火電廠鍋爐溫度控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文)word格式

1、課程設(shè)計(jì)任務(wù)書學(xué)生姓名： 專業(yè)班級(jí)： 指導(dǎo)教師： 工作單位： 題 目: 火電廠鍋爐溫度控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 初始條件：鍋爐溫度的控制效果直接影響著產(chǎn)品的質(zhì)量，溫度低于或高于要求時(shí)要么不能達(dá)到生產(chǎn)質(zhì)量指標(biāo)有時(shí)甚至?xí)l(fā)生生產(chǎn)事故。采用雙交叉燃燒控制以鍋爐爐膛溫度為主控參數(shù)、燃料和空氣并列為副被控變量設(shè)計(jì)火電廠鍋爐溫度控制系統(tǒng)，以達(dá)到精度在 范圍內(nèi)。要求完成的主要任務(wù): （包括課程設(shè)計(jì)工作量及其技術(shù)要求，以及說(shuō)明書撰寫等具體要求）1、選擇控制方案2、繪制鍋爐溫度控制系統(tǒng)方案圖3、確定系統(tǒng)傳感與變送器的選擇、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、控制電路等4、說(shuō)明系統(tǒng)工作原理時(shí)間安排：1月21日 選題、理解課題任務(wù)要求1月22日 方

2、案設(shè)計(jì)1月23、24日 參數(shù)計(jì)算撰寫說(shuō)明書1月25日 答辯指導(dǎo)教師簽名： 2008 年 1 月 9 日系主任（或責(zé)任教師）簽名： 2008 年 1 月 12 日目 錄1、緒論12、鍋爐的工藝流程及控制要求22.1鍋爐的工藝流程22.2鍋爐的控制要求33、鍋爐爐膛溫度的動(dòng)態(tài)特性分析34、方案設(shè)計(jì)54.1爐膛溫度控制的理論數(shù)學(xué)模型54.2爐膛溫度控制方法的選擇54.3 系統(tǒng)單元元件的選擇64.3.1溫度檢測(cè)變送器的選擇64.3.2流量檢測(cè)變送器的選擇84.3.3主、副控制器正反作用的選擇104.3.4主回路的pid調(diào)節(jié)器和副回路的pi調(diào)節(jié)器104.3.5控制器儀表的選擇104.3.6控制閥的選擇1

3、25、控制系統(tǒng)的工作原理146、設(shè)計(jì)心得157、參考文獻(xiàn)161、緒論工程控制是工業(yè)自動(dòng)化的重要分支。幾十年來(lái)，工業(yè)過(guò)程控制獲得了驚人的發(fā)展，無(wú)論是在大規(guī)模的結(jié)構(gòu)復(fù)雜的工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中，還是在傳統(tǒng)工業(yè)過(guò)程改造中，過(guò)程控制技術(shù)對(duì)于提高產(chǎn)品質(zhì)量以及能源的節(jié)約都起著重要的作用。生產(chǎn)過(guò)程是指物料經(jīng)過(guò)若干加工步驟而成為產(chǎn)品的過(guò)程。該過(guò)程中通常會(huì)發(fā)生物理化學(xué)反應(yīng)、生化反應(yīng)、物質(zhì)能量的轉(zhuǎn)換與傳遞等等，或者說(shuō)生產(chǎn)過(guò)程表現(xiàn)為物流過(guò)變化的過(guò)程，伴隨物流變化的信息包括物流性質(zhì)的信息和操作條件的信息。生產(chǎn)過(guò)程的總目標(biāo)，應(yīng)該是在可能獲得的原料和能源條件下，以最經(jīng)濟(jì)的途徑，將原物料加工成預(yù)期的合格產(chǎn)品。為了打到目標(biāo)，必須對(duì)生

4、產(chǎn)過(guò)程進(jìn)行監(jiān)視和控制。因此，過(guò)程控制的任務(wù)是在了解生產(chǎn)過(guò)程的工藝流程和動(dòng)靜態(tài)特性的基礎(chǔ)上，應(yīng)用理論對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行分析與綜合，以生產(chǎn)過(guò)程中物流變化信息量作為被控量，選用適宜的技術(shù)手段。實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過(guò)程的控制目標(biāo)。生產(chǎn)過(guò)程總目標(biāo)具體表現(xiàn)為生產(chǎn)過(guò)程的安全性、穩(wěn)定性和經(jīng)濟(jì)性。（1）安全性 在整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程中，確保人身和設(shè)備的安全是最重要和最基本的要求。在過(guò)程控制系統(tǒng)中采用越限報(bào)警、事故報(bào)警和連鎖保護(hù)等措施來(lái)保證生產(chǎn)過(guò)程的安全性。另外，在線故障預(yù)測(cè)與診斷、容錯(cuò)控制等可以進(jìn)一步提高生產(chǎn)過(guò)程的安全性。（2）穩(wěn)定性 指系統(tǒng)抑制外部干擾、保持生產(chǎn)過(guò)程運(yùn)行穩(wěn)定的能力。變化的工業(yè)運(yùn)行環(huán)境、原料成分的變化、能源系統(tǒng)的波動(dòng)等均有

