锅炉出口蒸汽压力单回路控制系统设计
锅炉蒸汽压力控制系统
压力变送器 型号:YBS 主要技术参数 输出信号: 4~20mA; 基本误差: 0.5%、 0.2% 输出负载: 4~20mA 0~550Ω (24V供电时)电源电 压:24VDC18~36VDC 使用环境: 温 度: 防 1爆: -20~+50℃; 液晶表头:10~+50℃; 其 它:-40~+60℃; 相对湿度: 5~95% 与膜片接触介质温度<100℃(高温介质可通过引压管降温引入) 压力过载≤2FS(最大量程) 重量:1Kg 量程分档:单位MPa
第二章 锅炉汽包液位控制设计
锅炉是一个复杂的被控对象,主要输入变量包括符合的蒸汽需求量、给水量、燃料 量、减温水量、送风量和引风量等;主要输出变量有锅筒液位、蒸汽压力、过热蒸汽 温度、炉膛负压、过剩空气(烟气含氧量)等,上图为输入变量与输出变量之间的相 互关系。如果蒸汽符合变化或给水量发生变化,会引起锅筒液位、蒸汽压力和过热蒸 汽温度等的变化;而燃料量的变化不仅影响蒸汽压力,还会影响锅筒液位、过热蒸汽 温度、过剩空气和炉膛负压、可见,锅炉是一个具有多输入、多输出且变量之间相互 关联的被控对象。
第三章 PID对控制的影响
比例P调节: 在P调节中,调节器的输出信号与偏差信号成比例。比例调节是有 差调节,比例调节的残差随着比例带的加大而加大称为比例带,其中KP为比例 系数。人们希望尽量减小比例带,然而,减小比例带就等于加大调节系统的开环 增益,其后果是导致系统的激烈振荡甚至不稳定。稳定性是任何闭环系统的首要 要求,比例带的设置必须保证系统具有一定的稳定裕度。比例带具有一个临界值, 此时系统处于稳定边界的情况,进一步减小比例带系统就不稳定了。 积分I调节: 在I调节中,调节的输出信号的变化速度 与偏差信号e成正比,称 为积分速度,其中TI为积分时间常数。增大积分速度将会降低控制系统的稳定程 度,直至出现发散的振荡过程。I调节是无差调节,只有当被调量偏差为零时,I 调节的输出才保持不变。I调节的稳定作用比P调节差,如果只采用I调节不可能得 到稳定的系统,且振荡频率较低。 微分D调节:D调节中的输出与被调量或其偏差对于时间的导数成正比,即 TD为微分时间。微分的作用在于改善系统的动态特性。单纯的微分调节器是不 能工作的。因此微分调节只能起辅助的调节作用,与P结合PD或与PI构成PID调 节。 总之,PID控制器中,比例环节主要减少偏差;积分环节主要用于消除静差,提 高系统的无差度;微分调节能加快系统的动作速度,减少调节时间。
实验 6:气体压力 PID 单回路控制系统的设计与整定
实验6:气体压力PID单回路控制系统的设计与整定1、测试实验目的1)掌握压力PID单回路控制系统的常用方法。
2)熟悉压力PID单回路控制系统组态。
3)掌握压力PID控制器参数整定方法。
2、实验原理1)压力作用于单位面积上的垂直力,工程上称为压力,物理学中称为压强。
压力依据零点参考压力的不同,分为绝对压力、表压力、压力差、负压力(真空)和真空度。
绝对压力:以完全真空为零标准所表示的压力。
表压力:以大气压为零标准所表示的压力,等于高于大气压力的绝对压力与大气压力之差。
大气压力:一个标准大气压是在纬度45度,温度为0℃,重力加速度为9.80665m/s2海平面上,空气气柱重量所产生的绝对压力,其值是101325Pa。
压差:除大气压力以外的任意两个压力的差值。
负压:绝对压力小于大气压时,大气压力与绝对压力之差为负压。
负压的绝对值称为真空。
真空度:绝对压力小于大气压时的绝对压力。
压力测量常用的单位有:①帕斯卡(Pa),其物理意义是,1牛顿的力作用于1平方米的面积上的压强(力)。
工程中常用MPa表示压力,1 MPa=106 Pa,②工程大气压(kgf/cm2),垂直作用于每平方厘米面积上的力,以公斤数为计量单位。
工程上常用kg/cm2表示。
1 kgf/cm2=9.80665×105 Pa=0.980665 MPa。
③物理大气压(atm),即上面所述的标准大气压。
④毫米汞柱(mmHg)、毫米水柱(mmH2O),垂直作用于底面积上的水银柱或水柱的高度为计量单位。
1 atm=760 mmHg。
许多生产过程都是在不同的压力下进行的,有些需要很高的压力,例如,高压聚乙烯、合成氨生产过程等,有些需要很高的真空度。
压力是化学反应的重要参数,不但影响到反应平衡关系,也影响到反应速率。
生产过程中的其它参数也经常通过压力间接测量,例如,流量、液位、温度等可以转换为压力进行测量。
2)压力的测量压力(压差)的测量方法主要有,液体式、弹性式、活塞式、电动式(电感、电容、电位、应变、压电、霍尔、力平衡、电涡流等)、气动式、光学式(光纤、光干涉、光电、激光等)。
锅炉出口蒸汽压力串级控制方案设计
2017-2018学年(2)学期过程控制与自动化仪表课程设计题目锅炉出口蒸汽压力串级控制方案设计班级学生姓名学号指导教师摘要本设计以锅炉蒸汽压力控制部分为研究对象,应用所学串级控制知识设计系统。
锅炉主要任务是加热蒸汽,蒸汽可直接进入生产系统或者进入汽轮机发电。
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,会导致锅炉受损;压力过低,就不可能提供给负荷设备负荷质量的蒸汽;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。
关键词:锅炉;蒸汽压力;串级控制;PID目录1 绪论 12 控制方案设计 22.1 设计任务要求 22.2 串级控制系统结构 22.3 串级控制系统控制方案 22.4 控制系统工艺流程图 33 系统仪表的选型 43.1 蒸汽压力变送器选择 43.2 燃料流量变送器的选择 4 3.3 控制器的选择 53.4 控制阀的选择 64 系统建模 74.1 蒸汽压力调节对象的特性 7 4.2 燃料流量的传递函数 84.3 调节阀与变送器传递函数 85 系统仿真 95.1 simulink仿真程序图 95.1 副回路参数整定 95.2 主回路参数整定 105.3 加入扰动 126 结论 13参考文献 141 绪论近年来,我国经济的发展对电力需求快速增加,尽管以风电为代表的可再生能源发电方式迅猛发展,但是可再生能源和其它新能源尚无法替代煤电,未来相当长一段时间内燃煤发电仍将是我国的主要发电方式,由于受资源、环境以及气候变化影响的制约,发电效率高、经济性和可靠性高、更具环保性的大型高参数机组是未来一段时间煤电技术发展的主流方向。
燃烧系统的主要任务就是维持主蒸汽压力的稳定,主蒸汽压力是表征生产过程中的一个极为重要的参数,同时也是保证锅炉安全运行的必要条件之一。
蒸汽压力过高,会导致锅炉受损;压力过低,就不可能提供给负荷设备负荷质量的蒸汽;所以,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。
锅炉汽包水位单回路控制系统设计..
