锅炉出口蒸汽压力控制系统设计要点
锅炉主蒸汽压力控制系统
目的和意义
目的
锅炉主蒸汽压力控制系统的目的是确 保锅炉产生的蒸汽压力稳定，以满足 生产工艺的需求，同时保证锅炉安全 、经济、高效地运行。
意义
锅炉主蒸汽压力控制系统对于工业生 产具有重要意义，它可以提高生产效 率、降低能耗、减少环境污染，并保 障生产过程的安全可靠。
标准化与模块化
为了便于系统的推广和应用，未来的锅炉主蒸汽压力控制 系统将更加注重标准化和模块化设计，提高系统的可维护 性和可扩展性。
谢谢
THANKS
02 锅炉主蒸汽压力控制系统概述
CHAPTER
系统组成
01
02
03
04
传感器
用于检测主蒸汽压力，将压力 信号转换为电信号。
控制器
接收传感器信号，根据控制策 略计算输出信号。
执行器
接收控制器输出信号，控制调 节阀的开度，以调节蒸汽压力
。
调节阀
控制蒸汽流量，从而调节主蒸 汽压力。
工作原理
01
传感器实时检测主蒸汽 压力，将压力信号传输 至控制器。
数据报表生成
03
根据数据处理和分析结果，生成各类数据报表，方便操作人员
了解系统运行情况和性能指标。
05 系统调试与优化
CHAPTER
调试过程
硬件检查
确保所有硬件设备如传感器、执行器和控制 装置都已正确安装并连接。
单体调试
对各个子系统或设备进行单独测试，确保其 正常工作。
软件配置
根据系统需求，对控制软件进行必要的配置， 包括输入输出点、控制算法等。
经济效益
蒸汽锅炉PID温度控制系统设计
目旳：
对锅炉过热蒸汽温度控制系统进行分析和设计，而对 锅炉过热蒸汽旳良好控制是确保系统输出蒸汽温度稳 定旳前提。所以本设计采用串级控制系统，这么能够 极大地消除控制系统工作中旳多种干扰原因，使系统 能在一种较为良好旳状态下工作，同步锅炉过热器出 口蒸汽温度在允许旳范围内变化，并保护过热器管壁 温度不超出允许旳工作温度。
调整器接受过热器出口蒸汽温度t变化后，调整器才开始动作， 去控制减温水流量W ，W旳变化又要经过一段时间才干影响到 蒸汽温度t，这么既不能及早发觉扰动，又不能及时反应控制旳 效果，将使蒸汽温度t发生很大旳动态偏差，影响锅炉生产旳安 全和经济运营。
燃烧工况
温度设定值
控制信号
喷水流量
控制器
执行器
过热器
温度变送器
在本设计用到串级控制系统中，主对象为送入负荷设 备旳出口温度，副对象为减温器和过热器之间旳蒸汽 温度，经过控制减温水旳流量来实现控制过热蒸汽温 度旳目旳。
蒸汽锅炉工艺流程及控制要求
蒸汽锅炉工艺流程及控制要求
锅炉是一种具有多输入、多输出且变量之间相互关联 旳被控对象。 过热蒸汽温度控制系统：主要使过热器出口温度保持 在允许范围内，并确保管壁温度不超出工艺允许范围；
被控对象建模
根据在减温水量扰动时，过热蒸汽温度有较大旳容积迟延， 而减温器出口蒸汽温度却有明显旳导前作用，完全能够构成 以减温器出口蒸汽温度为副参数，过热蒸汽温度为主参数旳 串级控制系统
温度设定值
温度主调节器
副调节器
减温水流量
蒸汽流量或者烟
扰动
气热量扰动
阀 门
减温器 2
过热蒸汽温度
过热器 1
温度变送器 温度变送器
基于PLC的锅炉燃烧控制系统设计_毕业设计论文正文 精品
基于PLC的锅炉燃烧控制系统设计1 绪论1.1锅炉燃烧控制项目的背景改革开放以来，我国经济社会快速发展，生产力水平不断提高，在生产中，锅炉起着十分重要的作用，尤其是在火力发电中发挥重要作用的工业锅炉，是提供能源动力的主要设备之一。
锅炉产生的蒸汽可以作为蒸馏，干燥，反应，加热等各过程的热源，另外也可以作为动力源驱动动力设备。
工业过程中对于锅炉燃烧控制系统的要求是非常高的，要求锅炉燃烧控制系统必须满足控制精度高，响应速度快[1]。
作为一个非常复杂的设备，锅炉同时具有了数十个包括了扰动、测量、控制在内的参数，参数之间有着复杂的关系，并且相互关联[2]。
而锅炉燃烧过程中的效率问题、安全问题一直是大众关注的重要方面。
1.2锅炉燃烧控制的发展历史对于锅炉燃烧的控制，已经经历了四个阶段[3~5](1）手动控制阶段因为20世纪60年代以前，电力电子技术和自动化技术还没有得到完全发展，技术尚不成熟，因此，这个时期工业人员的自动化意识不强，锅炉燃烧的控制方式一般多采用纯手动的方法。
