【正文】 調(diào)節(jié)器 ，可以分為兩大類，即模擬式和數(shù)字式。 教師批閱： 課程設(shè)計(jì)用紙 第 ５ 頁 第三章 、控制儀表知識簡介 第一節(jié) 、 變送器 變送器是將各種 被測參數(shù)如溫度、壓力、流量、液位等物理量轉(zhuǎn)換成 0~10mA 或 4~20mA 直流統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)信號，傳送到指示、記錄、調(diào)節(jié)等儀表或巡回檢測裝置、控制計(jì)算機(jī)，以實(shí)現(xiàn)對生產(chǎn)過程的自動檢測和控制。 一般來說，除氧器的水位波動會比較明顯，為了維持水位，除氧工必須經(jīng)常和機(jī)組聯(lián)系 開關(guān)補(bǔ)水量，并注意鍋爐疏水箱的水位，合理安排鍋爐司泵上水，除氧器的水位過低可能會引起給水泵進(jìn)口汽化，水位過高可能會從汽平衡去機(jī)組軸封管道內(nèi)通向機(jī)組的軸封，引起機(jī)組的水沖擊，直接導(dǎo)致跳機(jī)。除氧器水位高，可能造成除氧水加熱不足，汽水接觸面積減少和水中溶解氧氣逸出困難而影響除氧效果；除氧器水位過高，可能造成汽封進(jìn)水，抽汽管道水淹，威脅汽輪機(jī)的安全運(yùn)行；除氧器水位過低，除了影響給水泵安全運(yùn)行之外，甚至?xí){鍋爐上水，造成斷水事故。 除氧器水位控制主要是為了保證除氧器內(nèi)有足夠的水提供給鍋爐，這是一個(gè)單閉環(huán)控制回路輸入?yún)?shù)，是除氧器水位輸出參數(shù)控制除氧器進(jìn)水閥。除氧水則由出水管經(jīng)給水泵升壓后進(jìn)入高加 。進(jìn)入除氧器的高加疏水也將有一部分水閃蒸汽化作為加熱汽源，所有的加熱蒸汽在放出熱量后被冷凝為凝結(jié)水，與除氧水混合后一起向下經(jīng)出水口流出。此時(shí)，水中的大部份溶氧及其他氣體基本上被解析出來，達(dá)到除氧的目的。在火電廠采用熱力除氧，除氧器本身又是給水回?zé)嵯到y(tǒng)中的一個(gè)混合式加熱器，同時(shí)高壓加熱器的疏水、化學(xué)補(bǔ)水及全廠各處水質(zhì)合格的高壓疏水、排汽等均可匯入除氧器加以利用，減少發(fā)電廠的汽水損失。若水中溶解氧氣，就會使與水接觸的金屬被腐蝕，同時(shí)在熱交換器中若有氣體聚積，將使傳熱的熱阻增加，降低設(shè)備的傳熱效果。除氧器是電廠重要的輔助設(shè)備之一，是電廠熱力系統(tǒng)中不可缺少的環(huán)節(jié)。 二、 設(shè)計(jì)內(nèi)容： 傳感器，執(zhí)行器、調(diào)節(jié)器等，設(shè)計(jì)總體方案； 畫出系統(tǒng)框圖及接線圖； 設(shè)計(jì)調(diào)節(jié)器組態(tài)； 設(shè)計(jì)模擬量輸出 /輸入通道； 畫出控制系統(tǒng) SAMA 圖； 撰寫設(shè)計(jì)說明書，要求字跡清楚，圖表規(guī)范。內(nèi)容包括：合理選擇傳感器、變送器、調(diào)節(jié)器和執(zhí)行器等，并根據(jù)自己方案編寫主要模塊的組態(tài)，實(shí)現(xiàn)對除氧器水位的控制。再根據(jù)控制策略繪制 SAMA 圖，完成設(shè)計(jì)要求。若水位高時(shí)，發(fā)出相應(yīng)控制信號，同時(shí)顯示并記錄除氧器水位值。 具體控制策略為： 除氧器水位信號選擇邏輯是兩個(gè)模擬量水位差壓信號進(jìn)行的選擇判斷，信號選擇原理是：兩個(gè)信號都是好點(diǎn)，取兩個(gè)信號的平均值，任一信號壞，取另一好值，它們之間的選擇是通過切換來實(shí)現(xiàn)。 課程設(shè)計(jì)用紙 第 ０ 頁 目 錄 引言 ………………………… .………………………1 第一章、設(shè)計(jì)題目… .………………………… .…… .2 第二章、除氧器知識簡介…… … ……………… .....3 第三章、控制儀表知識簡介 .……………………… 5 第四章、 除氧器水位控制系統(tǒng) 總體方案 … … .…… 8 第一節(jié)、測量部分 ………… ..