【正文】 業(yè)，也是關(guān)系國(guó)計(jì)民生的公用事業(yè)。蒸汽 壓力過低或過高，對(duì)于金屬導(dǎo)管和負(fù)荷設(shè)備都是不利的。 熱電廠鍋爐主要任務(wù)是加熱蒸汽，蒸汽可直接進(jìn)入生產(chǎn)系統(tǒng)或者進(jìn)入汽輪機(jī)發(fā)電。 內(nèi)蒙古科技大學(xué) 過程控制課程設(shè)計(jì)論文 題目：熱電廠鍋爐蒸汽壓力 控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 專業(yè)：測(cè)控技術(shù)與儀器 班級(jí)：測(cè)控 082班 2020 年 8 月 30 日 內(nèi)蒙古科技大學(xué)本科生課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書 II 熱電廠鍋爐蒸汽壓力控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 摘要 本設(shè)計(jì)以包鋼熱電廠的鍋爐蒸汽壓力控制部分為研究對(duì)象，應(yīng)用所學(xué)專業(yè)知識(shí)設(shè)計(jì)控制系統(tǒng)。熱電廠的 三大主機(jī) 包括： 鍋爐、汽輪機(jī)、汽輪發(fā)電機(jī) 。蒸汽壓力是衡量鍋爐的蒸汽生產(chǎn)量與負(fù)荷設(shè)備的蒸汽消耗量是否平衡的重要指標(biāo)，是蒸汽的重要工藝參數(shù)。壓力過高，會(huì)導(dǎo)致鍋爐受損；壓力過低，就不可能提供給負(fù)荷設(shè)備負(fù)荷質(zhì)量的蒸汽；因此，控制蒸汽壓力是安全生產(chǎn)的需要，也是保證燃燒經(jīng)濟(jì)性的需要。我國(guó)電力工業(yè)已經(jīng)走過 121 年的發(fā)展歷程，與世界各國(guó)一樣，電力在經(jīng)濟(jì)發(fā)展和社會(huì)進(jìn)步中越來(lái)越成為不可缺少的物質(zhì)資料和生活資料，電氣化程度成為一個(gè)國(guó)家現(xiàn)代化程度的 重要 標(biāo)志。在生產(chǎn)過程和科學(xué)實(shí)驗(yàn)中，自動(dòng)控制起著越來(lái)越重要的作用 。 熱電廠鍋爐設(shè)備控制系統(tǒng)主要包括對(duì)鍋爐的汽包水位、燃燒系統(tǒng)、母管壓力等回路的控制， 鍋爐參數(shù)的檢測(cè)與控制尤為重要，選擇一個(gè)好的控制方案對(duì)鍋爐進(jìn)行控制是對(duì)經(jīng)濟(jì)效益的一個(gè)非常好的保證。 從鍋爐生產(chǎn)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)來(lái)看，燃料量和風(fēng)量調(diào)整的基本原則是根據(jù)鍋爐負(fù)荷的變化來(lái)增減燃料，同時(shí)通過送風(fēng)機(jī)、引風(fēng)機(jī)的調(diào)整維持合理的空燃比，即保持合理的空氣過量系數(shù)。減負(fù)荷時(shí)，先減少燃料量，再減少風(fēng)量，并要緩慢平穩(wěn)操作。 原煤經(jīng)過制粉系統(tǒng)將大塊的煤轉(zhuǎn)換成可供鍋爐燃燒的煤粉，生水經(jīng)過水處理系統(tǒng)再經(jīng)過除鹽處理而除去水質(zhì)里的鈣、鎂、鈉等鹽分子，然后通入鍋爐，鍋爐里的煤粉和通入的熱空氣經(jīng)過一定比例的混合后燃燒， 放出的熱量將水加熱成為具有一定壓力和溫度的過熱蒸汽，過熱蒸汽進(jìn)入汽輪機(jī)膨脹做工， 使得汽輪機(jī)高速運(yùn)轉(zhuǎn)產(chǎn) 生旋轉(zhuǎn)機(jī)械能，發(fā)電機(jī)將汽輪機(jī)的旋轉(zhuǎn)機(jī)械能轉(zhuǎn)換成電能。 熱電廠的生產(chǎn)過程實(shí)質(zhì)上是將一次能源 (燃料的化學(xué)能 )轉(zhuǎn)化為二次能源（電能）的能量轉(zhuǎn)化過程。 熱電廠是聯(lián)合生產(chǎn)電能和熱能的發(fā)電廠。以熱電廠作為熱源不僅熱能 利用效率高，同時(shí)有利于環(huán)保。 化學(xué)水處理工序 熱電廠化學(xué)水處理和化學(xué)實(shí)驗(yàn)需使用的去離子水基本屬于同一原理，就是使用不同工效的吸附物質(zhì)去掉一次水中需過濾的物質(zhì)，將原水轉(zhuǎn)化成供給鍋爐品質(zhì)合格的除鹽水，減輕機(jī)。鈣、鎂、鈉等陽(yáng)離子，氯根、碳酸根、硫酸根等陰離子，出水即為一級(jí)除鹽水。 