機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化發(fā)展方向的研究畢業(yè)設(shè)計(jì)(編輯修改稿)
2025-06-25 23:44 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 爐正常生產(chǎn)必不可少的措施， 單沖量控制系統(tǒng) 汽包水位控制手段是控制給水，基于這一原理，可構(gòu)成如圖 31 所示的單沖量控制系統(tǒng)。 L T L C蒸 汽給 水省 煤 器汽 包 圖 31 汽包單沖量控制系統(tǒng) 這里的“沖量”一詞是指變量，單沖量即汽包水位。這種控制系統(tǒng) 典行的簡(jiǎn)單控制系統(tǒng)。當(dāng)蒸汽負(fù)荷突然大幅度增加時(shí)，由 于假水位現(xiàn)象，中國(guó)石油大學(xué)（北京）現(xiàn)代遠(yuǎn)程教育畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 9 控制器不但不能開(kāi)大給水閥來(lái)增加給水量，以維持鍋爐的物料平衡，而是關(guān)小控制閥的開(kāi)度，減小給水量。等到假水位消失后，由于蒸汽量增加，送水量反而減小，將使水位嚴(yán)重下降，波動(dòng)很歷害，嚴(yán)重時(shí)氣包水位降到危險(xiǎn)程度以至發(fā)生事故。因此對(duì)于停留時(shí)間短、負(fù)荷變動(dòng)較大的情況，這樣的系統(tǒng)不能適應(yīng)，水位不能保證。然而對(duì)于小型鍋爐，由于水在汽包中的停留時(shí)間較長(zhǎng)，在蒸汽負(fù)荷變化時(shí)，假水位的現(xiàn)象并不顯著，配上一些聯(lián)鎖報(bào)警裝置，也可以保證安全操作，故采用這種單沖量控制系統(tǒng)尚能滿足生產(chǎn)要求。 雙沖量控制系統(tǒng) 在汽 包水位的控制中，最主要的擾動(dòng)是蒸汽負(fù)荷的變化。如果根據(jù)蒸汽流量來(lái)進(jìn)行校正，不僅可以補(bǔ)償“虛假水位”所引起的誤動(dòng)作，而且使給水位控制閥的動(dòng)作十分及時(shí)，從而減少水位波動(dòng)，改善控制品質(zhì)。將蒸汽流量信號(hào)引入，就購(gòu)入了雙沖量控制系統(tǒng)，如圖 32 所示。從本質(zhì)上看，雙沖量控制系統(tǒng)是一個(gè)前饋（蒸汽流量）控制加單回路反饋控制的復(fù)合控制系統(tǒng)。這里的前饋僅為靜態(tài)前饋，若需要考慮兩條通道在動(dòng)態(tài)上的差異，需引入動(dòng)態(tài)補(bǔ)償環(huán)節(jié)。 ( 雙 沖 量 控 制 原 理 圖 )L T L C汽 包給 水蒸 汽∑I CI FI省 煤 器F T( 雙 沖 量 控 制 方 框 圖 )G m DI FC 2C 1G C G V G PG m LX+ I C I OW LG fD 圖 32 汽包雙沖量原理圖及方框圖 圖 32 所示的連接方式中，加法器的輸出 I 是 I＝ C1IC177。 C2IF177。 I0 式中 IC—— 液位控制器的輸出； 中國(guó)石油大學(xué)（北京）現(xiàn)代遠(yuǎn)程教育畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 10 IF—— 蒸汽流量變送器（一般經(jīng)開(kāi)方器）的輸出； I0—— 初始偏置值 C C2 —— 加法器系數(shù)。 C1 的設(shè)置一般取 1， C2 的值應(yīng)考慮到靜態(tài)前饋補(bǔ)償，可現(xiàn)場(chǎng)湊試，也可經(jīng)理論推導(dǎo)得出。 設(shè)置 I0 的目的是使其在正常負(fù)荷下，控制器和加法器的的輸出都有一個(gè)比較適中的數(shù)值。最好在正常負(fù)荷下， I0 和 C2IF 項(xiàng)接近而相互抵消。 