5、可能影響生產(chǎn)過(guò)程的穩(wěn)定運(yùn)行。在外部干擾下，過(guò)程控制系統(tǒng)應(yīng)該使生產(chǎn)過(guò)程參數(shù)與狀態(tài)產(chǎn)生的變化盡可能小，以消除或者減少外部干擾可能造成的不良影響。（3）經(jīng)濟(jì)性 在滿足以上兩個(gè)基本要求的基礎(chǔ)上，低成本高效益是過(guò)程控制的另外一個(gè)重要目標(biāo)。為了打到這個(gè)目標(biāo)，不進(jìn)需要對(duì)過(guò)程控制系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，還需要管控一體化，即一經(jīng)濟(jì)效益為目標(biāo)的整體優(yōu)化。工業(yè)過(guò)程控制可以分為連續(xù)過(guò)程工業(yè)、離散過(guò)程工業(yè)和間隙過(guò)程工業(yè)。其中，連續(xù)過(guò)程工業(yè)占的比重最大，涉及石油、化工、冶金、電力、輕工、紡織、醫(yī)藥、建材、食品等工業(yè)部門，連續(xù)過(guò)程工業(yè)的發(fā)展對(duì)我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)意義最大。過(guò)程控制主要指的就是連續(xù)過(guò)程工業(yè)的過(guò)程控制。鍋爐是工業(yè)生產(chǎn)中不可缺

6、少的動(dòng)力設(shè)備，它多產(chǎn)生的蒸汽不僅能夠?yàn)檎麴s、化學(xué)反應(yīng)、干燥、蒸發(fā)等過(guò)程提供熱源，而且，還可以作為風(fēng)機(jī)，壓縮機(jī)、泵類驅(qū)動(dòng)透平的動(dòng)力源。隨著石油化學(xué)工業(yè)規(guī)模的不斷擴(kuò)大，生產(chǎn)過(guò)程不斷強(qiáng)化，生產(chǎn)設(shè)備不斷革新，作為全廠動(dòng)力和熱源的鍋爐，亦向著大容量、高參數(shù)、高效率的方向發(fā)展。為確保安全，穩(wěn)定生產(chǎn)，對(duì)過(guò)路設(shè)備的自動(dòng)控制就顯得尤為重要。2、鍋爐的工藝流程及控制要求2.1鍋爐的工藝流程由于鍋爐設(shè)備使用的燃料、燃燒設(shè)備、爐體形式、鍋爐功用和運(yùn)行要求的不同，鍋爐有各種各樣的流程。常見(jiàn)流程如圖2.1所示。由圖可知，蒸汽發(fā)生系統(tǒng)由給水泵、給水調(diào)節(jié)閥、省煤器、汽包及循環(huán)管組成。燃料和熱空氣按照一定的比例進(jìn)入燃燒室燃燒，

7、產(chǎn)生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(guò)熱器，形成一定汽溫的過(guò)熱蒸汽，匯集至蒸汽母管。壓力為的過(guò)熱蒸汽，經(jīng)負(fù)荷設(shè)備調(diào)節(jié)閥供給生產(chǎn)負(fù)荷使用。與此同時(shí)，燃燒過(guò)程中產(chǎn)生的煙氣，將飽和蒸汽變成過(guò)熱蒸汽后，經(jīng)省煤器預(yù)熱鍋爐給水和空氣預(yù)熱器預(yù)熱空氣，最后經(jīng)引風(fēng)機(jī)送往煙囪排入大氣。圖 2.1 鍋爐的工藝流程圖2.2鍋爐的控制要求根據(jù)生產(chǎn)負(fù)荷的不同需要，鍋爐需要提供不同規(guī)格（壓力和溫度）的蒸汽，同時(shí)，根據(jù)安全性和經(jīng)濟(jì)性的要求，是鍋爐安全運(yùn)行和完全燃燒，鍋爐設(shè)備的主要控制要求如下。1、供給蒸汽量適應(yīng)負(fù)荷變化需要或者保持給定負(fù)荷；2、鍋爐供給用汽設(shè)備的蒸汽壓力應(yīng)當(dāng)保持在一定的范圍內(nèi)；3 、過(guò)熱蒸汽溫度