1、锅炉汽包的控制意义在实际生产运行中,锅炉的液位控制直接影响了锅炉是否正常运行以及运行的安全状况。
锅炉是一个复杂的被控对象,主要输入变量包括符合的蒸汽需求量、给水量、燃料量、减温水量、送风量和引风量等;主要输出变量有锅筒水位、蒸汽压力、过热蒸汽温度、炉膛负压、过剩空气(烟气含氧量)等如果蒸汽符合变化或给水量发生变化,会引起锅筒水位、蒸汽压力和过热蒸汽温度等的变化;而燃料量的变化不仅影响蒸汽压力,还会影响锅筒水位、过热蒸汽温度、过剩空气和炉膛负压、可见,锅炉是一个具有多输入、多输出且变量之间相互关联的被控对象。
2、锅炉液位控制的难点液位的控制技术是通过控制进水或出水阀门的开度,改变水流量来实现的,而水温的控制是通过调节加热的功率来实现的。
锅炉液位的控制是过路控制系统较为重要和比较难与控制的一项。
由于锅炉运行过程中存在进水量的变化,所以很难通过调整PID控制其参数来满足所有的运行条件,获得理想的控制效果。
调整过量会导致流量回路动作频繁,从而给下游设备带来了额外的干扰。
另外,液位的波动也会破坏锅炉运行过程的稳定,使得蒸汽输送等不易控制。
影响锅炉液位的关键变量有给水量,蒸汽出口流量和混合燃料的进料量。
各变量都有各自不同的扰动。
较冷的给水造成相应的纯滞后。
蒸汽流出量的突然增加造成了典型的“假水位”现象,使得过程暂时改变了方向,容易产生误操作而导致发生事故。
3、仪表的选型3.1 单冲量液位调节仪SZD-S-4单冲量液位调节仪是在原SZD-2型液位自控仪的基础上,根据用户要求进行研制,设计。
比 SZD-2型液位自控仪增加了阀位反馈信号切换、液位双色显示等功能,采用了先进的集成电路,提高了仪表的可靠性、稳定性。
SZD-S-4型单冲量液位调节仪为PI连续给水调节装置,主要调节系统适用于1~35T/H,压力≤2.5Mpa的各类锅炉炉筒水位自动连续调节。
调节系统是由电感式浮球传感器(简称传感器),SZD-S-4单冲量液位调节仪(简称调节仪)和给水管路上的电动调节机构(DKZ或DKJ)三部分组成。
锅炉汽包水位单冲量控制系统设计
武汉理工大学《仪表与过程控制系统》课程设计说明书目录1 概述 (2)3 液位控制系统方案 (3)3.1 系统方框图 (3)3.2 系统方案图 (4)4 控制系统的设计 (4)4.1 系统控制过程分析 (5)4.1.1 系统平衡阶段分析 (5)4.1.2 系统抗扰动阶段分析 (5)4.2 单回路反馈控制系统 (6)4.3 检测变送器的选择 (7)4.3.1 选取原则 (7)4.3.2 压差变送器 (7)4.4 调节阀的选择 (8)4.5 仪表性能指标的计算 (9)4.5.1 精度 (9)4.5.2 灵敏度和灵敏性 (9)4.5.3 回差 (9)4.6 调节器的选择 (10)4.7 调节器作用方向的选择 (10)4.8 系统的投运和整定 (10)4.8.1 系统的投运 (10)4.8.2 简单控制系统的参数整定 (11)5 系统工作原理简述 (11)5.1 当汽包液位下降时 (11)5.2 当汽包液位上升时 (12)6 心得体会 (12)参考文献 (13)锅炉汽包水位单冲量控制系统设计1 概述在过程自动化技术出现之前,工厂操作员必须人工监测设备性能指标和产品质量,以确定生产设备处于最佳运行状态,而且必须在停机时才能实施各种维护,这降低了工厂运营效率,且无法保障操作安全。
过程自动化技术可以简化这一过程。
通过在工厂各个区域安装数千个传感器,过程自动化系统可以收集温度、压力和流速等数据,然后利用计算机对这些信息进行储存和分析,再用简洁明了的形式把处理后的数据显示到控制室的大屏幕上。
操作人员只要观察大屏幕就可以监控整个工厂的每项设备。
过程自动化系统除了能够采集和处理信息,还能自动调节各种设备,优化生产。
在必要时,工厂操作员可以中止过程自动化系统,进行手动操作。
工厂所有者希望他们的设备能以最低的成本生产最多的产品,而在石油、天然气和石化等多个行业,能源成本占总生产成本的30—50%。
因此,通过过程自动化技术增效节能是降低生产成本的有效途径。
《过程控制工程》课程设计参考题目
《过程控制工程》课程设计参考题目14级过程控制课程设计题目1班课程设计参考题目:一、温度控制(单回路、串级、前馈—反馈、比值控制)(40)1、换热器出口温度单回路控制方案设计2、乳化物干燥器温度单回路控制方案设计3、精馏塔提馏段温度单回路控制方案设计4、管式加热炉出口温度单回路控制方案设计5、夹套式反应器温度单回路控制控制方案设计6、燃烧式工业窑炉温度单回路控制方案设计7、精馏塔精馏段温度单回路控制方案设计8、流化床反应器温度单回路控制方案设计9、管式热裂解反应器出口温度单回路控制方案设计10、发酵罐温度单回路控制方案设计11、换热器出口温度串级控制方案设计12、乳化物干燥器温度串级控制方案设计13、精馏塔提馏段温度串级控制方案设计14、管式加热炉出口温度串级控制方案设计15、夹套式反应器温度串级控制控制方案设计16、燃烧式工业窑炉温度串级控制方案设计17、精馏塔精馏段温度串级控制方案设计18、流化床反应器温度串级控制方案设计19、发酵罐温度串级控制方案设计20、管式热裂解反应器出口温度串级控制方案设计21、换热器出口温度前馈—反馈控制方案设计22、乳化物干燥器温度前馈—反馈控制方案设计23、精馏塔提馏段温度前馈—反馈控制方案设计24、管式加热炉出口温度前馈—反馈控制方案设计25、夹套式反应器温度前馈—反馈控制控制方案设计26、燃烧式工业窑炉温度前馈—反馈控制方案设计27、精馏塔精馏段温度前馈—反馈控制方案设计28、流化床反应器温度前馈—反馈控制方案设计29、发酵罐温度前馈—反馈控制方案设计30、管式热裂解反应器出口温度前馈—反馈控制方案设计31、换热器出口温度比值控制方案设计32、乳化物干燥器温度比值控制方案设计33、精馏塔提馏段温度比值控制方案设计34、管式加热炉出口温度比值控制方案设计35、夹套式反应器温度比值控制方案设计36、燃烧式工业窑炉温度比值控制方案设计37、精馏塔精馏段温度比值控制方案设计38、流化床反应器温度比值控制方案设计39、发酵罐温度比值控制方案设计40、管式热裂解反应器原料油与蒸汽流量比值控制方案设计41、锅炉出口蒸汽压力单回路控制方案设计42、锅炉出口蒸汽压力串级控制方案设计43、锅炉出口蒸汽压力前馈—反馈控制方案设计44、锅炉出口蒸汽压力比值控制方案设计45、炉膛负压单回路控制方案设计46、炉膛负压前馈—反馈控制方案设计47、离心泵压力定值控制方案设计2班课程设计参考题目:1、换热器出口温度单回路控制方案设计2、乳化物干燥器温度单回路控制方案设计3、精馏塔提馏段温度单回路控制方案设计4、管