鍋爐汽包水位雙沖量控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)說(shuō)明書

1、廣西工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院設(shè)計(jì)說(shuō)明書課 題 名 稱： 鍋爐汽包水位控制系統(tǒng)姓 名： 專 業(yè)： 生產(chǎn)過(guò)程自動(dòng)化技術(shù) 班 級(jí)： 自 動(dòng) 化 1031 起 止 日 期： 2012/06/03至2012/06/24 指 導(dǎo) 教 師： 周 雪 會(huì) 目錄摘要1概述1.1鍋爐汽水系統(tǒng)介紹1.2汽包水位控制的難點(diǎn)2設(shè)計(jì)意義與要求 2.1設(shè)計(jì)意義 2.2設(shè)計(jì)要求3.汽包水位特性及其控制3.1汽包水位特性3.1.1汽包水位在給水流量作用下的動(dòng)態(tài)特性3.1.2汽包水位在蒸汽流量的作用下的動(dòng)態(tài)特性3.2汽包水位控制方式4儀表選擇4.1液位變送器的選擇4.2控制器的選擇4.3執(zhí)行器的選擇4.4電氣閥門定位器4.5控制器的作用

2、方式4.6閥的開閉選擇形式5.參數(shù)整定6調(diào)節(jié)閥選型7調(diào)節(jié)閥口徑的計(jì)算心得體會(huì)參考文獻(xiàn)摘要蒸汽鍋爐是廠礦重要的動(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。為此，鍋爐生產(chǎn)過(guò)程的各個(gè)主要參數(shù)都必須嚴(yán)格控制。而利用余熱氣體作為熱交換介質(zhì)的余熱鍋爐在全國(guó)占有很大的比例，其節(jié)能降耗效果尤為明顯。某化工廠硫酸余熱鍋爐就是利用余熱鍋爐副產(chǎn)品中壓蒸汽供給各生產(chǎn)分廠使用，既保證料生產(chǎn)需要也達(dá)到了節(jié)能降耗的目的。鍋爐是一個(gè)較為復(fù)雜的調(diào)節(jié)對(duì)象，為保證提供合格的蒸汽以適應(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。汽包水位是鍋爐運(yùn)行的主要指標(biāo)。保持的水位在一定范圍內(nèi)是保證鍋爐安全運(yùn)行的首

3、要條件。因?yàn)樗贿^(guò)高，會(huì)影響汽包內(nèi)汽水分離，飽和水蒸氣帶水過(guò)多，是過(guò)熱器管壁結(jié)垢并損壞，同時(shí)使過(guò)熱蒸汽的溫度急劇下降。如果該帶液蒸汽被用戶用來(lái)帶汽輪機(jī)，將會(huì)損壞汽輪機(jī)的葉片。水位過(guò)低，由于汽包內(nèi)的水量較少，而負(fù)荷很大時(shí)，水的汽化速度加快，惹不及時(shí)加以控制，將使汽包內(nèi)的水全部汽化，導(dǎo)致水冷壁燒壞，甚至引起爆炸。因此必須對(duì)鍋爐汽包水位進(jìn)行嚴(yán)格控制.汽包水位自動(dòng)調(diào)節(jié)的任務(wù)是給水量與鍋爐蒸發(fā)量相平衡，并維持汽包水位在工藝規(guī)定的范圍內(nèi)。保持鍋爐汽包水位在一定范圍是鍋爐穩(wěn)定安全運(yùn)行的主要指標(biāo)。在參考了多種設(shè)計(jì)方案后，本系統(tǒng)設(shè)計(jì)一種雙沖量水位控制系統(tǒng)，能夠很好補(bǔ)償擾動(dòng)產(chǎn)生的“假水位”現(xiàn)象,有利服務(wù)于現(xiàn)實(shí)生產(chǎn)

