工业锅炉系统实习报告

3.1 冷态开车流程简介
（1）锅炉上水：在除氧器V102工作正常的条件下，启动给水泵P101，打开给水泵循环阀SV101，调节给水泵出口压力为5.0Mpa。通过调节LIC101的输出值，手动控制给水调节阀LV101（注意：在上汽包液位三种不同控制方案时，给水调节阀LV101的手动操作），使给水流量约10t/h,锅炉开始上水。稍后可加大给水流量，并观察上汽包液位上升，直至达到50%左右。在下面的步骤中注意观察汽包液位的变化，随时进行调节，使液位稳定在50%左右。
锅炉微机控制系统，一般由以下几部分组成，即由锅炉本体、一次仪表、微机、手自动切换操作、执行机构及阀、滑差电机等部分组成，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、电流等送入微机，手自动切换操作部分，手动时由操作人员手动控制，用操作器控制滑差电机及阀等，自动时对微机发出控制信号经执行部分进行自动操作。微机对整个锅炉的运行进行监测、报警、控制以保证锅炉正常、可靠地运行，除此以外为保证锅炉运行的安全，在进行微机系统设计时，对锅炉水位、锅炉汽包压力等重要参数应设置常规仪表及报警装置，以保证水位和汽包压力有双重甚至三重报警装置，这是必不可少的，以免锅炉发生重大事故
（4）锅炉升压：严格按照锅炉的升压要求，继续手控调节器PIC103，使锅炉缓慢平稳地升压。当蒸汽压力PI102达0.7～0.8MPa时，关闭上汽包放空阀SV103和过热蒸汽放空阀SV104。当TIC101指示过热蒸汽温度达400℃时，手动调节TIC101输出值，逐渐开启减温水调节阀TV101A使过热蒸汽温度达到正常值（448℃）。继续手控调节PIC103，使蒸汽压力逐渐平稳至3.7MPa后保持3分钟。确认蒸汽压力稳定在3.72～3.77MPa范围内，蒸汽温度不低于400℃，上汽包水位在50%左右。当蒸汽压力稳定到3.77MPa时，将PIC103投自动，给定值设为3.77MPa。
（5）负荷提升：逐渐开大主汽阀SV102，手控TIC101，当过热蒸汽温度稳定在448℃左右时，将TIC101投自动，给定值设为448℃。锅炉达到额定负荷（65t/h）后，将上汽包水位控制LIC101投入自动，给定值设为50%。注意在上汽包水位控制为三冲量控制方案时，主副回路投入自动的顺序。至此，锅炉进入正常运行状态。
（2）燃料系统的投运：手动调节PIC104输出值，缓慢打开调节阀PV104，燃料气进入缓冲气罐V101。当PIC104指示达0.3MPa时，将PIC104控制回路投自动，给定值设为0.3MPa。
（3）锅炉点火：全开上汽包放空阀SV103和过热蒸汽放空阀SV104。打开主汽阀SV102至80%开度。遥控全开鼓风机风门HV101、引风机风门HV102。启动鼓风机P102、引风机P103，先通风一段时间使炉膛内不含可燃性气体后，将鼓风机风门HV101、引风机风门HV102都调至20～40%开度。手动调节PIC103输出值至5%左右，并立即持续按压住点火按钮点燃燃气，放开点火按钮,炉膛火焰点着后。手动控制调节阀PV103的开度，逐渐加大燃料气流量。注意在加大燃料气流量的过程中，用鼓风机风门HV101调整烟气出口氧含量值AI101在0.9%～3.0%，用引风机风门HV102调整炉膛负压值PI106在-0.1～-0.25KPa。
燃烧系统流程为：来自外部的高压燃料气在气罐V101中经稳压后（约0.3MPa），送入锅炉燃烧室壁侧的火嘴。另外空气由鼓风机P102升压后，经风门送入锅炉燃烧室。燃烧室内的燃气和空气经点火后燃烧释放出热能，成为高温烟气（温度可达900℃），其中大部分热能被水冷壁吸收。高温烟气经蒸汽过热器、上升管、对流管、省煤器、空气预热器等，被逐步吸收热量，温度逐渐降低（到排烟段时降到180℃）。燃烧烟气最后经引风机P103送入烟囱，排入大气。炉膛负压由引风机控制烟气排出流量约为-0.2KPa。
（2）过热蒸汽压力及温度的控制。这是工业锅炉生产蒸汽产品的质量指标，达到蒸汽用户的要求。这两个控制参数一般都是单回路控制，控制质量要求高的，实现了串级控制。
（3）燃料气压力控制，这是保证燃料气稳定燃烧的重要指标。一般的单回路控制就可以满足要求。
工艺流程如图2-1所示：
图2-1 工业锅炉控制系统流程图
[1]张毅，张宝芬,曹丽,等自动检测技术及仪表控制系统[M].北京:化学工业出版社,2011.1
[2]王树青戴连奎,于玲,等.过程控制工程[M].北京:化学工业出版社,2008.2
[3]周春辉化工过程控制原理[M].北京:化学工业出版社., 1998
[4]石晓敏，贾敏智，苗娜．PLC在污水厂自动控制系统中的应用[J]．化学工程与装备.2010年第4期．
1．通过接触实际、了解社会，使学生对本专业生产、设计和相关研究课题等建感性认识。
2．巩固所学理论知识，同时获得生产实际知识和技能，学习先进的生产技术和企业组织管理知识，培养分析和解决工程实际问题的初步能力。
