锅炉过程控制方案设计
班级:自1201
学号: 1501120121
学生姓名:向朋
指导教师:薄翠梅
2015年7月9日
电气工程与控制科学学院
第一章自然循环锅炉分析
1被控对象工艺流程
1. 1 工艺流程
赛题的被控对象是流程工业领域常见的自然循环锅炉。锅炉是用于生产蒸汽的装置，生产的蒸汽用于发电和提供热能。
软化水经给水泵P1101泵出，分成两路，一路给水去减温器E1101，与过热蒸汽换热，然后与另一路给水混合进入省煤器E1102。去减温器E1101的锅炉给水用于调整过热蒸汽的温度，同时也对锅炉给水进行预热。正常工况时，大部分锅炉给水直接流向省煤器，小部分锅炉给水流向减温器。省煤器E1102由多段盘管组成，燃料燃烧产生的高温烟气自上而下通过管间，与管内的锅炉给水换热，回收烟气中的余热，并使锅炉给水进一步预热。
被烟气加热成饱和水的锅炉给水全部进入汽包V1102，再经过对流管束和下降管进入锅炉水冷壁，吸收炉膛辐射热在水冷壁里变成汽水混合物，然后返回汽包V1102进行汽水分离。锅炉汽包为卧式圆筒形承压容器，内部装有给水分布槽、汽水分离器等。汽水分离是汽包的重要作用之一，汽包V1102顶部设放空阀XV1104，分离出的饱和蒸汽再次进入炉膛F1101进行汽相升温，成为过热蒸汽。
出炉膛的过热蒸汽进入减温器E1101壳程，进行温度微调并为锅炉给水预热，最后以工艺所要求的过热蒸汽压力、过热蒸汽温度输送给下游生产过程。过热蒸汽出口管线上设开关阀XV1105。
燃料经由燃料泵P1102泵入炉膛F1101的燃烧器，空气经变频鼓风机K1101送入燃烧器。燃料与空气在燃烧器混合燃烧，产生热量使锅炉水汽化。燃烧产生的烟气带有大量余热，对省煤器E1102中的锅炉给水进行预热。烟气经由烟道，靠烟囱的抽力抽出，通入大气。
1.2 仪表及操作设备说明
系统中用到的检测仪表及执行机构具体说明见下表。
1.3 锅炉系统控制要求
（1）燃烧控制，需要控制燃料和空气的配比，以达到充分燃烧；
（2）给水控制，需要与蒸汽产量匹配，以控制锅炉汽包内水的储量；
（3）过热蒸汽出口压力控制，要求能够根据负荷的变化控制蒸汽压力；
（4）过热蒸汽出口温度控制，需要根据工艺要求精确控制蒸汽温度。
第二章锅炉控制方案设计
2.1 汽包水位控制方案
汽包液位是蒸汽锅炉运行中一个非常重要的控制参数，它可以间接反映锅炉负荷与给水平衡的关系。维持汽包水位正常时保证锅炉和下级设备安全运行的必要条件，如果汽包液位过高，使蒸汽带液，影响汽包内汽水分离装置的正常工作，造成出口蒸汽水分含量过多，导致过热器管壁结垢而被烧坏，也使过热蒸汽温度急剧变化，直接影响下级设备的稳定运行；汽包液位过低会影响汽水循环，严重时甚至可使加热水管局部受热而导致严重的事故。而且汽包的给水量也不应该剧烈波动，以免影响省煤器和进水管道的安全。
2.1.1 汽包水位影响因素
(1) 给水流量
如果汽包的给水量突然出现扰动而增加，一方面由于给水温度低于汽包内的饱和水温度，刚刚进入汽包的给水会吸收原有饱和水的一部分热量，从而减少蒸汽量，水面下的气泡总体积也相应减小，汽包水位下降。但是，从单容系统的角度考虑，不考虑气泡的影响，则给水量增加势必使汽包水位上升。两种情况叠加即得到给水量增加时，汽包水位经过一段迟延后趋于单容系统规律而上升，迟延的时间随着给水的过冷度越大而越大。
(2) 锅炉负荷
如果过热蒸汽流量（即锅炉负荷）突然出现扰动而增大，一方面汽包内的物质平衡状态被打破使水位下降；另一方面，由于锅炉出口的过热蒸汽量增加，迫使锅炉内的气泡增加，而燃料量不可能瞬间随之增加，这使汽包内的压力减小，水面下的气泡膨胀，总体积增大，导致水面上升，出现“虚假水位”。两种情况共同影响汽包水位，使汽包中出现“虚假水位”现象，导致锅炉负荷增大时汽包水位先上升一段时间后才开始下降。虚假水位会导致给水调节机构的误操作，使汽包水位波动剧烈，严重影响设备的安全和寿命。这说明蒸汽流量扰动是影响汽包水位至关重要的因素之一。
(3) 燃料流量
如果燃料量出现扰动增加，则饱和水吸收的热量增大，使锅炉负荷的蒸汽量增加，同样会导致出现“虚假水位”。但水循环系统中的水量比较大，且汽包和水
冷壁有一定的储热能力，使系统有一定的热惯性，蒸汽量增加缓慢。且蒸汽量缓慢增加的同时汽包内的压力也会随之缓慢增大，使水面下的气泡体积变小，汽包水面下降。两种情况综合考虑，则燃料量的增加出现的汽包“虚假水位”较蒸汽流量扰动下要缓和得多。因此汽包水位控制过程中可认为燃料量是间接扰动。
2.1.2 被控变量与操纵变量的选择
被控变量：汽包水位
操纵变量：给水流量
给水流量可以直接影响汽包水位，调整控制方便。
2.1.3 调节阀的选择
V1101、V1102是汽包上水流量调节阀，一旦系统出现故障，气源信号减弱，这时为了防止锅炉发生干烧危险，应保证汽包内有一定的水储量，故调节阀应处于打开状态，所以选择气闭式调节阀。
根据调节阀流量特性，选择等百分比调节阀。
2.1.4 控制方案设计
如单从物质平衡角度考虑，则只要保证汽包中的给水量与蒸发量恒等，汽包中达到一个动态平衡，就可以使汽包水位不变，因此可以采用比值控制方法调节给水量跟踪蒸汽量。
但对于闭环系统来说也要同时考虑汽包水位，这样可以避免蒸汽量和给水量测量不准确或由于管道泄漏等情况造成的给水量和蒸汽量间比值不确定带来的偏差。从而采用三冲量控制方法控制汽包水位，即控制系统中同时引入汽包水位、给水量及过热蒸汽量三个测量信号。
汽包水位的反馈量可以在锅炉稳定工况时消除静差，但会在锅炉负荷变化时造成“虚假水位”。而比值控制方法的引入，由于其不依赖于汽包水位，所以在一定程度上可以缓解“虚假水位”造成的误操作。
考虑到单级三冲量控制系统对信号的静态配合要求严格，到当负荷波动较大或给水压力不稳时易使系统存在静态误差，且整定较为困难。因此采用串级三冲量汽包水位控制系统，系统方框图见图。内环副调节器主要用于迅速抵消给水量的扰动，外环主控制器的任务是消除锅炉负荷扰动的同时将汽包水位无静差地维持在期望高度。
汽包水位三冲量串级控制系统
2.1.5 控制器正反作用的确定
汽包水位三冲量串级控制回路中，根据主、副控制器的正反作用的确定顺序为先副后主原则，首先确定其副回路给水流量控制器正反作用：
副回路：汽包液位控制回路中，除氧器进水流量调节阀为气闭式，为负作用，所以符号为负；当阀门开大时，汽包上水流量增大，所以被控对象为正作用，符号为正；测量变送器的符号为正；偏差符号为负；为使控制系统稳定，必须保证系统构成负反馈，所以汽包给水流量控制器为负作用。
主回路：将副回路看作正环节；测量变送器的符号为正；上水流量增大时，除氧器的液位升高，所以被控对象为正作用，符号为正；为使控制系统稳定，必须保证系统构成负反馈，所以主控制器为负作用。
2.1.6汽包水位控制系统P&ID图
汽包水位控制系统P&ID图
2.2 锅炉燃烧系统控制方案
