【正文】 顯。因?yàn)槟┘?jí)的過(guò)熱器熱慣性小，第二個(gè)減溫器安裝在末級(jí)過(guò)熱器前方，以便迅速調(diào)節(jié)出口蒸汽溫度。 過(guò)熱蒸汽減溫器的安裝設(shè)計(jì) 為了保護(hù)過(guò)熱器、提高蒸汽溫度調(diào)節(jié)的靈敏性，過(guò)熱蒸汽溫度控制系統(tǒng)都采用前后兩個(gè)噴水減溫器。 減溫器等相關(guān)設(shè)備結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作起來(lái)簡(jiǎn)便快捷，因此通過(guò) 減溫水來(lái)調(diào)節(jié) 過(guò)熱器出口蒸汽溫度 的辦法 應(yīng)用較 為廣泛 。 引風(fēng)控制裝置 擋板調(diào)節(jié)閥爐膛爐膛負(fù)壓變送器+引風(fēng)量調(diào)節(jié)器送風(fēng)量調(diào)節(jié)器爐膛負(fù)壓 預(yù)設(shè)值 爐膛負(fù)壓 圖 引風(fēng)控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)方案圖 鍋爐過(guò)熱蒸汽溫度控制方案設(shè)計(jì) 過(guò)熱蒸汽溫度控制方案要求 鍋爐過(guò)熱蒸汽溫度控制系統(tǒng)的任務(wù)是維持過(guò)熱器出口蒸汽溫度在 規(guī)定 范圍內(nèi)，并 保證過(guò)熱器管壁溫度 始終處在安全值 。 如圖 所示，爐膛負(fù)壓控制系統(tǒng)選擇單回路控制系統(tǒng)。 爐膛頂部的煙氣壓力 即為爐膛負(fù)壓 。 引風(fēng)控制方案設(shè)計(jì) 引風(fēng)量控制系統(tǒng)的主要任務(wù)在于調(diào)節(jié)控制引風(fēng)調(diào)節(jié)閥，確保引風(fēng)量 始終穩(wěn)定在規(guī)定范圍，由此維持爐膛負(fù)壓的穩(wěn)定 。主回路用來(lái)進(jìn)行煙氧量校正調(diào)節(jié)，起細(xì)調(diào)作用。 煙氧量調(diào)節(jié)器送風(fēng)量調(diào)節(jié)器送風(fēng)量調(diào)節(jié)閥爐膛送風(fēng)量變送器給煤量變送器煙氧量變送器給煤量煙氧量送風(fēng)量煙氧量預(yù)設(shè)值圖 送風(fēng)控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)方案圖 圖 所示的控制系統(tǒng)中，經(jīng)過(guò)主蒸汽壓力溫度補(bǔ)償?shù)慕o煤量能良好的反應(yīng)出外界負(fù)荷的變化，給煤量經(jīng)過(guò)變送器轉(zhuǎn)換后的信號(hào)在外界負(fù)荷變化時(shí)能夠及時(shí)改變送風(fēng)回路的負(fù)全套設(shè)計(jì)（圖紙）請(qǐng)聯(lián)系 174320523 各專業(yè)都有 荷，以確保整個(gè)燃燒過(guò)程都有合適的風(fēng)煤比。燃燒過(guò)程中，如果 α過(guò)小，煤粉無(wú)法完全燃燒，產(chǎn)生大量的一氧化碳，造成環(huán)境污染；反之，當(dāng) α過(guò)大時(shí)，高溫燃燒產(chǎn)生煙氣會(huì)帶走過(guò)多熱量，產(chǎn)生大量 N0x，同樣引起環(huán)境污染。 煙氧量（煙氣含氧量），即過(guò)剩空氣系數(shù) α。 主蒸汽壓力 調(diào)節(jié)器給煤量調(diào)節(jié)器給煤量變頻器給煤機(jī) 爐膛給煤量變送器主蒸汽變送器 給煤量預(yù)設(shè)值主蒸汽壓力 預(yù)設(shè)值主蒸汽 壓力 圖 主蒸汽壓力控制方案圖 全套設(shè)計(jì)（圖紙）請(qǐng)聯(lián)系 174320523 各專業(yè)都有 送風(fēng)控制方案設(shè)計(jì) 送風(fēng)調(diào)節(jié)的目標(biāo)是維持系統(tǒng)風(fēng)煤比處于規(guī)定范圍以保證煤粉燃燒的經(jīng)濟(jì)性。 Pm Pmtt ttM D 圖 給煤量階躍變化時(shí)，主 圖 給煤量階躍變化時(shí)，主 蒸汽壓力的反應(yīng)曲線 蒸汽壓力的反應(yīng)曲線 如圖 所示，主蒸汽壓力的控制系統(tǒng)是一個(gè)串級(jí)控制系統(tǒng)。 如圖 所示，當(dāng)給煤量 M 突然改變時(shí)，煤粉由加入到燃燒發(fā)出熱量有一定延遲，液體吸熱變?yōu)闅怏w有需要一段時(shí)間，故在煤粉加入后的一段時(shí)間內(nèi)，主蒸汽壓力 Pm 不會(huì)馬上上升，而是經(jīng)過(guò)一段時(shí)間才會(huì)開(kāi)始上升。 