锅炉控制系统设计

课程设计

说明书

课题名称：锅炉装置自动控制系统设计专业班级：************

学生学号：******

学生姓名：**

学生成绩：

指导教师：*****

课题工作时间：2012.12.17 至2012.12.21

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武汉工程大学教务处

填写说明：

1. 表中第一、二、三、六项由指导教师填写；第四、五两项由学生填写。

2. 表中第一、二、三在在课程设计开始前填写，第四、五、六项在课程设计完成后填写。

3. 本表格填写完整后连同正文装订成册。

目录

1.锅炉流程 (1)

1.1工艺流程介绍 (1)

1.2工艺过程简介 (2)

1.3仪表及操作设备说明 (3)

2.控制要求及操作步骤 (4)

2.1主要控制要求 (4)

2.2主要操作步骤与运行指标 (4)

3.控制系统说明 (6)

3.1烟气含氧量的控制 (6)

3.2烟气温度的控制 (7)

3.3蒸汽温度的控制 (7)

3.4蒸汽压力的控制 (7)

3.5炉膛压力的控制 (7)

3.6燃料气压的控制 (8)

3.7除氧器的压力的控制 (8)

3.8除氧器的液位的控制 (8)

3.9汽包水位的控制 (9)

4.自控设备的选型及其计算 (9)

4.1检测类仪表 (9)

4.2 分电盘的选型 (10)

4.3调节阀的选型 (10)

5.设计施工图说明 (11)

5.1仪表管道流程图（见附录1） (11)

5.2仪表盘正面布置图（见附录2） (11)

5.3仪表盘背面电气接线图（见附录3） (11)

附录1 (12)

附录2 ··············································································错误!未定义书签。

附录3 (15)

1.锅炉流程

1.1工艺流程介绍

所选被控对象为工业领域广泛应用的自然循环锅炉。

经处理的软化水进入除氧器V1101上部的除氧头，进行热力除氧，除氧蒸汽由除氧头底部通入。除氧的目的是防止锅炉给水中溶解有氧气和二氧化碳，对锅炉造成腐蚀。热力除氧是用蒸汽将给水加热到饱和温度，将水中溶解的氧气和二氧化碳放出。在除氧器V1101下水箱底部也通入除氧蒸汽，进一步去除软化水中的氧气和二氧化碳。

除氧后的软化水经由上水泵P1101泵出，分两路，其中一路进入减温器E1101与过热蒸汽换热后，与另外一路混合，进入省煤器E1102。进入减温器E1101的锅炉上水走

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管程，一方面对最终产品（过热蒸汽）的温度起到微调（减温）的作用，另一方面也能对锅炉上水起到一定的预热作用。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，与管内的锅炉上水换热，回收烟气中的余热并使锅炉上水进一步预热。

被烟气加热成饱和水的锅炉上水全部进入汽包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。锅炉上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，汽水分离是上汽包的重要作用之一。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，进行温度的微调并为锅炉上水预热，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一生产单元。

燃料经由燃料泵P1102泵入炉膛F1101的燃烧器；空气经由变频鼓风机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中的锅炉上水进行预热。

1.2工艺过程简介

软化水流量为F1106，温度为常温20℃，经由调节阀V1106进入除氧器V1101顶部。除氧蒸汽分两路，一路进入热力除氧头，管线上设有调节阀PV1101；另外一路进入除氧器下水箱，管线上设有开关阀XV1106。除氧器压力为P1106，除氧器液位为L1101。软化水在除氧器底部经由上水泵P1101泵出。

锅炉上水流量为F1101，锅炉上水管线上设有上水泵出口阀XV1101，上水管线调节阀V1101，以及旁路阀HV1101。锅炉上水被分为两路。一路进入减温器E1101预热，预热后与另外一路混合进入省煤器E1102。两路锅炉上水管道上分别设有调节阀V1102和V1103。正常工况时，大部分锅炉上水直接流向省煤器，少部分锅炉上水流向减温器，其流量为F1102。

汽包V1102顶部设放空阀XV1104，汽包压力为P1103。汽包中部设水位检测点L1102。在汽包中通过汽水分离得到的饱和蒸汽温度为T1102，经过炉膛汽相升温得到的过热蒸汽温度为T1103。

过热蒸汽进入减温器E1101，进行温度的微调。最终过热蒸汽压力为P1104，温度为T1104，流量为F1105。过热蒸汽出口管道上设调节阀V1105。

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燃料经由燃料泵P1102泵入炉膛F1101的燃烧器，燃料流量为F1103，燃料压力为P1101，燃料流量管线设调节阀V1104，燃料泵出口阀XV1102。空气经由变频风机K1101送入燃烧器，变频器频率为S1101（被归一化到0~100%之间），空气量为F1104。

省煤器烟气出口处的烟气流量为F1107，温度为T1105。烟气含氧量A1101设有在线分析检测仪表。烟道内设有挡板DO1101。

炉膛压力为P1102，炉膛中心火焰温度为T1101，为红外非接触式测量，仅提供大致温度的参考。

1.3仪表及操作设备说明

（1）检测仪表

（2）执行机构

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