4、。1.概述1.1鍋爐汽水系統(tǒng)介紹如圖1所示，經(jīng)過(guò)處理后的水通過(guò)給水母管在給水調(diào)節(jié)器作用下，流經(jīng)省煤器被加熱后送入汽包，然后在汽包和管束系統(tǒng)中進(jìn)行自然對(duì)流交換，汽包產(chǎn)生的蒸汽在上汽包中分離，從主汽管流出，在過(guò)熱器中進(jìn)行一步加熱形成過(guò)熱蒸汽后流向分汽缸，以便與工業(yè)生產(chǎn)以及其他用它用途。圖1鍋爐汽包系統(tǒng)圖1.2汽包水位控制的難點(diǎn)水位的控制技術(shù)是通過(guò)控制進(jìn)水和出水閥的開度，改變水流量來(lái)實(shí)現(xiàn)到。鍋爐汽包水位的控制是鍋爐控制系統(tǒng)較為重要和比較難控制的一項(xiàng)。由于鍋爐在運(yùn)行過(guò)程中存在進(jìn)水量和出水量的變化，所以很難通過(guò)調(diào)整PID參數(shù)來(lái)滿足所以的運(yùn)行條件，獲得理想的效果。調(diào)節(jié)過(guò)量會(huì)導(dǎo)致流量回路動(dòng)作頻繁，從而給下游

5、設(shè)備帶來(lái)了額外的干擾，這樣就倒是水位通常出于欠調(diào)整狀態(tài)允許液位在一定范圍內(nèi)波動(dòng)，以減小出水量的變化。然而欠調(diào)整的PID不能及時(shí)的抑制打擾動(dòng)，這就可能引起鍋爐運(yùn)行的安全問(wèn)題。此外，液位的波動(dòng)也會(huì)破壞鍋爐運(yùn)行過(guò)程的穩(wěn)定，使得整齊輸送等不容易控制。影響鍋爐汽包水位的關(guān)鍵量有給水流量，蒸汽出口流量和混合燃料的進(jìn)料口。各變量都有各自不同的擾動(dòng)。較冷的給水造成的相應(yīng)的純滯后。蒸汽流量的突然增加導(dǎo)致了典型的虛假水位現(xiàn)象，使得過(guò)程暫時(shí)改變了方向，容易發(fā)生誤操作而導(dǎo)致發(fā)生事故。2設(shè)計(jì)意義與要求2.1設(shè)計(jì)意義蒸汽鍋爐是廠礦重要的動(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。為此，鍋爐生產(chǎn)過(guò)程的各個(gè)主要參

6、數(shù)都必須嚴(yán)格控制。而利用余熱氣體作為熱交換介質(zhì)的余熱鍋爐在全國(guó)占有很大的比例，其節(jié)能降耗效果尤為明顯。某化工廠硫酸余熱鍋爐就是利用余熱鍋爐副產(chǎn)品中壓蒸汽供給各生產(chǎn)分廠使用，既保證料生產(chǎn)需要也達(dá)到了節(jié)能降耗的目的。鍋爐是一個(gè)較為復(fù)雜的調(diào)節(jié)對(duì)象，為保證提供合格的蒸汽以適應(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。汽包水位是鍋爐運(yùn)行的主要指標(biāo)。保持的水位在一定范圍內(nèi)是保證鍋爐安全運(yùn)行的首要條件。因?yàn)樗贿^(guò)高，會(huì)影響汽包內(nèi)汽水分離，飽和水蒸氣帶水過(guò)多，是過(guò)熱器管壁結(jié)垢并損壞，同時(shí)使過(guò)熱蒸汽的溫度急劇下降。如果該帶液蒸汽被用戶用來(lái)帶汽輪機(jī)，將會(huì)損壞汽輪機(jī)的葉片。水位過(guò)低，由于汽包內(nèi)

7、的水量較少，而負(fù)荷很大時(shí)，水的汽化速度加快，惹不及時(shí)加以控制，將使汽包內(nèi)的水全部汽化，導(dǎo)致水冷壁燒壞，甚至引起爆炸。因此必須對(duì)鍋爐汽包水位進(jìn)行嚴(yán)格控制。2.2設(shè)計(jì)要求初始條件：鍋爐汽包水位自動(dòng)調(diào)節(jié)的任務(wù)是給水量與鍋爐蒸發(fā)量相平衡，并維持汽包水位在工藝規(guī)定的范圍內(nèi)。汽包水位自動(dòng)調(diào)節(jié)很重要，汽包水位過(guò)高，會(huì)影響汽水分離效果，使蒸汽帶液，如果水位過(guò)低，會(huì)損壞鍋爐，甚至引起爆炸。該對(duì)象的只要擾動(dòng)是蒸汽負(fù)荷的變化。設(shè)計(jì)一控制系統(tǒng)，使汽包水位維持在1000.5，并能對(duì)蒸汽負(fù)荷的擾動(dòng)能及時(shí)克服。要求任務(wù): (1、了解鍋爐生產(chǎn)蒸汽工藝設(shè)備及其工作流程(2、基于對(duì)象特點(diǎn)分析，繪制液位蒸汽雙沖量控制系統(tǒng)方案圖(3