8、保持在一定范圍；4、汽包水位保持在一定范圍；5、保持鍋爐燃燒的經(jīng)濟(jì)性和安全性；6 、爐膛負(fù)壓保持在一定的范圍內(nèi)。根據(jù)上述要求，鍋爐設(shè)備的主要控制系統(tǒng)見(jiàn)表2.1.表2.1 鍋爐設(shè)備的主要控制系統(tǒng)控制系統(tǒng)被控變量操縱變量控制目的鍋爐給水控制系統(tǒng)鍋爐汽包水位給水流量鍋爐內(nèi)產(chǎn)生的蒸汽和給水的無(wú)聊平衡過(guò)路燃燒控制系統(tǒng)蒸汽壓力煙氣成分爐膛負(fù)壓燃料流量送風(fēng)流量引風(fēng)流量蒸汽負(fù)荷的平衡燃燒的完全和經(jīng)濟(jì)性鍋爐運(yùn)行的安全性過(guò)熱蒸汽控制系統(tǒng)過(guò)熱蒸汽溫度噴水流量過(guò)熱蒸汽的溫度和安全性3、鍋爐爐膛溫度的動(dòng)態(tài)特性分析火電廠的鍋爐爐膛由于采用的燃料為煤粉，在燃燒過(guò)程中，爐膛和汽包之間的傳熱過(guò)程是一個(gè)相當(dāng)復(fù)雜的過(guò)程，爐膛的溫度

9、的動(dòng)態(tài)特性具有一般的大滯后、時(shí)變、非線性和不對(duì)稱性等特點(diǎn)。在過(guò)程控制中，為了方便設(shè)計(jì)，同時(shí)又在一定的要求范圍內(nèi)，我們通常把鍋爐爐膛的溫度的動(dòng)態(tài)特性看作是一個(gè)線性的系統(tǒng)?？梢杂靡韵聜鬟f函數(shù)描述。具有時(shí)滯的一階環(huán)節(jié) 具有時(shí)滯的二階環(huán)節(jié) 在現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境中，爐膛內(nèi)的溫度變化是時(shí)時(shí)刻刻的，很難用一個(gè)固定的數(shù)學(xué)公式將爐溫的變化規(guī)律總結(jié)出來(lái)。但是我們要對(duì)爐膛內(nèi)的溫度進(jìn)行控制就必須要對(duì)爐膛內(nèi)的溫度變化進(jìn)行一個(gè)規(guī)律的總結(jié)，所以在規(guī)定的要求范圍內(nèi)，對(duì)一些情況進(jìn)行近似處理是很合理和必要的。在通常情況下，我們給定爐膛一個(gè)溫度值，作為系統(tǒng)的給定，使鍋爐爐膛在這個(gè)給定的溫度狀態(tài)下工作。這個(gè)溫度的變化又是和爐內(nèi)的燃料燃燒量和爐

10、體的總散熱量相關(guān)的。對(duì)于火電廠鍋爐來(lái)說(shuō)，爐體的容量、結(jié)構(gòu)、檢測(cè)元件及其安放位置等都影響著滯后的大小。它不是一個(gè)單一的問(wèn)題，是一個(gè)系統(tǒng)問(wèn)題(容積滯后時(shí)間就是級(jí)聯(lián)的各個(gè)慣性環(huán)節(jié)的時(shí)間常數(shù)之和)。純滯后產(chǎn)生的根源也要從整個(gè)測(cè)量系統(tǒng)來(lái)考慮，并且與溫度的高低有關(guān)。熱量從熱源傳到溫度傳感器要經(jīng)過(guò)多個(gè)熱阻與熱容相串聯(lián)的熱慣性環(huán)節(jié)，而串聯(lián)的多容對(duì)象會(huì)產(chǎn)生等效純時(shí)滯后。隨著溫度的升高，輻射傳熱的比例增大，輻射具有穿透性，使傳熱路徑縮短，傳熱速度加快。所以純滯后的時(shí)間會(huì)隨溫度升高而減小。由于火電廠鍋爐使用的燃料是煤粉，即鍋爐能量的來(lái)源方式是通過(guò)化學(xué)燃料的燃燒獲得能量的，同時(shí)，爐膛內(nèi)能量的散發(fā)形式又是以爐膛的爐體熱

11、量散失，對(duì)汽包進(jìn)行熱量傳導(dǎo)進(jìn)行散失等多種途徑進(jìn)行的，所以爐膛內(nèi)的溫度的變化是一個(gè)相當(dāng)復(fù)雜的過(guò)程，是一個(gè)非線性變化的過(guò)程。從模型參數(shù)上看，在鍋爐爐膛的整個(gè)溫度調(diào)節(jié)范圍內(nèi)，對(duì)象的增益、容積滯后時(shí)間和純滯后時(shí)間通常是與工作溫度與負(fù)載變化有關(guān)的變參數(shù)，而且參數(shù)變化量與溫度變化量之間是非線性關(guān)系。由于鍋爐爐膛內(nèi)的溫度是高溫段的，在高溫段，溫度變化的純滯后時(shí)間和過(guò)程增益將比低溫段有顯著減少，而時(shí)間常數(shù)則顯著增大。鍋爐作為一種高負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)的設(shè)備，特別是火電廠內(nèi)的鍋爐，長(zhǎng)期處于高負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)下，隨著運(yùn)行時(shí)間的變化，其各項(xiàng)性能都會(huì)逐漸發(fā)生變化，特別是隨著使用時(shí)間的增長(zhǎng)，爐子的保溫隔熱材料會(huì)逐漸老化，爐膛內(nèi)部由于長(zhǎng)期處

