【正文】 和水混合物的平均密度要小于下降管中水的密度，兩者密度差形成了水的循環(huán)。其特點是：省去循環(huán)泵，使運行和維修簡單。燃氣輪機工作而余熱鍋爐不工作，要開啟旁路擋板，關(guān)閉主擋板。當余熱鍋爐短時間停爐，可以關(guān)閉煙囪擋板，以防止余熱鍋爐內(nèi)的熱量損失。轉(zhuǎn)彎接頭與余熱鍋爐相連，這個轉(zhuǎn)彎接頭是經(jīng)制造廠試驗研究后確定的，其形狀尺寸必須要保證轉(zhuǎn)彎后的氣流分布均勻，均勻的氣流能夠使得煙氣放熱也均勻，管內(nèi)水或汽的吸熱也均勻，否則會使一些管子吸熱多而另一些管子吸熱少，這對余熱鍋爐的安全運行是不利的。采用懸吊方式可以使汽包有足夠的撓性，因汽包下部有下降管，上部有省煤器進水管、蒸發(fā)器的汽水混合物引入管以及飽和蒸汽引出管等，當這些連接管受熱膨脹時，都會對設(shè)備產(chǎn)生附加應(yīng)力，現(xiàn)在汽包用撓性支架，能減少對設(shè)備產(chǎn)生附加應(yīng)力。轉(zhuǎn)彎段，支承框架，汽包，煙道，擋板，煙囪縮口，過熱器，蒸發(fā)器I和II，省煤器，旁路煙道及其擋板和膨脹節(jié)等。與高溫煙氣接觸的內(nèi)壁采用耐熱合金鋼板，外壁采用碳鋼板。 煙氣在余熱鍋爐中自下而上流動，煙溫逐漸降低，所以管箱板的保溫層厚度也可減薄，省煤器出口的煙氣溫度不超過200℃，可以直接用碳鋼的鋼板制造煙道，來代替管箱板。4. 可燃廢氣、廢液的余熱:如高爐煤氣,煉油廠的催化裂化再生廢氣,造紙廠的黑液等,它們都可以被利用。由于余熱是與其它生產(chǎn)設(shè)備及工藝密切相關(guān),故余熱利用又具有以下特點: 1. 熱負荷不穩(wěn)定,主要有工藝生產(chǎn)過程所決定。 。和常規(guī)鍋爐不同，余熱鍋爐中不發(fā)生燃燒過程，也沒有燃燒相關(guān)的設(shè)備，從本質(zhì)上講，它只是一個燃氣—水/蒸汽的換熱器。對于稠油的油田可以用蒸汽直接注入油井中，以提高采油量。“余熱鍋爐”通常是沒有燃燒器的，如果需要高壓高溫的蒸汽，可以在“余熱鍋爐”內(nèi)裝一個附加燃燒器。目前我國油田進口的余熱鍋爐的蒸汽參數(shù)有：4MPa配450℃℃（飽和蒸汽）。進入鍋筒的水與鍋筒內(nèi)的飽和水混合后，沿鍋筒下方的下降管進入蒸發(fā)器吸收熱量開始產(chǎn)汽，通常是只用一部分水變成汽，所以在蒸汽器內(nèi)流動的是汽水混合物。如下圖所示： 由上圖可看出，余熱鍋爐是一個多輸入、多輸出且相互關(guān)聯(lián)的復(fù)雜控制對象。同時會使飽和蒸汽中含鹽量增高，降低過熱蒸汽品質(zhì)，增加在過熱器管壁和汽輪機葉片上的結(jié)垢。汽包水位不僅受汽包中儲水量的影響，亦受水位下汽泡容積的影響。 汽包水位在給水流量作用下的動態(tài)特性給水量是鍋爐的輸入量，如果蒸汽負荷不變，那么在給水流量產(chǎn)生變化時，汽包水位的運動方程式可以表示為： (31)經(jīng)拉氏變換后可得: (32)從式(32)，可以方便地得到汽包水位在給水流量作用下的傳遞函數(shù)為： (33) 對于中壓鍋爐，上式中TW的數(shù)值很小，常?？梢院雎圆挥?，因此式(33)可以進一步改寫為： (34) 其中 反應(yīng)速度，即給水流量改變單位流量時水位的變化速度，單位為毫米／秒反應(yīng)速度ε及反應(yīng)時間Ta都用相對量來表示：ε定義為：當擾動量為100%(從滿負荷突然變化到零)，水位(以允許變化的范圍為100%)的變化速度，單位為每秒。hUwΔwttHo圖31給水量擾動下的水位飛升曲線根據(jù)式(35)在階躍輸入下作給水擾動(假定在一定范圍內(nèi)汽包的橫截面積不變，或變化不大)。當水面下汽泡容積變化過程逐漸平靜時，汽包水位才由于貯水量的增加而逐漸上升。