8、、確定系統(tǒng)所需檢測(cè)元件、執(zhí)行元件、控制器技術(shù)參數(shù)(4、撰寫系統(tǒng)調(diào)節(jié)原理及調(diào)節(jié)過(guò)程說(shuō)明書(5、對(duì)該雙沖量控制系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)值計(jì)算(6、總結(jié)課程設(shè)計(jì)的經(jīng)驗(yàn)和收獲3.汽包水位特性及其控制3.1汽包水位特性汽包和蒸發(fā)管系統(tǒng)中儲(chǔ)藏著蒸汽和水，儲(chǔ)存量的多少是以被控制量水位來(lái)表征的。汽包的流入量是給水量，流出量是蒸汽量，當(dāng)給水量等于蒸汽量的時(shí)候，汽包水位就能恒定不變，引起水位變化的主要是蒸汽量的變化和給水量的變化。如果只考慮主要擾動(dòng)，那么汽包水位對(duì)象的動(dòng)態(tài)特性方程可以表示為： （1）式子中，T1，T2為時(shí)間常數(shù)，為給水流量項(xiàng)時(shí)間常數(shù)，為蒸汽流量項(xiàng)時(shí)間常數(shù)，為給水流量項(xiàng)的放大系數(shù)，為蒸汽流量項(xiàng)的放大系數(shù)。3.1.

9、1汽包水位在給水流量作用下的動(dòng)態(tài)特性給水量是鍋爐的輸入量，如果蒸汽負(fù)荷不變，那么給水量發(fā)生變化的時(shí)候，汽包水位的微分方程可以表示為： （2）從而可以得到汽包水位在給水量的作用下的傳遞函數(shù)： （3）的數(shù)值一般很小常?？梢院雎圆挥?jì)，對(duì)于一些鍋爐，在給水量增加較長(zhǎng)時(shí)間里，汽包水位并不增加，存在較長(zhǎng)一段時(shí)間的起始慣性?？梢杂靡韵率阶咏票硎? （4）由于要得出此動(dòng)態(tài)數(shù)學(xué)模型必須通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)采集和數(shù)據(jù)分析處理，最后可以得到鍋爐汽包水位在給誰(shuí)流量作用下的數(shù)學(xué)動(dòng)態(tài)模型，在本次課設(shè)中，我查閱相關(guān)資料了選取了一個(gè)實(shí)例的動(dòng)態(tài)數(shù)學(xué)模型： （5）在給水流量的階躍輸入作用下，當(dāng)突然加大給水量（蒸汽量不變）是給水量大于蒸

10、汽量，但是因?yàn)闇囟容^低的給多水進(jìn)入了水環(huán)系統(tǒng)，使他從原有的飽和汽水中吸取了一部分熱量，汽包和汽水管路中由于熱量的損失，汽包減少。經(jīng)省煤器進(jìn)入汽包給水，首先必須填補(bǔ)由于汽水管路中蒸汽減少讓出的空間，這時(shí)雖然給水量增加，但是水位還是基本保持不變。但水面下汽包的體積變化過(guò)程逐漸平靜時(shí)，汽包水位才由于儲(chǔ)存量的增加而逐漸上升。當(dāng)水面下汽包體積不再變化，完全穩(wěn)定下來(lái)時(shí)，水位就隨著存水量的增加而上升。3.1.2汽包水位在蒸汽流量的作用下的動(dòng)態(tài)特性汽包水位在蒸汽流量擾動(dòng)的動(dòng)態(tài)特性可以用下面式子表示; （6）在其它條件不變的情況下，蒸汽用量突然增加，瞬時(shí)間必然會(huì)導(dǎo)致汽包壓力下降，汽包內(nèi)水的沸騰突然加劇，水中氣泡

