表I-2，炉膛出口处过量空气系数按表4-2取。 I-2烟气特性
一、概述 (2) 二、锅炉控制系统的一般结构与工作原理 (4) 三、锅炉控制系统的构成及功能 (5) 四几个主要的控制回路 (7) 五上位机软件介绍 (12) 六附录 (18)
一、概述 锅炉微机控制，是近年来开发的一项新技术，它是微型计算机软件、硬件、自动控制、锅炉节能等几项技术紧密结合的产物，目前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。提高热效率，降低耗煤量，降低耗电量，用微机进行控制是一件具有深远意义的工作。 工业锅炉采用微机控制和原有的仪表控制方式相比具有以下明显优势： 1． 直观而集中的显示锅炉各运行参数。能快速计算出机组在正常运行和启停过程中的有用数据，能在显示器上同时显示锅炉运行的水位、压力、炉膛负压、烟气含量、测点温度、燃煤量等数十个运行参量的瞬时值、累计值及给定值，并能按需要在锅炉的结构示意画面的相应位置上显示出参数值。给人直观形象，减少观察的疲劳和失误； 2． 可以按需要随时打印或定时打印，能对运行状况进行准确地记录，便于事故追查和分析，防止事故的瞒报漏报现象； 3． 在运行中可以随时方便的修改各种运行参数的控制值，并修改系统的控制参数； 4． 减少了显示仪表，还可利用软件来代替许多复杂的仪表单元，（例如加法器、微分器、滤波器、限幅报警器等），从而减少了投资也减少了故障率； 5． 提高锅炉的热效率。从已在运行的锅炉来看，采用计算机控制后热效率可比以前提高5-10%，据用户统计，一台20T的锅炉，全年平均负荷70%，以
平均热效率提高5%计，全年节煤800吨，按每吨煤380元计算每年节约304000元；燃油锅炉的节约费用更为可观； 6． 锅炉系统中包含鼓风机，引风机，给水泵，等大功率电动机，由于锅炉本身特性和选型的因素，这些风机大部分时间里是不会满负荷输出的，原有方式采用阀门和挡板控制流量，浪费非常严重。通过对风机水泵进行变频控制可以平均节电达到30%-40%； 7． 锅炉是一个多输入多数出、非线性动态对象，诸多调解量和被调量间存在着耦合通道。例如当锅炉的负荷变化时，所有的被调量都会发生变化。故而理想控制应该采用多变量解偶控制方案。而建立解偶模型和算法通过计算机实现比较方便； 8． 锅炉微机控制系统经扩展后可构成分级控制系统，可与工厂内其他节点构成工业以太网。这是企业现代化管理不可缺少的； 9． 作为锅炉控制装置，其主要任务是保证锅炉的安全、稳定、经济运行，减轻操作人员的劳动强度。在采用计算机控制的锅炉控制系统中，有十分周到的安全机制，可以设置多点声光报警，和自动连锁停炉。杜绝由于人为疏忽造成的重大事故。 综合以上所述种种优点可以预见采用计算机控制锅炉系统是行业的大势所趋。