三沖量控制系統(tǒng) 雙沖量控制系統(tǒng)還有兩個(gè) 弱點(diǎn)：控制閥的工作特性不一定能成為線性特性，這樣要做到靜態(tài)補(bǔ)償就比較困難；同時(shí)，對(duì)于給水系統(tǒng)的擾動(dòng)仍不能克服。為此可再將給水流量信號(hào)引入，構(gòu)成三沖量控制系統(tǒng)。 三沖量控制系 統(tǒng)的實(shí)施方案較多，如圖 33 所示為其中的典型控制方案之一。 L T L C汽 包蒸 汽∑I CF Tdd tF CF T給 水省 煤 器 圖 33 汽包三沖量控制系統(tǒng) 從該圖可以看出，這是前饋控制與串級(jí)控制組成的復(fù)合控制系統(tǒng)。其中，汽包水位是主沖量（主變量），蒸汽，給水流量 為輔助沖量。在汽包停留時(shí)間較短、“虛假水位”嚴(yán)重時(shí)，需引入蒸汽流量信號(hào)的微分作用。這種微分信號(hào)應(yīng)是負(fù)微分作用，以避免由于負(fù)荷突然增加和減少時(shí)，水位偏離設(shè)定值過(guò)高或過(guò)低而造成鍋爐停車(chē)。 如圖 34 所示，為三沖量控制系統(tǒng)的方框圖，加法器的運(yùn)算關(guān)系與雙沖量控制時(shí)相同，各系數(shù)設(shè)置如下： a 系數(shù) C1 通?？扇?1 或稍小于 1 的數(shù)值； b 若采用氣開(kāi)閥； C2 取正值， C2 的值可按物料平衡關(guān)系進(jìn)行計(jì)算； c I0 的設(shè)置和取值仍與雙沖量控制系統(tǒng)相同。 中國(guó)石油大學(xué)（北京）現(xiàn)代遠(yuǎn)程教育畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 11 +WI oI C+G P 1G P 2G F C G VG L CG fG m DLXI f∑G m wDG m L 圖 34 汽包三沖量系統(tǒng)方框圖 在三沖量的控制系統(tǒng)中，水位控制器和流量控制器的參數(shù)整定方法與一般串級(jí)控制系統(tǒng)相同。在有些裝置中，采用了比較簡(jiǎn)單的三沖量控制系統(tǒng)，只用一臺(tái)控制器及一臺(tái)加法器，加法器可接在控制器之前，如圖 35（ a）所示：也可接在控制器之后，如圖 35(b)所示： ∑L T F T F TC 2+ 給 水蒸 汽水 位C 3C 1L c正 作 用氣 關(guān) 閥∑L CL T F T F TC 2+ 給 水蒸 汽水 位氣 關(guān) 閥正 作 用C 3C 1 （ a） (b) 圖 35 汽包三沖量控制系統(tǒng)的簡(jiǎn)化接法 圖中加法器的正負(fù)號(hào)是針對(duì)采用氣關(guān)閥及正作用控制器的情況。圖 35（ a）接法的優(yōu)點(diǎn)是使用儀表最少，只要一臺(tái)多通道的控制器即可實(shí)現(xiàn)。但如果系數(shù)設(shè)置不能確保物料平衡，則當(dāng)負(fù)荷變化時(shí)，水位將有余差，圖 35(b)的接法，水位無(wú)余差，但使用儀表較前者多，在投運(yùn)及系數(shù)設(shè)置等方面較前者麻煩一些。 中國(guó)石油大學(xué)（北京）現(xiàn)代遠(yuǎn)程教育畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 12 冷卻器控制方案的研究 冷卻器的熱載體是冷卻劑，常采用液態(tài)氨等介質(zhì)作為冷卻 劑，利用它們?cè)诶鋮s器內(nèi)蒸發(fā)進(jìn)吸收工藝物料的大量熱量，使用工藝物料的出口溫度下降來(lái)達(dá)到生產(chǎn)工藝要求，工業(yè)用冷卻器的一般控制方案有以下幾種 。 控制冷卻劑的流量 如圖 36 所示： 氣 氨物 料物 料液 氨T TT C
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