锅炉是一个多输入、多输出、多回路、非线性且耦合严重的对象，调节参数与被调节参数之间存在许多交叉影响。当其中任一个参量改变时，其他参量都会受影响。因此，本方案将锅炉燃烧系统分成相对独立的四个调节对象，相应地设计相对独立的调节系统，考虑到锅炉正常运行时的各项指标，分别设计了过热蒸汽压力控制系统、过热蒸汽温度控制系统、烟气含氧量控制系统、炉膛负压控制系统。
2.2.1 过热蒸汽压力控制
过热蒸汽压力是衡量锅炉的蒸汽生产量与负荷设备的蒸汽消耗量是否平衡的重要指标，是蒸汽的重要工艺参数。蒸汽压力过低或过高，对于金属导管和负荷设备都是不利的。压力过高，会加速金属的蠕变，导致锅炉受损；压力过低，不可能提供给负荷设备符合质量的蒸汽。因此，控制蒸汽压力，是安全生产的需要，也是保证燃烧经济性的需要。
2.2.1.1 过热蒸汽压力影响因素
过热蒸汽压力的变化是由于锅炉的热平衡失调所引起的。影响热平衡的主要因素是燃烧热和蒸汽热。
(1) 燃料量
影响燃烧热最主要的因素就是进入炉膛的燃料量，燃料量越多，其产生的燃烧热也就越多。
锅炉正常运行时，如果进入炉膛的燃料量发生变化，则炉膛内的发热量会立即改变，由于软化水吸收的热量越多，蒸发量也就越大，汽包内的蒸汽量也会增多，所以蒸发部分可以看作是一个热容积，而反映储热量多少的主要参数是汽包压力。当炉膛发热量Q和蒸汽流量D所带走的热量不相等时，蒸汽压力就要发生变化，且压力的变化快慢随热量不均等的程度越大而越快。
(2) 空气量
同时，对于等量的燃料，燃料的燃烧效率同样影响着燃烧热的产生，当达到最佳空燃比时，燃料的燃烧率最大。
即使燃料量没有变化，如果鼓入炉膛的空气量变化，将使燃料的燃烧率变化，当空气量适宜，燃料得到充分燃烧，则蒸汽得到的辐射热和气相升温阶段的传热都将变化，导致过热蒸汽的温度发生变化。且蒸汽和饱和水得到的绝大部分热量都来自炉膛。除此之外，省煤器中的烟气也是由炉膛燃料燃烧产生的，影响饱和蒸汽和软化水温度的同时间接影响过热蒸汽的温度。因此炉膛中的燃烧工况对过热蒸汽的温度起着直接的影响，且反应速度较快。
(3) 过热蒸汽流量
如果过热蒸汽流量增大，则汽包内的蒸汽量减小，使汽包内的压力变小，从而过热蒸汽出口压力也会随之减小。
(4) 过热蒸汽温度
过热蒸汽温度是衡量蒸汽热的直观标准。当蒸汽流量一定时，过热蒸汽压力和温度存在同向的变化趋势：蒸汽温度越高，说明蒸汽携带的能量越多，则过热蒸汽的压力也就随之增大。过热蒸汽的温度和压力都是锅炉蒸汽质量的重要指标，都需要维持在一定范围内。
2.2.1.2 被控变量与控制量的选择
被控变量：过热蒸汽压力
操纵变量：燃料流量、（空气流量）
为了克服内外扰对蒸汽压力的影响，在基本的单炉蒸汽压力控制系统中，输入到锅炉的燃烧热必须跟随蒸汽热的变化而变化，以尽量保持热量平衡。同时，根据设定值与蒸汽压力之间的偏差来适当调节燃料量以满足蒸汽压力范围。在本锅炉系统中，由于过热蒸汽温度可以用减温器进行微调，且考虑到过热蒸汽温度与压力之间的关系，采用燃烧热跟随蒸汽压力的变化，用燃料流量来控制锅炉的燃烧热。
同时，燃油的燃烧效率同样影响燃烧热的产生，所以必须考虑鼓入的空气量，以达到最佳空燃比。但燃油的燃烧效率同时也影响着烟气的含氧量，且燃油流量是蒸汽压力的主要控制量，而烟气含氧量直接反映了空气流量是否适宜，因此采用燃油流量作为蒸汽压力的操纵量，而空气流量在烟气含氧量控制系统中具体设计。
燃料量可以直接改变炉膛中的热量，且延时和惯性很小，从而改变蒸发量，影响过热蒸汽压力，反映速度较快。
2.2.1.3 调节阀的选择
V1104是燃油流量调节阀，一旦系统出现故障，气源信号减弱，这时为了防止再有燃油进入炉膛继续燃烧，应切断燃油进量，故调节阀应处于关闭状态，所以选择气开式调节阀。
根据调节阀流量特性，选择等百分比调节阀。
2.2.1.4 控制方案设计
通过控制量的选择部分的分析可知，当燃料流量变化时，燃烧热随即变化，即炉膛温度也立即变化，几乎没有惯性和延迟。因此燃料流量变化时炉膛温度变化比蒸汽压力超前得多，且惯性时间常数也比较小。因此，方案中蒸汽压力的控制系统采用串级控制方法。
副回路中应该包含系统的主要干扰，且包含的干扰应尽量多，这样副回路可以快速反应，消除主要干扰；又考虑到炉膛的温度测量不能保证准确，只能作为参考值，所以不能选炉膛温度作为副回路。综上，过热蒸汽压力控制系统采用燃料流量作为副回路。这是因为燃料量是决定燃烧热的主要因素，如果燃料量保持稳定，则燃烧热，即炉膛温度也就随之稳定。
以蒸汽压力为主控参数，用来消除过热蒸汽流量波动引起的干扰，消除蒸汽压力静差，从而与副回路组成热负荷控制系统。过热蒸汽压力控制系统结构如图2.18所示。
过热蒸汽压力控制系统结构图
2.2.1.5 控制器正反作用的确定
过热蒸汽压力串级控制回路中，根据主、副控制器的正反作用的确定顺序为先副后主原则，首先确定其副回路燃油流量控制器正反作用：
副回路：燃油流量调节阀为气开式，为正作用，所以符号为正；当阀门开大时，燃油流量增大，所以被控对象为正作用，符号为正；测量变送器的符号为正；偏差符号为负；为使控制系统稳定，必须保证系统构成负反馈，所以汽包给水流量控制器为正作用。
主回路：将副回路看作正环节；测量变送器的符号为正；燃油流量增大时，过热蒸汽压力升高，所以被控对象为正作用，符号为正；为使控制系统稳定，必须保证系统构成负反馈，所以主控制器为负作用。
2.2.1.6 控制规律设计
(1) 副调节器
内环需要起到快速消除内扰的作用，且不要求无差，所以此阶段燃料/空气流量控制回路的副调节器选择P控制算法。
(2) 主调节器
过热蒸汽的压力是典型的分布参数对象，对于定参数运行的锅炉而言，锅炉工作的额定压力与安全阀启跳压力相差很小，在锅炉负荷大幅度变化时，过热蒸汽压力控制采用传统的PID方法难以进行有效的控制。
模糊控制算法是基于知识的控制器，具有一定的智能性。将模糊控制规律与PID控制相结合，一方面可以使PID控制器具有模糊控制的智能性，又可以利用
PID的强鲁棒性应对工况的变动；另一方面还可以使模糊控制具有确定的控制结构，且控制结构易于实现，而模糊规则的制定是靠操作知识和经验，不要求被控对象的模型已知。
2.2.2 过热蒸汽温度控制
锅炉系统中，过热蒸汽温度是影响安全和经济的重要参数。过热蒸汽温度过高，可能造成过热器、蒸汽管道及汽轮机的高压部分金属损坏；过热蒸汽温度过低则会降低全厂的热效率，且会加剧下级设备的叶片侵蚀。一般要求过热蒸汽温度保持在±5℃范围内。
2.2.2.1 过热蒸汽温度影响因素
过热蒸汽温度系统是一个大延时、非线性、时变、强耦合的多变量系统。影响过热蒸汽温度的扰动来源有很多，比如过热蒸汽流量、炉膛中的燃烧工况、减温器中软化水的流量和温度、炉膛及省煤器内对流段的热传导系数等。
(1) 减温器软化水流量
对于一定流量的过热蒸汽，如果减温器内软化水的流量增加，则软化水吸收蒸汽的热量也增大，可以使过热蒸汽的温度降低。
(2) 过热蒸汽流量
过热蒸汽流量变化时会引起汽相升温阶段过热蒸汽与炉膛烟气的传热条件发生变化。但由于过热蒸汽流量变化时，炉膛内蒸汽管道长度方向的各点温度几乎同时变化，因此在过热蒸汽流量扰动下过热蒸汽温度有自平衡特性，且惯性、延时都较小。除此之外，过热蒸汽流量发生变化时，炉膛内的温度不能瞬间相应变化，这就导致过热蒸汽的温度发生变化。生产中过热蒸汽的流量可能需要根据工程要求而改变，因此过热蒸汽的流量扰动是汽温主要扰动之一。
