【正文】 筒水管鍋爐，直流鍋筒。各種工業(yè)的生產(chǎn)性質(zhì)與規(guī)模不同，工業(yè)和民用采暖的規(guī)模大小也不一樣，因此所需的鍋爐容量，蒸汽參數(shù)，結(jié)構(gòu)，性能方面也不相同。而供熱鍋爐，除了生產(chǎn)工藝有特殊要求外，所生產(chǎn)的熱水均不需要鍋高溫的壓力和溫度，容量也無需很大。在國民經(jīng)濟日趨進步的今天，國家要求工農(nóng)業(yè)每年總產(chǎn)值翻兩番，但能源只能翻一番，這就要求通過節(jié)能措施，以提高能源的有效利用，有效的彌補能源供應方面的缺口，這是一迫切的任務。東北石油大學秦皇島分校畢業(yè)設計4第 2 章 鍋爐的基本構(gòu)造及工作原理要設計一套完整的，性能良好的工業(yè)燃燒鍋爐，首先我們就必須了解一般燃燒鍋爐的基本構(gòu)造和燃燒過程。鍋爐的主要設備：（1）氣鍋：由上下鍋筒和三簇沸水管組成。（4）鍋筒：是自然循環(huán)鍋爐各受熱面能適應負荷變化的設備。過熱器一般都裝在爐膛出口。（8）燃燒設備：將燃料和燃燒所需的空氣送入爐膛并使燃料著火穩(wěn)定，充分燃燒。用它來供應燃料所需的空氣。（13）水處理設備：其作用是為清除水中的雜質(zhì)和降低給水硬度，以防止在鍋爐受熱面上結(jié)水垢或腐蝕。還有用來消除受熱面上積灰以利用傳熱的吹灰器，以提高鍋爐運行的經(jīng)濟性。燃料一面燃燒，一面向后移動，燃料所需要的空氣是由風機送入爐排腹中風倉后，向上穿過爐排到達燃料層，進行燃料反應形成高溫煙氣。鍋爐工作時氣鍋的工作介質(zhì)是處于飽和狀態(tài)的汽，水混合物。以及在鍋筒本身空間的重力分離力作用，是汽水混合物得到分離。 煙氣向水的傳熱過程由于燃料的燃燒放熱，爐內(nèi)溫度很高在爐膛的四周墻面上，都布置一排水管，俗稱水冷壁。煙氣流經(jīng)過過熱氣后掠過脹接在上、下鍋筒間的對流管束，在管束間設置了折煙墻使煙氣呈“S”型形成曲折地橫向沖刷，再次以對流換熱的方式將熱量傳遞給管束的工質(zhì)。（2）保證燃燒過程的經(jīng)濟性。從而使鍋爐能正常運行。采用微計算機控制，能對鍋爐進行過程的自動檢測、自動控制等多項功能。以形成生產(chǎn)日志和班、日產(chǎn)耗統(tǒng)計報表、有定時打印、隨機打印等幾種方式。第三種是智能儀表控制，以單（雙）回路可編程控制器為主，以 PC 機為上位機，彼此間采用 RS232 相連，它可以接受多路模擬量及開關量輸入，實現(xiàn)復雜的運算、控制、通信及故障診斷功能，出于危險分散的考慮，它雖有若干路模擬量及開關量輸入，但只有一（二）路采用 4～20mA 直接信號輸出，即原則上只控制一（二）個執(zhí)行器，它與模擬儀表一樣，可與常規(guī)儀表混合合作，它作為集散控制系數(shù)的一部分，是現(xiàn)代自動控制、計算機及通信技術最新發(fā)展產(chǎn)物。 “空燃比”是指燃燒中空氣量與燃燒量的比值系數(shù)。爐膛負壓控制系統(tǒng)是使進出爐膛的空氣量維持平衡的控制系統(tǒng)，一般以爐膛壓力作為空氣量平衡與否的控制指標，通過調(diào)整排向大氣的引風量達到空氣量進出平衡，為提高控制品質(zhì)，一般以送風量或送風檔板開度作為前饋量構(gòu)成前饋－反饋控制系統(tǒng)。下面我們就這幾種控制方式做一個介紹。