12、于高溫環(huán)境中，爐體的保溫、密封性能變差，通過(guò)爐體向外散失的熱量增大。此外，鍋爐初次使用和久停后再用時(shí)，由于絕熱保溫材料中的水分大，爐膛溫度的特性差別也是很大的。另外，隨著季節(jié)的變換，鍋爐運(yùn)行的外部環(huán)境溫度也是經(jīng)常變化的，冬天外部環(huán)境相對(duì)較冷，爐體的散熱較快；夏天氣溫炎熱，爐體的散熱相對(duì)會(huì)較慢。如此種種因素都會(huì)引起爐膛溫度特性的變化，但變化的速度十分緩慢而不明顯?；痣姀S鍋爐爐膛溫度具有大慣性、大滯后特性。在爐膛的整個(gè)溫度范圍內(nèi)，對(duì)象的增益、容積滯后時(shí)間、純滯后時(shí)間都是與工作溫度有關(guān)的變參數(shù)。從傳熱原理可知，這些參數(shù)也與負(fù)荷變化有關(guān)。在鍋爐設(shè)計(jì)的工作溫區(qū)，在工作點(diǎn)附近的小范圍內(nèi)其動(dòng)特性接近于線性，

13、較容易控制，用常規(guī)的pid調(diào)節(jié)器也能控制得很好，但不能經(jīng)受太大的擾動(dòng)，也不能夠大范圍地跟蹤變化較快的給定信號(hào)。對(duì)于常規(guī)儀表，大范圍地改變溫度要靠手動(dòng)，僅當(dāng)溫度接近給定值時(shí)方可投入自動(dòng)。根據(jù)以上分析，可以認(rèn)為火電廠鍋爐爐膛溫度是一種具有大容積滯后和大純滯后的對(duì)象。在整個(gè)爐膛的溫區(qū)內(nèi)，其動(dòng)態(tài)參數(shù)隨鍋爐的工作溫度變化，在工作點(diǎn)附近的小溫度范圍內(nèi)，爐膛的動(dòng)態(tài)特性近似線性的。4、方案設(shè)計(jì)4.1爐膛溫度控制的理論數(shù)學(xué)模型根據(jù)以上分析可知，爐膛溫度問(wèn)題是比較復(fù)雜的。對(duì)爐膛溫度動(dòng)態(tài)特性進(jìn)行分段線性化，則在每個(gè)較小的溫度區(qū)間，鍋爐爐膛的燃料流量爐膛溫度系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性可近似地用一個(gè)慣性環(huán)節(jié)和一個(gè)純滯后環(huán)節(jié)串聯(lián)的簡(jiǎn)

14、化模型來(lái)表征，即: （1） 其中k。為過(guò)程的增益，為過(guò)程的純滯后時(shí)間，to為過(guò)程的等效容積滯后時(shí)間。在鍋爐爐膛的整個(gè)溫度范圍內(nèi)，對(duì)象的增益、容積滯后時(shí)間和純滯后時(shí)間都是爐膛溫度和負(fù)載的非線性函數(shù)。k。隨鍋爐爐膛內(nèi)溫度升高而減小，to隨鍋爐爐膛內(nèi)的溫度升高而增大。機(jī)理建模和計(jì)算機(jī)仿真分析以及實(shí)驗(yàn)辨識(shí)等也證明了這一模型的可行性。4.2爐膛溫度控制方法的選擇雙交叉燃燒控制是以鍋爐爐膛溫度為主被控量、燃料和空氣并列為副被控變量的串級(jí)控制系統(tǒng)。其中，兩個(gè)并列的副環(huán)具有邏輯比值功能。使該控制系統(tǒng)在穩(wěn)定工作的情況下保證空氣和燃料的最佳比值，也能在動(dòng)態(tài)過(guò)程中盡量維持空氣、燃料在最佳比值附近，因此，具有良好的經(jīng)

15、濟(jì)效益和社會(huì)效益。在煤粉流量調(diào)節(jié)回路中，爐溫pid的輸出a1與根據(jù)實(shí)測(cè)空氣流量折算成需要的煤粉流量之后，分別乘以一個(gè)偏置系數(shù)k3，得到信號(hào)a2，乘以一個(gè)偏置系數(shù)k4得到信號(hào)a3，a1、a2、a3三者經(jīng)過(guò)高低選擇器比較，選中者作為煤粉流量pid的設(shè)定值?？諝饬髁空{(diào)節(jié)回路中，爐溫pid的輸出b1，與根據(jù)實(shí)測(cè)煤粉流量折算成所須空氣流量之后，分別乘上一個(gè)偏置系數(shù)k1得到信號(hào)b2，乘上偏置系數(shù)k2得到信號(hào)b3，b1、b2、b3三者經(jīng)高低選擇器比較，選中者乘上流量補(bǔ)償系數(shù)，送到空氣pid作為設(shè)定值。圖4.1 雙交叉限幅燃燒控制原理其系統(tǒng)組成原理圖如圖4.1所示。4.3 系統(tǒng)單元元件的選擇4.3.1溫度檢測(cè)