(3) 炉膛内燃烧工况
当炉膛内的燃料量或燃料的燃烧效率发生变化时，直接影响炉膛温度，这就使蒸汽的辐射和汽相升温阶段吸收的热量变化，从而影响过热蒸汽温度。且燃料量或燃料的燃烧效率的变化还会引起热传导条件，也会影响过热蒸汽温度。
(4) 烟气温度及流速
炉膛及省煤器对流段可以利用炉膛燃料燃烧产生的烟气余热对软化水进行
预热和使主蒸汽气相升温。对流段的热传导系数与烟气和软化水、蒸汽的相对速度有关，在热传导系数峰值以下，相对速度越大，热传导系数越大，而鼓风量、引风量和烟道挡板开度都能引起烟气流速和温度的变化。但当烟气传热量变化时，沿蒸汽管道长度方向的各点温度几乎同时变化，因此在过热蒸汽流量扰动下过热蒸汽温度有自平衡特性，且惯性、延时都较小。
(5) 软化水温度
如果软化水温度变高，则通过对流段、辐射吸热段和气相升温段吸收相同热量的情况下，相应的蒸汽温度也会升高。
2.2.2.2 被控变量与操纵变量的选择
被控变量：过热蒸汽温度
操纵变量：减温器软化水流量
对于蒸汽温度和压力的耦合，本方案中采取用减温器对过热蒸汽温度进行微调；用燃料量控制汽压（此时蒸汽温度也随之改变）。
减温器只能对过热蒸汽的温度起到微调的原因是：如果只用减温器对过热蒸汽温度进行调节，这可能会出现当汽温出现过高大偏差时，减温器为了降低蒸汽温度而大量增加流过减温器的软化水，虽然此时的控制使蒸汽温度下降，但直接导致软化水的总温度升高，考虑到减温器壁和管路有一定的热容积，温度变化存在惯性，所以可能几拍后升温的软化水又会使饱和蒸汽温度升高，进而过热蒸汽温度升高，则减温器动作也随之增大，出现恶性循环，使过热蒸汽温度控制出现波动。
从解耦控制的角度考虑，蒸汽流量必须满足一定的参数指标，如果用蒸汽流量来调节过热蒸汽温度势必会因为耦合而破坏蒸汽流量的控制效果，导致蒸汽的流量和温度都发生波动，所以不能用蒸汽流量作为蒸汽温度的控制量。而省煤器对流段是对软化水进行预热，只能对蒸汽温度起到间接调节的作用，存在延时，因此不把省煤器对流段的热传导系数的调节作为蒸汽温度控制。
2.2.2.3 调节阀的选择
V1103是减温器软化水流量调节阀，一旦系统出现故障，气源信号减弱，为保证过热蒸汽温度不致过高而损坏管道，故调节阀应处于打开状态，所以选择气闭式调节阀。
根据调节阀流量特性，选择等百分比调节阀。
2.2.2.4 控制方案设计
过热蒸汽的温度和压力存在耦合。假设为了增大过热蒸汽流量而将蒸汽出口阀开度调大，则汽包内的压力减小，使过热蒸汽出口压力随之减小。蒸汽压力控制器为了维持蒸汽压会增加燃料流量，增加炉膛内的热量。由于汽包内存在虚假水位的影响，会使上水流量在小段时间内不增加，即进入炉膛升温的软化水和蒸汽量没有变化或减小，在燃料量增加的情况下使过热蒸汽温度升高。但克服虚假水位后，为了维持汽包水位，上水流量增加，进入炉膛吸热的软化水和蒸汽流量增大，则过热蒸汽温度回降，最终维持在一定值。
过热蒸汽温度的扰动量很多，而减温器中的软化水对过热蒸汽温度发生作用的过程需要经过软化水容积、管壁容积才能到达过热蒸汽容积，因此存在较大的容积延时。所以只靠单回路控制系统难以达到理想的控制效果，需要在基本的主反馈回路中加入可以提前反映扰动的信号，并快速消除扰动。
本方案中采用前馈控制系统对过热蒸汽温度进行控制。从系统动态分析可知，过热蒸汽流量扰动对蒸汽温度有较大影响，用前馈回路对蒸汽流量扰动进行补偿，可以快速消除其过热蒸汽温度的扰动。
调节阀动作改变减温器软化水流量到过影响热蒸汽温度，需要经过管路、减温器壁两个热容积才能到达过热蒸汽热容积，导致减温器对过热蒸汽温度的调节存在一定的延时。为使过热蒸汽温度及时消除导前蒸汽的温度扰动，快速达到设定值，此阶段控制系统中加入Smith预估补偿方法，预先估计出过热蒸汽在基本扰动下的温度，然后由预估器进行补偿，使被迟延的被调量超前反映到调节器上，使调节器提前动作，从而减小超调量，加速调节过程。过热蒸汽温度控制系统结构如图
减温器控制过热蒸汽温度结构图
2.2.2.5 控制器正反作用的确定
过热蒸汽温度控制回路中，调节阀为气开式，为正作用，所以符号为正；当阀门开大时，减温器软化水流量增大，所以被控对象为正作用，符号为正；测量变送器的符号为正；偏差符号为负；为使控制系统稳定，必须保证系统构成负反馈，所以过热蒸汽温度控制器为正作用。
2.2.2.6 控制规律设计
通过以上分析，设计减温器软化水流量控制器时需要考虑到过热蒸汽温度偏差范围，根据汽温偏差范围来决定减温器动作的快慢和大小。此外还需考虑防止减温器软化水流量过少而导致减温器干烧而发生管裂。
因此，在减温器起消除静差作用阶段，因为过热蒸汽温度噪声较大，所以在考虑外环温度控制器设计时没有加入微分作用。且需要消除过热蒸汽温度的静差，所以主调节器应有积分作用。又由于回路中已经有预估补偿功能可以补偿一定的延时，且考虑到系统的调试和维护，最终选择PI控制算法作为此阶控制回路的主调节规律。内环的副调节器采用比例P控制规律，用以快速消除内扰。控制结构图如图所示。
过热蒸汽温度控制系统PID图
2.2.3 过热蒸汽流量控制
过热蒸汽的产量是锅炉运行的一个重要指标，锅炉的蒸汽产量必须满足下级设备的生产需要。
2.2.
3.1 过热蒸汽流量影响因素
对蒸汽流量的设定值是由锅炉负荷的大小所决定的，过热蒸汽流量应满足下级设备正常运行时的需要，如果过热蒸汽产量过低，则可能导致整个系统的工作效率降低；如果蒸汽流量过高，将会造成不必要的浪费，甚至对下级设备造成损害，影响系统安全。因此，对锅炉的过热蒸汽流量应以下级设备的生产需要来调整。在锅炉的开车和停车阶段，过热蒸汽的流量变化不应过快，这时蒸汽流量控制也很重要。
2.2.
3.2 被控变量与操纵变量的选择
被控变量：过热蒸汽流量
操纵变量：过热蒸汽流量
过热蒸汽的流量可以直接进行调节。
2.2.
3.3 调节阀的选择
过热蒸汽流量调节阀，一旦系统出现故障，气源信号减弱，这时为了不让不合格的过热进入下级设备，以保证下级设备的安全，故调节阀应处于关闭状态，所以选择气开式调节阀。
根据调节阀流量特性，选择等百分比调节阀。
2.2.
3.4 控制方案设计
由于过热蒸汽流量的设定值主要由下级设备的生产需要决定，且蒸汽流量可以直接用调节阀控制，所以用单回路控制系统即可满足要求。这样，可以使过热蒸汽流量控制系统实现起来简单，还能有效消除干扰，令蒸汽流量跟踪负荷。
又由于过热蒸汽流量的测量噪声较大，所以加入一个低通滤波器，防止测量测量噪声造成的控制系统出现大超调。过热蒸汽流量控制单回路系统结构如图所示。
过热蒸汽流量控制单回路系统
2.2.
3.5 控制器正反作用的确定
过热蒸汽流量控制回路中，调节阀为气开式，为正作用，所以符号为正；当阀门开大时，过热蒸汽流量增大，所以被控对象为正作用，符号为正；测量变送器的符号为正；偏差符号为负；为使控制系统稳定，必须保证系统构成负反馈，所以过热蒸汽流量控制器为正作用。
2.2.