式加热炉出口温度单回路控制方案设计5、夹套式反应器温度单回路控制控制方案设计6、燃烧式工业窑炉温度单回路控制方案设计7、精馏塔精馏段温度单回路控制方案设计8、流化床反应器温度单回路控制方案设计9、管式热裂解反应器出口温度单回路控制方案设计10、发酵罐温度单回路控制方案设计11、换热器出口温度串级控制方案设计12、乳化物干燥器温度串级控制方案设计13、精馏塔提馏段温度串级控制方案设计14、管式加热炉出口温度串级控制方案设计15、夹套式反应器温度串级控制控制方案设计16、燃烧式工业窑炉温度串级控制方案设计17、精馏塔精馏段温度串级控制方案设计18、流化床反应器温度串级控制方案设计19、发酵罐温度串级控制方案设计20、管式热裂解反应器出口温度串级控制方案设计21、换热器出口温度前馈—反馈控制方案设计22、乳化物干燥器温度前馈—反馈控制方案设计23、精馏塔提馏段温度前馈—反馈控制方案设计24、管式加热炉出口温度前馈—反馈控制方案设计25、夹套式反应器温度前馈—反馈控制控制方案设计26、燃烧式工业窑炉温度前馈—反馈控制方案设计27、精馏塔精馏段温度前馈—反馈控制方案设计28、流化床反应器温度前馈—反馈控制方案设计29、发酵罐温度前馈—反馈控制方案设计30、管式热裂解反应器出口温度前馈—反馈控制方案设计31、换热器出口温度比值控制方案设计32、乳化物干燥器温度比值控制方案设计33、精馏塔提馏段温度比值控制方案设计34、管式加热炉出口温度比值控制方案设计35、夹套式反应器温度比值控制方案设计36、燃烧式工业窑炉温度比值控制方案设计37、精馏塔精馏段温度比值控制方案设计38、流化床反应器温度比值控制方案设计39、发酵罐温度比值控制方案设计40、管式热裂解反应器原料油与蒸汽流量比值控制方案设计41、锅炉出口蒸汽压力单回路控制方案设计42、锅炉出口蒸汽压力串级控制方案设计43、锅炉出口蒸汽压力前馈—反馈控制方案设计44、锅炉出口蒸汽压力比值控制方案设计45、炉膛负压单回路控制方案设计46、炉膛负压前馈—反馈控制方案设计47、离心泵压力定值控制方案设计课程设计教材及主要参考资料:1、戴连奎,《过程控制工程》,化学工业出版社,20122、杜维,《过程检测技术及仪表》,化学工业出版社,20013、姜培正,《过程流体机械》,化学工业出版社,20024、王毅,《过程装备控制技术与应用》,化学工业出版社,20015、厉玉鸣,《化工仪表及自动化》,化学工业出版社,2006一、课程设计教学目的及基本要求:1.课程设计的教学目的培养学生将理论知识应用到解决实际问题的能力,通过该课程的学生,可以很好地训练学生的实际动手能力和解决工程问题的能力,为学生从学校到工厂和技术部门提供前期的训练。
工业蒸汽锅炉自动化控制系统设计
工业蒸汽锅炉自动化控制系统设计王淑杰(哈尔滨电气集团 阿城继电器有限责任公司 黑龙江 哈尔滨 150302)摘 要: 随着科学技术的发展,为提高工业锅炉的热效率,发挥最佳运行工况,提高蒸汽质量、稳定蒸汽压力,保证供汽需要;做到合理,经济燃烧,达到节约能源的目的;同时为减轻操作人员的劳动制度,改善劳动环境和条件,所以工业锅炉生产必须进行自动控制。
关键词: 工业蒸汽锅炉;自动控制;系统组成中图分类号: TP27 文献标识码:A 文章编号:1671-7597(2012)1110060-01必须立即动作或停止,以免事故进一步扩大。
1 概述限值保护-工业锅炉运行时的实际蒸发量和变动负荷速度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、调节挡表、调节仪表、控制装置等自动化技术工具,对锅炉生产过程板的最大和最小开度应予以限制。
中的温度、压力、流量、液位等热工参量进行自动控制的系紧急保护-如果蒸汽压力,锅炉水位出现危险工况时或炉统。
自动控制的目的是实现各种最优的技术经济指标,减轻劳膛熄火时,相应的自动保护装置都应能快速投入。
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4)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1)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、压力、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。
蒸汽锅炉控制系统技术方案
DL—1000燃煤蒸汽锅炉控制系统技术方案设计依据和原则1.依据客户北京昌科供暖中心有关45t/h、35t/h、20t/h燃煤蒸汽锅炉控制系统的要求,并按照自控装置系统必须科学、合理、成熟、安全可靠、稳定、可扩展以及性价比高的原则进行设计。
2.符合以下规范与标准:《蒸汽锅炉安全技术监察规程》1996;《锅炉房设计规范》GB50041—92;《工业锅炉监测与控制装置的配置标准》DB31/T72—1999;《工业锅炉热工试验规范》GB10180-88;《电气装置安装工程施工及验收规范》GB50303—2002;《低压电器基本标准》GB1497—93;《工业自动化仪表工程施工及验收规范》GBJ50093-2003。
1。
0系统概述本系统为DL—1000分散型集中控制系统,是集控制技术,通讯技术于一体,是当今控制系统的主流机型。
可完成调节控制,联锁保护,顺序控制,数据采集等任务。
人机接口采用触摸屏及上位机进行实时监控。
运用多媒体技术,具有3D动画、全中文显示、声光提示等丰富多彩的人机互动界面,能直观地显示锅炉和燃烧的实际情况及燃烧负荷状态,各运行数据实时动感地显示在彩色触摸屏上,使锅炉的运行状态一目了然,操作更直观、更简便。
该系统具有良好的互联性和开放性,留有充分的升级和后备功能,满足IEC61158和EN50170标准的要求。
并且具有在恶劣工作环境下安全可靠运行和全视角直观显示锅炉系统工作状态的优点.1。
1 硬件1.1。
1 概述本方案所配置的系统硬件均是有现场运行实绩的,先进可靠的和使用以微处理器为基础的分散型硬件。
1。
1.2 处理器模件(PLC CPU226)PLC为可编程逻辑控制器,是一种以微处理器为基础,综合了现代计算机技术、自动控制技术和通讯技术发展起来的一种通用的工业自动控制装置,由于它拥有体积小、功能强、程序设计简单、维护方便等众多优点,特别是它适应恶劣工业环境的能力和它的高可靠性,使它的应用越来越广泛。
基于PLC的蒸汽锅炉控制系统的设计
基于PLC的蒸汽锅炉控制系统的设计摘要:目前,随着工业的发展,锅炉作为能源转化的重要动力设备之一,其主要作用体现在城市供热和现代化工业生产中。