这种控制方法，要求进行控制的操作工人依靠他们的经验决定送风量，引风量，给煤量的多少，然后利用手动的操作工具等操控锅炉，该方法控制的程度完全取决于操作工人的经验。
因此，要求操作工人必须具有非常丰富的经验，这样无疑大大提高了操作工人的劳动强度，由十人的主观意识，所以事故率非常大，同时，也不能保证锅炉高效稳定的运行。
（2）仪器继电器控制阶段随着科技的不断进步，自动化技术以及电力电子技术快速提高，国内外以继电器为基础的自动化仪表工业锅炉控制系统也得到发展，并且广泛应用于实际生产过程。
在上个世纪60年代前期，我国锅炉的控制系统开始得到迅速发展;到了60年代的中后期，我国引进了国外全自动的燃油锅炉的控制系统；到了上个世纪的70年代末，我国逐渐自主研发了一些工业锅炉的自动化仪器，同时，在工业锅炉的控制系统方面也在逐步推广应用自动化技术。
在仪表继电器控制阶段，锅炉的热效率得到了提高，并且大幅度的降低了锅炉的事故率。
锅炉蒸汽压力控制系统PPT课件
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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。
精度：±0.3%F·S 位式控制输出：继电器接点输出或控固态输出 外供电源：大于30mA 电源电压：20～28V DC 耗电量4W 工作环境：温度：0～50℃ 湿度：低于90％R·H
图5.2 KSC5接线图
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• 压力变送器
• 型号：YBS
• 主要技术参数 输出信号： 4～20mA； 0.5%、0.2%
三冲量调节系统能及时克 服负荷(蒸汽量)和给水流量的 干扰作用，调节精度较高，适 用于汽包容积较小、负荷和给 水干扰较大的场合。目前已得 到了应用，实践证明效果良好。
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压力传感器/变送器
• 液位变送器选择TK3051L液位变送器
• PTH501/502/503/504压力传感器/变送器采用全不锈钢封焊结构，具有良的防潮能力及优异 的介质兼容性。广泛用于工业设备、水利、化工、医疗、电力、空调、金刚石压机、冶金、车辆 制动、楼宇供水等压力测量与控制。
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。
锅炉主蒸汽压力控制系统
改写成：
01
上面我们已经对偏差控制算法以及相关计算公式做了简单介绍，所以上式又可改写为：
02
写成递推形式：
压力控制系统的选型： 蒸汽压力控制器
蒸汽压力控制器PT1为反作用，阀1为气开阀，安全阀为气开阀 当蒸汽压力突然增大，蒸汽压力检测变送器PT1的输出变大，由于蒸汽压力控制器PC1为反作用，其输入减小，输出增大，使阀1开度变大，从而减小压力；当系统正常工作，即蒸汽压力低于选择器的设定值阀1工作时，一旦压力超高，阀1处于打开状态；当系统失常时，即蒸汽压力超过选择器设定值时，安全阀打开，从而使压力减小。
1
2
如果锅炉内压力过低，将会降低蒸汽质量，反之，如果锅炉内压力过高，有可能导致爆炸等安全事故的发生，所以必须保证锅炉的压力处于一个适中的范围内，即必须对锅炉压力进行控制。上述蒸汽压力控制系统在将控制蒸汽温度的同时就直接影响了蒸汽压力。
压力控制系统分为安全压力控制系统和超压控制系统。安全压力控制系统是锅炉压力在安全压力范围内的控制系统，其主要完成的功能是在安全基础上对压力进行调节，使压力维持在一定的范围内，以得到需要的蒸汽压力，保证蒸汽质量；超压控制系统是锅炉压力超压时所采用的压力控制系统，其主要完成的功能是压力超出某一压力上限时，迅速打开安全阀，使压力降低，直到降到安全范围内后又迅速关闭安全阀。所以安全压力控制系统采用选择控制，结构框图如下
锅炉蒸汽压力控制系统