……………… . … ..8 第二節(jié)、變送部分 ………… ..…………… .…… .12 第三節(jié)、控制部分 ……… .……………………… 15 第四節(jié)、執(zhí)行器部分 ……… ...……… ..……… ...22 第五節(jié)、除氧器水位控制系統(tǒng)連鎖保護(hù) …… ....22 第六節(jié)、除氧器水位控制系統(tǒng)整 體設(shè)計(jì)方案 … 24 第五章、 SAMA 圖知識簡介及設(shè)計(jì)思路… …… ...24 第六章、組態(tài)圖知識簡介 ………………………… 27 第七章、模擬輸入輸出通道設(shè)計(jì) …………… ..… .29 小結(jié) .…………………………………… ..………… 30 附 錄 .………………………………………… .… ...31 參考文獻(xiàn) ……………………………………………… .31 教師批閱： 課程設(shè)計(jì)用紙 第 １ 頁 引 言 在次課程設(shè)計(jì)中 首先對除氧器有的大體的認(rèn)識，以控制儀表及裝置為知識背景，對除氧器水位控制系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)。首先從除氧器的控制任務(wù)著手， 在已有的控制儀表及裝置的基礎(chǔ)并通過查閱大量的參考文獻(xiàn)資料，合理選擇傳感器、變送器、調(diào)節(jié)器和執(zhí)行器等對整體方案進(jìn)行設(shè)計(jì)。將所測得 的差壓與壓力信號經(jīng)過一定的函數(shù)變換關(guān)系，得到校正后的除氧器水位。結(jié)合對測得的鍋爐了給水流量進(jìn)行分析，低負(fù)荷時(shí)進(jìn)行單沖量控制，高負(fù)荷時(shí)進(jìn)行三沖量的控制，將輸出信號控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)動作。 教師批閱： 課程設(shè)計(jì)用紙 第 ２ 頁 第一章 、 設(shè)計(jì)題目 第一節(jié)、 除氧器水位控制系統(tǒng)的 設(shè)計(jì) 一、 針對機(jī)組運(yùn)行要求，利用所學(xué)知識，設(shè)計(jì)除氧器水位控制系統(tǒng)的總體方案。 該控制系統(tǒng)要求的功能： 除氧器水位為要求值，并實(shí)現(xiàn)保護(hù)調(diào)節(jié)功能； 能顯示除氧器水位測量值； 能記錄除氧器水位測量值； 能顯示和記錄執(zhí)行器閥位值； 可在線設(shè)置或修改參數(shù)和組態(tài)，實(shí)現(xiàn)控制功能。 教師批閱： 課程設(shè)計(jì)用紙 第 ３ 頁 第二章 、 除氧器知識簡介 第一節(jié) 、概述 火力發(fā)電廠的熱力除氧器利用汽輪機(jī)的抽氣加熱鍋爐給水，使得鍋爐的給水達(dá)到該壓力下相應(yīng)的飽和溫度，以除去溶于水中的氧氣等氣體，防止鍋爐、汽輪機(jī)和管道等熱力設(shè)備遭到腐蝕，另一方面除氧器是汽水直接接觸式的加熱器，它是給水加熱系統(tǒng)中的一環(huán)，利用汽輪機(jī)的抽氣加熱鍋爐給水，可以提高電廠效率，節(jié)省燃料。 除氧器的主要作用是除去鍋爐給水中的氧氣和其它不凝結(jié)氣體，以保證給水的品質(zhì)。因此水中溶解有任何氣體都是不利的，尤其是氧氣，它將直接威脅設(shè)備的安全運(yùn)行。 來自低壓加熱器的主凝結(jié)水 (含補(bǔ)充水 )經(jīng)進(jìn)水調(diào)節(jié)閥調(diào)節(jié)后，進(jìn) 入除氧器，與其他各路疏水在除氧器內(nèi)混合，經(jīng)噴頭或多孔管噴出，形成傘狀水膜，與由下而上的加熱蒸汽進(jìn)行混合式傳熱和傳質(zhì)，給水迅速達(dá)到工作壓力下的飽和溫度。從水中析出的溶氧及其他氣體則不斷地從除氧器頂部的排汽管隨余汽排出器外。為了使除氧器內(nèi)的水溫 教師批閱： 課程設(shè)計(jì)用紙 第 ４ 頁 保持在工作壓力下的飽和溫度，可通過再沸 管引入加熱蒸汽至除氧器內(nèi)。 