11、迅速增加，氣泡體積增大，使汽包水位升高（水量實(shí)際上在減少）。這種壓力下降而非水量增加導(dǎo)致的汽包水位上升的現(xiàn)象成為“虛假水位”現(xiàn)象，圖2給出了在蒸汽流量擾動(dòng)作用下，汽包水位的階躍響應(yīng)曲線。圖2其蒸汽流量階躍擾動(dòng)作用下的汽包水位相應(yīng)曲線當(dāng)蒸汽流量D突然增加時(shí)，從鍋爐的物料平衡關(guān)系來(lái)看，蒸汽大于給水量，水位應(yīng)下降，如圖曲線，實(shí)際上，由于蒸汽流量的增加瞬時(shí)間必然導(dǎo)致汽包壓力下降。汽包內(nèi)的沸騰突然增加，水中氣泡迅速增加，由于氣泡的體積增加使水位的響應(yīng)曲線如圖中/,而實(shí)際顯示的水位曲線應(yīng)該是為和的疊加，即。從圖中可以看出蒸汽用量增加，在開始階段水位不會(huì)下降反而會(huì)先上升，然后再下降，這個(gè)現(xiàn)象稱為“虛假水位”

12、蒸汽擾動(dòng)時(shí)。水位的變化的動(dòng)態(tài)特性用傳遞函數(shù)表示為： （7）式中為蒸汽流量變化的單位流量時(shí)水位的變化速度，為響應(yīng)曲線的放大倍數(shù)，為響應(yīng)曲線的時(shí)間常數(shù)。造成虛假液位的原因：一是鍋爐蒸汽負(fù)荷增加使?fàn)t管和汽包中汽水混合物的汽水比例發(fā)生變化（汽容積增加)而引起汽包水位上升，這是引起汽包虛假液位的主要原因。二是蒸汽流量增加，汽包氣壓下降，瀘水沸點(diǎn)下降，由于鍋爐水位飽和水的汽化，是汽包水位隨壓力下降而升高。虛假水位變化的大小與鍋爐的工作壓力和蒸發(fā)量有關(guān)。一般蒸發(fā)量為100230t/h的高壓鍋爐中，當(dāng)負(fù)荷變化10%時(shí)，假水位可以達(dá)到3040mm.所以克服虛假水位現(xiàn)象帶來(lái)調(diào)節(jié)的誤動(dòng)作變得很有必要。查閱一個(gè)實(shí)例的

13、汽包水位在蒸汽流量作用下的動(dòng)態(tài)數(shù)學(xué)模型： （8） 3.2汽包水位控制方式汽包水位控制的目的是要克服鍋爐負(fù)荷變化引起的虛假液位的影響和各種干擾對(duì)水位的影響，維持汽包水位在允許的范圍內(nèi)變化。在工業(yè)汽包水位的自動(dòng)控制中，針對(duì)不同的控制信號(hào)有單沖量控制系統(tǒng)，雙沖量控制系統(tǒng)和三沖量控制系統(tǒng)。按照此次課設(shè)的方案是設(shè)計(jì)雙沖量控制系統(tǒng)。雙沖量控制系統(tǒng)是以鍋爐汽包水位測(cè)量信號(hào)作為主控信號(hào)，以蒸汽流量信號(hào)作為前饋信號(hào)構(gòu)成的“前饋反饋”控制系統(tǒng)。汽包水位的主要擾動(dòng)是蒸汽流量的變化，如果系統(tǒng)除了汽包水位控制外，還能利用蒸汽流量變化對(duì)水流量進(jìn)行補(bǔ)償控制，就可以消除或減小虛假水位現(xiàn)象對(duì)汽包水位的影響，而且使給水調(diào)節(jié)閥的調(diào)

14、節(jié)及時(shí)，這就構(gòu)成了雙沖量控制系統(tǒng)，如圖3所示。雙沖量控制系統(tǒng)實(shí)質(zhì)是一個(gè)前饋控制（蒸汽流量)加單回路反饋控制的前饋-反饋控制系統(tǒng)，當(dāng)蒸汽流量變化時(shí)，調(diào)節(jié)閥及時(shí)按照蒸汽流量的變化變化進(jìn)行給水流量補(bǔ)償，而其他干擾對(duì)水位的影響由反饋控制回路克服圖3雙沖量控制系統(tǒng)框圖途中加法器將控制器的輸出信號(hào)和蒸汽流量變送器的信號(hào)求和后，控制調(diào)節(jié)閥的開度，調(diào)節(jié)給水量。當(dāng)蒸汽流量變化時(shí)，通過(guò)前饋補(bǔ)償直接控制給水調(diào)節(jié)閥。使汽包進(jìn)出水量不受虛假水位的影響而及時(shí)達(dá)到平衡，這樣就克服了由于蒸汽流量變換引起假水位變化所造成的汽包水位劇烈波動(dòng)。引入蒸汽流量來(lái)校正不僅可以補(bǔ)償“虛假水位”所引起的誤動(dòng)作，而且還能是給水調(diào)節(jié)閥的動(dòng)作及時(shí)

