【正文】 全，所以大中型鍋爐不宜僅僅只采用汽包水位單沖量控制系統(tǒng)，必須尋找其他的解決辦法來控制汽包水位。 如圖 所示， 這是一個(gè)基本的控制方案 其方框圖如 圖 。這些特性使得汽包水位的變化受到多種因素影響，因而對(duì)它的控制變得比較復(fù)雜和困難。燃料量的增大只能 使蒸汽量緩慢增大，而且同時(shí) 汽壓也會(huì)緩慢上升，它將使汽泡體積減小，因此燃料量擾動(dòng)下的 “ 假水位現(xiàn)象 ” 比負(fù)荷擾動(dòng)下要緩和的多。 tHH 1HH 2 圖 汽輪機(jī)耗汽量擾動(dòng)響應(yīng)曲線 河南城建學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 2 控制方案設(shè)計(jì) 6 （ 3） 燃料量擾動(dòng)的影響 燃料量的擾動(dòng)必然 也會(huì) 引起蒸汽流量 D的變化，因此也同樣會(huì)有 “ 假水位現(xiàn)象 ”發(fā)生 。對(duì)于大中型鍋爐來說 ， 后者的影響要大于前者，因此負(fù)荷 做 階躍增加后的一段時(shí)間內(nèi)會(huì)出現(xiàn)水位不但沒有下降反而明顯升高的現(xiàn)象，這種反?，F(xiàn)象通常被稱為 “ 假水位現(xiàn)象 ” 。 河南城建學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 2 控制方案設(shè)計(jì) 5 tHH1HH 2 圖 給水?dāng)_動(dòng)響應(yīng)曲線 （ 2） 汽輪機(jī)耗汽量擾動(dòng)的影響 當(dāng)汽輪機(jī)耗汽量 D突然 做 階躍增加時(shí)，一方面改變了汽包內(nèi)的物質(zhì)平衡狀態(tài) ，使 汽包內(nèi)液體蒸發(fā)量變大從而使水位下降 ， 如圖 所示的 曲線 H1所示，另一方面由于汽輪機(jī)耗汽量 D 的突然增加，將迫使鍋爐內(nèi)汽泡增多，同時(shí)由于燃料量維持不變，汽包壓力 下降，會(huì)導(dǎo)致水面以下蒸汽泡膨脹，總體積 V 增大，從而導(dǎo)致汽包水位上升，如圖 曲線 H2所示。它是一個(gè)具有延遲時(shí)間的積分環(huán)節(jié)，水的過冷度越大則響應(yīng)延遲時(shí)間就會(huì)越長(zhǎng)。但考慮到 給水的溫度低于汽包內(nèi)飽和的水溫度，當(dāng)它進(jìn)入汽包后吸收了原有的飽和水中的一部分熱量使 得 鍋爐內(nèi)部的蒸汽產(chǎn)量下降，水面以下的汽泡 的 總體積 V 也就 會(huì) 相應(yīng) 的 減小，從而導(dǎo)致水位下降如圖 所示的 曲線 H2所示。 影響汽包水位 H的主要因素有給水量 W，汽輪機(jī)耗汽量 D 和燃料量 B三個(gè)主要因素。但實(shí)際情況并非如此，最突出的一點(diǎn)就是水循環(huán)系統(tǒng)中充滿了夾雜著大量蒸汽汽 泡 的水，而蒸汽泡的體積 V 是隨著汽包壓力和爐膛熱負(fù)荷的變化而變化的。給水調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)為變頻器調(diào)節(jié)給水量 W，汽輪機(jī)耗汽量 D是由汽輪機(jī)閥門開度來控制的。 河南城建學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 2 控制方案設(shè)計(jì) 4 汽包水位的影響因素 首先應(yīng)該從分析汽包水位的動(dòng)態(tài)特性入手。如遇汽輪機(jī)甩負(fù)荷，汽壓突然升高，水位將瞬時(shí)下降；運(yùn)行中燃燒突然增強(qiáng)或減弱，引起汽泡量突然增大或減少，使水位瞬時(shí)升高或下降；安全閥起座時(shí)，由于壓力突然下降，水位瞬時(shí)明顯升高；鍋爐滅火時(shí)，由于燃燒 突然停止，鍋水中汽泡產(chǎn)量迅速減少，水位也將瞬時(shí)下降。在負(fù)荷突然變化時(shí)，汽壓也相應(yīng)變化，這時(shí)將會(huì)出現(xiàn)虛假水位。 此外當(dāng)鍋爐內(nèi)熱負(fù)荷增加或驟減時(shí)，水的比容將增大或減小，也會(huì)形成虛假水位。于是爐水內(nèi)的汽泡增加，汽水混合物體積膨脹，使水位不是下降而是很快上升，形成虛假水位。10 mm 正常工作時(shí)的蒸發(fā)量： 35t/h 水位穩(wěn)定時(shí)供水量為： 35 m3/h 正常工作時(shí)汽包蒸汽壓力大約是 虛假水位是鍋爐運(yùn)行時(shí)不真實(shí)的水位。 在鍋爐汽包水位控制系統(tǒng)中 被控量是汽包水位，而調(diào)節(jié)量則是給水流量，通過對(duì)給水流量的調(diào)節(jié) , 使汽包內(nèi)部的物料達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡狀態(tài)，從而使汽包水位的變化在允許范圍之內(nèi) ， 保證鍋爐的安全運(yùn)行 ， 生產(chǎn)出合格穩(wěn)定的高質(zhì)量蒸汽，以滿足負(fù)荷的需要。如果水位過低，則會(huì)破壞水循環(huán)，引起水冷壁管的破裂，嚴(yán)重時(shí)會(huì)造成干鍋，損壞汽包。河南城建學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 2 控制方案設(shè)計(jì) 3 2 控制方案設(shè)計(jì) 鍋爐是重要的動(dòng)力設(shè)備，其任務(wù)是供給合格穩(wěn)定的蒸汽，以 滿足負(fù)荷的需要。在此基礎(chǔ)之上對(duì)整定結(jié)果進(jìn)行仿真，并對(duì)整定結(jié)果進(jìn)行進(jìn)一步調(diào)整判斷其可行性，為后續(xù)的軟件設(shè)計(jì)工作打下基礎(chǔ)。