3.6 控制规律设计
因为流量控制较为简单，所以可以采用常规控制方法。又由于过热蒸汽流量的测量噪声较大，所以不宜采用微分作用，以防控制系统出现大超调。所以选择比例-积分PI控制规律对过热蒸汽流量进行控制。这样既方便实现，降低系统的设计复杂度，又可以有效消除静差。
2.2.4 烟气含氧量控制
烟气含氧量，即炉膛的空气过剩系数直接反映了炉膛送风调节系统工作状况的好坏，因此烟气含氧量的大小同时也反映了锅炉的工作效率。
烟气的含氧量对锅炉的效率影响很大，这主要表现在：正常工况下，锅炉负荷在一定范围内，如果炉膛出口烟气含氧量过大，说明鼓入炉膛的空气过剩，这时烟气带走大量热量，致使炉内温度显著降低，且烟气流速也会升高。另外，排烟损失是随着过剩空气系数，即烟气含氧量的增加而增加的，烟气含氧量太大会使锅炉热效率降低，飞灰对受热面的磨损量与烟气流速密切相关，因此，炉膛内的管壁和抽风机叶片的磨损加重，严重影响设备的使用寿命。
所以，无论从安全生产、经济效益的角度，还是从“低碳”、节能的角度来看，烟气含氧量的调节是锅炉控制中必不可少的环节。
2.2.4.1 烟气含氧量影响因素
烟气含氧量的影响扰动很多，其中最直接的主要扰动为燃料量和燃料量-空气量配比；过热蒸汽的温度、流量变化也可以间接影响烟气含氧量。
(1) 空燃比
如果进入炉膛的燃料量和空气量维持在最佳空燃比状态下，则可以满足燃料充分燃烧的情况下过剩空气量最低，保证锅炉运行过程中各项损失之和最小，锅炉的工作效率最高。
(2) 过热蒸汽温度及流量
除燃料量和燃料量-空气量配比外，锅炉的过热蒸汽温度和流量的变化也可以间接影响烟气含氧量。当过热蒸汽状态变化时，燃料量和空气量也必须及时调整，则燃烧工况也相应改变。锅炉正常负荷工况运行时，由于炉膛温度较高，燃料燃烧及与空气混合条件较好，故燃料可以稳定燃烧，为了提高锅炉效率，这时可以适当降低过剩空气系数，则排烟损失降低，且炉膛温度升高，烟气速度降低，使煤粉在炉内的停留时间相对延长，减少燃料的不完全燃烧率。当锅炉负荷降低时，由于燃烧减弱，投入的燃料量减少，炉膛温度较低，火焰充满程度差，燃烧易不稳定。此时可以适当增加鼓风量，增大炉膛负压，减少漏风，使炉膛温度相对提高，以稳定燃烧，且能减少燃料不完全燃烧的损失。
2.2.4.2 被控变量与操纵变量的选择
被控变量：烟气含氧量
操纵变量：空气流量
烟气含氧量反映了炉膛中燃料燃烧的充分程度和过剩空气量，因此它主要是由燃料量-空气量的配比决定的，即当满足最佳空燃比时，燃料可以充分燃烧，且鼓入炉膛的空气量最适宜，从而烟气含氧量最佳。
考虑到烟气含氧量与过热蒸汽温度、压力的耦合，燃料流量的多少直接影响到过热蒸汽的状态，如果改变燃料流量来调节烟气含氧量，势必会造成过热蒸汽参数的波动。而在燃料量充足的情况下，空气量的供给是不成问题的，且空气量扰动下被控对象是状态自平衡过程，惯性和延时都小，容易控制，因此烟气含氧量主要用鼓入炉膛的空气流量来调节。
2.2.4.3 控制方案设计
在锅炉实际运行中，实时监测排出烟气的含氧量，根据之前的分析，首先可以通过调节鼓风量来控制燃料量与空气量的比值，逼近最佳空燃比，以保证完全燃烧所需要的足够风量，这是对烟气含氧量的粗调；接着在系统稳定的情况下，按烟气含氧量前馈量的大小对鼓风量进行细调，从而使烟气含氧量达到设定的理想值。并通过炉膛内燃烧情况的具体分析，根据不同负荷来调整最佳空燃比的大小。
烟气含氧量的控制中在过热蒸汽温度控制的前提下加入了烟气含氧量的前馈控制，用以补偿过剩或不足的空气部分，前馈部分结构图如图所示，其中省略了燃料流量调节回路。
烟气含氧量前馈补偿部分结构图
2.2.4.4 控制器正反作用的确定
烟气含氧量控制回路中，鼓风机相当于气开式调节阀，为正作用，所以符号为正；当鼓风机的频率增大，鼓入炉膛的空气量增大，所以被控对象为正作用，符号为正；测量变送器的符号为正；偏差符号为负；为使控制系统稳定，必须保证系统构成负反馈，所以烟气含氧量控制器为正作用。
2.2.4.5 控制规律设计
内环需要起到快速消除内扰的作用，且不要求无差，所以此阶段燃料/空气流量控制回路的副调节器选择比例P控制算法。
烟气含氧量前馈调节器：鼓入炉膛的空气中的含氧量是可以测得的，一般情况下，空气中含有的氧气比例占20%左右。假设鼓入炉膛的空气含氧量为η，锅炉排出的烟气的含氧量与设定值之间的偏差为I?，则对应烟气含氧量偏差的空气量为
/
Q Iη
=?
空
上式即为烟气含氧量前馈调节器，这相当于加入了一个干扰观测器。
Q
空即为鼓入空气的补偿量，相当于增加或减少Q
空的空气量，正好可以弥补
不足或过剩的烟气含氧量，才能使烟气含氧量达到理想值。当0
I?>时，说明烟气含氧量偏小，炉膛中空气量不足，应增大风机K1101频率，增加空气量，所以
Q
空为正；当0
I?<时，说明烟气含氧量偏大，炉膛中空气量不足，应减小风机K1101频率，减少空气量，所以Q空为负。
2.2.5 炉膛负压控制
锅炉正常工作时，炉膛必须处于负压状态，其炉膛负压必须保持在一定范围内。锅炉炉膛的负压对锅炉的安全生产和资源的利用率起着决定性的作用。一般负压应控制在-20(Pa)左右。如果炉膛负压太大，会使大量冷空气进入炉膛，增大引风机负荷和排烟带走的热损失；而如果炉膛负压太小，甚至出现正压，则炉膛内的火焰和烟气就有可能从炉墙缝隙或测点空洞外逸，严重影响设备和人员安全。
2.2.5.1 炉膛负压影响因素
炉膛负压是由鼓风量和引风量之间特定关系形成的，因此如果炉膛负压保持稳定，那么鼓入炉膛中的鼓风量和排烟量就是一个动态平衡关系。所以，鼓入炉膛中的空气量和排烟量的变化都能引起炉膛负压的变化。
(1) 鼓风量
如果锅炉的排烟量一定，当鼓风量增大时，炉膛的负压程度随之变小；当鼓风量减小时，炉膛的负压程度随之变大。但由于烟气含氧量控制系统中为了令燃油充分燃烧，鼓风量需要跟随燃油流量进行比值控制。
(2) 烟道挡板开度
当鼓风量不变时，烟道挡板的开度越大，则引风机的抽力越大，排出的烟气也就越多。但当烟道挡板开度过大时，引风抽力可能过大，排烟量过多，可能造成炉膛熄火的危险。
2.2.5.2 被控变量与操纵变量的选择
被控变量：炉膛负压
操纵变量：排烟量
尽管鼓入炉膛中的空气量和排烟量的变化都能引起炉膛负压的变化，但考虑到如果依靠改变鼓入炉膛中的空气量来调节炉膛负压，则由于炉膛内空燃比发生变化而使燃料燃烧效率受到影响，进而影响过热蒸汽温度、压力。因此，为了消除耦合，选择排烟量作为炉膛负压的操纵变量，采用调节烟道挡板DO1101开度来控制排烟流量。
2.2.5.3 调节阀的选择
烟道挡板用于调节排烟量，一旦系统出现故障，为保证炉膛压力不致过高或过低，应使炉膛和大气联通，故烟道挡板应处于打开状态，所以烟道挡板为故障开。
2.2.5.4 控制方案设计
锅炉烟道对象的时间常数较小，调节通道和鼓风扰动通道的特性都可以近似认为是比例环节。由于被调量的反映过于灵敏，所以其调节过程易产生激烈跳动，因此简单的单回路控制不能保证控制质量。
红河学院 过程控制系统课程设计题目：水塔温度控制系统
目录 第1章水塔温度控制系统设计方案 0 1. 1系统设计方案概述 0 1.2 水塔温度串级控制系统仿真 (2) 第2章水塔温度控制系统硬件设计 (3) 2.1系统对象特性设计 (3) 2.2系统检测回路设计 (3) 2.3控制器设计 (5) 2.4执行器选择 (7) 2.5参数整定 (9) 第3章水塔温度控制系统软件设计 (10) 3.1 程序设计 (11) 3.2 温度控制算法程序设计 (9) 第4章设计结论 (12) 参考文献 (13) 第1章水塔温度控制系统设计方案 1. 1系统设计方案概述 本次设计采用串级控制系统对水塔温度进行控制. 过程控制系统由过程检测、变送和控制仪表、执行装置等组成,通过各种类型地仪表 完成对过程变量地检测、变送和控制,并经执行装置作用于生产过程.