15、從而提高控制質(zhì)量。但這里的前饋僅為靜態(tài)前饋，如果要考慮兩條通道在動(dòng)態(tài)上的差異則還需要引入動(dòng)態(tài)補(bǔ)償環(huán)節(jié)。在給水量壓力比較平穩(wěn)時(shí)，采用雙重量控制就能夠達(dá)到控制要求。雙沖量水位控制系統(tǒng)存在的問(wèn)題有：一是對(duì)于給水系統(tǒng)的擾動(dòng)不能直接補(bǔ)償。當(dāng)給水量發(fā)生擾動(dòng)時(shí)，要等到汽包水位信號(hào)變化時(shí)才能通過(guò)調(diào)節(jié)閥來(lái)執(zhí)行調(diào)節(jié)，之后時(shí)間長(zhǎng)，水位的波動(dòng)就大。二是，調(diào)節(jié)閥的工作不是完全線性的，因此要做到靜態(tài)補(bǔ)償就比較困難。4儀表選擇4.1液位變送器的選擇 選擇TK3051L液位變送器。(1)工作原理： 工作時(shí)高低壓側(cè)的隔離膜片和灌充液將過(guò)程壓力傳給灌充液，接著灌充液將壓力傳遞到傳感器中心的傳感膜片上。傳感膜片是一個(gè)張緊的彈性元件

16、，其位移隨所受壓而變化（對(duì)于GP表壓變送器，大氣壓如同施加在傳感膜片上的低壓側(cè)一樣）。AP絕壓變送器，低壓側(cè)始終保持一個(gè)參考?jí)毫?。傳感膜片的最大位移量?.004英寸（0.1毫米），且位移量與壓力成正比。兩側(cè)的電容板極檢測(cè)傳感膜片的位置。傳感膜片和電容極板之間電容的差值被轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的電流，電壓或數(shù)字HART（高速可尋址遠(yuǎn)程發(fā)送器數(shù)據(jù)公路）輸出信號(hào)。 (2)特點(diǎn)： 完整的變送系列；測(cè)量范圍：0-0.5m至20m；結(jié)構(gòu)小巧、堅(jiān)固、抗震；模塊化結(jié)構(gòu)；阻尼可調(diào)；多種選項(xiàng)，量應(yīng)用靈活；智能，模擬或低耗電路；電氣連接及安裝：配有多種過(guò)程連接器和安裝方法。 a 液位測(cè)量精度達(dá)0.075%b 校驗(yàn)量程從0-0

17、.2-20m c 平面式，2-，4-，與6英寸伸出式膜片 d 多種可選灌充液，可滿足不同場(chǎng)合要求 e 小巧而質(zhì)輕，易于安裝與維護(hù) f 接液件材料：不銹鋼，哈氏合金鉭3.2 壓力傳感器/變送器的選擇 PTH501/502/503/504壓力傳感器/變送器采用全不銹鋼封焊結(jié)構(gòu)，具有良的防潮能力及優(yōu)異的介質(zhì)兼容性。廣泛用于工業(yè)設(shè)備、水利、化工、醫(yī)療、電力、空調(diào)、金剛石壓機(jī)、冶金、車輛制動(dòng)、樓宇供水等壓力測(cè)量與控制。 量 程: -0.101150(MPa) 綜合精度: 0.1%FS、0.2%FS、0.5%FS、1.0%FS 輸出信號(hào): 420mA(二線制)、05V、15V、010V(三線制) 供電電壓