給煤量送風(fēng)量引風(fēng)量蒸汽壓力蒸汽流量爐膛負(fù)壓 圖 鍋爐輸入輸出變量的關(guān)系示意圖 全套設(shè)計(jì)（圖紙）請(qǐng)聯(lián)系 174320523 各專業(yè)都有 主蒸汽壓力控制方案設(shè)計(jì) 鍋爐主蒸汽壓力是整個(gè)燃燒控制系統(tǒng)的重要調(diào)節(jié)參數(shù)之一，引起蒸汽壓力變化的因素有許多，給煤量、蒸汽流量是其中主要的兩個(gè)原因。 鍋爐燃燒過(guò)程中的主要控制任務(wù)是給煤控制、給風(fēng)控制和爐膛負(fù)壓控制。 因此工業(yè)鍋爐汽包水位控制一般都采用 三沖量控制 的方式，即為在雙沖量水位調(diào)節(jié)控制系統(tǒng)的基礎(chǔ)上加 入給水流量信號(hào)構(gòu)成的三沖量控制系統(tǒng)：汽包水位為主沖量信號(hào)、給水流量為反饋信號(hào)、蒸汽流量為前饋信號(hào)。 全套設(shè)計(jì)（圖紙）請(qǐng)聯(lián)系 174320523 各專業(yè)都有 鍋爐汽包水位控制 方案設(shè)計(jì) 對(duì)于汽包水位的控制一般有單沖量、雙沖量和三沖量三種控制方案 。 整個(gè)給水系統(tǒng)控制最易出現(xiàn)也是最難解決的問(wèn)題是鍋爐的“虛假水位”，具體體現(xiàn)為：負(fù)荷突然大幅度增加時(shí)，水位迅速上升，但隨后又迅速地下降；負(fù)荷突然大幅度下降時(shí)，水位迅速下降，隨后又迅速上升。 鍋爐水位控制方案設(shè)計(jì) 鍋爐汽包水位控制 要求 汽包水位在鍋爐的運(yùn)行過(guò)程中起著 十分重要的 作用，決定著鍋爐的工作質(zhì)量。此外為了防止熔化的煤灰黏在煙道等受熱面上，煙氣向上流動(dòng)到達(dá)爐膛上面的出煙口時(shí)，煙氣溫度必須低于煤灰的熔點(diǎn)。爐膛四周內(nèi)壁布置著許多水冷壁，爐膛上方布置著過(guò)熱器等受熱面。 磨煤機(jī)送風(fēng)機(jī) 空氣預(yù)熱器爐膛煙氣管道煙囪引風(fēng)機(jī)除塵器給煤機(jī)排 渣 管 道煤斗燃燒器 圖 “爐”的結(jié)構(gòu)示意圖 鍋爐的工作過(guò)程 煤礦傳送帶把燃煤送至煤斗 ,通過(guò)磨機(jī)磨煤后由空氣管進(jìn)入的熱空氣進(jìn)行粗細(xì)分離，分離出不符合要求的粗煤被返回至煤磨機(jī)，合格的細(xì)煤粉存到煤粉倉(cāng)庫(kù)，按爐膛燃燒的需求量送至爐膛，粗細(xì)分離產(chǎn)生的粉塵與一部分熱空氣被排粉機(jī)通過(guò)輸送管道送至爐膛，經(jīng)過(guò)燃燒器后參與爐膛的燃燒 。它由爐膛、煙道、燃燒器、空氣預(yù)熱器等組成。飽和蒸汽經(jīng)過(guò)熱器升溫后，通過(guò)主蒸汽管道送入汽輪機(jī)進(jìn)行最終的生產(chǎn)運(yùn)作。 汽水系統(tǒng)的作用是有效吸收燃料放出的熱量，將水加熱成為水蒸汽。在常見(jiàn)的鍋爐設(shè)備中，鏈條爐排鍋爐的結(jié)構(gòu)緊湊、系統(tǒng)成熟、性能穩(wěn)定等特點(diǎn)，使得它被運(yùn)用的尤為廣泛。它由本體、附屬設(shè)備及附件儀表組成。實(shí)現(xiàn)鍋爐實(shí)時(shí)監(jiān)控的重點(diǎn)在于保持汽包水位在設(shè)定范圍、維持蒸汽壓力處于規(guī)定范圍、保證鍋爐的 燃燒效率及確保爐膛負(fù)壓在給定范圍。并根據(jù)課題要求設(shè)計(jì)出相應(yīng)的硬件控制系統(tǒng) ,采用相應(yīng)編程軟件在 PLC中編寫出能實(shí)現(xiàn)控制系統(tǒng)的梯形圖程序。 本課題的目的及要求 PLC 自動(dòng)化控制系統(tǒng)有著很高的優(yōu)越性，對(duì)于不同的生產(chǎn)環(huán)境只需改變內(nèi)部的程序，控制系統(tǒng)就能 做相應(yīng)的調(diào)整，作出針對(duì)性改變，無(wú)需改變外部設(shè)備的選用和排布，體現(xiàn)出此類控制系統(tǒng)的良好適用性，有較強(qiáng)的經(jīng)濟(jì)和現(xiàn)實(shí)價(jià)值。 從安全性方 面上講，鍋爐控制系統(tǒng)的各個(gè)部分能夠單獨(dú)控制，但又相互聯(lián)系，遇到緊急故障時(shí)可以單獨(dú)停止以保證現(xiàn)場(chǎng)的操作人員的安全。 