首先應分析生產(chǎn)過程中各個變量的性質(zhì)及其相應關系，分析被控對象的特點；然后根據(jù)工藝的要求選擇被控變量、操縱變量，合理選擇控制系統(tǒng)中的測量變送裝置、控制器和執(zhí)行器，建立一個較為合理的控制系統(tǒng) 。F（N）為干擾，號，Q（S）與 Y（S ）之間的聯(lián)系稱為控制通道， F（S）與 Y（S）之間的聯(lián)系稱為干擾通道。他們的輸出分別稱為主被控變量 C1 和副被控變量 C2。在任何只有單個操縱變量的系統(tǒng)中，只能有一個被控變量可以獨立設定。對于進入副回路的擾動具有較快，較強的克服能力。 串級控制系統(tǒng)的使用場合用于克服變化劇烈的和幅值大的干擾。 合理的設計串級控制系統(tǒng)，才能使它的優(yōu)越性得到發(fā)揮，一般來說，一個結(jié)構(gòu)東北石油大學秦皇島分校畢業(yè)設計11合理的串級控制系統(tǒng)，當擾動從副回路進入時，其最大偏差將是簡單控制系統(tǒng)的1\10~1\100；當擾動從主對象進入時串級系統(tǒng)仍比簡單控制系統(tǒng)控制的效果好的多。（3）控制器的正 反作用的確定。使作用在系統(tǒng)上的一個或幾個主要的擾動與被控參數(shù)完全無關或部分無關，從而達到系統(tǒng)提高控制精度的目的。 前饋控制系統(tǒng)的特點（1）前饋控制是一種開環(huán)控制。 前饋控制系統(tǒng)的分類 依據(jù)是否引入反饋控制以及兩者相結(jié)合的方式，我們通常將前饋控制系統(tǒng)可分為三類：（1）單純的前饋控制系統(tǒng)。b. 由于反饋回路的存在，降低了讀前饋控制算式精度的要求。d. 由于反饋控制的存在，提高了前饋控制模型的適應性。實踐證明，這種前饋—串級控制系統(tǒng)可以獲得很高的控制精度，在計算機控制系統(tǒng)中常被采用。圖 41 直接數(shù)字控制系統(tǒng)硬件組成圖東北石油大學秦皇島分校畢業(yè)設計15直接數(shù)字控制系統(tǒng)的硬件組成原理框圖如圖 41 所示,系統(tǒng)中除了輸入和輸出通道外,一般還有一個功能較強的控制操縱臺。 微機 DDC 系統(tǒng)的分時控制方式:一臺微機 DDC ,微機要完成(1)采樣和 A／D轉(zhuǎn)換,(2)運算,(3)輸出控制信號 3 個部分的工作,所以投機控制每一個回路需要的時,微機 DDC 采用了“分時”控制的方法,即將某一回路的采樣和 A／D 轉(zhuǎn)換、運算、輸出控制三部分的時間前后回路錯開,放在不,既保證了控制過程的正常進行,又能充分利用系統(tǒng)中的各種設備,大大提高了效率. 微機 DDC 系統(tǒng)的人機交換: 計算機控制系統(tǒng)的人機交往有時也稱“人機對話”或“人機通訊”,這是、按鈕、開關等器件向微機控制系統(tǒng)送入控制意圖,微機控制系統(tǒng)則通過顯示屏、打印東北石油大學秦皇島分校畢業(yè)設計16機、 DDC 系統(tǒng)除了普通的各種指示燈裝置外,還都通過相應借口連接有以 CRT 顯示屏、打印機、控制鍵盤、越限報警裝置等,有些可靠要求較高的微機 DDC 系統(tǒng)還配有自動︱手動切換裝置或雙機控制切換裝置. 微機 DDC 系統(tǒng)的控制規(guī)律:,是微機 DDC 系統(tǒng)對生產(chǎn)對象實行控制的運算依據(jù)。以一般飽和蒸汽鏈條爐為列，相應的調(diào)節(jié)系統(tǒng)分別輸出四個調(diào)節(jié)信號，通過 I/O 或 D/A 轉(zhuǎn)換裝置輸送至爐排、給水、送風、引風等執(zhí)行機構(gòu)。