18、: 24DCV(936DCV) 介質(zhì)溫度: -2085150 環(huán)境溫度: 常溫(-2085) 負(fù)載電阻: 電流輸出型：最大800；電壓輸出型：大于50K 絕緣電阻: 大于2000M(100VDC)密封等級(jí): IP65 長(zhǎng)期穩(wěn)定性能: 0.1%FS/年 振動(dòng)影響: 在機(jī)械振動(dòng)頻率20Hz1000Hz內(nèi)，輸出變化小于0.1%FS 電氣接口(信號(hào)接口): 四芯屏蔽線、四芯航空接插件、緊線螺母 機(jī)械連接(螺紋接口): 1/2-20UNF、M141.5、M201.5、M221.5等，其它螺紋可依據(jù)客戶要求設(shè)計(jì)。4.2控制器的選擇 采用上海萬(wàn)訊儀表有限公司生產(chǎn)的AI系列全通用人工智能調(diào)節(jié)儀表，其中SA-1

19、2智能調(diào)節(jié)儀控制掛件為AI-818，SA-13智能位式調(diào)節(jié)儀為AI-708型。AI-818型儀表為PID控制型，輸出為420mADC信號(hào)。AI-708型儀表為位式控制型，輸出為繼電器觸點(diǎn)型開關(guān)信號(hào)。AI系列儀表通過(guò)RS485串口通信協(xié)議與上位計(jì)算機(jī)通訊，從而實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的實(shí)時(shí)監(jiān)控。 A4.3執(zhí)行器的選擇 RZXP型新系列氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥采用頂導(dǎo)向結(jié)構(gòu)，配用多彈簧執(zhí)行機(jī)構(gòu)。具有結(jié)構(gòu)緊湊、重量輕、動(dòng)作靈敏、充體通道呈S流線型、壓降損失小、閥容量大、流量特性精確、拆裝方便等優(yōu)點(diǎn)。廣泛應(yīng)用于精確控制氣體、液體等介質(zhì)，氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥的工藝參數(shù)如壓力、流量、溫度、液位保持在給定值。特別適用于允許泄漏量小閥前后壓差不大的

20、工作場(chǎng)合。 本系列產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)型、調(diào)節(jié)切斷型、波紋管密封型、夾套保溫型等多種品種。產(chǎn)品公稱壓力等級(jí)有PN10、16、40、64；閥體口徑范圍DN20200。適用流體溫由-200560范圍內(nèi)多種檔次。泄漏量標(biāo)準(zhǔn)有IV級(jí)或VI級(jí)。流量特性為線 性或等百分比。多種多樣的品種規(guī)格可供選擇。 4.4電氣閥門定位器YT-1000系列包括YT-1000L直線型和YT-1000R轉(zhuǎn)角型兩種形式電氣定位器，是一種從控制器或控制系統(tǒng)中受4-20mA直流電信號(hào)，并向氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)輸送空氣信號(hào)來(lái)控制閥門位置的裝置。其與氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥配套使用，構(gòu)成閉環(huán)控制回路。把控制系統(tǒng)給出的直流電流信號(hào)轉(zhuǎn)換成驅(qū)動(dòng)調(diào)節(jié)閥的氣信號(hào)，控制調(diào)節(jié)閥的

21、動(dòng)作。同時(shí)根據(jù)調(diào)節(jié)閥的開度進(jìn)行反饋，使閥門位置能夠按系統(tǒng)輸出的控制信號(hào)進(jìn)行正確定位。該電氣定位器可用于單作用型（彈簧復(fù)位型）和雙作用型氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)。由于該定位器具有防爆結(jié)構(gòu)，故能使用于爆炸危險(xiǎn)場(chǎng)所。 技術(shù)參數(shù) ：型號(hào)：YT1000L（直線型），YT1000R（回轉(zhuǎn)型）；單作用，雙作用；輸入信號(hào)：4-20mA DC below 24V ；電阻：25015；供氣壓力：1.4-7（20-100psig）；行程：10-150mm 0-900；導(dǎo)管接口：PTNPT1/4；壓力表接口：PTNPT1/8 ；電源接口：PF1/2（G1/2）；防爆等級(jí)：Exia IIBT6，Exdm IIBT6；防護(hù)等級(jí)：IP