由于我国目前多数主流锅炉自动化控制水平不高,许多问题接踵而至,比如能源转化率低,导致资源浪费和环境污染;工人的操作水平参差不齐,导致各种安全隐患等。
通过现代化控制手段改造锅炉的燃烧系统,可以提高能源转化率,有效减少资源的浪费。
利用上位机实时监控生产全过程,降低风险,减少一线人员的工作量。
这样在节约能源的同时,也保证了生产运行的安全。
关键词:PLC;蒸汽锅炉;控制系统引言在工业生产阶段,应用与之相匹配的设备不仅能够有效提高生产效率,更能实现对成本的合理缩减。
尤其是在锅炉生产中,安全指标的提升逐渐成为长远发展的关键点,蒸汽锅炉的正确使用也就显得尤为重要。
以技术发展为依托,蒸汽锅炉的PLC系统抓紧被应用到实践生产中,这就大大提高了自动化发展能效。
但是蒸汽锅炉的自动化水平与预期目标之间存在显著差距,相对的能源消耗量大、参数缺少精准调控等问题也频繁发生,这就需要针对PLC的自动控制技术进行全面分析及探究,找寻更为有效的发展路径,促使其能效作用充分发挥。
1基于PLC的新型蒸汽锅炉自动控制系统总体方案基于PLC的新型蒸汽锅炉自动控制系统设计目标为将原来由继电器等基础器件控制或者人工操作的锅炉控制系统通过对水位、蒸汽流量、压力、排烟温度等参数的联合调控实现自动控制。
整个自动控制系统分为三级操控模式。
蒸汽锅炉控制系统的主要功能是实现锅炉的水位控制、蒸汽流量控制、蒸汽压力控制、排烟温度控制和监测。
具体功能如下:(1)自动控制:自动控制锅炉的运行参数,使蒸汽锅炉满足工作要求,并且可以安全、经济地运行。
(2)程序控制:通过对锅炉设定一个具体的操作顺序以及各参数的定义来编制程序实现对锅炉的自动控制,完成锅炉的正常运行。
如首先进行启动设置,然后将煤斗中的煤炭运送至炉膛进行燃烧,并按照顺序控制启动引风机、鼓风机以及炉排。
锅炉出口蒸汽压力控制系统设计
目录1 热电厂的生产工艺 (1)1.1锅炉简介 (1)1.2工艺流程简介 (1)2 锅炉蒸汽出口压力控制重要性 (2)2.1控制重要性 (2)2.2控制要求 (2)3 锅炉出口压力控制系统的设计 (3)3.1蒸汽出口压力分类 (3)3.2蒸汽出口压力控制系统分析 (4)3.3燃烧控制基本控制方案 (4)3.4控制系统方框图 (5)4 控制方案及仪表的选型 (6)4.1蒸汽压力变送器选择 (6)4.2燃料流量变送器的选用 (6)4.3含氧量检测器 (7)4.4控制阀的选择 (8)5 系统参数整定和仿真 (9)5.1PID参数对控制性能的影响 (9)5.2用试凑法确定PID控制器参数 (9)5.3系统的仿真 (10)6 课程设计总结 (12)参考文献1 热电厂的生产工艺1.1锅炉简介锅(汽水系统): 由省煤器、汽包(汽水分离器)、下降管、联箱、水冷壁, 过热器和再热器等设备及其连接管道和阀门组成。
炉(燃烧系统): 由炉膛、燃烧器、点火装置、空气预热器、烟风道及炉墙, 构架等组成.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1.2工艺流程简介热电厂是利用煤和天然气作为燃料发电, 产汽的, 这也是目前世界上主要的电能生产方式。
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。
热电厂锅炉蒸汽压力控制系统设计课程设计
内蒙古科技大学过程控制课程设计论文题目:热电厂锅炉蒸汽压力控制系统设计学生姓名:张春霞学号:0867112218专业:测控技术与仪器班级:测控08-2班指导教师:李忠虎教授2011年8月30日热电厂锅炉蒸汽压力控制系统设计摘要本设计以包钢热电厂的锅炉蒸汽压力控制部分为研究对象,应用所学专业知识设计控制系统。
热电厂的三大主机包括:锅炉、汽轮机、汽轮发电机。
热电厂锅炉主要任务是加热蒸汽,蒸汽可直接进入生产系统或者进入汽轮机发电。
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,会导致锅炉受损;压力过低,就不可能提供给负荷设备负荷质量的蒸汽;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。
关键词:热电厂;锅炉;蒸汽压力;控制系统摘要 (I)关键词 (I)引言 (1)第一章工艺流程介绍 (2)1.1热电厂的工艺流程 (2)1.1.1化学水处理工序 (2)1.1.2输煤工序 (2)1.1.3 锅炉工序 (2)1.1.4 汽机工序 (3)1.2锅炉的工艺流程 (3)第二章控制方案整体设计思路 (5)2.1锅炉汽包水位控制 (5)2.2 蒸汽过热系统的控制 (5)2.3 锅炉燃烧过程的控制 (6)第三章蒸汽压力控制方案的设计过程 (7)3.1 蒸汽压力调节对象的特性 (7)3.2 控制系统的选择 (8)3.3系统仪表选型 (8)3.3.1压力传感器的选择 (9)3.3.2流量计的选型 (10)3.3.3控制器的选择 (11)3.3.4控制阀的选择 (11)3.3.5主副调节器正反作用的选择 (12)3.3.6主、副回路调节器调节规律的选择 (13)3.4控制系统的工作原理 (13)第四章总结 (15)附录 (16)参考文献 (17)电力工业是为国民经济和社会发展提供能源的重要基础产业,也是关系国计民生的公用事业。
基于PLC的工业蒸汽锅炉控制系统设计
控制要求
蒸汽锅炉控制系统的主要控制要求包括:
1、控制目标:通过控制燃料供应和空气供应,达到对蒸汽压力和蒸汽温度的 稳定控制。
2、被控对象:蒸汽锅炉的燃料系统和空气系统,以及相应的阀门和传感器。
3、控制算法:采用PID控制算法,通过比较实际值与设定值的差异,调整燃料 和空气的供应量。
3、控制算法:采用PID控制算法
对于蒸汽锅炉的控制,需要的参数包括压力、温度、液位等。因此,控制算法 的设计重点在于如何通过对这些参数的监测和控制,保证蒸汽锅炉的正常运行。 常见的控制算法有PID(比例-积分-微分)控制、模糊控制等,可根据实际情 况选择合适的控制算法。
2、输入输出接口
输入输出接口的设计是PLC控制系统的重要环节。输入接口负责采集蒸汽锅炉 的各种运行参数,如压力、温度、液位等;输出接口则将控制信号传递给相应 的执行机构,如调节阀、泵、风机等。在设计时,需要充分考虑蒸汽锅炉的工 艺流程、设备选型等因素,保证接口的合理配置。
关键词
PLC、工业蒸汽锅炉、控制系统、 设计
内容概述
本次演示主要介绍如何将PLC应用于工业蒸汽锅炉的控制系统,包括控制算法 的选择、输入输出接口的设计以及设备的选型等方面的内容。通过PLC的控制, 可以实现蒸汽锅炉的自动化运行,提高生产效率,降低能源消耗,保证生产安 全。