串级控制系统是两只调节器串联起来工作,其中一个调节器地输出作为另一个调节器地给定值地系统.此系统改善了过程地动态特性,提高了系统控制质量,能迅速克服进入副回路地二次扰动,提高了系统地工作频率,对负荷变化地适应性较强. 串级控制系统工程应用场合如下： （1）应用于容量滞后较大地过程. （2）应用于纯时延较大地过程. （3）应用于扰动变化激烈而且幅度大地过程. （4）应用于参数互相关联地过程. （5）应用于非线性过程. 正因为串级控制系统具有上述特点,所以本次设计采用串级控制系统对锅炉汽包温度进行控制. 采用单片机作为主控制器,水塔温度为主被控对象,上水地流量为副被控对象,电磁阀为执行器,利用AD590传感器检测水塔温度,利用流量传感器检测上水流量.水塔温度串级控制系统框图如图1.1所示,系统原理图如图1.2所示. 图1.1水塔温度串级控制系统框图
余热锅炉控制 操作说明书 1.主画面 在该画面中给出了整个系统的操作模式，通过触摸不同的按钮，可进入相对应的画面。 1．1 点击按钮，可进入运转图画面。 1．2 点击按钮，可进入趋势图画面。 1．3点击按钮，可进入趋势图画面。 1．4点击按钮，会跳出Password设定画面，（口令缺省为：******；每次输入口令后，待最后一次操作结束1分钟之后， 自动登出）。当正确输入口令后，需再次点击按钮，将进入参数设定画面。
1．5点击按钮将复位报警。 1．6点击按钮将使报警静音。 2. 运转图画面 2．1 在该画面中给出了整个系统的运转图，可以观察系统中所以设备的运行情况。 2．2 锅炉汽包水位有两种显示方式：一是数值显示，显示范围为 -175mm至175mm；二是棒形图显示，显示范围顶部为175mm，底部为-175mm，红色部分为水位高度。 2．3 与锅炉对应的发电机运行状态将以动画的方式指示。 2．4 锅炉给水泵的运行状态将以动画的方式指示，图标红色和绿色交替闪烁为运行状态，暗灰色且不闪烁则为停止状态。 2．5 锅炉出口压力为数值显示，显示范围为0.0Bar至16.0Bar。
2．6 锅炉进口烟温为数值显示，显示范围为0℃至600℃。 2．7 变频器输出值为数值显示，显示范围为0Hz至50Hz。 2．8 三通风门控制方式，自动时显示红色的自动，手动时为黑色的手动。 2．9 给水泵的控制方式，变频时显示红色的变频，工频时为黑色的工频。 2．10 点击按钮，将返回主画面。 2．11 点击锅炉区域将翻页至相对应的锅炉控制回路画面。 3. 各锅炉控制回路画面 3．1 锅炉汽包水位有两种显示方式：一是数值显示，显示范围为 -175mm至175mm；二是棒形图显示，显示范围顶部为175mm，底部为-175mm，红色部分为水位高度。
； 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。
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。
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
锅炉安装质量控制要点 发表时间：2018-08-01T10:23:53.327Z 来源：《电力设备》2018年第11期作者：杨光辉 [导读] 摘要：锅炉是具有爆炸危险的承压设备，其安装质量的好坏，直接影响着日后运行的安全性和使用寿命。 （山东省工业设备安装有限公司山东 250013） 摘要：锅炉是具有爆炸危险的承压设备，其安装质量的好坏，直接影响着日后运行的安全性和使用寿命。因此，锅炉安装的质量控制在锅炉的安装过程中起着不容小觑的作用。分析了锅炉安装过程中的常见问题，并提出了有效提高锅炉安装质量的办法。 关键词：锅炉安装；质量控制；要点 1 锅炉安装过程中的常见问题 锅炉是中国较为常见的供热供水设备，因其具有一定危险性，人们对锅炉的安装质量尤为重视。但是在锅炉的安装过程中仍然存在一些问题。 1.1 人为原因 有些锅炉安装人员技术水平较低，安装过程中不能按照安装标准进行操作；或有关于正在安装的锅炉的资料不够充足，安装人员得不到足够的相关文件，造成锅炉质量不达标；安装过程中缺乏有效的监督管理，导致安装秩序混乱，锅炉的质量自然得不到保证。 1.2 安装技术的问题 锅炉集箱未经仔细检查，直接挂管。集箱是锅炉的重要组成部分，若集箱质量不合格，会导致工质分配不均匀，加热自然也不均匀；水管系统的安装。水管系统安装质量的优劣影响着锅炉能否安全运行。在实际的水管系统安装过程中，常见问题有：锅筒管口的胀接未能按照胀接标准进行操作、胀接时管子进入锅筒的长短不符合规定等；测试锅炉水压前未能对锅炉表面进行全面细致的检查。检测锅炉水压是保证锅炉安装质量、检验锅炉是否有缺陷的重要环节。在测试过程中常出现的问题是测压时间过长、升压太快，以致锅炉内部有空气残余；阀门的安装。阀门是锅炉本体管路中最易出现问题的部位，常常因未对其进行严密性水压测压和强度水压测验就安装而造成阀门漏水及压力不稳的现象，加上阀门的安装位置不正确，导致检修时受到阻碍，延缓整个安装进度。 2 锅炉安装质量控制要点 2.1 锅炉安装前的质量控制 人员控制。对于安装工人个人来说，要求必须为本专业的技术人员，且经过专业培训，通过层层考核，持证上岗。值得注意的是，这些专业的安装人员不仅应该掌握过硬的安装技术，同时应具备一定的工作经验，对于安装过程中出现的质量问题能够及时发现并提供有效的解决办法；对于施工单位来说，要审查其是否具有安装民用锅炉的基本条件以及专项条件，还应确保施工团队的整体技术能力、技术水平、工艺作风等符合安装要求和规范，在保证施工质量的前提下按规定期限完成安装。对于监管人员来说，要有较高的职业素质和严格的审查标准，对于安装过程中出现的质量问题能够及时指出并引导相关人员进行改正。 图纸会审。锅炉安装工作开始之前，应根据锅炉日后的具体使用情况搜集相关的施工技术规范和质量验收标准，由专业的设计人员编制出详细的安装方案并画出图纸，图纸设计完成后，由设计院和施工单位一起对图纸进行会审，设计人员要向施工单位讲解清楚设计意图、设计要求等，若发现有设计不合理或设计缺陷的问题及时改正，这样施工单位才能根据图纸制定可行的施工办法，保证锅炉的安装质量。材料及设备控制。材料的运用对锅炉的安装质量有着重大影响，因此安装锅炉所需的辅助材料必须有材质说明书和产品质量合格证书，要保证材料的规格、型号符合安装需求。在材料进入施工现场后，监管人员要对其开箱验收，确认合格后，方可进行安装。对于锅炉安装过程中所用的施工机械，必须经过认真选择，要使用年检合格且运行性能较好的设备，尤其是用于测量的精密仪器，需由专门的技术质量监督机构进行检测，检测合格后再投入使用。 2.2 锅炉安装过程中质量控制的要点 锅筒及集箱的安装。锅筒是水管锅炉中用于进行蒸汽净化、组成水循环回路和蓄存锅水的筒形压力容器，上面有压力表、水位计、安全阀门等设备，是保证锅炉安全运行的重要部分，因此在安装过程中对锅筒进行细致的检查十分必要。一要检查锅筒表面是否在运输过程中有所损坏，尤其是焊缝处是否牢固，有无裂口；二要检查锅筒的水平及垂直中心线是否在中心点上，该中心线的位置是否和图纸中所标示的一致。检查确认无误后才可将锅筒就位。集箱是锅炉的重要组成部分，分为上集箱和下集箱，作用是将工质汇集起来，统一分配，保证加热均匀。因此在锅炉的安装过程中，集箱的安装尤为重要。安装集箱是一项对技术要求很高的工作，要求经验丰富的专业人员根据锅炉本体管路和材料的实际情况做出各集箱的尺寸大样图。将大样图校准后，找好纵横中心和标高的基准位置，对锅筒和集箱进行放线。另外，要注意锅筒和集箱安装的牢固性，尤其是锅筒支座一定要稳固。 焊接质量控制。焊接是锅炉本体受压元件质量控制的关键工序，直接影响着承压结构的使用寿命和安全运行。焊接工人的技术水平直接影响着焊接的质量，因此要求焊接人员具有上岗资格证以及精湛的焊接工艺；另外，焊接设备、焊接材料、焊接电流要符合规范。对于焊接质量，要有专业的检测人员进行检测，如有质量问题及时查找原因，制定解决办法。焊接结束后，焊工须进行自检，在规定位置打上自己的焊工钢印。