22、66；環(huán)境溫度：-2070標(biāo)準(zhǔn)；線性度：1% 2%；滯后度：1%；靈敏度：0.2% 0.5%；重復(fù)性：0.5%；空氣消耗量：3LPMSup.=1.4kgf/sqcm，20psi；流量：80LPMSup.=1.4kgf/sqcm，20psi；材料：壓鑄鋁；重量：2.7kg6.0Ib 2.8kg6.2Ib。4.5控制器的作用方式 當(dāng)設(shè)定值不變時(shí)，隨著測(cè)量值的增加，調(diào)節(jié)器的輸出也增加，則稱為“正作用”方式；當(dāng)測(cè)量值不變時(shí)，設(shè)定值減小時(shí)，調(diào)節(jié)器輸出也增加，稱為“正作用”方式；如果測(cè)量值增加或設(shè)定值減小時(shí)，調(diào)節(jié)器輸出減小，則稱為“反作用”方式。 經(jīng)分析此系統(tǒng)為正作用方式。4.6 閥的開閉選擇形式 關(guān)于給

23、水調(diào)節(jié)閥的氣開氣關(guān)的選擇，一般都是從安全角度考慮的，人員安全、生產(chǎn)安全、系統(tǒng)設(shè)備安全的需要為首要依據(jù)。由于工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程的調(diào)節(jié)閥絕大部分為氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥，所以要選擇調(diào)節(jié)閥的氣開氣關(guān)方式。 鍋爐給水調(diào)節(jié)閥一般采用氣關(guān)式，一旦事故發(fā)生，系統(tǒng)失控，供水調(diào)節(jié)閥處于全開位置，是鍋爐不致因給水中斷燒壞，避免爆炸等事故的發(fā)生。5 PID控制器的參數(shù)整定及系統(tǒng)的5.1 PID控制器的參數(shù)整定 控制器的參數(shù)整定對(duì)系統(tǒng)的控制質(zhì)量起到了決定性的作用。確定控制器最佳過(guò)渡過(guò)程中的比例帶，積分時(shí)間TI和微分時(shí)間TD的數(shù)值稱為控制器參數(shù)整定。 控制器參數(shù)整定的方法，在工程上常用的有以下幾種工程整定法。衰減曲線法：它是在經(jīng)驗(yàn)法和穩(wěn)

24、定邊界潛藏顧慮，針對(duì)它們的不足，反復(fù)實(shí)驗(yàn)而得出的一種參數(shù)整方法。具體步驟如下：將控制器積分時(shí)間TI為最大值，微分時(shí)間為0，在純比例作用下，系統(tǒng)試運(yùn)行。待系統(tǒng)穩(wěn)定后，作設(shè)定值階躍擾動(dòng)。若系統(tǒng)響應(yīng)衰減太快，則減小比例帶，反之，則增大比例帶。直到系統(tǒng)出現(xiàn)4：1的衰減振蕩過(guò)程，記下此時(shí)的比例帶和TS的數(shù)值。利用4：1衰減整定參數(shù)表求得控制器的PID數(shù)值。將比例帶放到比計(jì)算值大一些的數(shù)值上，然后把積分時(shí)間按計(jì)算值加入，再把微分時(shí)間加入，最后把比例帶減小到計(jì)算值，觀察過(guò)渡過(guò)程曲線，調(diào)整到滿意的結(jié)果。6調(diào)節(jié)閥選型ZMBP型氣動(dòng)薄膜直通單座調(diào)節(jié)閥，由氣動(dòng)薄膜多彈簧執(zhí)行機(jī)構(gòu)和單座閥組成。用新型ZHA/B多彈簧執(zhí)

25、行機(jī)構(gòu)代替老式ZMA/B執(zhí)行機(jī)構(gòu)，具有高度低、重量輕、安裝維修簡(jiǎn)便等優(yōu)點(diǎn)。適用于對(duì)泄露量要求嚴(yán)格、閥前后壓差低及有一定粘度和含少量纖維介質(zhì)的場(chǎng)合。閥體型 式：直通單座鑄造球型閥公稱通徑：20、25、32、40、50、65、80、100、125、150、200mm公稱壓力：PN1.6、4.0、6.4MPa法蘭標(biāo)準(zhǔn)：JB/T79.1-94、79.2-94等材 料：鑄鋼（ZG230-450）、鑄不銹鋼（ZG1Cr18Ni9Ti、ZG1Cr18Ni12Mo2Ti）等上 閥 蓋：標(biāo)準(zhǔn)型-17+230、散熱型+230+450、低溫型-60-196、波紋管密封-40+350壓蓋型式：螺栓壓緊式填 料：V型聚