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锅炉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，自动控制和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，经济的运行减轻工作人员的劳动强度。采用为计算机控制，能对锅炉进行自动检测，自动控制等多项功能。由于我国工业锅炉生产操作水平落后造成很多大量的热能丢失，实践证明，工业锅炉实现微型计算机控制是锅炉安全生产，提高热效率，节约能源的一大创举，因为锅炉生产开辟了广阔的前景。
锅炉蒸汽温度自动控制系统——模糊控制
锅炉蒸汽温度自动控制系统摘要：电厂实现热力过程自动化，能使机组安全、可靠、经济地运行。
锅炉是火力发电厂最重要的生产设备，过热蒸汽温度是锅炉运行质量的重要指标之一，过热蒸汽温度控制是锅炉控制系统中的重要环节。
在实现过程控制中，由于电站锅炉系统的被控对象具有大延迟，大滞后、非线性、时变、多变量耦合的复杂特性，无法建立准确的数学模型，对这类系统采用常规PID控制难以获得令人满意的控制效果。
在这种情况下，先进的现代控制理论和控制方法已经越来越多地应用在锅炉汽温控制系统。
本文以电厂锅炉汽温系统为研究对象，对其进行了计算机控制系统的改造。
考虑到锅炉汽温系统的被控对象特点，本文分别采用了常规PID控制器和模糊-PID控制器，对两种控制系统对比研究，同时进一步分析了一般模糊-PID控制器的控制特点，在此基础之上给出了一种改进算法，通过在线调整参数，实现模糊-自调整比例常数PID控制。
在此算法中，比例常数随着偏差大小而变化，有效地解决了在小偏差范围内，一般的模糊-PID控制器无法实现的静态无偏差的问题，提高了蒸汽温度控制系统的控制精度。
关键词:锅炉蒸汽温度模糊控制随着我国经济的高速发展，对重要能源“电”的要求快速增长，大容量发电机组的投入运行以及超高压远距离和赢流输电的混和电网的建设，以三峡电网为中心的全国性电力系统的形成，电力系统的不断扩大，对其自动控制技术水平的要求也越来越高。
同时，地方性的自备热电厂亦有长足发展，随着新建及改造工程的进行，其生产过程自动控制与时俱进，小容量机组“麻雀虽小，五脏俱全”，自备热电厂其自身特点：自供电、与主电网的关系疏及相互影响小，供热及采暖季节性等，可以提供更多的应用、尝试新技术、新产品的机会和可能性。
这样做的重要目标是提高和保证电力，热力及牛产过程的安全可靠、经济高效。
为了适应发展并实现上述目标，必须采取最新的技术和控制手段对电力系统的各种运铲状态和设备进行有效的自动控制。
火力发电厂在我国电力工业中占有主要地位，是我国重点能源工业之一。
锅炉蒸汽参数指锅炉汽包出口处饱和蒸汽的压力和温度
锅炉蒸汽参数指锅炉汽包出口处饱和蒸汽的压力和温度锅炉蒸汽参数是指在锅炉运行时测量的与蒸汽相关的参数。
其中最基本的参数是锅炉汽包出口处饱和蒸汽的压力和温度，本文将详细介绍这两个参数。
一、饱和蒸汽压力饱和蒸汽压力指的是在一定温度下，液体与蒸汽处于平衡状态时的蒸汽压力。
在锅炉运行时，这个压力通常指的是在锅炉汽包出口处的蒸汽压力，也被称为锅炉出口压力。
锅炉出口压力是锅炉系统中最基本的参数之一，影响着锅炉的性能和热效率。
锅炉出口压力与锅炉的工作压力有关。
工作压力是指锅炉内部的压力，通常是在锅炉进口处测量。
为了保证锅炉的正常工作，锅炉出口压力必须要大于工作压力，一般要求出口压力比工作压力高出一定的幅度，这样才能够保证在蒸汽输送过程中不会出现压力下降的情况，确保系统的稳定性。
二、饱和蒸汽温度饱和蒸汽温度指的是在一定压力下，液体与蒸汽处于平衡状态时的蒸汽温度。
与饱和蒸汽压力一样，锅炉汽包出口处的饱和蒸汽温度也是锅炉系统中最基本的参数之一。
饱和蒸汽温度对锅炉的热效率有着重要的影响，同时也是安全控制的重要指标之一。
锅炉出口蒸汽温度的测量一般采用热电偶或红外线温度计进行。
为了保证锅炉蒸汽的温度稳定，锅炉系统中通常会设置多个控制装置，如水位控制器、燃烧控制器、温度控制器等。
这些控制装置通过对锅炉运行时的参数进行监测和调节，保持锅炉的蒸汽输出稳定，并且保证系统的安全性和稳定性。
总结在锅炉系统中，锅炉出口蒸汽的压力和温度是非常关键的参数。
对于运行中的锅炉，这两个参数需要进行实时监测和调节，确保系统的高效运行和安全性。