從經(jīng)濟(jì)性上來(lái)講，要求鍋爐的能耗小，維護(hù)成本低，自動(dòng)化控制程度高。從全球來(lái)看，國(guó)內(nèi)的控制技術(shù)落后于國(guó)外，國(guó)外的控制技術(shù)先進(jìn)，其自動(dòng)化控制程度相當(dāng)完善，而國(guó)內(nèi)的鍋爐控制單元大全套設(shè)計(jì)（圖紙）請(qǐng)聯(lián)系 174320523 各專業(yè)都有 多采用常規(guī)的控制儀表，和世界的先進(jìn)水平相差較大。 我國(guó)的鍋爐工業(yè)和國(guó)外相比發(fā)展的較晚。老式的手動(dòng)控制方式不但在操作性方面不夠便捷人性化，而且在鍋爐運(yùn)行時(shí)會(huì)持續(xù)高的能耗，轉(zhuǎn)化效率極低，此外在監(jiān)測(cè)的方法上，系統(tǒng)的監(jiān)測(cè)控制不夠完善，往往會(huì)使整個(gè)鍋爐系統(tǒng)運(yùn)行在安全隱患中。 鍋爐技術(shù)的現(xiàn)狀及其未來(lái)的發(fā)展前景 鍋爐技術(shù)的現(xiàn)狀 傳統(tǒng)的工業(yè)鍋爐大多采用的是繼電器 — 接觸器控制，給水、鼓風(fēng)、引風(fēng)等基本的 控制部分均為現(xiàn)場(chǎng)手動(dòng)控制，其控制系統(tǒng)一般由輸入電路、控制電路、輸出電路和生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)這四分部分組成。本課題的要求是通過(guò)使用 PLC 來(lái)實(shí)時(shí)監(jiān)控鍋爐的全程運(yùn)作，通過(guò)計(jì)算機(jī)對(duì)鍋爐控制程序進(jìn)行設(shè)計(jì)，再依靠 PLC 實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)的控制系統(tǒng)。 PLC 技術(shù)已經(jīng)被運(yùn)用在新的控制領(lǐng)域中，因此使用 PLC控制技術(shù)對(duì)鍋爐控制系統(tǒng)的優(yōu)化改造是本次設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容。 本課 題 的內(nèi)容 和 意義 鍋爐作為我國(guó)最重要的能源轉(zhuǎn)換之一，對(duì)我們的生產(chǎn)、生活都有著很大程度的影響，直接體現(xiàn)在我國(guó)南方的火力發(fā)電廠和北方供熱采暖系統(tǒng)中。 PLC 以成熟的技術(shù)支持、高度可靠性、強(qiáng)抗干擾能力、小體積、高效率低能耗等特點(diǎn)在工業(yè)控制系統(tǒng)設(shè)備的行業(yè)有著很大占有率。隨著時(shí)代的推進(jìn)、計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅猛發(fā)展以及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的迅速崛起，計(jì)算機(jī)自動(dòng)控制技術(shù)已經(jīng)被運(yùn)用到社會(huì)生產(chǎn)的各個(gè)領(lǐng)域，因此也衍生了許多工業(yè)控制計(jì)算機(jī)。 control。 關(guān)鍵詞： 鍋爐 ； PLC； 控制； STEP 7 全套設(shè)計(jì)（圖紙）請(qǐng)聯(lián)系 174320523 各專業(yè)都有 Abstract With the rapid development of industry, the level of economy has been greatly improved in China. Boilers as the most important power machinery equipment play an irreplaceable role. Therefore, boilers have great prospects. However, in China it is not enough to supply energy because of the low bustion efficiency of boilers. This design focuses on the issue with the PLC control technology. To raise its bustion efficiency, save primary energy sources and reduce the environment pollution, this