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注意：各冷态开车的步骤中各参数变化是相互影响的，所以要观察各参数的变化综合调节。
仿真流程图及结果如图3-1、图3-2、图3-3所示：
图3-1 单闭环冷态开车流程图
图3-2 单闭环冷态开车趋势图一
图3-3 单闭环冷态开车趋势图二
4.1 汽包水位干扰过程介绍
（1）在上述冷态开车步骤选定的控制方案下，在锅炉进入正常运行状态且各调节系统全部投入自动后，瞬间减小蒸汽管网压力PI103A到3.62MPa，观察并记录汽包液位参数值反应曲线，直至达到新的稳态。
图4-2 单冲量干扰一趋势二
图4-3 单冲量干扰二趋势一
图4-4 单冲量干扰二趋势二
4.3 双冲量汽包水位干扰
在汽包水位控制中，最主要的扰动是负荷的变化，如果引入蒸汽流量来校正，就构成了双冲量控制系统。这样不仅可以补偿“虚假水位”的引起的误动作，而且使给水调节阀的动作及时。从本质上看，双冲量控制系统是一个前馈加单回路反馈控制系统的复合控制系统。流程图及仿真结果如图4-5、图4-6、图4-7、图4-8所示：
4.2 单冲量汽包水位干扰
单冲量水位控制方式是汽包水位自动调节中最简单、最基本的一种形式。它引入汽包水位作为反馈量，水位是唯一的调节信号，即调节器只根据水位变化去改变给水调节阀的开启度，属于典型的单回路定值控制系统。
干扰流程图及结果如图4-1、图4-2、图4-3、图4-4所示：
图4-1 单冲量干扰一趋势一
2.1 锅炉及锅炉控制
锅炉是全厂重要的动力设备，其任务是供给合格稳定的蒸汽，以满足负荷的需要。为此，锅炉生产过程的各个主要参数都必须严格控制。锅炉设备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、减温水、送风和引风量。主要输出变量包括汽包水位、过热蒸汽温度及压力、烟气氧量和炉膛负压等。因此锅炉是一个多输入、多输出且相互关联的复杂控制对象。它是微型计算机软、硬件、自动控制、锅炉节能等几项技术紧密结合的产物，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。采用微计算机控制，能对锅炉进行过程的自动检测、自动控制等多项功能。
2.2 工业锅炉控制系统简介
针对上述工艺流程，为满足工业锅炉安全、稳定、正常运行的要求，其控制系统一般都设计实现以下几个控制参数。另外为达到环保及经济效益指标，有的锅炉控制系统还设计有其他控制参数（如排烟氧含量）。
（1）上汽包液位的控制。这是保证工业锅炉安全、正常运行的最重要的一个控制参数。由于在蒸汽负荷变化及给水压力波动的情况下，工业锅炉都存在着“虚假液位”的现象，一般的汽包液位单回路控制方案不能有效地克服干扰，会出现锅炉水烧干甚至锅炉爆炸的严重事故。因而针对性地产生了“双冲量”控制（蒸汽流量-汽包液位的前馈-反馈控制）及“三冲量”控制（蒸汽流量-汽包液位-给水流量的前馈-反馈-串级控制），这两种控制方案的控制效果和控制质量，比单回路控制得以提高，满足了生产工艺的要求。
图4-9三冲量干扰一趋势一
图4-10三冲量干扰一趋势二
图4-11三冲量干扰二趋势一
图4-12三冲量干扰二趋势二
图4-13三冲量干扰三趋势一
图4-14三冲量干扰三趋势二
整个实习过程可以说是充满欢乐的，和队员之间的亲密合作的欢乐，学习知识锻炼能力的欢乐，和老师交流的欢乐，体会上班下班的欢乐，出行参观的欢乐等等等等。实习从开始的紧张畏惧到后来的喜欢习惯，短短的一个月，匆匆就过了，但是留下的记忆是深刻的、收获是丰盛的、汗水是晶莹的。
吉林化工学院信息与控制工程学院生产实习报告
学生学号：08510102
学生姓名：方岩
专业班级：自动0801
指导教师：高兴泉
职称：副教授
起止日期：2011.9.26～2011.10.2
吉林化工学院
Jilin Institute of Chemical Technology
第1章 实验的目的及要求
生产实习是培养本科生实践能力的主要教学环节，对于促进理论联系实际、了解学科专业发展现状、增强实践动手能力、提高学生综合素质具有十分重要的作用。
图4-5 双冲量干扰一趋势一
图4-6 双冲量干扰一趋势二
图4-7 双冲量干扰二趋势一
图4-8双冲量干扰二趋势二
4.4 三冲量汽包水位干扰
在汽包液位三冲量控制方案下和锅炉正常运行状态时，通过关小主气阀SV102，使用户蒸汽用量减小到55t/h左右，观察并记录过热蒸汽温度参数值反应曲线。并注意观察该分程控制中的两个调节阀（TV101A和TV101B）的动作过程，必要时重新整定该温度控制回路TIC101的P、I、D参数。三冲量干扰下的流程图及仿真图如图4-9、图4-10、图4-11、图4-12、图4-13、图4-14所示：
实习，顾名思义，在实践中学习。在经过一段时间的学习之后，或者说当学习告一段落的时候，我们需要了解，自己的所学需要或应当如何应用在实践之中，因为任何知识都源于实践，归于实践，所以，要将所学付诸实践，来检验所学。然而，我们当然不希望实习仅止于此，那太狭隘了。