同时，锅炉压力和温度的调节对于提高锅炉的热效率也有着非常重要的作用。
作为一位优秀的内容创作者，应该深入探究锅炉技术的细节，为读者提供更全面的知识。
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。
锅炉过热蒸汽温度控制系统课程设计
锅炉过热蒸汽温度控制系统课程设计过程控制课程设计说明书——锅炉过热蒸汽温度控制系统院系：化工学院化工机械系班级：10自动化（1）姓名：李正智学号：1 0 2 0 3 0 1 0 1 6日期：2013/12/2-2013/12/15指导老师：王淑钦老师引言蒸汽温度是锅炉安全、高效、经济运行的主要参数，因此对蒸汽温度控制要求严格。
过高的蒸汽温度会造成过热器、蒸汽管道及汽轮机因过大的热应力变形而毁坏；蒸汽温度过低，又会引起热效率降低，影响经济运行。
锅炉控制现场环境恶劣，采用传统的基于模拟技术的控制器、仪器仪表或单片机，不仅结构比较复杂，效率比较低，并且可靠性也不高。
本次课程设计的主要目的是锅炉蒸汽温度控制系统的设计。
蒸汽过热系统包括一级过热器、减温器、二级过热器。
锅炉汽温控制系统主要包括过热蒸汽和再热蒸汽温度的调节。
主蒸汽温度与再热蒸汽温度的稳定对机组的安全经济运行是非常重要的。
过热蒸汽温度控制的任务是维持过热器出口蒸汽温度在允许的范围之内，并保护过热器，使其管壁温度不超过允许的工作温度。
过热蒸汽温度是锅炉汽水系统中的温度最高点，过热蒸汽温度过高或过低，对锅炉运行及蒸汽设备是不利的。
蒸汽温度过高会使过热器管壁金属强度下降，以至烧坏过热器的高温段，严重影响安全。
一般规定过热器的温度与规定值的暂时偏差不超过±10℃，长期偏差不超过±5℃【1】。
如果过热蒸汽温度偏低，则会降低电厂的工作效率，同时使汽轮机后几级的蒸汽湿度增加，引起叶片磨损。
据估计，温度每降低5℃，热经济性将下降约1%；且汽温偏低会使汽轮机尾部蒸汽温度升高，甚至使之带水，严重影响汽轮机的安全运行。
一般规定过热汽温下限不低于其额定值10℃。
通常，高参数电厂都要求保持过热汽温在540℃的范围内。
由于汽温对象的复杂性，给汽温控制带来许多的困难，其主要难点表现在以下三个方面：（1）影响汽温变化的因素很多，例如，蒸汽负荷、减温水量、烟气侧的过剩空气系数和火焰中心位置、燃料成分等都可能引起汽温变化。
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。
锅炉设计规范
第一章总则第1.0.1条为使锅炉房设计贯彻执行国家的有关方针政策，符合安全规定，节约能源和保护环境，达到安全生产、技术先进、经济合理、确保质量要求，制定本规范。
第1.0.2条本规范适用于下列范围内的工业、民用、区域锅炉房和室外热力管道设计：一、以水为介质蒸汽锅炉房，其锅炉的额定蒸发量为1～65t/h，额定出口蒸汽压力为0.1～3.82MPa表压、额定出口蒸汽温度小于或等于450℃；二、热水锅炉的锅炉房，其锅炉的额定出力为0.7～58MW、额定出口水压为0.1～2.5MPa 表压、额定出口水温小于或等于180℃；三、符合本条第一、二款的参数的室外蒸汽管道、凝结水管道和闭式循环热水系统。
第1.0.3条本规范不适用于余热锅炉、特殊类型锅炉的锅炉房和区域热力管道设计。
第1.0.4条锅炉房设计除应遵守本规范外，尚应符合国家现行有关标准、规范的规定。
第二章基本规定第2.0.1条锅炉房设计应取得热负荷、燃料和水质资料，并应取得气象、地质、水文、电力和供水等有关资料。
第2.0.2条锅炉房设计应根据城市（地区）或工厂（单位）的总体规划进行，做到远近结合，以近期为主，并宜留有扩建的余地。
对扩建和改建的锅炉房，应合理利用原有建筑物、构筑物、设备和管线，并应与原有生产系统、设备布置、建筑物和构筑物相协调。
第2.0.3条锅炉房设计应以煤为燃料，并应落实煤的供应。
如以重油、柴油或天然气、城市煤气为燃料时，应经有关主管部门批准。
第2.0.4条锅炉房设计必须采取有效措施，减轻废气、废水、废渣和噪声对环境的影响，排出的有害物和噪声应符合有关标准、规范的规定。
防治污染的工程应和主体工程同时设计。
