nvvaaa過程控制課程設(shè)計(jì)-wenkub.com
2024-08-11 18:40 本頁面
【正文】 范從振. 鍋爐原理[J]. 北京：水利電力出版社,2000. [7]我喜歡做課程設(shè)計(jì)，因?yàn)樗坏柟涛宜鶎W(xué)的基礎(chǔ)知識(shí)，而且可以提高我的動(dòng)手能力和動(dòng)腦能力。在設(shè)計(jì)的過程中與班級(jí)同學(xué)合作互相探討，使我體會(huì)到集體力量的強(qiáng)大。使我們對(duì)學(xué)過的一些知識(shí)進(jìn)行總結(jié)性的學(xué)習(xí)，是在重新學(xué)習(xí)基礎(chǔ)知識(shí)的同時(shí)，進(jìn)行的一次創(chuàng)造性的設(shè)計(jì)。感謝圖書館老師熱情的幫助我查閱資料和相關(guān)書籍，為本設(shè)計(jì)提供了大量基礎(chǔ)資料，使我獲得了豐富的知識(shí)源。應(yīng)根據(jù)經(jīng)驗(yàn)值和反復(fù)調(diào)試確定。還有一個(gè)以太網(wǎng)模塊CP2431，其作用是可以讓S7200直接連入以太網(wǎng),通過以太網(wǎng)進(jìn)行遠(yuǎn)距離交換數(shù)據(jù)，與其他的S7200進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，通信基于TCP/IP，安裝方便、簡單。同時(shí)，選用了EM231模塊，它是AD轉(zhuǎn)換模塊，具有4個(gè)模擬量輸入，12位AD，其采樣速度25μs，溫度傳感器、壓力傳感器、流量傳感器以及含氧檢測(cè)傳感器的輸出信號(hào)經(jīng)過調(diào)理和放大處理后，成為0～5V的標(biāo)準(zhǔn)信號(hào),EM231模塊自動(dòng)完成AD轉(zhuǎn)換。所選擇的PLC系統(tǒng)要求具有較強(qiáng)的兼容性，可用最小的投資使系統(tǒng)建成及運(yùn)轉(zhuǎn)；其次，當(dāng)設(shè)計(jì)的自動(dòng)化系統(tǒng)要有所改變時(shí)，不需要重新編程，對(duì)輸入、輸出系統(tǒng)不需要再重新接線，不須重新培訓(xùn)人員，就可使PLC系統(tǒng)升級(jí)；最后，系統(tǒng)性能較高。對(duì)于負(fù)壓S的測(cè)量信號(hào)，也需進(jìn)行低通濾波，以抑制測(cè)量值的劇烈波動(dòng)。一般采用單回路調(diào)節(jié)系統(tǒng)并加以前饋的方法進(jìn)行控制，如圖65所示。爐膛壓力過低會(huì)使大量的冷風(fēng)漏入爐膛，將會(huì)增大引風(fēng)機(jī)的負(fù)荷和排煙損失，爐膛壓力太低甚至?xí)饍?nèi)爆；反之爐膛壓力高且高出大氣壓力的時(shí)候，會(huì)使火焰和煙氣冒出，不僅影響環(huán)境衛(wèi)生，甚至可能影響設(shè)備和人生安全。 圖64 燃料量空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)在穩(wěn)態(tài)時(shí)，系統(tǒng)可保證燃料量和送風(fēng)量間滿足 B=αvV 選擇αv使送風(fēng)量略大于B完全燃燒所需要的理論空氣量。 圖63 燃料量與送風(fēng)量關(guān)系燃燒過程的經(jīng)濟(jì)與否可以通過剩余空氣系數(shù)是否合適來衡量，過?？諝庀禂?shù)通常用煙氣的含氧量來間接表示。特別是燃料品種的變化、投入的燃料供給裝置的臺(tái)數(shù)不同等因素都會(huì)給控制系統(tǒng)帶來影響。燃料控制可用圖62簡單表示。主蒸汽壓力控制系統(tǒng)采用常規(guī)串級(jí)PID控制結(jié)構(gòu)。