第二節(jié) 、除氧器控制任務(wù) 鍋爐的供水系統(tǒng)中還包括除氧器壓力控制和除氧器水位控制，除氧器壓力控制主要是為了保證除氧器口有足夠的蒸汽壓力用于將軟化水除氧，這是一個(gè)單閉環(huán)控制回路，輸入?yún)?shù)是除氧器壓力輸出參數(shù)控制除氧器進(jìn)汽閥。在機(jī)組正常運(yùn)行時(shí)，除氧器汽源 來自汽輪機(jī)抽汽閥門全開的四段抽汽，除氧器汽源壓力和流量不受控制，而與被出洋的水溫、氣水接觸面積與除氧器水位有直接的關(guān)系。因此，在機(jī)組運(yùn)行中穩(wěn)定除氧器水位，將其控制在最佳的高度具有非常重要的意義。故需對除氧器水位進(jìn)行控制。 變送器的方框圖如下圖所示，這是一般性的構(gòu)成原理方框圖，各類變送器的差別在于輸入轉(zhuǎn)換部分、放大部分和反饋部分不同。模擬調(diào)節(jié)器又分為三類，即電動、氣動、液動。主要有三個(gè)部分組成，即比較環(huán)節(jié)、放 大器和反饋環(huán)節(jié)。放大器一般是一個(gè)穩(wěn)態(tài)增益很大的比例環(huán)節(jié)。 控制器將來自變送器的測量值與給定值進(jìn)行比較后產(chǎn)生的偏差進(jìn)行運(yùn)算后輸出統(tǒng)一信號去控制執(zhí)行器動作。 調(diào)節(jié)器將被調(diào)量與給定值進(jìn)行比較，對其偏差進(jìn)行比例、積分、微分運(yùn)算，并把結(jié)果以 0~10mA 或 4~20mA 直流統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)信號輸送至執(zhí)行單元。通過減小調(diào)節(jié)器的比例帶可減小穩(wěn) 態(tài)偏差，但會使系統(tǒng)的穩(wěn)定性下降 ； 積分調(diào)節(jié)規(guī)律能消除穩(wěn)態(tài)偏差，所以能最終消除擾動對被調(diào)量的影響，實(shí)現(xiàn)無差調(diào)節(jié)。適當(dāng)?shù)奈⒎肿饔每墒盏綔p小動態(tài)偏差，縮短調(diào)節(jié)過程時(shí)間的效果，這樣在采用比例積分微分調(diào)節(jié)器時(shí)，又可適當(dāng)減小比例帶和積分時(shí)間。執(zhí)行機(jī)構(gòu)指產(chǎn)生推力或位移的裝置，調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)指直接改變能量或物料輸送量的裝置，通常稱為控制閥（調(diào)節(jié)閥）。執(zhí)行器通常由伺服放大器和執(zhí)行機(jī)構(gòu)兩部分組成。兩相伺服電動機(jī)是執(zhí)行機(jī)構(gòu)的動力裝置，可能將電能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能。位置發(fā)送器用來提供與執(zhí)行機(jī)構(gòu)輸出軸角位移成正比的電流信號，以表明閥門開度，改電流信號作為位置反饋信號送到伺服放大器的反饋通道。再根據(jù)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的輸出力必須大于控制閥的不平衡力來確定執(zhí)行機(jī)構(gòu)的規(guī)格品種。但當(dāng)所選用的控制閥口徑較大或差壓較高時(shí)，要求執(zhí)行機(jī)構(gòu)具有較大的輸出力，因此可考慮選用活塞式執(zhí)行機(jī)構(gòu)，當(dāng)然也可以選用薄膜式執(zhí)行機(jī)構(gòu)再 教師批閱： 課程設(shè)計(jì)用紙 第 ８ 頁 配以閥門定位器。有壓力信號時(shí)閥關(guān)，無壓力信號時(shí)閥開為氣關(guān)式執(zhí)行器，反之為氣開式執(zhí)行器。 調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)的選擇：由于生產(chǎn)過程中，被控介質(zhì)的特性千差萬別，有高壓的、高黏度的、強(qiáng)腐蝕的；流體的流動狀體也各不相同。 第四章 、除氧器水位控制 系統(tǒng) 第一節(jié) 、測量部分： 除氧器水位的測量通常采用