16、變送器的選擇在本次設(shè)計(jì)中，選用熱電阻溫度變送器，它的量程單元的原理圖如圖4.2。圖4.2熱電偶溫度變送器量程單元原理圖熱電偶溫度變送器與各種測(cè)溫?zé)犭娕寂浜鲜褂茫蓪囟刃盘?hào)線性地轉(zhuǎn)換成為420madc電流信號(hào)或15vdc電壓信號(hào)輸出，它是由量程單元和放大單元兩部分組成的。熱電偶溫度變送器的主要特點(diǎn)是采用非線性負(fù)反饋回路來(lái)實(shí)現(xiàn)線性變化。這個(gè)特殊的性質(zhì)反饋回路能按照熱電偶溫度毫伏信號(hào)間的非線性關(guān)系調(diào)整反饋電壓，以保證輸入溫度t與整機(jī)輸出或間的線性關(guān)系。由圖可見(jiàn)，熱電偶溫度變送器的量程單元由信號(hào)輸入回路a，零點(diǎn)調(diào)整及冷端補(bǔ)償回路b，以及非線性反饋回路c等部分組成。輸入信號(hào)為熱電偶產(chǎn)生的熱電勢(shì)，輸入回

17、路中限流電阻、和限壓穩(wěn)壓管為安全火花防爆元件；電阻、還與電容組成低通濾波器。零點(diǎn)調(diào)整、量程調(diào)整電路的工作原理與直流毫伏變送器大致相仿。所不同的是：在熱電偶溫度變送器的輸入回路中增加了由銅電阻等元件組成的熱電偶冷端溫度補(bǔ)償電路；同時(shí)把調(diào)零電位器移動(dòng)到了反饋回路的支路上；在反饋回路中增加了運(yùn)算放大器等組成的線性化電路起線性化作用。由于鍋爐爐膛內(nèi)的溫度值較高，所以選用的熱電偶變送器的溫度測(cè)量值必須達(dá)到要求，這里，我選用的是dbw-1150型熱電偶溫度變送器。dbw-1150型熱電偶溫度變送器是ddz-iii系列儀表的主要品種。本溫度變送器用熱電偶作為測(cè)溫元件，將被測(cè)溫度線性地轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)1-5vd

18、c或4-20madc輸出，供給指示、記錄、凋節(jié)器、計(jì)算機(jī)等自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)。技術(shù)參數(shù)：輸入：標(biāo)準(zhǔn)熱電偶輸出：輸出電流：420madc輸出電壓：15vdc輸出電阻：250允許負(fù)載變化范圍：100量 程：01600冷端補(bǔ)償誤差：1溫度漂移：0.1基本誤差/1絕緣電阻：電源、輸入與輸出端子間100m絕緣強(qiáng)度：電源/輸入/輸山端子間1500vac/分鐘工作條件：環(huán)境溫度：050相對(duì)濕度：90%（rh）電源電壓：24vdc5%功耗：2w防爆等級(jí)：(ib)iict6重量：2kg4.3.2流量檢測(cè)變送器的選擇由于流量變送的對(duì)象是煤粉和熱空氣，所以在選擇流量變送裝置的時(shí)候，必須是能夠檢測(cè)氣體流量和和粉末混合氣體

19、的流量的。另外，由于空氣是熱空氣，所以還要求變送裝置能夠在一定的高溫下工作，所以這里選用的流量變送器為lugb型渦街流量計(jì)。lugb型渦街流量計(jì)根據(jù)卡門（karman）渦街原理測(cè)量氣體、蒸汽或液體的體積流量、標(biāo)況的體積流量或質(zhì)量流量的體積流量計(jì)。廣泛用于各種行業(yè)氣體、液體、蒸汽流量的計(jì)量，也可測(cè)量含有微小顆料、雜質(zhì)的混濁液體，并可作為流量變送器用于自動(dòng)化控制系統(tǒng)中。lugb型渦街流量傳感器防爆型，符合gb3836-2000爆炸性環(huán)境用防爆電氣設(shè)備有關(guān)規(guī)定，防爆標(biāo)志為“exiaiict6”，該儀表適用于工廠c級(jí)t6組及其以下的爆炸場(chǎng)所。在本次設(shè)計(jì)中，選用lugb型渦街流量傳感器其精度等級(jí)完全可以