设计思路
1、控制算法
1、品牌选择:选用某知名品牌的PLC,具有较高的可靠性和稳定性。 2、型号选择:根据蒸汽锅炉控制系统的规模和复杂度,选择中高端型号的PLC。
3、内存容量:选用具有较大内存容量的PLC,以支持复杂的控制算法和数据处 理。
4、输入输出点数:根据控制系统的需求,选择适当的输入输出点数。
4、输入输出点数:根据控制系 统的需求,选择适当的输入输出 点数。
【精品】热电厂锅炉蒸汽压力控制系统设计课程设计9290242
内蒙古科技大学过程控制课程设计论文题目:热电厂锅炉蒸汽压力控制系统设计专业:测控技术与仪器班级:测控08—2班2011年8月30日热电厂锅炉蒸汽压力控制系统设计摘要本设计以包钢热电厂的锅炉蒸汽压力控制部分为研究对象,应用所学专业知识设计控制系统。
热电厂的三大主机包括:锅炉、汽轮机、汽轮发电机。
热电厂锅炉主要任务是加热蒸汽,蒸汽可直接进入生产系统或者进入汽轮机发电。
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,会导致锅炉受损;压力过低,就不可能提供给负荷设备负荷质量的蒸汽;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.关键词:热电厂;锅炉;蒸汽压力;控制系统目录摘要 ............................................... 错误!未指定书签。
关键词 ............................................. 错误!未指定书签。
引言 ............................................... 错误!未指定书签。
第一章工艺流程介绍 ................................. 错误!未指定书签。
1。
1热电厂的工艺流程............................ 错误!未指定书签。
1.1.1化学水处理工序......................... 错误!未指定书签。
1.1.2输煤工序............................... 错误!未指定书签。
1.1。
3锅炉工序.............................. 错误!未指定书签。
1.1.4汽机工序............................... 错误!未指定书签。
锅炉蒸汽出口压力控制
内蒙古科技大学过程控制课程设计论文题目:锅炉蒸汽出口压力控制学生姓名:学号:专业:测控技术与仪器班级:2008-3指导教师:2011年8月目录摘要 (3)一、热电厂的生产工艺 (4)锅炉简介 (4)二、锅炉蒸汽出口压力控制重要性 (4)2.1控制重要性 (4)2.2控制要求 (5)三、锅炉出口温度控制系统的设计 (5)3.1蒸汽出口压力分类 (5)3.2 蒸汽出口压力控制系统分析 (6)3.3蒸汽控制系统的设计 (7)3.3.1控制系统中的延时环节处理 (6)3.3.2控制系统中控制方案选择 (9)3.3.3反作用及控制阀的开闭形式选择 (11)四、控制系统单元元件的选择 (11)4.1.2蒸汽压力变送器的选用 (11)4.2 燃料流量变送器的选用 (12)总结 (14)附录 (15)参考文献 (16)摘要锅炉是热电厂重要且基本的设备 ,其最主要的输出变量之一就是主蒸汽压力。
主蒸汽压力自动调节的任务是维持过热器出口汽温在允许范围内 ,以确保机组运行的安全性和经济性。
在可能获得的原料和能源条件下,以最经济的途径。
为了打到目标,必须对生产过程进行监视和控制。
因此,过程控制的任务是在了解生产过程的工艺流程和动静态特性的基础上,应用理论对系统进行分析与综合,以生产过程中物流变化信息量作为被控量,选用适宜的技术手段。
实现生产过程的控制目标。
锅炉所产生的高压蒸汽既可作为驱动透平的动力源,又可作为精馏、干燥、反应、加热等过程的热源。
随着工业生产规模的不断扩大,作为动力和热源的过滤,也向着大容量、高参数、高效率的方向发展。
本设计以包钢实习参观包钢热电厂为基础就锅炉出口蒸汽压力控制系统进行学习研究。
在控制算法上,综合运用了单回路控制、串级控制、比值控制、等控制方式,实现了燃料量控制调节蒸汽压力、送风量控制调节烟气含氧量、引风量控制炉膛负压,并有效地克服了彼此的扰动,使整个系统稳定的运行。
关键字:蒸汽压力,串级控制,变送器一、热电厂的生产工艺锅炉简介锅(汽水系统):由省煤器、汽包(汽水分离器)、下降管、联箱、水冷壁、过热器和再热器等设备及其连接管道和阀门组成。
锅炉汽包液位、压力控制系统课程设计
过程控制仪表课程设计题目:锅炉汽包液位、压力控制系统1锅炉压力控制系统设计 (1)1.1压力控制系统简介 (1)1.2锅炉压力控制的原理 (1)2 锅炉汽包压力控制系统设计方案 (1)2.1锅炉汽包压力控制方案 (1)2.2锅炉压力控制仪表选型 (2)(1)DBY-120压力变送器 (2)(2)DXZ-110型单针指示仪 (2)(3)DTL-221型调节器用途 (3)(4)DKZ-410型电动执行器............................ 错误!未定义书签。
(5)伺服放大器FC. (4)2.3锅炉汽包压力控制系统选型表....................... 错误!未定义书签。
2.4锅炉压力控制系统原理图........................... 错误!未定义书签。
2.5配接说明书....................................... 错误!未定义书签。
3.锅炉液位控制系统设计............................. 错误!未定义书签。
3.1液位系统控制简介 (6)3.2锅炉汽包液位控制系统设计原理..................... 错误!未定义书签。
4锅炉汽包液位控制系统设计方案. (6)4.1锅炉汽包液位控制方案 (6)4.2锅炉液位控制系统仪表选型......................... 错误!未定义书签。
(1)DBF-444(1)型差压液位变送器..................... 错误!未定义书签。
(2)DXZ-110型单针指示仪 (6)(3) DTL-221型调节器 (7)(4)DTL-221型调节器用途 (7)(4)DKZ-410型电动执行器 (8)4.3锅炉汽包液位选型表 (8)4.4锅炉液位控制系统原理电路图:.................... 错误!未定义书签。