第2.0.5条工厂（单位）所需热负荷的供应应根据所在区域的供热规划确定。
当其热负荷不能由区域热电站、区域锅炉或其他单位的锅炉房供应，且不具备热电合产的条件时，才应设置锅炉房。
第2.0.6条区域所需热负荷的供应应根据所在城市（地区）的供热规划确定。
第五章锅炉蒸汽温度控制系统
W(s)
K (1 Ts)4
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第五章 锅炉蒸汽温度控制系统
§5-2 蒸汽温度控制
策略
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第五章 锅炉蒸汽温度控制系统
一、过热蒸汽温度串级控制
在大型锅炉中，过热 器管道较长，结构亦复杂， 为了改善控制品质，一般 采用分段控制，即将整个 过热器分成若干段，每段 设置一个减温器，分别控 制各段的汽温，以维持主 汽温为给定值。
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第五章 锅炉蒸汽温度控制系统
3. 串级控制系统主副回路和主副调节器选择
(1) 主副回路的选择原则 1) 副回路应该把生产过程的主要干扰包括在内，力 求把变化幅度最大、最剧烈和最频繁的干扰包括在副回 路内，充分发挥副回路改善系统动态特性的作用，保证 主参数的稳定; 2) 选择副回路时，应力求把尽量多的干扰包括进去， 以尽量减少它们对主参数的影响，提高系统抗干扰能力; 3) 主副对象的时间常数应适当匹配，串级控制系统 与单回路控制系统相比，其工作频率提高了，但这与主 副对象的时间常数选择是有关的。原则是两者相差大一 些，效果好一些。
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第五章 锅炉蒸汽温度控制系统
有延迟，有惯性， 有自平衡能力。
图5-1 蒸汽量变化与对流过热器及辐射过热 器出口汽温变化的静态特性
图5-2 蒸汽量变化对过热器汽 温的影响
实际生产中，通常把两种过热器结合使用，还增 设屏式过热器，且对流方式下吸收的热量比辐射方式 下吸收的热量要多，因此综合而言，过热器出口汽温 是随流量D的增加而升高的。动态特性如图5-2所示。
15~25。
过热汽温的影响
由于烟气扰动时，过热汽温的动态特性较好，因此可利
用烟气侧的扰动作为控制汽温的手段，例如采用烟气再
循环和改变燃烧器摆角等，但这些控制方法需要锅炉具
余热锅炉蒸汽压力的设定
余热锅炉蒸汽压力的设定
在工业生产中，余热锅炉是一种能够有效回收燃烧过程中产生的余热，并将其转化为蒸汽能量的设备。
而蒸汽压力的设定则是确保锅炉运行的稳定性和效率的重要环节。
在余热锅炉中，蒸汽压力的设定是指工程师根据生产需求和设备性能，通过合理设置锅炉的工作参数，使其产生符合要求的蒸汽压力。
蒸汽压力的设定既要满足生产的需求，又要避免超负荷运行，确保设备的安全性和稳定性。
为了正确设定蒸汽压力，工程师需要全面了解余热锅炉的工作原理和性能特点。
首先，他们需要确定生产过程中所需的蒸汽压力范围，并考虑到不同工序对蒸汽压力的要求差异。
然后，根据余热锅炉的热负荷特性和燃烧系统的调节能力，合理选择锅炉的额定压力和调节范围。
为了确保设备的安全运行，工程师还需要考虑锅炉的额定压力和最大允许工作压力之间的关系。
额定压力是指锅炉的设计压力，而最大允许工作压力是指锅炉在正常运行情况下所能承受的最大压力。
工程师需要根据设备和工艺的要求，合理确定锅炉的额定压力，并确保其在运行中不会超过最大允许工作压力。
除了考虑生产需求和设备特性外，工程师还需要考虑节能减排和环保要求。
通过合理设定蒸汽压力，可以最大限度地利用余热资源，
提高能源利用效率，并减少对环境的污染。
同时，合理设定蒸汽压力还可以降低设备的维护成本，延长设备的使用寿命。
余热锅炉蒸汽压力的设定是一个复杂而关键的环节。
工程师需要综合考虑生产需求、设备特性、安全性和环保要求，通过合理设置锅炉的工作参数，确保设备的稳定运行和高效能利用。
只有在正确的蒸汽压力设定下，余热锅炉才能发挥其最大的功效，为工业生产提供可靠的能源支持。
锅炉燃烧系统的控制系统设计