20、滿足火電廠鍋爐溫度控制系統(tǒng)的精度要求。產(chǎn)品特點(diǎn)：可測(cè)量蒸汽、氣體、液體的體積流量和質(zhì)量流量無(wú)機(jī)械運(yùn)動(dòng)部件 測(cè)量精度高 結(jié)構(gòu)緊湊 維護(hù)方便壓力損失小 量程范圍寬 量程比達(dá)1040倍采用消擾電路和抗振傳感頭 儀表具有抗環(huán)境振動(dòng)性能可測(cè)介質(zhì)溫度達(dá)+350（+450）技術(shù)參數(shù)：公稱口徑： dn10dn500測(cè)量介質(zhì)： 氣體、液體、蒸氣可測(cè)介質(zhì)溫度： -40150；-40280；-40350；-40450公稱壓力： 2.5mpa（2.5 mpa協(xié)商供貨）精度等級(jí)： 1級(jí)，0.5級(jí)（注：0.5級(jí)量程范圍1：7）輸出信號(hào)： 電壓脈沖：低電平1v，高電平6v，脈沖寬0.4ms，負(fù)載電阻150 420ma轉(zhuǎn)換精

21、度0.5%滿度值，負(fù)載電阻19v350，24v500，30v750 現(xiàn)場(chǎng)液晶顯示：瞬時(shí)流量6位顯示，（m3/h或kg/h，t/h），轉(zhuǎn)換精度0.1%；累計(jì)流量8位顯示，（m3，kg，t），轉(zhuǎn)換精度0.1%供電電源： 電壓脈沖輸出：+12vdc或+24vdc 420ma輸出：+19vdc+30vdc 現(xiàn)場(chǎng)液晶顯示：電池供電3.6v，1節(jié)1號(hào)鋰電池，使用壽命大于3年；外部供電+12vdc或+24vdc可實(shí)現(xiàn)帶背光的液晶顯示（訂貨注明） 環(huán)境溫度： 電壓脈沖輸出：-30+65 420ma輸出：-10+55 現(xiàn)場(chǎng)液晶顯示 -25+55防爆標(biāo)志： exiaiibt6表體材料： 1cr18ni9ti(其它

22、材料協(xié)議供貨)；45號(hào)鋼（法蘭連接型）全智能型儀表： 輸出信號(hào)：標(biāo)態(tài)的體積流量或質(zhì)量流量 現(xiàn)場(chǎng)液晶顯示：循環(huán)顯示6位瞬時(shí)流量、壓力、溫度；8位顯示累積量4.3.3主、副控制器正反作用的選擇副控制器的正、反作用要根據(jù)副回路的具體情況決定，而與主回路無(wú)關(guān)。副環(huán)可以按照單回路控制系統(tǒng)確定正、反作用的方法來(lái)確定副控制器的正，反作用。主控制器的正、反作用根據(jù)主回路所包括的各環(huán)節(jié)來(lái)確定。副回路的放大倍數(shù)可視為“正”，因變送器一般為“正”，這樣主控制器的正負(fù)特性與主對(duì)象的正負(fù)特性一致。本設(shè)計(jì)中,主控制器和副控制器都要反作用。4.3.4主回路的pid調(diào)節(jié)器和副回路的pi調(diào)節(jié)器因?yàn)橹骰芈肥且粋€(gè)定制系統(tǒng)，主控制器

23、起著定制控制作用。保持主變量的穩(wěn)定是首要任務(wù)，主控制器必須有積分作用。在這里采用的是pid調(diào)節(jié)器，它綜合了比例控制、積分控制和微分控制三種規(guī)律的優(yōu)點(diǎn)，又克服了各自的缺點(diǎn)。比例部分能夠迅速響應(yīng)控制作用，積分部分則最終消除穩(wěn)態(tài)偏差，微分部分可以穩(wěn)定調(diào)節(jié)精度。因?yàn)楦被芈肥且粋€(gè)隨動(dòng)系統(tǒng)，其給定值隨主控制器輸出的變化而變化，同時(shí)兩個(gè)并列的副環(huán)具有邏輯比值關(guān)系，其變化是雙交叉的，為了能快速跟蹤，同時(shí)比例調(diào)節(jié)，應(yīng)該采用pi調(diào)節(jié)。4.3.5控制器儀表的選擇采用模擬控制器:ddziii型調(diào)節(jié)器，ddz基型控制器框圖如圖4.3 。由控制單元和指示單元兩部分組成?？刂茊卧ㄝ斎腚娐贰⒈壤e分微分電路、手動(dòng)電路、保

24、持電路。指示單元有兩種，因此基型控制器也分兩種，即全刻度指示控制器和偏差指示控制器?？刂破鞯妮斎胄盘?hào)為15v的測(cè)量信號(hào)。設(shè)定信號(hào)有內(nèi)設(shè)定和外設(shè)定兩種。內(nèi)設(shè)定信號(hào)為15v，外設(shè)定信號(hào)為420ma。測(cè)量信號(hào)和設(shè)定信號(hào)通過(guò)輸入電路進(jìn)行減法運(yùn)算，輸出偏差到比例積分微分電路進(jìn)行比例積分微分運(yùn)算后，由輸出電路轉(zhuǎn)換為420ma信號(hào)輸出。手動(dòng)電路和保持電路附于比例積分微分電路之中，手動(dòng)電路可實(shí)現(xiàn)軟手動(dòng)和硬手動(dòng)兩種操作，當(dāng)處于軟手動(dòng)狀態(tài)時(shí)，用手指按下軟手動(dòng)操作鍵，使控制器輸出積分式上升或下降，當(dāng)手指離開(kāi)操作鍵時(shí)，控制器的輸出值保持在手指離開(kāi)前瞬間的數(shù)值上，當(dāng)控制器處于硬手動(dòng)狀態(tài)時(shí)，移動(dòng)硬手動(dòng)操作桿，能使控制器的