4.锅炉汽包液位控制原理电路配接说明如下 (9)5.参考文献 (9)锅炉汽包液位、压力控制系统简介本实验主要研究工业锅炉汽包压力,液位的控制系统设计。
单回路控制系统实验(过程控制实验指导书)
单回路控制系统实验单回路控制系统概述实验三单容水箱液位定值控制实验实验四双容水箱液位定值控制实验实验五锅炉内胆静(动)态水温定值控制实验实验三实验项目名称:单容液位定值控制系统实验项目性质:综合型实验所属课程名称:过程控制系统实验计划学时:2学时一、实验目的1.了解单容液位定值控制系统的结构与组成。
2.掌握单容液位定值控制系统调节器参数的整定和投运方法。
3.研究调节器相关参数的变化对系统静、动态性能的影响。
4.了解P、PI、PD和PID四种调节器分别对液位控制的作用。
5.掌握同一控制系统采用不同控制方案的实现过程。
二、实验内容和(原理)要求本实验系统结构图和方框图如图3-4所示。
被控量为中水箱(也可采用上水箱或下水箱)的液位高度,实验要求中水箱的液位稳定在给定值。
将压力传感器LT2检测到的中水箱液位信号作为反馈信号,在与给定量比较后的差值通过调节器控制电动调节阀的开度,以达到控制中水箱液位的目的。
为了实现系统在阶跃给定和阶跃扰动作用下的无静差控制,系统的调节器应为PI或PID控制。
三、实验主要仪器设备和材料1.实验对象及控制屏、SA-11挂件一个、计算机一台、万用表一个;2.SA-12挂件一个、RS485/232转换器一个、通讯线一根;3.SA-44挂件一个、CP5611专用网卡及网线、PC/PPI通讯电缆一根。
四、实验方法、步骤及结果测试本实验选择中水箱作为被控对象。
实验之前先将储水箱中贮足水量,然后将阀门F1-1、F1-2、F1-7、F1-11全开,将中水箱出水阀门F1-10开至适当开度,其余阀门均关闭。
具体实验内容与步骤按二种方案分别叙述。
(一)、智能仪表控制1.按照图3-5连接实验系统。
将“LT2中水箱液位”钮子开关拨到“ON”的位置。
图3-4 中水箱单容液位定值控制系统(a)结构图(b)方框图图3-5 智能仪表控制单容液位定值控制实验接线图2.接通总电源空气开关和钥匙开关,打开24V开关电源,给压力变送器上电,按下启动按钮,合上单相Ⅰ、Ⅲ空气开关,给智能仪表及电动调节阀上电。
锅炉压力控制系统设计
锅炉压力控制系统设计-CAL-FENGHAI-(2020YEAR-YICAI)_JINGBIAN1 绪论锅炉参数监控,是过程控制的典型实例。
锅炉微计算机控制,是近年来开发的一项新技术,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,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,目前大多数工业锅炉仍处于能耗高、浪费大、环境污染等严重的生产状态。
提高热效率,降低耗煤量,用微机进行控制是一件具有深远意义的工作。
本系统是基于单片机的锅炉压力控制,在设计中主要有压力检测、按键控制、循环控制、压力控制、显示部分、故障报警等几部分组成来实现压力控制。
主要用压力传感器检测锅炉压力,用三位显示器来完成显示部分,用压力传感器检测锅炉内部压力。
并且通过模数转换把这些信号送入单片机中。
把这些信号与单片机中内部设定的值相比,以判断单片机是否需要进行相应的操作,即是否需要打开鼓风机,从而实现单片机自动控制的目的。
系统的基本原理控制系统原理图如图1所示,设给定值为,广义被控对象的传递函数为1()(1)(5)d W s s s s =++图1 控制系统原理图PID 控制PID 控制是自动控制中最基本的控制方式,其实质是根据输入的偏差值,按比例、积分、微分的函数关系进行运算,运算结果用于控制输出。
在实际应用中,根据被控对象的特性和控制要求,可以灵活地改变PID 的结构,常用的结构有:比例(P )调节、比例积分(PI )调节、比例积分微分(PID )调节。
为了提高控制性能,可以对PID 算法进行改进,比如积分分离PID 算法、不完全微分PID 算法、变速积分PID 算法等。
这里采用的是临界比例度法,临界比例度法适用于已知对象传递函数的场合。
在闭合的控制系统里,将调节器置于纯比例作用下,从小到大逐渐改变调节器的比例度,得到等幅振荡的过渡过程。
得到相应的比例度和振荡周期,根据经验公式得到PID整定下的系数,得到单位阶跃响应曲线。
工业蒸汽锅炉过程控制系统设计
《工业蒸汽锅炉过程控制系统设计》课程设计报告专业:计算机控制技术班级: 09计算机控制1班姓名:陈文涛高健于野魏玉锋指导教师:邢满荣2011 年 6 月 20 日前言当前,节约资源、提高热能利用率已为各方面所重视及关心。
锅炉是石油化工、发电等工业过程必不可少的重要动力设备,它所产生的高压蒸汽既可作为驱动的动力源,又可作为精馏、干燥、反应、加热等过程的热源。
随着工业生产规模的不断扩大,作为动力和热源的锅炉,也向着大容量、高参数、高效率的方向发展。
在我国,工业锅炉是能源转换和耗能的主要设备之一,耗能量约占全国原煤产量的三分之一,锅炉由于设计、制造不合理,尤其是使用管理不当,导致事故的频率很高。
据日本 20 世纪 70 年代的调查披露,日本当时运行的十万余台锅炉,在十年间共发生事故 355 次,其中由于管理不善而发生的事故有 243 次,占事故总数的 70.8%。
多年来锅炉的安全工作一直受到国家劳动部门的重视,相继颁发了许多安全和劳动保护工作的法令、规范和标准,收到了显著效果。
解决普遍存在的控制系统落后、运行效率低、环境环境污染严重等问题已是刻不容缓。
为此,如何提高工业锅炉运行效率,降低能源消耗,实现其自动化节能和环保的要求已成为亟待解决的问题。
1、工艺流程1.1 锅炉设备介绍锅炉生产过程是一个多变量多参数相互耦合的复杂过程,其汽水,燃烧过程非常复杂,受多重因素的影响,燃烧系统内部一次风、二次风,输煤,一次返料,二次返料耦合性很强,燃烧与汽水之间也有极其复杂的相互作用关系,同时过程的非线性,滞后性也导致控制系统的复杂性,难以建立精确的数学模型,无法采用有效的预估补偿措施。
锅炉设备根据用途、燃料性质、压力高低等有多种类型和称呼,工艺流程多种多样,常用的锅炉设备的蒸汽发生系统是由给水泵、给水控制阀、省煤器、汽包及循环管等组成,常见锅炉设备工艺流程如图1。
燃料与空气按照一定比例送入锅炉燃烧室燃烧,生成的热量传递给蒸汽发生系统,产生饱和蒸汽,形成一定气温的过热蒸汽,在汇集到蒸汽母管。
蒸汽锅炉电气操纵系统设计_毕业设计说明书
本科生毕业设计说明书题目:蒸汽锅炉电气操纵系统设计学生姓名:王学号:0专业:自动化班级:自动化指导教师:师蒸汽锅炉电气操纵系统设计摘要蒸汽锅炉是石油、电力、化工等行业中重要的动力设备。