自检合格后，经质检员检查合格即可填写无损探伤检查通知单，再由无损检测人员进行专业的无损探伤检查。 对流管以及水冷壁的安装。作为锅炉对流受热面的对流管，其作用是吸收高温烟气的热量，增加锅炉的受热面；水冷壁是由数排钢管组成的、分布于锅炉炉膛的四周的设备，它的内部为流动的水或蒸汽，外界则接受锅炉炉膛的火焰热量，它是锅炉的主要受热部分。因此在安装水冷壁和对流管之前，必须要对其进行外观质量检查，确定没有外部质量问题后，再根据壁管厚度、管径大小、煨弯半径的不同，采用合适的焊接办法。还应正确计算通球的直径，利用尺度合格的圆球逐根检验对流管，以管子封堵能力强，异物进不到管子之内为合格标准。 节煤装置的正确安装。锅炉节煤装置是由水箱、引风管及其它附件组成的，置于锅炉引风口与锅炉除尘器之间，其烟道与锅炉的烟道相连。引风管贯穿于水箱箱体，锅炉烟气从引风管通过，并与水箱中的水进行热交换，水预热后进入锅炉中，达到节约煤的目的。但是由于烟气流动速度大，对管道壁的冲刷磨损较大，因此，在装置节煤器时，要找准位安装置，控制好组对管问题，计算好节流板装配的定位尺寸，以达到充分利用锅炉热能对水进行预热，节约燃料煤的作用。 2.3 安装完成后进行验收试运行后确定无质量问题再正式投入使用 在锅炉本体安装焊接完成后，应对锅炉整体进行检查，在确认检查合格且其他检验资料齐全的情况下，可对锅炉进行水压测试。水压
9F燃机余热锅炉控制流程说明 （供参考） HBG-GE 图号：Y06750SM 杭锅自动化工程有限公司 2007年9月
注:以下的启停说明,如有不完善之处,希望用户、设计院及GE公司能进一步优化和完善，如有必要可在进一步会议中讨论。 一、HRSG(冷态启动)启动前的准备： 1.低压给水电动阀开X0LAB71AA002开 2.低压给水旁路调节阀关X0LAB71AA101关 3.低压循环泵1.2出口电动阀关X0LAB73AA002关 X0LAB73AA004关 4.低压循环泵出口调节阀关X0LAB73AA101关 5.低压汽包给水调节阀关X0LBJ11AA101关 6.低压汽包给水旁路电动阀关X0LBJ11AA003关 7.低压汽包紧急放水阀关闭X0LBJ11AA411关 X0LBJ11AA412关 8.低压汽包排污调节阀关X0LBJ11AA422关 9.低压蒸发器定期排污阀关X0HAD11AA422关 10.低压蒸汽对空排汽阀开X0LBA71AA403开 X0LBA71AA404开 11.低压蒸汽阀前疏水阀关X0LBA71AA409关 12.低压蒸汽阀后疏水阀关X0LBA71AA411关 13中压给水电动阀关X0LAB81AA002关 14.中压给水旁路阀开X0LAB81AA003开 15.中压给水泄压阀关X0LAB82AA004关 16.中压给水泄压调节阀关X0LAB82AA103关 17.中压给水调节阀关X0LAB81AA101关 18.低压汽包补汽电动阀关X0LBD21AA001关 19.低压汽包补汽调节阀关X0LBD21AA101关 20.中压汽包启动排污阀关X0LBJ21AA101关 21.中压汽包连续排污阀关X0LBJ21AA102关 22.中压汽包紧急排污阀关X0LBJ21AA405关 X0LBJ21AA406关 23.中压蒸发器排污阀关X0HAD21AA421关 24.中压过热器疏水阀关X0HAH21AA402关 25.中压蒸汽对空排汽阀开X0HAH21AA501开 X0HAH21AA502开 26.中压蒸汽疏水阀关X0HAH21AA504关 27.中压蒸汽调节阀关X0HAH21AA101关 28.中压蒸汽电动阀关X0HAH21AA012关 29.中压蒸汽旁路阀关X0HAH21AA011关 30.再热器1入口管道疏水阀关X0LBC21AA402关 31.再热减温器入口疏水阀关X0LBB21AA402关 32.再热减温器出口疏水阀关X0LBB21AA405关 33.再热减温水电动阀关X0LAF81AA002关 34.再热减温水调节阀关X0LAF81AA101关 35.热再热蒸汽对空排汽阀关X0LBB81AA502关 36.热再热蒸汽疏水阀关X0LBB81AA402关
DCS控制系统设计 一．被控对象： 图1 锅炉设备工艺 二．工艺要求 燃料和热空气按一定比例送入燃烧室燃烧，生成热量传递给蒸汽发生系统，产生饱和蒸汽Ds,然后经过热器，形成一定气温的过热蒸汽D，汇集至蒸汽母管。压力为Ph的过热蒸汽经负荷设备调节阀供给生产设备负荷用。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。 三．DCS选型 本控制系统选择浙大中控Webfield JX-300XP系统。 四．硬件 ①控制站硬件 1.机柜：SP202 结构：拼装 尺寸：2100*800*600 ESD：防静电手腕 散热：两风扇散热 接地：工作接地，安全接地 2.机笼 电源机笼：四个电源模块，型号：XP521 I/O机笼：20个槽位，用于固定卡件 3.接线端子板 冗余端子板：XP520R 4.端子转接板 5.主控卡：XP243X 地址范围：2到127。 后备锂电池模块：JP2，保持参数不丢失。 6.数据转发卡：XP233
地址范围：0到15 7.I/O卡件 (a)I/O点数计算 Ⅰ.锅炉控制系统中数字量输入点数： 启动；停止；点火；手动关闭蒸汽阀 以上共计四个数字量输入。 Ⅱ.锅炉控制系统中数字量输出点数： 给风；1号风机；给燃料；2号风机；蒸汽阀 以上共计五个数字量输出。 Ⅲ.锅炉控制系统中模拟量输入点数： 汽包液位、温度、压力。 以上共有三个模拟量输入（为了使模拟信号可以远传，变送器均选择电压式）。 (b)卡件选择 Ⅰ.XP363：触点型开关量输入卡。8路输入，统一隔离。 Ⅱ.XP362：触点型开关量输出卡。8路输出，统一隔离。 Ⅲ.SP314X:电压信号输入卡。4 路输入，点点隔离，可冗余 Ⅳ.XP221：电源指示灯。 ②操作员站硬件 1.PC机： 显示器；主机；操作员键盘，鼠标；操作员站狗； 2.Windows XP操作系统 3.安装Advan Trol-Pro实时监控软件。 ③工程师站硬件 1.PC机 显示器；主机；工程师键盘，鼠标；工程师站狗 2.工程师站硬件可以取代操作员站硬件 3.Windows XP操作系统 4.安装Advan Trol-Pro实时监控软件 5.安装组态软件包 ④通信网络 (a)信息管理网 通讯介质：双绞线（星形连接），50Ω细同轴电缆、50Ω粗同轴电缆（总线形连接，带终端匹配器），光纤等； 通讯距离：最大 10km； 传输方式：曼彻斯特编码方式； (b)过程控制网络（SCnet Ⅱ网） 传输方式：曼彻斯特编码方式； 通讯控制：符合 TCP/IP 和 IEEE802.3 标准协议； 通讯速率：10Mbps； 节点容量：最多 15个控制站，32个操作站、工程师站或多功能站； 通讯介质：双绞线，50Ω细同轴电缆、50Ω粗同轴电缆、光缆；
锅炉供暖系统控制 1 设计要求： 运用厦门宇电808仪表对锅炉的温度或压力进行控制，利用力控组态软件设计上位机界面，在界面上要求显示实时历史曲线，以及实测值，给定值。 2 系统功能概述： 基于力控组态软件的锅炉监控系统的设计主要是充分利用软件的优势，通过对锅炉系统中的三个主要参数，即锅炉水位、炉膛压力、锅炉内温度的控制来实现对锅炉系统的实时监控。具体的控制原则为：当锅炉液位“LEVEL”的值高于100时，系统产生报警，对应的入水阀门会变小到5%；当炉内压强“YL”的值低于50Pa时，高于200Pa时系统也会报警，同时出气阀门开启；同样，当锅炉内温度“WD”的值高于80时，系统也产生报警信息，同时进气阀门会变小到5%。 3 系统设计： 锅炉供暖系统：将仪表与计算机、锅炉系统连接，对力控程序系统进行运行，改变参数观察界面、曲线、参数、报表的变化，查看计算机界面上的参数是否与仪表一致。 本组设计的工程项目中包含有主界面窗口、表头窗口、报警窗口、专家报表窗口、实时/历史曲线窗口。 3.1 主界面： 图3-1 供暖系统主界面 3.2 组建I/O设备：