25、輸出快速改變到需要的數(shù)值，只要操作桿不動(dòng)，就保持這一數(shù)值不變。由于有保持電路，使自動(dòng)與軟手動(dòng)相互切換，硬手動(dòng)只能切換到軟手動(dòng)，都是無(wú)平衡無(wú)擾動(dòng)切換，只有軟手動(dòng)和自動(dòng)切換到硬手動(dòng)需要事先平衡才能實(shí)現(xiàn)無(wú)擾動(dòng)切換。如果是全刻度指示控制器，測(cè)量信號(hào)的指示電路和設(shè)定信號(hào)的指示電路分別把15v電壓信號(hào)轉(zhuǎn)化為15ma電流信號(hào)用雙針指示器分別指示測(cè)量信號(hào)和設(shè)定信號(hào)。當(dāng)控制器出現(xiàn)故障需要把控制器從殼體中取出檢查時(shí)，可以把便攜式手動(dòng)操作器插入手動(dòng)操作插孔，以實(shí)現(xiàn)手動(dòng)操作。圖4.3中的420ma輸出信號(hào)通過(guò)精密電阻轉(zhuǎn)化為15v電壓反饋到控制器的輸入端，使控制器形成了自閉系統(tǒng)，提高了控制器的運(yùn)算精度。圖4.3 ddz

26、基型控制器框圖根據(jù)火電廠生產(chǎn)設(shè)計(jì)要求，采用whspl型調(diào)節(jié)器。技術(shù)參數(shù)：調(diào)節(jié)器輸入通道5路，信號(hào)標(biāo)準(zhǔn)4-20ma（1-5vdc）或0-10 ma（0-2.5vdc）。調(diào)節(jié)器輸出通道1路，信號(hào)標(biāo)準(zhǔn)4-20ma或0-10 ma。跟蹤輸入通道1路，信號(hào)標(biāo)準(zhǔn)1-5vdc（ddz-iii型）或0-2.5vdc（ddz-ii型）。模擬輸入通道的輸入阻抗為250。故障接點(diǎn)輸出1路，晶體管集電極開(kāi)路輸出。手/自接點(diǎn)輸入1路，無(wú)電壓開(kāi)關(guān)接點(diǎn)，接點(diǎn)容量0.5a。手動(dòng)：on，自動(dòng)：off。電源：22010%ac，0.2a。每個(gè)通道都可以用撥碼開(kāi)關(guān)設(shè)定為是否進(jìn)行開(kāi)方運(yùn)算，阻尼時(shí)間可通過(guò)面板修改。pid參數(shù)范圍： （1

27、）給定值-6.9%106.9% （2）比例帶0.0799.9% （3）積分時(shí)間0.099.9%分 （4）微分時(shí)間0.099.9%分 （5）采樣周期200毫秒安裝方式：表盤安裝，儀表自帶懸掛裝置。儀表外尺寸:80160260mm。4.3.6控制閥的選擇按所用能源形式的不同，執(zhí)行器分為電動(dòng)、氣動(dòng)和液動(dòng)三類。本設(shè)計(jì)主要是采用氣動(dòng)執(zhí)行器，為了安全考慮，采用氣開(kāi)式。它由氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)和控制機(jī)構(gòu)兩部分組成。氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)又分為薄膜式和活塞式，它們都是以壓縮空氣為能源，具有控制性好，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，動(dòng)作可靠，維修方便，防活防爆和價(jià)廉等優(yōu)點(diǎn)，并可以方便地與氣動(dòng)儀表配套使用。氣動(dòng)執(zhí)行器也稱為氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥，介紹典型產(chǎn)品氣動(dòng)薄

28、膜調(diào)節(jié)閥地結(jié)構(gòu)和工作原理。氣動(dòng)薄膜調(diào)節(jié)閥的結(jié)構(gòu)可以分為兩部分，上面是執(zhí)行機(jī)構(gòu)，下面是調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)。從所學(xué)的知識(shí)可以了解到，它主要由膜片、彈簧、推桿、閥芯、閥座等零部件組成。當(dāng)來(lái)自控制器的信號(hào)壓力通入到薄膜氣室時(shí)，在膜片上產(chǎn)生一個(gè)推力，并推動(dòng)推桿部件向下移動(dòng)，使閥芯和閥座之間的空隙減小，流體受到的阻力增大，流量減小。推桿下移的同時(shí)，彈簧受壓產(chǎn)生反作用力，直到彈簧的反作用力與信號(hào)壓力在膜片上產(chǎn)生的推力相平衡為止，此時(shí)，閥芯與閥座之間的流通面積不再改變，流體的流量穩(wěn)定，可見(jiàn)，調(diào)節(jié)閥是根據(jù)信號(hào)壓力的大小，通過(guò)改變閥芯的行程來(lái)改變閥的阻力大小，達(dá)到控制流量的目的。為了滿足火電廠的安全生產(chǎn)要求，在此次設(shè)計(jì)中使