paper uses modern puter technology to optimize the control of boilers, which has great impact on the socioeconomic and environment quality. Through the study on the each part of control requirements bined with the references and lots of documentation, it designs an automatic control system of boilers that can be implemented on boiler for centralized monitoring, control and management. It intensively reflects on the control of boiler burning, the control of water level and bubbles, the control of superheated steam temperature and the design of safety inspection system. The design uses S7300 PLC as the core controller. At the same time, it applies distributed control of boilers, bined with the inverter technology, sensors and measurement technique and Ether technique to all the devices as a whole. And set up a good munication with other operating equipment. Through STEP 7 programming software for upper puter software programming . It constitutes a true time monitoring and control system of boilers. Key words: boilers。 本設(shè)計(jì)采用 S7300 PLC 為核心控制器，同時(shí)結(jié)合變頻器技術(shù)、傳感器與檢測(cè)技術(shù)以及以太網(wǎng)技術(shù)將所有設(shè)備構(gòu)成一個(gè)整體，并與其他操作設(shè)備建立起良好的通信，對(duì)鍋爐進(jìn)行集散控制。所研究設(shè)計(jì)的控制系統(tǒng)可以對(duì)鍋爐 進(jìn)行集中監(jiān)測(cè)、控制、管理。采用現(xiàn)代計(jì)算機(jī)技術(shù)對(duì)鍋爐進(jìn)行優(yōu)化控制，從而大大提高其燃燒效率，節(jié)約一次能源，減少所產(chǎn)生的環(huán)境污染，對(duì)社會(huì)經(jīng)濟(jì)和環(huán)境質(zhì)量的提高有很大的意義。鍋爐作為最重要的動(dòng)力機(jī)械設(shè)備起著不可替代的作用，因此鍋爐有著巨大的發(fā)展前景，但是我國(guó)鍋爐的燃燒效率較低，也就使得鍋爐的供能不夠高效。 三、本設(shè)計(jì)（論文或其他）應(yīng)達(dá)到的要求： ① 根據(jù)國(guó)內(nèi)外鍋爐的發(fā)展現(xiàn)狀，對(duì)鍋爐控制系統(tǒng)提出設(shè)計(jì)方案； ② 設(shè)計(jì)鍋爐控制系統(tǒng)的控制方案，完成對(duì)鍋爐系統(tǒng)的控制； ③ 設(shè)計(jì)鍋爐控制所需的硬件，完成控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)及接線圖； ④ 設(shè)計(jì)鍋爐控制的 PLC 程序，完成軟件梯形圖 ； 全套設(shè)計(jì)（圖紙）請(qǐng)聯(lián)系 174320523 各專業(yè)都有 ⑤ 根據(jù)設(shè)計(jì)說(shuō)明書的撰寫，完成一篇 外文資料及相應(yīng)翻譯。早期的鍋爐都采用繼電器 — 接觸器控制，隨著時(shí)代的發(fā)展和科技的進(jìn)步，缺點(diǎn)和弊端不斷體現(xiàn)出來(lái)，這種老式的控制方式已不能適應(yīng)大規(guī)模的生產(chǎn)活動(dòng)。全套設(shè)計(jì)（圖紙）請(qǐng)聯(lián)系 174320523 各專業(yè)都有