现今社会资源紧张,环境破坏日趋严峻,因此锅炉作为将一次能源转化为二次能源的设备,在集中供热进程中起着极为重要的作用,应不断提高对其的操纵与治理水平,进而提高能源的利用率,减少对环境的破坏。
锅炉系统复杂而庞大,对其各个部份进行合理操纵在实际应用中具有极为重要的意义,而汽包液位操纵和锅炉燃烧操纵在锅炉的整体操纵中显得尤其重要。
本文对锅炉汽包液位进行数字监控和光柱式显示,要保证锅炉平安运行,其中很要紧的一个因素是要保证汽包水位在一个适合的范围内。
太高的水位会使锅炉锅炉中产生的蒸汽带水增多,使汽包出口的蒸汽带水量增加;而水位太低可能致使锅炉缺水,使得循环管局部过热而爆裂。
进而采纳变频器变频调速操纵和工频操纵彼此结合的电气操纵方式实现了锅炉液位的自动操纵。
关键词:蒸汽锅炉,汽包液位,变频器,电气操纵Electric Steam Boiler Control System DesignAbstractSteam boiler is oil, important power equipment in electric power, chemical industry, etc. In today's society resources nervous, serious environmental damage, so the boiler as an energy can be converted to secondary energy equipment, in the central heating plays a vital role in the process, should constantly improve the control and management level, and improve energy utilization rate, reduce the damage to the environment.Complex and large boiler system, the parts were reasonable control is of great significance in the practical application, and the drum level control in boiler and boiler combustion control is particularly important in the control of the whole. Numbers in this paper, the boiler steam drum level monitoring and the lamp type, to ensure the safe operation of the boiler, and one is the main factors is to ensure that the steam drum water level in a suitable range. High water level of boiler in the boiler causes increase in the number of steam with water, increase the export of steam drum with water; And low water level may result in the boiler water shortage, make circulating pipe local overheat and burst. And then USES the way of the electrical control system of inverter, industrial computer in combination with each other the boiler liquid level automatic control is realized.Key words:Steam boiler, steam drum level, frequency converter, electric control目录摘要.................................................... 错误!未定义书签。
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锅炉是一种能量转换设备,向锅炉输入的能量有燃料中的化学能、电能、高温烟气的热能等形式,而经过锅炉转换,向外输出具有一定热能的蒸汽、高温水或有机热载体。锅的原义指在火上加热的盛水容器,炉指燃烧燃料的场所,锅炉包括锅和炉两大部分。锅炉中产生的热水或蒸汽可直接为工业生产和人民生活提供所需热能,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,常简称为锅炉,多用于火电站、船舶、机车和工矿企业。锅炉是由锅和炉组成的,上面的盛水部件为锅,下面的加热部分为炉,锅和炉的一体化设计称为锅炉。《特种设备安全监察条例》所定义的锅炉是指利用各种燃料、电或者其他能源,将所盛装的液体加热到一定的参数,并对外输出热能的设备。其范围规定为容积大于或者等于30L的承压蒸汽锅炉;出口水压大于或者等于0.1MPa(表压),且额定功率大于或者等于0.1Mw的承压热水锅炉;有机热载体锅炉。
4.3.2压力调节器的选择:
选用SK-808/900系列智能PID调节器。可以实现对温度、压力、液位、容量、力等物理量的测量显示、智能PID调节仪并配合各种执行器对电加热设备和电磁、电动、气动阀门进行PID调节和控制、报警控制、数据采集、记录。基本误差:0.5%FS或 0.2%FS±1个字,分 辨 力:1/20000、14位A/D转换器,采样周期:0.5S。