图3-2 I/O口组态 3.3数据库组态： 图3-3 定义变量 3.4 实时曲线:实时曲线把对储水罐温度或压力进行实时监控的数据显示 出来 增加趋势曲线：在工具箱中选择“常用组件/趋势曲线”，并放置到合适位置，调整大小和设置属性。输入名称“实时曲线”，并选择变量WD.PV和YL.PV。如图所示： 图3-4 温度实时曲线
图3-5 压力实时曲线 3.5 历史曲线：显示历史曲线，打开“数据库/历史参数”，设置保存类型。历史曲线显示历史测量值，并设置了查询按钮、起始时间和时间长度，可以对历史数据中任意一个时间段的数据进行精确查询；对起始时间（包括年月日时分秒）和时间长度（包括分和秒）都要进行属性扩展设置和对应的脚本编辑，从而可以在查询时随意设置时间段。 图3-6 温度历史曲线 图3-7 压力历史曲线
锅炉安装质量保证手册2级锅炉安装 年月日
颁布令 公司各职能部门： 为保持锅炉安装、改造的资格许可，特根据国家颁布的《特种设备安全监察条例》、《特种设备制造、安装、改造、维修质量保证体系基本要求》和《锅炉安装许可规则》等有关安全技术法规和标准要求，公司组织相关人员对锅炉安装改造《质量保证手册》进行了编制，定名为“锅炉安装改造《质量保证手册》。 本手册经公司领导及相关技术人员审定，符合国家现行的有关法律、法规和标准以及本公司实际情况，现予以颁布，从年月日正式实施。 年月日
一、宗旨、方针、目标 企业宗旨： 质量方针： 管理制度完善、安装技术精湛，保证工程质量，持续稳定发展，用精益求精的工作态度、高质量的安装水平向用户保证所安装锅炉系统的安全运行。 质量目标： 单位工程竣工一次交验合格率100% 单位工程竣工交验合格率100% 重大质量、重大安环事故为零 用户回访率100%，顾客满意率100%
二、任命书 为确保公司的质量保证系运行有效，现任命总工程师、技术负责人同志为我公司的质量保证工程师。授权其在质量保证活动中代表总经理行使权力。负责公司锅炉安装质量保证体系的建立、实施、保持和不断改进，并全权负责锅炉安装质量体系运行中出现的问题，具有独立处理和裁决质量保证体系运行中重大问题的权力。其职责权限是： 0.2.1负责按TSG Z0004-2007 《特种设备制造、安装、改造、维修质量保证体系基本要求》和TSG D3001-2009《锅炉安装许可规则》的要求建立、实施、保持和改进锅炉安装质量保证体系。 0.2.2负责内部质量审核的组织领导，向最高管理者报告质量保证体系运行情况。 0.2.3负责公司内部促进顾客需求意识的形成。 0.2.4负责就质量保证体系的有关事宜与外部的联络工作。 0.2.5当各专业责任师或责任人外出期间，有权指定相关人员代行其职责。 年月日
自然循环余热锅炉的热偏差的分析和控制 集团公司文件内部编码：（TTT-UUTT-MMYB-URTTY-ITTLTY-
自然循环余热锅炉的热偏差的分析和控制对余热锅炉运行中的热偏差进行理论分析，分析其产生原因和将会造成的后果，并提出相应的改善措施。 为了响应国家淘汰低产能的号召，中国有色集团抚顺红透山矿业有限公司冶炼厂对冶炼工艺进行改造，采用富氧底吹炉工艺生产，余热锅炉是这套工艺流程中的一个热交换设备，用以降低底吹炉出来的含有SO2的高温高矿尘气体的温度，以满足制酸工艺的要求，并达到余热利用的目的。本余热锅炉动力为自然循环，额定蒸汽压力3.8Mpa，蒸汽出口温度249℃。 在该工艺中，余热锅炉的安全稳定运行决定了底吹炉能否正常运行，所以需要保证余热锅炉能够长时间稳定的工作，那么余热锅炉的爆管事故就需要尽力避免，刨除材质和施工质量的原因，由热偏差产生的爆管事故占有较大的比重。所以本文将对余热锅里热偏差的分析和控制做出阐述。 热偏差的概念 自然循环余热锅炉是依靠热对流为动力来完成炉内循环，所以在自然余热锅炉的运行中很容易出现水冷壁各个位置由于热量分布不均产生金属
管壁超温，进而发生爆管等事故的情况，只有合理的设计和在运行中科学的操作控制，才能确保余热锅炉的水冷壁拥有比较长的使用寿命。 余热锅炉的烟道（即炉膛）是由许多平行管列组成的水冷壁。由于结构和制造的原因，烟道的水冷壁管的尺寸大体相同，但是在自然循环余热锅炉的各个部分所受的热负荷不同，导致水冷壁管中液体的吸热量不同，因此在管道中水循环的动力也是不同的。这也就产生了锅炉内部的热偏差。总的来说水冷壁中的热偏差是由于热力不均和水的流量不均造成的。 热偏差的形成原因 3.1.余热锅炉烟道内的热力不均 余热锅炉属于被动式锅炉，它所需要的热量完全来自烟气的温度，所以烟道内的热力不均是余热锅炉热偏差的一个主要的形成原因。烟道内的热力不均主要存在下列几种情况：
锅炉温度控制系统设计方案 第1章绪论 1.1课题背景及研究的意义 锅炉是工业生产中最常用的能量转换设备之一，它通过转化燃料中的化学能或利用电能转化为能，成为人们广为依赖的采暖工具。在电锅炉中，利用电阻在通电流状态下发热的原理，通过对电流的大小的控制对温度的控制。由于电流易控制的特点，电锅炉在小型锅炉和精密控温的到使用者的青睐。但是，在大部分城市中，由于国家实行“西气东输”计划，燃气价格为普通人家所接受，经数据统计和计算，燃气锅炉更便宜，比电锅炉应用更受欢迎。 锅炉温度的稳定是锅炉性能的一项重要指标，温度过高和温度过低都会给锅炉的稳定运行和生产造成重大的的影响，甚至发生安全事故。温度过高，导致锅炉金属材料和相关部件的超温过热，加速管材金属氧化，降低锅炉和相关部件的使用寿命；温度过低，假定在保持锅炉蒸发量不变的情况下，锅炉的损耗将大幅上升，能源利用率因此下降，而且负荷也将受到限制。所以，限定锅炉在安全温度成为每一个温度控制系统的核心部分。 随着科技发展，人们对采暖方式和热水方式渐渐发生变化，家用燃气锅炉进入寻常百姓家，但是国燃气锅炉的开发与应用还处于较落后的阶段，市场上的大多数此类商品还是以国外为主，所以燃气锅炉依然有广大市场与研究价值。 本设计以家用燃气锅炉为研究目标，使用AT89C51单片机为控制核心组成温度控制系统，采用热电阻感应温度的变化，单片机实现收集数据、处理数据、发送控制命令的功能，从各方面详细的说明单片机在温度控制的应用。 1.2 温度传感技术 自工业时代以来，随着大型机械的出现和广泛应用，温度对机械工作性能的影响越来越被人们所重视，对温度的未知可能造成机械损坏或发生重大事故。于是温度传感器便应运而生。温度传感器用在生活的方方面面，从冶金行业到每一个人身边中的一部分，它已经随着时代的步伐在进步。 目前使用的较为先进的温度传感器是数字传感器。数字传感器的优点是不需要像传统方式一样加入转换部分，利用当今成熟的集成技术，在其部已经集成了感应温度系统和温度转换系统，尤其是它单端数据输出的功能，极大减少对主控
如何控制余热锅炉膜式壁安装质量 一、工程概况 1.1 工程简述 重庆同兴垃圾处理有限公司投资约3 亿元人民币在北碚区童家 溪镇建设一座日处理垃圾量为1200吨的处理场。工程占地面积约10 万平米，是重庆市政府重点关注、特事特办的利用垃圾焚烧余热产生蒸汽发电的环保工程项目。该处理场采用德国马丁公司技术建造2条 垃圾焚烧线和2 台额定蒸发量为58.39t垃圾焚烧余热锅炉（该锅炉在 一定程度上超过了220t/台燃煤汽锅炉）。焚烧处理技术（燃烧介质为 垃圾）部分关键设备从德国马丁公司引进，垃圾焚烧和余热锅炉部份 由马丁公司负责概念设计和基本设计。深化设计分别由重钢设计院和 江西江联能源环保股份有限公司进行。两台余热锅炉在国内尚属首台试制垃圾焚烧余热锅炉, 每台焚烧炉日处理垃圾量达600 吨，是目前 世界上单台处理垃圾量最大的、较先进的垃圾焚烧炉，其主要受热面为膜式壁，共有154 片膜式壁。该工程是一个边设计、边制造、边施工的项目，工程由重钢建设公司总承包，工程监理为重庆长安监理公司，锅炉由江西锅炉厂制造，锅炉安装由重庆工业设备安装集团承担。 1.2 余热锅炉特点 该余热锅炉为垂直顶支吊形式，逆推式炉排，与膜式水冷壁之间空间高约为13m，整个锅炉钢架高度为42.8m。逆推式炉排上方有四个垂直烟道，第一、第二、第三烟中设置有膜式水冷壁管，也就是说第一第二第三烟道就是余热锅炉炉膛。余热锅炉的平面布置为对称布置，