26、四氟乙烯填料、含浸聚四氟乙烯石棉填料、石棉紡織填料、石墨填料結(jié)構(gòu)形式：標(biāo)準(zhǔn)型、散熱型、低溫型、波紋管密封型、保溫夾套型和襯氟型（見圖1圖5） 閥內(nèi)組件閥芯型式：?jiǎn)巫烷y芯流量特性：等百分比特性和線性特性材 料：不銹鋼（1Cr18Ni9Ti、1Cr18Ni12Mo2Ti、17-4PH、9Cr18、316L）、不銹鋼堆焊司太萊合金、鈦和耐腐蝕合金等執(zhí)行機(jī)構(gòu)型 式：多彈簧薄膜式執(zhí)行機(jī)構(gòu)彈簧范圍：20100（標(biāo)準(zhǔn)）、40-200、80-240、20-60、60-100KPa膜片材料：丁腈橡膠夾尼龍布、乙丙橡膠夾尼龍布供氣壓力：140400KPa氣源接口：RC1/4環(huán)境溫度：-30+70閥作用型式

27、分氣關(guān)式(B)或氣開式(K)閥7調(diào)節(jié)閥口徑的計(jì)算 主給水調(diào)節(jié)閥（1）已知條件：介質(zhì)水（2）正常流量條件下：閥前絕壓：；閥后絕壓： 閥前溫度：； 管道內(nèi)徑：正常流量：；流體密度：穩(wěn)態(tài)最大流量： 選擇氣動(dòng)單座調(diào)節(jié)閥，等百分比固有流量特性，流開型（流體流動(dòng)促使閥芯打開）。查表可知 FL0.9，Pc224100KPa，閥前溫度是105時(shí)PV=1.2100 KPaP =P1-P2=4.30-4.10=0.2MpaPcFL（P1FF Pv）0.92(4.30-0.12)=3.39 MpaPPc，故為非阻塞流值計(jì)算 口徑的選定：選擇閥的公稱流量系數(shù)和工程通徑：C100=43.4相對(duì)行程計(jì)算： 所以閥開度為8

28、9%心得體會(huì)本次課程設(shè)計(jì)是鍋爐汽包水位兩沖量控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，鍋爐汽包水位低的良好的控制是保證系統(tǒng)輸出蒸汽溫度穩(wěn)定的前提。按照設(shè)計(jì)要求是采用兩沖量控制系統(tǒng)也就是前饋控制系統(tǒng)。控制量是鍋爐汽包水位，蒸汽流量是干擾量，干擾量通過(guò)前饋通道引入，當(dāng)系統(tǒng)出現(xiàn)蒸汽流量這個(gè)擾動(dòng)時(shí)，立即將其測(cè)量出來(lái)，通過(guò)前饋控制器，根據(jù)擾動(dòng)量的大小改變控制變量，以抵消擾動(dòng)對(duì)被控參數(shù)的影響。這有利與克服虛假水位的引起的誤動(dòng)作。接著分析了PID參數(shù)對(duì)對(duì)象系統(tǒng)的影響，以及PID參數(shù)對(duì)整定及其仿真，最終成功使汽包水位控制在給定的范圍內(nèi)，同時(shí)在強(qiáng)干擾的情況下依然保持良好的穩(wěn)態(tài)性能。通過(guò)為期一周的過(guò)程控制設(shè)計(jì)這一實(shí)踐環(huán)節(jié)，感受頗多，由原先的課堂理論知識(shí)到動(dòng)手實(shí)踐環(huán)節(jié)是一次重大的轉(zhuǎn)變，也是聯(lián)系實(shí)際的最好表現(xiàn)。在整個(gè)課設(shè)中我查閱和整合了很多相關(guān)資料，考驗(yàn)了我怎樣從顯示生產(chǎn)中發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的邏輯思維能力，學(xué)會(huì)了消化吸收，融會(huì)貫通，把別人的東西變?yōu)樽约旱臇|西。在本次課設(shè)中，由于經(jīng)歷有限，可能還存諸多不足之處，我相信在日后的學(xué)習(xí)工作中，定能有更好的改善。參考文獻(xiàn)1 王愛(ài)