3)汽轮发电机组接受锅炉提供的过热蒸汽，推动高压汽轮机转子，进而带动发电机转子转动，产生电能。同时，温度和压力都降低的蒸汽冷凝为凝结水，又被作为给水进入锅炉汽水系统，从而加以循环利用，节约资源。
1.2 单元机组的出力控制
对电网来说，要求单元机组的出力能快速适应负荷的需求，而机组的出力大小事由锅炉和汽轮机共同决定的。两者在适应负荷变化的能力上有很大的差别：锅炉从给水到形成过热蒸汽式一个惯性较大的热交换过程，而汽轮机从蒸汽进入到产生电能是一个反应相对较快的环节。如何合理地控制锅炉和汽轮机的各自出力[3]，使其彼此适应，最终满足负荷需求是出力控制的核心任务。
图1-1火力发电厂主要工艺流程图
1.1锅炉控制
锅炉是化工、炼油、发电等工业生产过程中必不可少的重要动力设备。锅炉控制的目的是供给合格的蒸汽，使锅炉产汽量适应负荷需要，同时保证燃烧的经济性、安全性[2]。要实现该控制目的，必须对锅炉生产过程中的各个主要工艺参数进行严格控制。
负
荷
给水量 锅筒水位
减温水量 过热蒸汽温度
理论和实践已证明，烟气中的各种成分，如O2、CO2、CO和未燃烧烃的含量，基本上可以反映燃料燃烧的情况，最简便的方法是用烟气中的含氧量A来表示。根据燃烧时的化学反应方程式，可以计算出使燃料完全燃烧所需要的含氧量，进而可以折算出所需的空气量，称为理想空气量，用QT表示。但实际上完全燃烧时所需的空气量QP，要超过理论计算的QT，既要有一定的过剩空气量。由于烟气的热损失占锅炉热损失的绝大部分，当过剩空气量增多时，会使炉膛温度降低，同时使烟气热损失增加。因此，过剩空气量对不同的燃料都有一个最优值，以达到最优经济燃烧。
（完整版）锅炉燃烧系统的控制系统设计
（完整版）锅炉燃烧系统的控制系统设计⽬录1锅炉⼯艺简介 (1)1.1锅炉的基本结构 (1)1.2⼯艺流程 (2)1.2煤粉制备常⽤系统 (3)2 锅炉燃烧控制 (4)2.1燃烧控制系统简介 (4)2.2燃料控制 (4)2.2.1燃料燃烧的调整 (4)2.2.2燃烧调节的⽬的 (5)2.2.3直吹式制粉系统锅炉的燃料量的调节 (5)2.2.4影响炉内燃烧的因素 (6)2.3锅炉燃烧的控制要求 (11)2.3.1 锅炉汽压的调整 (11)3锅炉燃烧控制系统设计 (14)3.1锅炉燃烧系统蒸汽压⼒控制 (14)3.1.1该⽅案采⽤串级控制来完成对锅炉蒸汽压⼒的控制 (14)3.2燃烧过程中烟⽓氧含量闭环控制 (17)3.2.1 锅炉的热效率 (18)3.2.2反作⽤及控制阀的开闭形式选择 (20)3.2.3 控制系统参数整定 (20)3.3炉膛的负压控制与有关安全保护保护系统 (21)3.3.1炉膛负压控制系统 (22)3.3.2防⽌回⽕的连锁控制系统 (23)3.3.3防⽌脱⽕的选择控制系统 (24)3.4控制系统单元元件的选择（选型） (24)3.4.1蒸汽压⼒变送器选择 (24)3.4.2 燃料流量变送器的选⽤ (24)4 DCS控制系统控制锅炉燃烧 (26)4.1DCS集散控制系统 (26)4.2基本构成 (27)锅炉燃烧系统的控制4.3锅炉⾃动燃烧控制系统 (31)总结 (33)致谢 (34)参考⽂献 (35)1锅炉⼯艺简介1.1锅炉的基本结构锅炉整体的结构包括锅炉本体和辅助设备两⼤部分。
1、锅炉本体锅炉中的炉膛、锅筒、燃烧器、⽔冷壁、过热器、省煤器、空⽓预热器、构架和炉墙等主要部件构成⽣产蒸汽的核⼼部分，称为锅炉本体。
锅炉本体中两个最主要的部件是炉膛和锅筒。
炉膛⼜称燃烧室，是供燃料燃烧的空间。
将固体燃料放在炉排上进⾏⽕床燃烧的炉膛称为层燃炉，⼜称⽕床炉；将液体、⽓体或磨成粉状的固体燃料喷⼊⽕室燃烧的炉膛称为室燃炉，⼜称⽕室炉；空⽓将煤粒托起使其呈沸腾状态燃烧、适于燃烧劣质燃料的炉膛称为沸腾炉，⼜称流化床炉；利⽤空⽓流使煤粒⾼速旋转并强烈⽕烧的圆筒形炉膛称为旋风炉。
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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。