在整个设计过程中大部分时间是用在控制理念上面的。很多是可以借鉴书本上的,但怎样衔接各个环节才是关键的问题所在,这需要对系统的结构很熟悉。因此可以说系统的设计是软件和硬件的结合,二者是密不可分的。通过这次课程设计我也发现了自身存在的不足之处,虽然感觉理论上已经掌握,但在运用到实践的过程中仍有意想不到的困惑,经过一番努力才得以解决。这也激发了我今后努力学习的兴趣,我想这将对我以后的学习产生积极的影响。其次,这次课程设计让我充分认识到团队合作的重要性,只有分工协作才能保证整个项目的有条不絮。另外在课程设计的过程中,当我们碰到不明白的问题时,指导老师总是耐心的讲解,给我们的设计以极大的帮助,使我们获益匪浅。因此非常感谢老师的教导。通过这次设计,我懂得了学习的重要性,了解到理论知识与实践相结合的重要意义,学会了坚持、耐心和努力,这将为自己今后的学习和工作做出了最好的榜样。我觉得作为一名过程控制工程专业的学生,这次课程设计是很有意义的。更重要的是如何把自己平时所学的东西应用到实际中。虽然自己对于这门课懂的并不多,很多基础的东西都还没有很好的掌握,觉得很难,也没有很有效的办法通过自身去理解,但是靠着这一个多礼拜的“学习”,在同学的帮助和讲解下,渐渐对这门课逐渐产生了些许的兴趣,自己开始主动学习并逐步从基础慢慢开始弄懂它。
[6]热电厂蒸汽压力控制系统的设计
[7]锅炉压力自动控制系统
[8]压力表精度选择指南
根据文献《BP-PID在锅炉蒸汽压力控制中的应用》查得,传递函数为: 。
根据控制规律和被控对象的特性和控制的需要,选择PID算法。
5.2系统参数整定和仿真
根据Simulink仿真框图,进行控制参数整定。
图3:Simulink仿真框图
首先根据调节器经验试凑法来整定调节器参数。设定调节器PID参数的初始值为K=24,TI=0.3min经仿真后的响应曲线为
4.3.1压力变送器的选择:
由于高压锅炉蒸汽温度在450°C左右,压力3.83Mpa,而且腐蚀性弱,所以用不锈钢变送器即可,但是由于压力有时会因为扰动无规律变化,需要传感器反应灵敏。综上所述可使用PTG503H压力变送器,它采用高精度高稳定性耐高温电阻应变计做为变送器的感压芯片,可以承受600°C高温。由于量程应选为工作压力的1.5~3倍,所以量程选为1-10Mpa,综合精度:±0.25%FS、±0.5%FS,响应时间:≤10mS,过载能力:150%FS,相对湿度:0~95%RH。
5.1调节器控制规律
由于被控对象传递函数可近似为: 。
可根据对象的延时时间和对象自衡时间常数的比值 选择控制器的控制规律:
5.1.1当 <0.2时选择比例或者比例积分控制器
5.1.2当0.2< <1时选择比例微分或者比例积分控制器
5.1.3当1< 时选择简单控制系统往往不能满足控制要求,应选用串级,前馈等复杂控制系统
3.2控制的重要性
压力是热电厂的一个重要参数,因为热点是靠蒸汽推动汽轮机转动,汽轮机是将蒸汽的能量转换成为机械功的旋转式动力机械。又称蒸汽透平。蒸汽的压力会影响后面的整个工序,如果蒸汽的压力不够的话将使汽轮机无法正常工作,势必会印象到工厂的效益和蒸汽机的寿命。还有就是压力过高或过低也会导致汽轮机的不正常运行,有可能会出现极端事故。
控制参数确定:由于外部扰动暂不考虑,只考虑内部扰动,所以控制参数可以是燃料供给量,或者为蒸汽出口管阀门的开关大小。两者比较,控制蒸汽出口管阀门大小,更容易,更直接。
4.2系统方框图的设计
图2:出口蒸汽压力单回路控制系统
4.3现场仪表的选型
根据方框图和流程图可知,需要选择一个压力变送器,一个压力调节器和一个压力调节阀。
3.3锅炉工艺流程原理
图1:锅炉工艺流程图
4.控制系统设计
4.1控制系统参数选择
被控参数选择:由于此系统为压力控制系统,所以选用锅炉出口的蒸汽压力为被控参数
控制参数选择:由锅炉流程图可知,引起蒸汽压力变化的因素有外部扰动和内部扰动。外部扰动是指外界对锅炉产生蒸汽的需求发生变化,使平衡关系被破坏,导致蒸汽压力改变。内部扰动是指锅炉本身工况变化引起的蒸汽压力变化。
图4:参数设定值仿真图
经反复试凑比例度、积分时间、微分时间的大小,得出K=24,TI=0.3。响应曲线呈4:1-10:1衰减,结果令人满意。
图5:参数设定值仿真图
6.课程设计心得体会
我通过本次课程设计学会了Matlab这个软件上的Simulink调试,虽然累,虽然难,但是我想这对于自己以后的学习和工作都会有很大的帮助。在这次设计中遇到了很多实际性的问题,这些问题在书本上是学不到的,只有在实际设计中才发现,书本上理论性的东西与在实际运用中的还是有一定的出入的,所以有些问题不但要深入地理解,而且要不断地更正以前的错误思维,并且提高自己思考问题的能力。一切问题必须要靠自己一点一滴的解决,而在解决的过程当中你会发现自己在飞速的提升,思想更加完善。对于教材,其过程是比较简单的,主要是解决设计控制过程中的问题,而设计是一个很灵活的东西,它能真实反映你解决问题的逻辑思维和创新能力,它才是一个设计的灵魂所在。所以这次课程设计真是恰到好处。
2.热电厂的产工艺
2.1热电厂生产工艺概要
热电公司是利用煤和天然气作为燃料发电、产汽的,这也是目前世界上主要的电能生产方式。生产工艺是将燃料送入炉膛内燃烧,放出的热量将水加热成为具有一定压力和温度的过热蒸汽,过热蒸汽进入汽轮机膨胀做功,高速气流冲击汽轮机叶片带动转子旋转,同时带动同轴发电机转子发电。
因为这次的课程设计,我发现控制的乐趣,我发现自己的能力还欠缺很多,正因为有这次的课程设计,让我们不断创新,不断进步。
参考文献
[1]《过程装备控制技术及其应用》王毅主编化学工业出版社
[2]《过程控制仪表》徐春山主编冶金工业出版社
[3]BP-PID在锅炉蒸汽压力控制中的应用
[4]锅炉压力表的选用
[5] 中小型工业锅炉压力仪表的选用
2.2锅炉工序
热电厂生产有四道工序:输煤工序,化水工序,锅炉工序,汽机工序。其中锅炉工序主要任务是生产蒸汽,集团现有两种锅炉,一种是煤粉炉;一种是循环流化床锅炉。因节能、污染程度低等因素,目前行业应用较多为循环流化床锅炉。以循环流化床锅炉为例,工艺过程简单地说就是煤炭燃烧后的热量加热循环水,产生蒸汽,在一定的压力下,形成过热蒸汽,蒸汽可直接进入生产系统或者进入汽轮机发电。
4.3.3电动调节阀的选择
应选用工作温度在450°C以上,可调压力在10Mpa以内,选用ZDSV电动V型调节球阀
公称通径DN为400mm,适用介质:水,蒸汽,油品。适用温度-28到500°C。精度1%FS。公称压力1.6-6.4Mpa。连接形式:对夹式、法兰式,法兰按JB79-59标准
5.调节器算法的确定
3.锅炉蒸汽压力出口控制
3.1锅炉按其出口蒸汽压力分类
锅炉按其出口蒸汽压力分为:低压锅炉(P≤2.45Mpa,T≤400℃)、中压锅炉(2.94Mpa<P≤4.9Mpa,400℃<T≤450℃)、高压锅炉(7.84Mpa<P≤10.8Mpa,460℃<T≤540℃)、超高压锅炉(11.8Mpa<P≤14.7Mpa,540℃<T≤555℃)、亚临界压力锅炉(P15.7~19.6Mpa,540℃<T≤570℃)、超临界压力锅炉(P25~27Mpa)。此次控制系统设计选择中压锅炉为控制对象,所以查得中压锅炉出口蒸汽压力规定为3.83MPa,蒸汽温度为450℃。