锅炉循环水控制系统设计——自控工程课程设计

锅炉循环水控制系统设计——自控工程课程设计

东北石油大学课程设计

年月日

东北石油大学课程设计任务书

课程自控工程课程设计

题目锅炉循环水控制系统设计

专业自动化姓名学号

主要内容、基本要求、主要参考资料等

主要内容：

1.掌握利用Auto-CAD绘制锅炉循环水控制工艺流程图

2.掌握节流装置的计算方法和计算机辅助设计计算

3.掌握调节阀的选型及口径计算

基本要求：

1.在工程设计中，必须严格贯彻执行一系列国家技术标准和规定

2.边学习标准和规定边上机设计

3.必须按阶段完成任务

4.设计完成后交出一份包括上述三个部分符合撰写规范的设计报告

主要参考资料：

[1]GB/T2624-1993，流量测量节流装置[S].

[2]奚文群，翁维勤.调节阀口径计算指南[M].兰州：化工部自控设计技术中心站，1991.

[3]王骥程，祝和云.化工过程控制工程[M].北京：化学工业出版社，2003.

完成期限

指导教师

专业负责人

年月日

1、工艺流程图

2、标准节流装置设计计算原始数据

位号：FRQ102

工作介质：循环水取压方式：法兰取压孔板

操作温度：150℃工况密度：926.012Kg/m3 工作压力：0.7MPa 工况粘度：199×10-6 Pa.S 管道内径：80mm 最大流量：30000 kg/h 管道材质：20#钢节流件材质：1CR18NI9TI

3、调节阀计算原始数据

位号：PIRAC

工作介质：循环水单座阀：

操作温度：140℃工况密度：926.012Kg/m3 阀前压力：0.7MPa 工况粘度：199×10-6 Pa.S 阀后压力：0.6MPa 最大流量：30000 kg/h 管道内径：80mm 饱和蒸汽压力P=0.016MPa

目录

第1章锅炉循环水控制系统工程实例 0

1.1 锅炉循环水控制系统工程背景及说明 0

1.2 CAD流程图 (3)

第2章控制系统方案设计 (5)

2.1 工艺及装置介绍 (5)

2.2 锅炉控制系统控制任务 (6)

2.3 控制系统方案设计 (7)

第3章控制系统仪表选型 (12)

3.1 检测元件选型 (12)

3.2 执行元件 (13)

第4章课程设计心得 (25)

参考文献 (26)

附录 (27)

第1章锅炉循环水控制系统工程实例

1.1 锅炉循环水控制系统工程背景及说明

人类日常生活离不开水，工业生产也同样离不开水。随着工业生产的发展，用水量越来越大，很多地区已经出现供水不足的现象，因此合理和节约用水已经成为发展工业生产中的一个重要问题。

工业用水主要包括锅炉用水、工艺用水、清洗用水和冷却用水、污水等。其中用水量最大的是冷却用水，约占工业用水量的百分之九十以上。不同的工业系统和不同用途对水质的要求是不同的；但各工业部门使用的冷却水对水质的要求基本上是一致的，这就使得冷却水质控制在近年来作为一门应用技术获得了迅速的发展。在工厂中，冷却水主要用来冷凝蒸汽，冷却产品或设备，如果冷却效果差，就会影响生产效率，使产品的收率和产品的质量下降，甚至于会造成生产事故。

水是比较理想的冷却介质。因为水的存在很普遍，和其它液体相比，水的热容或比热较大，水的汽化潜热（蒸发潜热）和熔化潜热也很高。比热是单位质量的水温度升高一度时所吸收的热量。常用的单位是卡/克·度(摄氏)或英热单位(B．T．U．)/磅·度(华氏)。用这两个单位表示水的比热度时，其数值是相同的。热容大或比热大的物质升高温度时需要吸收大量的热量，而本身温度并不明显升高，因此水具有良好的贮热性能。潜热是物态发生转变时所吸收或放出的热量。一克分子水蒸发成为一克分子蒸汽需要吸收近一万卡的热量，因此水蒸发时能吸收大量的热量，从而使水温下降，这种依靠水份蒸发带走热量的过程称为蒸发散热。

和水一样，空气也是一种常用的冷却介质。水和空气的导热性能都很差，在0℃时，水的导热系数是0.49千卡/米·小时·℃，空气的导热系数是0.021千卡/米·小时·℃，但水与空气相比，水的导热系数要比空气高24倍左右。因此，当冷却效果相同时，用水冷却比用空气冷却的设备要小得多。大型工业企业和用水量大的工厂一般都采用水冷却。常用的水冷系统可以分成三类，即直流系统、密闭系统和敞开蒸发系统，后两种冷却水都是循环使用的，故又称为循环冷却水系统。

冷却水系统用水来冷却工艺介质的系统称作冷却水系统。冷却水系统通常有两种：直流冷却水系统和循环冷却水系统。

直流冷却水系统在直流冷却水系统中，冷却水仅仅通过换热设备一次，用过后水就被排放掉，因此，它的用水量很大，而排出水的温升却很小，水中各种矿物质和离子含量基本上保持不变。

循环冷却水系统又分封闭式和敞开式两种。封闭式循环冷却水系统封闭式循环冷却水系统又称为密闭式循环冷却水系统，如图1-1。在此系统中，冷却水用过后不是马上排放掉，而是回收再用。敞开式循环冷却水系统。敞开蒸发系

统是目前应用最广、类型最多的一种冷却系统。它也是以水冷却移走工艺介质或换热设备所散发的热量，然后利用热水和空气直接接触时将一部分热水蒸发出去，而使大部分热水得到冷却后，再循环使用这样的系统也称敞开循环冷却水系统如图1-2。

图1-1 密闭式循环冷却水系统

图1-2 敞开式循环冷却水系统

1.2 CAD流程图

锅炉循环水控制系统的CAD工艺流程图如图1-3所示。

自控工程课程设计

图1-3 CAD流程图