H是由H1(t)為H2(t)迭加而成的．它的特性實際上是兩個環(huán)節(jié)的并聯(lián)。當負荷設(shè)備的用汽量突然增加△D(假定供熱量及時跟上)，單從物料不平衡考慮，汽包中蒸發(fā)量大于給水量，汽包水位應(yīng)如圖33中H1所示，相當于式(310)中的1／Ta這一項，是直線下降的。當蒸汽流量D階躍增加時，汽包中壓力減小，汽水循環(huán)管路中水的汽化強度W1加，蒸發(fā)面以下蒸汽容積VS增加。這種特殊現(xiàn)象稱為“虛假水位”。“虛假水位”變化的幅度與鍋爐的汽壓與蒸汽量有關(guān)，對于—般100230噸／小時的中高壓鍋爐．加負荷階躍變化10%時，“虛假水位”現(xiàn)象可使水位變化達3040毫米。一、單沖量水位調(diào)節(jié)系統(tǒng)單沖量水位自動調(diào)節(jié)如圖34所示。單沖量汽包水位調(diào)節(jié)存在著一些缺點，主要有(1)這種調(diào)節(jié)方案只根據(jù)水位調(diào)節(jié)給水量，在負荷變化時，由于“虛假水位”現(xiàn)象，在調(diào)節(jié)過程一開始，給水量的變化將與負荷變化的方向相反，擴大了進出流量的不平衡。這種調(diào)節(jié)系統(tǒng)的特點是：(1)引入蒸汽流量前饋信號可以消除“虛假水位”對調(diào)節(jié)的不良影響，當蒸汽量變化時，就有一個使給水量與蒸汽量同方向變化的信號，可以減小或抵消由于“虛假水位”現(xiàn)象而使給水量與蒸汽量相反方向變化的誤動作，使調(diào)節(jié)閥一開始就向正確的方向移動。D蒸汽流量。因此，如果給水母管壓力經(jīng)常有波動，給水調(diào)節(jié)閥前后壓差不易保持正常時，不宜采用雙沖量調(diào)節(jié)。鍋爐給水量在運行中經(jīng)常會有自發(fā)性的變化，當幾臺鍋爐并列運行時,還可能發(fā)生幾臺鍋爐的水位調(diào)節(jié)互相干擾的現(xiàn)象。在這個系統(tǒng)里，汽包水位H是被調(diào)量，是主沖量信號，蒸汽流量D、給水流量W是兩個輔助沖量信號。由于三沖量調(diào)節(jié)系統(tǒng)抗干擾能力和調(diào)節(jié)品質(zhì)都比單沖量、雙沖量調(diào)節(jié)要好，因此應(yīng)用也最多。所以三沖量調(diào)節(jié)的實質(zhì)是前饋加反饋的調(diào)節(jié)系統(tǒng)。同時，為了解決大型工業(yè)企業(yè)集中控制方式實時性較差、數(shù)據(jù)處理及傳輸慢，不能適時對生產(chǎn)做出控制決策等缺點。同時，由于組態(tài)后的控制系統(tǒng)易于通訊，解決了生產(chǎn)過程統(tǒng)一調(diào)度的難題。PLC控制系統(tǒng)在線采集生產(chǎn)過程參數(shù)及設(shè)備運行狀態(tài)，根據(jù)各執(zhí)行機構(gòu)的信號，控制生產(chǎn)現(xiàn)場的各個相關(guān)設(shè)備和系統(tǒng)運行。4．2控制系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)和功能在余熱鍋爐生產(chǎn)過程中，底層設(shè)備的檢測值直接送入PLC進行監(jiān)視與控制。它們的特點、功能簡介如下：1．DELL工控機本控制系統(tǒng)所選用的是DELL工控機，此類機型性能穩(wěn)定、可靠性高，廣泛應(yīng)用于各種生產(chǎn)現(xiàn)場。它采用可以編制程序的存儲器，用來在其內(nèi)部存儲執(zhí)行邏輯運算、順序運算、計時、計數(shù)和算術(shù)運算等操作的指令，并能通過數(shù)字式或模擬式的輸入和輸出，控制各種類型的機械或生產(chǎn)過程。