將單元機(jī)組燃燒過程被控對(duì)象看作是一個(gè)多變量系統(tǒng)，設(shè)計(jì)控制系統(tǒng)時(shí)，充分考慮工程實(shí)際問題，既保證符合運(yùn)行人員的操作習(xí)慣，又要最大限度的實(shí)施燃燒優(yōu)化控制。一臺(tái)鍋爐的燃料量、送風(fēng)量和引風(fēng)量三者的控制任務(wù)是不可分開的，可以用三個(gè)控制器控制這三個(gè)控制變量，但彼此之間應(yīng)互相協(xié)調(diào)，才能可靠工作。 i＂——過熱器焓值，kJ/kg；所以環(huán)節(jié)2的傳遞函數(shù)表示為：單位時(shí)間爐膛內(nèi)燃燒的燃料量B的變化首先引起爐膛受熱面的燃料發(fā)熱量(爐膛熱負(fù)荷)Qr的變化。 圖51 汽壓被控對(duì)象方框圖 鍋爐燃燒部分 其中燃料量控制和送風(fēng)量控制兩個(gè)子系統(tǒng)根據(jù)燃燒率指令分別調(diào)節(jié)進(jìn)入爐膛的燃料量與送風(fēng)量，保證爐膛熱負(fù)荷滿足外界負(fù)荷變化的需要，同時(shí)保證燃燒的經(jīng)濟(jì)性。 鍋爐燃燒控制系統(tǒng)由主蒸汽壓力控制和燃燒率控制組成串級(jí)控制系統(tǒng)，其燃燒率控制由燃料量控制、送風(fēng)量控制以及引風(fēng)量控制等子系統(tǒng)組成。 圖32另外系統(tǒng)各回路中都設(shè)置了手自動(dòng)兩種操作方式，為了實(shí)現(xiàn)無擾動(dòng)切換，系統(tǒng)引入了各控制對(duì)象的反饋值，在手動(dòng)操作時(shí)PLC輸出會(huì)自動(dòng)跟蹤控制對(duì)象的反饋，當(dāng)切換到自動(dòng)狀態(tài)時(shí)可以進(jìn)行無擾動(dòng)切換，使系統(tǒng)平穩(wěn)的過渡到自動(dòng)狀態(tài)。負(fù)壓大，被煙氣帶走的熱量大，熱損失增加，煤耗量增大，理想運(yùn)行狀態(tài)應(yīng)在微負(fù)壓狀態(tài)。在實(shí)際調(diào)試過程中我們往往把鼓風(fēng)PI調(diào)節(jié)中的比例系數(shù)設(shè)的比爐排PI單元的大，這樣可以很好的保證鼓風(fēng)系統(tǒng)對(duì)蒸汽壓力的敏感度要高于爐排。 燃燒過程控制系統(tǒng)一般采用的控制流程圖如圖32（a）所示，先通過蒸汽壓力變送器經(jīng)濾波后取得信號(hào)，與設(shè)定蒸汽壓力進(jìn)行比較，判斷出鼓風(fēng)PI調(diào)節(jié)器調(diào)節(jié)的方向和大小，通過鼓風(fēng)PI調(diào)節(jié)單元計(jì)算出鼓風(fēng)變頻器的輸出大小。該參數(shù)對(duì)節(jié)煤和環(huán)保都有很大意義。所以在燃料充足的情況下送風(fēng)量的大小將比較直接的反應(yīng)在鍋爐的蒸汽壓力上。引起空氣過剩系數(shù)變化的主要擾動(dòng)是燃料量和送風(fēng)量配比。由于汽壓變化時(shí)，蒸汽流量增大自發(fā)地限制了汽壓的變化，因此對(duì)象有平衡能力。 圖21 鍋爐控制系統(tǒng)硬件組成 3 鍋爐燃燒調(diào)節(jié)系統(tǒng) 蒸汽壓力調(diào)節(jié)對(duì)象的特性 引起蒸汽壓力變化的主要原因是燃料量和用汽負(fù)荷發(fā)生變化，其動(dòng)態(tài)特性如下。煤經(jīng)過煤斗落在爐排上，在爐排的緩慢轉(zhuǎn)動(dòng)下煤進(jìn)入爐膛被前面的火點(diǎn)燃，在燃燒過程中發(fā)出熱量加熱汽包中的水，同時(shí)產(chǎn)生熱煙氣。鍋爐的燃燒控制實(shí)質(zhì)上是能量平衡
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