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1.2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1.2 20T/h工业燃煤锅炉工艺流程图2 锅炉蒸汽出口压力控制重要性2.1控制重要性压力是热电厂的一个重要的参数，因为热电厂是靠蒸汽推动汽轮机转动，汽轮机是将蒸汽的能量转化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是汽轮机无法正常工作。
势必会影响到蒸汽机的寿命和厂子的效益。
压力过高将可能导致锅炉超压运行。
动力锅炉主要为炼油装置提供生产用蒸汽，若装置因紧急情况而突然减少或切断进汽，锅炉便会出现瞬时超压情况。
在锅炉生产过程中，过热蒸汽温度是整个汽水通道中最高的温度。
过热器温度过高将导致过热器损坏，同时还会危及汽轮机的安全进行，甚至出现爆炸等极端的事故。
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，形成一点观其文的过热蒸汽，再汇集到蒸汽母管。
过热蒸汽经负荷设备控制，供给符合设备使用，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，最后经引风送往烟囱，排入大气。
蒸汽压力对象的主要干扰是燃料量的波动与蒸汽负荷的变化。
当燃料流量和蒸汽负荷变动较小时，可采用利用蒸汽压力来调节燃料量的单回路控制系统，主蒸汽压力控制系统的主要目的是维持主蒸汽压力恒定，因此主蒸汽压力能否准确测量直接关系到控制质量的优劣。
合理的选择压力变送器在设计中有关键作用蒸汽压力变送器将测量信号转换为标准统一信号DC4~20mA电流输出送到控制器。
2.2控制要求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。
（6）炉膛负压保持在一定范围内。
锅炉设备是一个复杂的控制对象，如图2.2所示，主要输入变量是锅炉给水量、燃料量、减温水量、送风量和引风量等；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（氧气含量等）。
3 锅炉出口压力控制系统的设计3.1 蒸汽出口压力分类锅炉按其出口蒸汽压力分类：（1）低压锅炉出口蒸汽压力小于或等于2.45MPa 的锅炉，其蒸汽温度多为饱和温度或不高于400℃。
（2）中压锅炉出口蒸汽压力为2.94——4.90MPa 的锅炉。
我国电站锅炉现行的参数系列，中压锅炉出口蒸汽压力规定为3.83MPa ，蒸汽温度为450℃。
（3）高压锅炉出口蒸汽压力为7.84—10.8MPa 的锅炉。
我国电站锅炉现行参数系列，高压锅给水量 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2 .2 锅炉控制对象炉出口蒸汽压力为9.81MPa,出口蒸汽温度多为540℃.（4）超高压锅炉出口蒸压力为11.8—14.7MPa 的锅炉。
我国电站锅炉现行参数系列，超高压锅炉出口蒸汽压力规定为13.7MPa ，蒸汽出口温度为540℃,少数为555℃.（5）亚临界压力锅炉出口蒸汽压力为15.7—19.6MPa 的锅炉。
我国电站锅炉现行参数系列，亚临界压力锅炉出口蒸汽压力规定为16.7MPa ，出口蒸汽温度为540℃或555℃,少数为570℃. （6）超临界压力锅炉出口蒸汽压力超过临界压力的锅炉。
水蒸气的临界压力为22.1MPa 。
目前电站锅炉采用超临界压力多在于25——27MPa 之间 3.2 蒸汽出口压力控制系统分析表3.2 蒸汽出口压力控制系统分析锅炉燃烧控制系统的基本任务是使燃料燃烧所产生的热量适应蒸汽负荷要求，同时保证锅炉的经济、安全运行。
为适应蒸汽负荷的变化，应及时调节燃料量。
为完全燃烧，应控制燃烧量与空气的比值，使过剩的空气系数满足要求，为防止燃烧过程中火焰或烟气外喷，应控制炉膛的负压。
这三项控制任务互相影响，应消除或削弱它们的关联。
此外，从安全考虑，需设置防喷嘴背压过低的回火和防喷嘴背压过高的脱火措施。
3.3燃烧控制基本控制方案锅炉的燃烧控制对于锅炉的安全，高效运行和节能降耗都具有重要意义，其控制和管理随之也要求越来越高。
燃料控制的任务在于进入锅炉的燃料量随时与蒸汽压力要求相适应。