鍋爐工序 熱電廠鍋爐主要任務(wù)是加熱蒸汽，循環(huán)流化床鍋爐的工藝過程就是煤炭燃燒內(nèi)蒙古科技大學(xué)本科生課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書 3 后的熱量加熱循環(huán)水，產(chǎn)生蒸汽，在一定壓力下，形成過熱蒸汽，蒸汽可直接進(jìn)入生產(chǎn)系統(tǒng)或者進(jìn)入汽輪機(jī)發(fā)電。供熱的原理是將鍋爐產(chǎn)汽按用戶需要，通過汽輪機(jī)抽汽、減溫減壓器等設(shè)備向用戶提供所需參數(shù)的蒸汽；發(fā)電的原理是利用鍋爐產(chǎn)汽，通過汽輪機(jī)將熱能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能，帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電 ；供暖的原理是通過機(jī)組低真空運(yùn)行，利用機(jī)組排汽余熱作為熱源將供暖循環(huán)水加熱。 鍋爐汽輪機(jī)發(fā)電機(jī)主變壓器電網(wǎng)蒸汽機(jī)械能電能高壓電生 水原 煤 煤 粉熱 空 氣軟 水制 粉 系 統(tǒng)水 處 理 車 間 圖 11 熱電廠生產(chǎn)工藝 鍋爐的工藝流程 鍋爐是石油化工、發(fā)電等工業(yè)過程中必不可少的重要?jiǎng)恿υO(shè)備，它所產(chǎn)生的高壓蒸汽既可作為驅(qū)動(dòng)透平的動(dòng)力源，又可作為精餾、干燥、反應(yīng)、加熱等過程的熱源。隨著工業(yè)生產(chǎn)規(guī)模的不斷擴(kuò)大，作為動(dòng) 力和熱源的鍋爐，也向著大容量、高參數(shù)、高效率方向發(fā)展。 燃料與熱空氣按一定比例送入鍋爐燃燒室燃燒，生成的熱量傳遞給蒸汽發(fā)生系統(tǒng)，產(chǎn)生飽和蒸汽，然后經(jīng)過熱氣，形成一定氣溫的過熱蒸汽，再匯集到蒸汽母管。與此同時(shí)，燃燒過程中產(chǎn)生的煙氣，除將飽和蒸汽變成過熱蒸汽外，還經(jīng)省煤器預(yù)熱鍋爐給水內(nèi)蒙古科技大學(xué)本科生課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書 4 和空氣預(yù)熱器預(yù)熱空氣，最后經(jīng)引風(fēng) 機(jī)送往煙倉(cāng)，排入大氣。 煤 氣熱 空 氣爐膛汽 包空氣預(yù)熱器煙 氣 排 出冷 空 氣 送 入水 送 入熱 空 氣 送 入 爐 膛過 熱 器減 溫 器過 熱 蒸 汽 送 負(fù) 荷圖 12 鍋爐設(shè)備主要工藝流程圖 內(nèi)蒙古科技大學(xué)本科生課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書 5 第二章 控制方案整體設(shè)計(jì)思路 鍋爐設(shè)備的控制任務(wù)是根據(jù)生產(chǎn)負(fù)荷的需要，供應(yīng)一定壓力或溫度的蒸汽，同時(shí)要使鍋爐在安全、經(jīng)濟(jì)的條件下運(yùn)行。 鍋爐汽包水位控制 汽包鍋爐給水自動(dòng)控制的任務(wù)是使鍋爐的給水量適應(yīng)鍋爐的蒸發(fā)量，以維 持汽包水位在規(guī)定的范圍內(nèi)。它間接反映了鍋爐蒸汽負(fù)荷與給水量之間的平衡關(guān)系。如以此過熱蒸汽帶動(dòng)汽輪機(jī)，則將因蒸汽帶液損壞汽輪機(jī)的葉片，造成運(yùn)行的安全事故。 鍋爐汽包水位控制被控變量是汽包水位，操縱變量是給水流量。 蒸汽過熱系統(tǒng)的控制 蒸汽過熱系統(tǒng)包括一級(jí)過熱器、減溫器、二級(jí)過熱器。 過熱蒸汽溫度過高或過低，對(duì)鍋爐運(yùn)行及蒸汽用戶設(shè)備都是不利的。所以必須把過熱器出口蒸汽的溫度控制在規(guī)定范圍內(nèi)。 過熱蒸汽溫度控制有時(shí)還采用雙沖量控制系統(tǒng)，這種方案實(shí)質(zhì)上是串級(jí)控制系統(tǒng)的變形，把減溫器出口溫度經(jīng)微分器作為一個(gè)沖量，其作用和串級(jí)的副參數(shù)相似。燃燒控制過程的根本任務(wù)就是及時(shí)響應(yīng)主控系統(tǒng)的輸出指令，使燃料所提供的熱量適應(yīng)蒸汽符合的需要，同時(shí)還要保證鍋爐燃燒的安全性和經(jīng)濟(jì)性。 既要防止由于空氣不足使煙倉(cāng)冒黑煙，也不要因空氣過量而增加熱量損失；