熱電廠鍋爐蒸汽壓力控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)_課程設(shè)計(jì)論文-wenkub
2022-09-06 10:13:53 本頁面
【正文】 質(zhì)量的要求，同時(shí)也要保證設(shè)備的安全性與經(jīng)濟(jì)性。因此我們可以清楚的了解到，要想實(shí)現(xiàn)預(yù)期的生產(chǎn)目的，鍋爐的嚴(yán)格控制是十分必要的。 內(nèi)蒙古科技大學(xué)本科生課程設(shè)計(jì)說明書 2 第一章工藝流程介紹 熱電廠的工藝流程 熱 電廠主要 的 設(shè)備 包括 ： 發(fā)電機(jī)、汽輪機(jī)、鼓風(fēng)機(jī)、鍋爐及制粉設(shè)備、除鹽水設(shè)備等。分為三個(gè)階段：第一階段是在鍋爐中燃燒的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為蒸汽的熱能；第二階段是蒸汽的熱能通過汽輪機(jī)轉(zhuǎn)換為機(jī)械能；第三階段是機(jī)械能通過發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)換為電能。以熱電廠作為熱源的供熱系統(tǒng)稱為熱電廠集中供熱系統(tǒng)。 輸煤工序 主要分為兩個(gè)環(huán)節(jié)，卸煤和上煤， 通過自動卸煤機(jī)把車皮上的煤直接卸到料倉，經(jīng)過粗破和細(xì)破，再由稱重給煤機(jī)送進(jìn)鍋爐。 熱電廠生產(chǎn)工藝如圖 11 所示。 鍋爐設(shè)備根據(jù)用途、燃料性質(zhì)、壓力高低等有多種類型和稱呼，工藝流程多種多樣，蒸汽發(fā)生系統(tǒng)是由給水泵、給水控制閥、省煤器、汽包及循環(huán)管等組成。鍋爐設(shè)備主要工藝流程如圖 12。 汽包水位是鍋爐運(yùn)行中一個(gè)重要的監(jiān)控參數(shù)。然而，水位過低，則因汽包內(nèi)的水量過少，而負(fù)荷很大，加快水的汽化速度，使汽包內(nèi)的水量變化速度很快，若不及時(shí)加以控制，將有可能使汽包內(nèi)的水全部汽化；尤其是大型鍋爐，水在汽包內(nèi)的停留時(shí)間極短，從而導(dǎo)致水 冷壁燒壞，甚至引起爆炸。過熱蒸汽溫度自動控制的任務(wù)是維持過熱器出口蒸汽溫度在允許范圍內(nèi)，并且保護(hù)過熱器，使管壁溫度不超過允許的工作溫度。 過熱蒸汽溫度控制系統(tǒng)被控變量為過熱蒸汽溫度，常采用減溫水流量作為操縱變量，但由于控制通道的時(shí)間常數(shù)及純滯后均較大，組成單回路控制系統(tǒng)往往不能滿足生產(chǎn)的要求，因此，常采用串級控制系統(tǒng)，以減溫器出口溫度為副參數(shù)，可以提高對過熱蒸汽溫度 的控制質(zhì)量。其中鍋爐燃燒的過程控制基本要求有三個(gè)： （ 1）必須保證出口的蒸汽壓力穩(wěn)定，并能按負(fù)荷要求自動增減燃料量 ； （ 2）燃燒狀況良好，供氣適 宜。 內(nèi)蒙古科技大學(xué)本科生課程設(shè)計(jì)說明書 7 第三章 蒸汽壓力控制方案的設(shè)計(jì)過程 鍋爐燃燒控制系統(tǒng)主要包括燃料控制系統(tǒng)、風(fēng)量 (送風(fēng) )控制系統(tǒng)、爐膛壓力(引風(fēng) )控制系統(tǒng)、磨煤機(jī)控制系統(tǒng)等幾個(gè)子控制系統(tǒng)。蒸汽壓力控制系統(tǒng)將燃料量作為調(diào)節(jié)量 ,將主蒸汽壓力作為被調(diào)量 ,使鍋爐燃燒所產(chǎn)生的蒸汽量滿足外部負(fù)荷要求 ,維持主蒸汽壓力穩(wěn)定。 蒸汽壓力調(diào)節(jié)對象的特性 在 主蒸汽負(fù)荷變化時(shí) ， 在 鍋爐燃料量 (B)發(fā)生 △ B 的階躍擾動 下 ，此時(shí)汽壓的 過渡過程 曲線 如圖 31 所示。 