雙交叉燃燒控制實際上是以爐溫調(diào)節(jié)為主回路，以燃燒流量和空氣流量調(diào)節(jié)并列為副回路的串級調(diào)節(jié)系統(tǒng)，加上高、低信號選擇器組成的帶有邏輯功能的比值調(diào)節(jié)系統(tǒng)。在穩(wěn)定工況下，所有高選、低選和高限、低限模塊，對主控制信號 I0 不起限制作用?？梢?，設置 LSE1 的目的是使負荷增加是，先增加空氣量，后增加燃料量，防止在提量過程中煙囪冒黑煙。但是此時 I0″仍然大于（FA/K6K5K2） ，所以 I0″通過 HSE1，當然也通過 LSE1，I0″加到 FIC1，使燃料流量首先減少。當負荷增時，不允許空氣先行提量過度。COMP 和開方處理。當鍋爐蒸發(fā)量改變是調(diào)節(jié)系統(tǒng)改變?nèi)紵亢退惋L量，使之與蒸發(fā)量相適應，從而將鍋爐出口汽壓控制在額定值。（2）了解前饋反饋控制的特點。如果沒有反饋控制，則這種校正作用只能在穩(wěn)態(tài)下補償擾動作用。東北石油大學秦皇島分校畢業(yè)設計20前饋控制又稱擾動補償，它與反饋調(diào)節(jié)原理完全不同，是按照引起被調(diào)參數(shù)變化的干擾大小進行調(diào)節(jié)的。其控制效果需要通過反饋加以檢驗。需要調(diào)整 k 是常數(shù)，直到具有合適的補償效果。（2）測量與控制端連接表表 51 測溫表測量或控制量 測量或控制量標號 使用控制器端口冷水流量 FT102 AI0換熱器熱入 TT101 AI1熱水流量 FT101 AI2換熱器熱出 TT103 AI3（3）實驗方案被調(diào)量為調(diào)節(jié)閥，控制量是熱水流量，控制目標是熱水出口溫度。（2）經(jīng)過參數(shù)調(diào)整，獲得最佳的控制效果，并通過干擾來驗證。將電動調(diào)節(jié)閥（FV101）輸入端連接到 PID 調(diào)節(jié)儀上，手動輸出，輔助實驗。（5）啟動右邊水泵。 當加熱到 70 度左右，適當減少手動給出的控制調(diào)壓器的電流，使溫度基本保持在 70 度左右。 實驗結(jié)果提交（1）通過抓圖方法，提交獲得的曲線。另外，本次設計的決策方案中我們利用了一個前饋控制，把鍋爐進水的溫度流量，同鍋爐加熱后所測得的溫度，用二者溫度之差和流量相乘即是進水加熱所需要的熱量，也就是控制系統(tǒng)需要的空氣和燃料的量。更有可能在能源方面，實現(xiàn)燃料無污染化，從而使大氣的污染減少，成為綠色鍋爐！致 謝這次我們設計的課題為——工業(yè)鍋爐的微機 DDC 控制系統(tǒng)，它不僅是每位畢業(yè)生必須完成的課目，其真正的目的是我們對整個大學三年的學習情況做一個總結(jié)，檢驗每一個學生的專業(yè)知識的廣博程度。東北石油大學秦皇島分校畢業(yè)設計23參考文獻[1] 陳學俊、陳聽憲著.《鍋爐原理》. 年 2月[2] 清華大學熱能工程教研組編著.《鍋爐原理及計算》.科學出版社.1985 年[3] 張亮明、夏桂娟著.《工業(yè)鍋爐自動化控制》.年[4] 張玉則、王滿家著.《熱工自動化控制系統(tǒng)》. 年 9月[5] 莫彬著.《過程控制工程》. 年[6] 賀慶之著.《過程控制儀表及裝置》. 年[7] 朱斌興著.《變送器選用與維護》. 年[8] 馬棲秦、徐正中著.《自動檢測技術》. 年[9] 陳煥審編著.《溫度測量技術及儀表》. 年 9 月