因为蒸汽压力是衡量锅炉热量平衡的标志，燃料又是影响蒸汽压力的主要因素，因此蒸汽压力可以作为燃料控制系统的被控变量。
过热器出口、入口差压的大小与过热器流通阻力、蒸汽流量D 有关，可用下式近似为：2D K P P gr M b =- （3.3-1）对上式两边取增量，为DdD K P P d gr M b 2)(=-令2K gr D=R gr ，则上式写成如下形式： grM b R P P d dD )(-=（3.3-2）式中 )(M b P P d -——压力变化增量（MP a ）； dD ——蒸汽变化增量（kg/s ）； R gr ——过热器动态阻力（cm 2/s ）。
R gr 的大小与D 有关，随负荷增加而增加。
将式（2—10）进行拉氏变换，得到环节3的传递函数：grM b R s P s P s D s W 1)()()()(3=-= （3.3-3）锅炉蒸汽压力是燃烧过程调节对象的主要被控变量，引起蒸汽压力变化的因素有很多，如燃料量，送风量，给水量，蒸汽流量以及各种使燃烧工况发生变化的原因。
它受到的主要扰动分为内扰（燃料的变化）和外扰（蒸汽流量的改变）。
由于每个系统的输入输出之间都有一定的系统延迟，即当输入变化的时候系统输出不能够马上反应其变化从而使系统的控制不及时。
下面就系统的燃料变化，蒸汽压力之间，从系统的燃料变化后会引起系统的温度变化进而引起蒸汽压力变化期间存在时间延迟[1]。
下面只对出现介于干扰的情况做个简单分析图3.3-1 燃料量阶跃变化时，蒸汽压力反应曲线 图3.3-2 蒸汽流量阶跃变化时，蒸汽压力反应曲线3.4控制系统方框图图3.4 控制系统方框图4 控制方案及仪表的选型4.1蒸汽压力变送器选择蒸汽从锅炉经过管道到达蒸汽汽轮，其压力和温度会有所降低，但降低幅度不大，一般温度会下降2—4℃，压力会下降2—4%，可以近似的认为，锅炉提供的蒸汽温度和压力，与蒸汽汽轮机机组初参数相同。
但我国目前尚有一些参数较低的火力发电机组仍在使用，包括高压参数、超高压参数机组。
高压参数一般为：主蒸汽压力8-10MPa，温度500-540℃。
超高压参数一般为：主蒸汽压力12-14MPa，温度500-540℃。
4.2 燃料流量变送器的选用LUGB-06型涡街流量计根据卡门涡街原理测量气体、蒸汽或液体的体积流量、标况的体积流量或质量流量的体积流量计。
广泛用于各种行业气体、液体、蒸汽流量的计量，也可测量含有微小颗料、杂质的混浊液体，并可作为流量变送器用于自动化控制系统中。
LUGB-06型涡街流量传感器防爆型，符合GB3836-2000《爆炸性环境用防爆电气设备》规定，防爆标志为“ExiaIICT6”，在本次设计中，选用LUGB型涡街流量传感器其精度等级完全可以满足火电厂锅炉温度控制系统的精度要求。
技术参数：仪表材质：1Cr18Ni 9Ti最高流速：25m/s被测介质温度（℃）：－40～＋250℃；－40～＋350℃环境条件：温度－10～＋55℃，相对湿度5％～90％，大气压力86～106Kpa 精度等级：测量液体：示值的±0.5测量气体或蒸汽：示值的±1.0、±1.5量程比：1：10；1：15输出信号：传感器：脉冲频率信号0.1～3000Hz 低电平≤1V 高电平≥6V 变送器：两线制4～20mADC电流信号供电电源：传感器：＋12VDC、＋24VDC（可选）变送器：＋24VDC现场显示型：仪表自带3.2V锂电池信号传输线：STVPV3×0.3（三线制），2×0.3（二线制）传输距离：≤500m信号线接口：内螺纹M20×1.5防爆等级：ExdIIBT64.3含氧量检测器公司名称：济宁鲁科检测器材有限公司型号：M289371·体积小(钢笔型)、重量轻(含电池120-200克)·坚固可靠，方便佩带·数字显示，一目了然·三键操作，类似“傻瓜”相机·超过设定限制时，自动声、光、振动(选件)报警·内置微处理器，显示多种测量值(STEL，TWA)· UL认证本质安全，适用于任何工作环境·“智能”电化学毒气传感器，用户可更换(CO，H2S，SO2，CL2，NO，NO2)M289371含氧量监测仪应用ToxiRAE气体监测仪可用在危险场合连续监测有毒气体，氧气，可燃气浓度。