鍋爐燃料量 (B)發(fā)生 △ B 的階躍擾動 時(shí)，輸出主蒸汽壓力是 帶滯后的一階慣性環(huán)節(jié)如式（ 31）所示，為： SbTmeSTSP τ???1 1)( （ 31） 式中 τ m─延遲時(shí)間； Tb─慣性環(huán)節(jié)的時(shí)間常數(shù)。經(jīng)查閱資料選擇 PT124高溫氣體壓力傳感器，其特點(diǎn)和技術(shù)參數(shù)如下： 特點(diǎn)：鋼性桿和軟管隔離，膜片隔離機(jī)構(gòu)，介質(zhì)溫度在 450℃以下，具有良好的穩(wěn)定性和精度；應(yīng)用于橡膠、塑料、化纖滌綸錦綸、聚酯、蒸汽等機(jī)械設(shè)備的高溫流體、熔體、氣體介質(zhì)的壓力測量和控制領(lǐng)域。流量測量的安全可靠，首先是測量方式可靠，即取樣裝置在運(yùn)行中不會發(fā)生機(jī)械強(qiáng)度或電氣回路故障而引起事故；二是測量儀表無論在正常生產(chǎn)或故障情況下都不致影響生產(chǎn)系統(tǒng)的安全。系統(tǒng)采用標(biāo)準(zhǔn)孔板式流量計(jì)，其節(jié)流元件為標(biāo)準(zhǔn)孔 板。 要使調(diào)節(jié)過程平穩(wěn)準(zhǔn)確，必須使用輸出值能連續(xù)變化的調(diào)節(jié)器。 DDZⅢ型調(diào)節(jié)器的主要性能指標(biāo)： 輸入測量信號： 1～ 5VDC。 輸入阻抗影響： ? 滿刻度的 % 輸出信號： 4～ 20MADC。按所用能源形式的不同，執(zhí)行器可分為氣動、電動、液動三大類。它主要由膜片、彈簧、推桿、閥芯、閥座等零部件組成。 主調(diào)節(jié)器的正反作用確定 副回路的放大倍數(shù)可視為正，因壓力變送器一般為正 ，當(dāng)調(diào)節(jié)閥開度增大，內(nèi)蒙古科技大學(xué)本科生課程設(shè)計(jì)說明書 13 溫度升高，故 KO1為正，同樣為了使整個(gè)系統(tǒng)中各環(huán)節(jié)靜態(tài)放大系數(shù)的乘積為正，所以主控制器的 KC為正，選用反作用控制器。 副被控參數(shù)為燃料和空氣流量，為了保持穩(wěn)定， P 較大，可引入積分，一般不引入微分，因?yàn)槲⒎謺拐{(diào)節(jié)閥動作過大或過于頻繁，會引起震蕩，對控制不利，所以需要采用 PI調(diào)節(jié)，以增強(qiáng)控制作用。 正常工況（穩(wěn)態(tài)）時(shí)蒸汽壓力控制器的輸出 IP 等于燃料流量變送器的輸出I1，也等于空氣流量變送器的輸出乘上空 氣過剩系數(shù) K 后的值 I2。這一過程保證在增加燃料前，先加大空氣量，使燃 燒完全。降量過程直至 IP=I1=I2時(shí)，系統(tǒng)又恢復(fù)到正常工況時(shí)的穩(wěn)定狀態(tài)。 本次設(shè)計(jì)讓我學(xué)到了許多書本上學(xué)不到的東西，增強(qiáng)了我的分析理解能力，也學(xué)會了如何寫科技論文，也對過程控制乃至我們專業(yè)有了進(jìn)一步的了解。每一步都讓我將理論學(xué)習(xí)的知識應(yīng)用到實(shí)踐中去，也使我掌握了一整套規(guī)范的設(shè)計(jì)操作流程。 內(nèi)蒙古科技大學(xué)本科生課程設(shè)計(jì)說明書 16 附錄 鍋爐蒸汽壓力控制系統(tǒng)工藝圖 內(nèi)蒙古科技大學(xué)本科生課程設(shè)計(jì)說明書 17 參考文獻(xiàn) [1] 翁維勤 .過 程控制系統(tǒng)及工程 .第二版 [M].北京： 化學(xué)工業(yè)出版社， 2020 [2] 吳勤勤 .控制儀表及裝置 [M]. 北京： 化學(xué)工業(yè)出版社， 2020 [3] 李忠虎 .過程參數(shù)檢測技術(shù)及儀表 [M].北京 ： 中國計(jì)量出版社， 2020 [4] 胡壽松 .自動控制原理 [M].北京：科學(xué)出版社， 2020 [5] 楊獻(xiàn)勇 .熱工過程自動控制 [M].北京：清華大學(xué)出版社， 2020 [6] 邊力秀 周俊 霞
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