长而窄。集箱多每台锅炉有 33 个集箱，因此焊接量大。烟道（炉膛）的 布置为：第一、第二、第三烟道布置有膜式垂直水冷壁管；第二烟道中 装有 3 片垂直管屏；第三烟道内装有高温过热器、低温过热器和蒸发 束管；第四烟道为护板结构内部装有省煤器管束； 膜式水冷壁由材料为 20g 的管子和材料为 Q235—A 的鳍片焊接而成， 四周的膜式水冷壁从上到下组成一个密封烟室。膜式水冷壁的两端与 不同的供给集箱和汇集集箱相接。 余热锅炉工艺流程为：余热锅炉的垃圾燃烧产生的烟气通过第一 烟道和第三烟道烟气向上流动，第二烟道烟气向下流动，第四烟道垂 直向下后，通过处理进入烟囱；余热锅炉的给水通过给水操作台进入 省煤器 上集箱 膜式水冷壁下集箱 锅筒（进行汽水分离） 二、工程重点及难点 2.1 工程重点 2.1.1 锅筒及集箱等设备安装 2.1.2 膜式水冷壁组对、焊接、吊装 2.1.3 过热器管安装 2.1.4 省煤器管安装 2.1.5 密封装置安装 2.1.6 锅炉本体管路安装，支、吊架安装 2.1.7 受热面焊接 2.1.8 安全阀调试、一次阀检验
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
4.3锅炉设备的控制 锅炉是工业生产过程中必不可少的重要动力设备。它通过煤、油、天然气的燃烧释放出的化学能，通过传热过程把能量传递给水，使水变成水蒸气。这种高压蒸汽即可以作为蒸馏、化学反应、干燥和蒸发过程的能源，又可以作为风机、压缩机、大型泵类的驱动透平的动力源。随着石油化学工业生产规模的不断扩大，生产过程不断强化，生产设备的不断更新，作为全厂动力和热源的锅炉，亦向着高效率，大容量发展。为确保安全，稳定生产，对锅炉设备的自动控制就显得十分重要。 4.3.1工艺流程简介 给水经给水泵、给水控制阀、省煤器进入锅炉的汽包，燃料和热空气按一定的比例送入燃烧室内燃烧，生成的热量传递给蒸汽发生系统，产生饱和蒸汽Ds 。然后经过热器，形成一定气温的过热蒸汽D ，汇集至蒸汽母管。压力为Pm 的过热蒸汽，经负载设备控制供给负荷设备用。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，排到大气。图4.3-1给出了一个20T/h 工业燃煤锅炉工艺流程图。 热空气燃料 给水(由给水泵来) 冷空气(由送风机来) 烟气(由引风机送往烟囱) 图4.3-1 20T/h 工业燃煤锅炉工艺流程图 锅炉是全厂重要的动力设备，其要求是供给合格的蒸汽，使锅炉发热量适应负荷的需要。为此，生产过程的各个主要工艺参 数必须严格控制。锅炉设备的主要控制 要求如下。 ① 供给蒸汽量适应负荷变化需求 或保持给定负荷。 ② 锅炉供给用汽设备的蒸汽压力应保持在一定范围内。 ③ 过热蒸汽温度应保持在一定范围内。 ④ 汽包水位保持在一定范围内。 ⑤ 保持锅炉燃烧的经济性和安全 运行。 给水量 减温水 燃料量 送风量 引风量 汽包水位 蒸汽温度 蒸汽压力 过剩空气 炉膛负压 图4.3-2 锅炉控制对象
过程控制仪表课程设计 题目锅炉汽包水位控制系统 指导教师高飞燕 班级自动化071 学号 20074460107 学生姓名丁滔滔 2011年1月5号
附录：仪表配接图 (20) 锅炉汽包水位控制系统 1.系统简介： 控制系统一般由以下几部分组成 图1 自动控制系统简易图 锅炉水位系统如下图：
其单位阶跃响应图如下：
图3 蒸汽流量干扰下水位阶跃曲线 通过电容式液位计将检测来的液位信号变送给成标准信号，再输送给控制器，调节器再通过执行机构和阀来控制进水量，从而达到自动控制锅炉水位。 2．锅炉控制系统： 2.1锅炉： 锅炉是火力发电厂中主要设备之一。它的作用是使燃料在炉膛中燃烧放热，井将热量传给工质，以产生一定压力和温度的蒸汽，供汽轮发电机组发电。电厂锅炉与其他行业所用锅炉相比，具有容量大、参数高、结构复杂、自动化程度高等特点。 2.2过热器和再热器： 蒸汽过热器是锅炉的重要组成部分，它的作用是将饱和蒸汽加热成为具有一定温度的过热蒸汽，并要求在锅炉负荷或其他工况变动时，保证过
热气温的波动处在允许范围内。 提高蒸汽初压和初温可提高电厂循环热效率，但蒸汽初温的进一步提高受到金属材料耐热性能的限制。蒸汽初压的提高随可提高循环热效率，但过热蒸汽压力的进一步提高受到汽轮机排气湿度的限制，因此为了提高循环热效率及降低排气湿度，可采用再热器。通常，再热蒸汽压力为过热蒸汽压力的20%左右，再热蒸汽温度与过热蒸汽温度相近。 过热器和再热器内流动的为高温蒸汽，其传热性能差，而且过热器和再热器又位于高烟温区，所以管壁温度较高。如何使过热器和再热器管能长期安全工作是过热器和再热器设计和运行中的重要问题。 在过热器和再热器的设计及运行中，应注意下列问题: ⑴运行中应保持汽温的稳定，汽温波动不应超过±（5～10）℃。 ⑵过热器和再热器要有可靠的调温手段，使运行工况在一定范围内变化时能维持额定的汽温。 ⑶尽量防止和减少平行管子之间的偏差。 2.3省煤器和空气预热器： 省煤器和空气预热器通常布置在锅炉对流烟道的尾部，进入这些受热面的烟气温度已较低，因此常把这两个受热面称为尾部受热面或低温受热面。 省煤器是利用锅炉尾部烟气的热量来加热给水的一种热交换装置。它可以降低排烟温度，提高锅炉效率，节省燃料。在现代大型锅炉中，一般都利用汽轮机抽汽来加热给水，而且随着工质参数的提高，常采用多级给水加热器。 空气预热器不仅能吸收排烟中的热量，降低排烟温度，从而提高锅炉效率；而且由于空气中的预热，改善了燃料的着火条件，强化了燃烧过程，减少了不完全燃烧热损失，这对于燃用难着火的无烟煤及劣质煤尤为重要。使用预热空气，可使炉膛温度提高，强化炉膛辐射热交换，使吸收同样辐射热的水冷壁受热面可以减少。较高温度的预热空气送到制粉系统作为干燥剂，在磨制高水分的劣质煤时更为重要。因此空气预热器也成为现
审批表 编制： 审核： 批准： 报送： 2005．01．31
目录 第一章工程概况1 1 编制依据1 2 工程概况1 3 主要设备规范2 第二章施工总体布置3 1项目实施目标3 2 工期部署4 3质量控制5 4安全文明施工5 第三章施工组织6 1 施工现场管理组织机构6 2 职能部门的职责6 3 项目经理及主要技术管理人员情况8第四章施工进度计划10 1 里程碑进度及二级进度计划表10 2 保证实现目标工期的措施10 第五章资源需用计划16 1 人力资源计划16 2 主要施工机具部署见附表4。17 3 力能计划17 4 施工排水21 5 现场通讯21 6 能源介质(施工和调试)一览表21 第六章总平面布置图22 1 布置原则22 2 生活及施工临时设施23 第七章质量管理24 1 质量管理目标24 2 质量保证体系25 3工程质量检验25 4 工程质量保证措施26 5 技术和质量检验依据33 第八章安全、卫生及环保管理36 1 安全管理36
2 成品保护49 3 现场文明施工措施53 4 环境保护55 第九章季节性施工管理措施57 1 一般措施57 2 冬季施工注意事项58 3 雨期施工注意事项58 4 高温季节施工措施59 第十章主要施工方案和技术措施60 附表1 项目经理简历表 附表2 主要施工管理人员表 附表3 主要施工机械一览表 附表4 分月劳动力计划表 附图1 施工现场管理组织机构图附图2 施工现场平面布置图
第一章工程概况 1 编制依据 （1）“日照旭日自备发电有限公司2×50ＭＷ煤气综合利用电厂”安装工程招议标文件； （2）招标答疑文件； （3）武汉钢铁设计研究总院热电工程设计院提供的施工图纸等； （4）工程有关施工技术标准、规范； （5）我公司ISO9001：2000质量保证体系标准及锅炉安装质量保证体系文件； （6）我公司承建的类似工程经验。 2 工程概况 2.1 工程地点 日照钢铁有限公司厂区内． 2.2 工程规模 日照旭日自备发电有限公司2×50MW煤气综合利用电厂工程总体规划规模为：2×220t/h燃气锅炉和2×50MW汽轮发电机组。前期一炉一机． 2.3 工程质量等级要求： 达到《火电施工质量检验及评定标准》优良等级。 2.4 工程工期要求： 2005年2月16日开工，2005年9月30日机组完成72＋24小时考核试运行，即227天（日历日）内，前期一炉一机机组竣工并移交。 2.5 工程设计单位：