為整個(gè)系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)以及穩(wěn)定、可靠運(yùn)行打下基礎(chǔ)。在此基礎(chǔ)之上，根據(jù)各個(gè)因素對(duì)鍋爐汽包水位的影響采用汽包水位三沖量方案，達(dá)到控制鍋爐汽包水位穩(wěn)定的目的。它的被 控 量是汽包水位，而調(diào)節(jié)量則是 汽包 給水流量，通過對(duì) 汽包水位的實(shí)河南城建學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 1 緒論 2 時(shí)檢測(cè)并進(jìn)行反饋， PLC 對(duì)反饋信號(hào)和給定信號(hào)進(jìn)行比較，然后根據(jù)控制算法對(duì)二者的 偏差進(jìn)行相應(yīng)的運(yùn)算，運(yùn)算結(jié)果輸出給執(zhí)行機(jī)構(gòu)從而實(shí)現(xiàn) 給水流量的調(diào)節(jié)，使汽包內(nèi)部的物料達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡， 汽包水位 變化在允許范圍之內(nèi)。 作為鍋爐控制裝置，其主要任務(wù)是保證鍋爐的安全、穩(wěn)定、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，減輕操作人員的勞動(dòng)強(qiáng)度。 PLC 控制 鍋爐技術(shù) 是近年來開發(fā)的一項(xiàng)新技術(shù)。隨著計(jì)算機(jī)在操作系統(tǒng)、應(yīng)用軟件、通信能力上的飛速發(fā)展，大大增強(qiáng)了 PLC 通信能力，豐富了 PLC 編程軟件和編程技巧，增 強(qiáng)了 PLC 過程控制能力?，F(xiàn)在廣泛使用的控制技術(shù)還有 DCS 集散控制系統(tǒng) [2]，但由于 DCS 系統(tǒng)適合有多個(gè)控制回路同時(shí)工作的復(fù)雜系統(tǒng)，而且集散控制系統(tǒng)往往價(jià)格昂貴，對(duì)于像汽包水位這樣的控制系統(tǒng)來說性價(jià)比太高，因此對(duì)于汽包水位控制系統(tǒng)來說并非理想的選擇。 傳統(tǒng)的控制方法是以 各種 分立器件的應(yīng)用為基礎(chǔ)，利用各種檢測(cè)器件對(duì)被控參數(shù)實(shí)時(shí) 進(jìn)行 檢測(cè)并反饋給控制器件 ，再 根據(jù)自動(dòng)控制理論的有關(guān)算法完成相應(yīng)的運(yùn)算并驅(qū)動(dòng)調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)完成相應(yīng)的動(dòng)作，從而達(dá)到自動(dòng)控制的目的。 因此鍋爐汽包水位應(yīng)當(dāng)根據(jù)設(shè)備的運(yùn)行狀況進(jìn)行實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)加以嚴(yán)格控制以保證鍋爐的安全運(yùn)行。 鍋爐是一個(gè) 十分 復(fù)雜的 控制 對(duì)象，為保證提供合格的蒸汽 產(chǎn)品 以適應(yīng)負(fù)荷的需要，與其配套設(shè)計(jì)的控制系統(tǒng)必須滿足各主要工藝參數(shù)的需要。 關(guān)鍵詞 ： 汽包水位 三沖量 控制 PLC PID 控制河南城建學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) ABSTRACT X ABSTRACT The steam drum water level is a very important parameter for the boiler safe operation, both high and low steam drum water level may lead to extremely serious consequence。按照工程整定的方法進(jìn)行了 PID 參數(shù)整定，并進(jìn)行了仿真研究。 PLC 技術(shù)的快速發(fā)展使得 PLC廣泛應(yīng)用于過程控制領(lǐng)域并極大 地 提高了控制系統(tǒng)性能， PLC 已經(jīng)成為當(dāng)今自動(dòng)控制領(lǐng)域不可缺少的重要設(shè)備。 河南城建學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） VIII 指導(dǎo)教師評(píng)定意見 一、對(duì)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的學(xué)術(shù)評(píng)語（應(yīng)具體、準(zhǔn)確、實(shí)事求是）： 簽字： 年 月 日 二、對(duì)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）評(píng)分 [按下表要求綜合評(píng)定 ]。 指導(dǎo)教師應(yīng)參加所指導(dǎo)學(xué)生的答辯，但在評(píng)定其成績(jī)時(shí)宜回避。 二、 評(píng)分（按下表要求評(píng)定） 評(píng)分項(xiàng)目 答 辯 小 組 評(píng) 分 評(píng) 閱 教 師 評(píng) 分 合計(jì) （ 40分） 完成任務(wù)情況 （ 5分） 畢業(yè)設(shè)計(jì) （論文）質(zhì)量（ 5分） 表達(dá)情況 （ 5分） 回答問題 情 況 （ 5分） 質(zhì) 量 （正確性、條理性