29、用vbd氣動(dòng)端面密封蝶閥，vbd氣動(dòng)端面密封蝶閥是一種重量輕，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的后座式端面密封蝶閥。閥體、閥板均用鋼板焊接或鑄造加工而成。適用于低壓狀態(tài)的空氣或其他氣體的流量、壓力控制。本產(chǎn)品符合gb/t4213-92標(biāo)準(zhǔn)。技術(shù)參數(shù)：型式： 扁平式焊接或鑄造閥體公稱通徑： 1252000mm（580）公稱壓力： pn0.25、0.6、1.0、1.6mpa jis2k、 jis5k、jis10k ansi 150連接型式： 法蘭式：1252000mm（880）密封面型式：rf材料： 25#、sus304、sus316、高溫耐熱鋼ni25mo等標(biāo) 準(zhǔn) 型： 適用-5200，公稱通徑dn550以下。外部軸承

30、型： 公稱通徑dn600以上；公稱通徑dn550以下，溫度200600。壓蓋形式： 螺栓壓緊式填 料： 聚四氟乙烯、 聚四氟乙烯石棉（常溫用）、 柔性石墨（中溫、高溫用）閥內(nèi)組件額定行程： 全開(kāi)60或全開(kāi)90閥板材料： 25#、sus304、sus316等旋轉(zhuǎn)軸材料：sus630、sus304、sus316閥體、閥板密封形式 端面密封型執(zhí)行機(jī)構(gòu)型式 氣缸活塞執(zhí)行機(jī)構(gòu)供氣壓力500kpa氣源接口g1/8、g1/4、g3/8、g1/2、環(huán)境溫度070閥作用型式根據(jù)執(zhí)行機(jī)構(gòu)與旋轉(zhuǎn)軸之間鍵連接位置不同，可實(shí)現(xiàn)閥的氣關(guān)式或氣開(kāi)式閥門安裝方式 閥桿應(yīng)水平地安裝在配管上。若安裝方式發(fā)生變化，請(qǐng)予以注明。附件

31、定位器、空氣過(guò)濾減壓器、保位閥、行程開(kāi)關(guān)、閥位傳送器、手輪機(jī)構(gòu)等5、控制系統(tǒng)的工作原理目前在火力發(fā)電廠中，鍋爐爐膛溫度的控制雖然已經(jīng)普遍采用了計(jì)算機(jī)控制，但最常用的控制方法仍是普通pid控制，包括單回路、串級(jí)回路和分程控制等都是由pid作為基本的控制算法。在此次設(shè)計(jì)中我們采用串級(jí)回路控制方法。串級(jí)調(diào)節(jié)系統(tǒng)多用于燃料源受頻繁擾動(dòng)的鍋爐爐膛，該系統(tǒng)由主回路和副回路組成，主回路根據(jù)實(shí)際值與給定值的偏差由pid調(diào)節(jié)規(guī)律對(duì)燃料流量進(jìn)行調(diào)節(jié)，副回路根據(jù)燃料流量實(shí)際值與主回路溫度調(diào)節(jié)器輸出的燃料流量的偏差對(duì)流量進(jìn)行調(diào)節(jié)，以避免擾動(dòng)對(duì)燃料流量的影響。在系統(tǒng)穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)，溫度pid的輸出以a1送到煤粉流量調(diào)節(jié)回路pid作為設(shè)定值，以b1送到空氣流量調(diào)節(jié)回路pid作為設(shè)定值。在負(fù)荷劇增(溫測(cè)溫給)時(shí),溫度pid的輸出劇增.對(duì)于空氣流量調(diào)節(jié)回路,隨著b1開(kāi)始增加時(shí),b1b2時(shí),低選器選中b2,b1被中斷,同時(shí)b3b1時(shí),低選器又選中b1,b1又作為該回路pid設(shè)定值,交叉限制作用結(jié)束,系統(tǒng)穩(wěn)定。對(duì)于煤粉流量調(diào)節(jié)回路,隨著煤粉流量的增加,高選器選a1,而低選器中,開(kāi)始時(shí)選a1作為該回路pid的設(shè)定值, 煤粉流量增加,a1a2時(shí),低選氣選a2,a1被中斷, 煤粉流量隨著空氣流量增加而增加,交叉限制作用開(kāi)始,當(dāng)a2增加到a2a1時(shí),低選器又選a1,此時(shí)a1a3,