等所有的用戶程序執(zhí)行完畢之后，最后將I/O 映象區(qū)的各輸出狀態(tài)或輸出寄存器內(nèi)的數(shù)據(jù)傳送到相應(yīng)的輸出裝置，如此循環(huán)運行，直到停止運行。CPU常用的微處理器有通用型微處理器，單片機和位片式計算機等。PLC內(nèi)部輸入電路作用是將PLC外部電路（如行程開關(guān)、按鈕、傳感器等）提供的、符合PLC輸入電路要求的電壓信號，通過光耦電路送至PLC內(nèi)部電路。（2）輸出接口單元。優(yōu)點是過載能力強，交、直流負載皆宜。優(yōu)點是兩者均為無觸點開關(guān)系統(tǒng)，不存在電弧現(xiàn)象，而且開關(guān)速度快，缺點是半導(dǎo)體器件的過載能力差。PLC輸入電路和輸出電路各種不同結(jié)構(gòu)形式能夠適應(yīng)各不同負載的要求。（2）外設(shè)通信接口電路通信接口電路用于連接手持編程器或其他圖形編程器、文本顯示器，并能組成PLC的控制網(wǎng)絡(luò)。（二）PLC特點軟硬件功能強PLC的功能非常強大，其內(nèi)部具備很多功能，如時序、計數(shù)器、主控繼電器、移位寄存器及中間寄存器等，能夠方便地實現(xiàn)延時、鎖存、比較、跳轉(zhuǎn)和強制I/O等功能。特別是梯形圖語言，它直觀、方便，我們只要有了通常的繼電接觸器電路圖、邏輯圖或邏輯方程，就等于它有了PLC系統(tǒng)的用戶程序，很適合電器工程技術(shù)人員操作和使用。不論是輸入接口或輸出接口，使用都很簡單。PLC還采用屏蔽，輸入延時濾波等軟、硬件措施，有效的防止空間電磁干擾，特別多高頻傳導(dǎo)干擾信號具有良好的抑制作用。外部控制電路雖然仍為硬接線系統(tǒng)，但當受控對象的控制要求改變時，可以在線使用編程器進行修改用戶程序來滿足新的控制要求，最大限度地縮短工藝更新所需要的時間。(CP)：用于連接網(wǎng)絡(luò)和點對點連接。S7—300通過分布式的主機架(CR)和3個擴展機架(ER)，可以操作多達32個模塊。SIMATIC人機界面(HMI)從S7300中要求數(shù)據(jù)，S7300按用戶指定的刷新速度傳送這些數(shù)據(jù)。3．CPU 支持下列通訊類型：① 過程通訊通過總線(ASI或PROFI BUS)對I/O模塊周期尋址(過程映象交換) ② 數(shù)據(jù)通訊在自動控制系統(tǒng)之間或人機界面(HMI)和幾個自動控制系統(tǒng)之間，數(shù)據(jù)通訊會周期地進行或被用戶程序或功能塊調(diào)用。應(yīng)用軟件模塊結(jié)構(gòu)如圖4 3所示。蒸汽用量時負荷，隨發(fā)電需要而變化，一般為不可控因素；給水流量則可以作為控制參數(shù)，以此構(gòu)成鍋爐汽包水位控制系統(tǒng)。無論上述哪種情況，均會引起汽包水位控制的誤動作而影響控制效果。汽包水位控制系統(tǒng)I/O分配表如下表41所示 給排水系統(tǒng)I/O分配表輸入輸出啟動設(shè)置給定水位低于給定水位初始狀態(tài)（設(shè)定值）調(diào)大給水調(diào)節(jié)閥流量調(diào)小給水調(diào)節(jié)閥流量高于給定水位恢復(fù)到給定水位達到平衡保持平衡水位功能圖如下圖47圖47鍋爐汽包水位前饋反饋串級控制系統(tǒng)功能圖余熱鍋爐是機械產(chǎn)品及余熱發(fā)電設(shè)備的一個重要組成部分，經(jīng)工程實踐和研究表明，余熱鍋爐是整個聯(lián)合循環(huán)中一個重要的有機組成部分，為系統(tǒng)整體優(yōu)化和各主要的系統(tǒng)匹配的一個關(guān)鍵設(shè)備，在系統(tǒng)中起著承上啟下的作