低加水位控制系統(tǒng)

中文摘要給水加熱器是電站中的重要輔助設(shè)備，是回?zé)嵫h(huán)的一個(gè)重要部分。給水加熱器又分為高壓給水加熱器和低壓給水加熱器兩種。隨著我國(guó)工業(yè)的進(jìn)步，國(guó)家所需的發(fā)電量也日益提高，為保證工廠發(fā)電時(shí)的安全，低加緊急疏水閥控制起到了重要作用。本系統(tǒng)是研究低加緊急疏水閥在低加水位控制系統(tǒng)中的重要作用和意義。通過比較給定值與實(shí)際測(cè)量水位，由PID控制手動(dòng)和制動(dòng)控制之間的切換，同時(shí)根據(jù)低加水位高II值和可調(diào)整開關(guān)量來(lái)確定疏水閥門的開度，進(jìn)行緊急疏水。同時(shí),當(dāng)有故障發(fā)生時(shí)，強(qiáng)制切換到手動(dòng)控制，并對(duì)輸出進(jìn)行質(zhì)量檢測(cè)和故障報(bào)警。關(guān)鍵字：給水加熱器，低加緊急疏水閥，PID控制目錄TOC\o"1-5"\h\z\o"CurrentDocument"中文摘要 I目錄 II引言 1\o"CurrentDocument"1低加水位控制系統(tǒng) 1\o"CurrentDocument"1.1.低壓加熱器 1\o"CurrentDocument"疏水閥 2\o"CurrentDocument"2系統(tǒng)分析 3\o"CurrentDocument"2.1.系統(tǒng)的輸入部分 3\o"CurrentDocument"系統(tǒng)的控制站 3\o"CurrentDocument"疏水閥的控制和報(bào)警 4\o"CurrentDocument"課程設(shè)計(jì)總結(jié) 6\o"CurrentDocument"致謝 7\o"CurrentDocument"參考文獻(xiàn) 8\o"CurrentDocument"附錄 9低壓加熱器運(yùn)行時(shí)的水位對(duì)加熱器的性能及壽命影響很大，這是因?yàn)榈蛪杭訜崞鞯男阅苤笜?biāo)是基于正常水位來(lái)保證的。低壓加熱器運(yùn)行時(shí)必須是有水位運(yùn)行，不可以長(zhǎng)期處于無(wú)水或低于低水位線之下運(yùn)行，否則除造成疏水溫度偏高、熱效率差外，還會(huì)引起U型管的沖刷損壞。加熱器正常水位即控制水位。當(dāng)加熱器達(dá)到運(yùn)行溫度并穩(wěn)定運(yùn)行時(shí)，一定要保證控制水位，在低壓加熱器殼體上固定的水位指示計(jì)能清楚地表明這一水位。為使加熱器正常運(yùn)行，需要保持一定水位。本系統(tǒng)對(duì)低壓加熱器的水位進(jìn)行監(jiān)控，通過PID將給定水位值與測(cè)量值進(jìn)行比較并根據(jù)情況報(bào)警，同時(shí)實(shí)現(xiàn)手自動(dòng)無(wú)擾切換，非常切合實(shí)際，符合工廠低壓加熱器運(yùn)行時(shí)的安全保護(hù)。1低加水位控制系統(tǒng)1.1.低壓加熱器馬丈I辜命rST宇立出馬丈I辜命rST宇立出LT組床陵水￡口驢沖柜開關(guān)搖口熾喪遞鼎?n說變忡 安全閥鐵口圖1—1低壓加熱器的結(jié)構(gòu)1.低壓加熱器：在回?zé)嵯到y(tǒng)中，一般將除氧器和凝汽器之間的加熱器稱為低壓加熱器，加熱器的換熱面一般是用黃銅管或無(wú)縫鋼管制成的直管束或U形管束組成。2?低加的重要組成（1）凝結(jié)段：凝結(jié)段是利用蒸汽冷凝時(shí)的潛熱加熱給水的，一組隔板使蒸汽沿著加熱器長(zhǎng)度方向均勻地分布。進(jìn)入該段的蒸汽在隔板的導(dǎo)向下，流向加熱器的尾部。位于殼體兩端的排氣接管，可排除非凝結(jié)氣體。因?yàn)榉悄Y(jié)氣體的積聚會(huì)減少有效面積，降低傳熱效率并造成腐蝕。（2） 疏水冷卻段：疏水冷卻段是把離開凝結(jié)段的疏水的熱量傳給進(jìn)入加熱器的凝結(jié)水，而使疏水溫度降至飽和溫度以下。疏水冷卻段為淹沒式結(jié)構(gòu)，是由鋼板組成的焊接結(jié)構(gòu)密封腔室，疏水冷卻段的內(nèi)部以定距管把若干塊中間折流板定位，上級(jí)低加的疏水由本級(jí)低加尾部的疏水口進(jìn)入本級(jí)疏水冷卻段，經(jīng)由中間折流板呈左、右蛇形流動(dòng)，先于進(jìn)入本級(jí)的主凝結(jié)水進(jìn)行熱交換，由此提高了主凝結(jié)水進(jìn)入凝結(jié)段的溫度，降低了溫度的疏水最后經(jīng)疏水出口由殼體前端的下面流出本級(jí)低壓加熱器。由于設(shè)置了疏水冷卻段，從而提高了機(jī)組的熱效率降低了機(jī)組的熱耗。臥式低壓加熱器一般設(shè)置疏水冷卻段，立式低壓加熱器一般不設(shè)置疏水冷卻段。（3） 水室組件：水室由圓柱形筒、體法蘭和管板組成。管板鉆有孔，以便插入U(xiǎn)形管，水室組件還包括給水進(jìn)口接管，出口接管、排氣接管、安全閥、化學(xué)清洗接頭和引導(dǎo)水流按規(guī)定流動(dòng)的分隔板以及帶密封墊圈的人孔蓋，人孔座或密封疏水閥疏水閥的作用是將加熱器中的疏水及時(shí)可靠的排出去，同時(shí)又不讓蒸汽隨同疏水一起排出去，以保證加熱器的水位和汽側(cè)壓力。若疏水不能及時(shí)的從加熱器中排出，會(huì)造成加熱器中排出，會(huì)造成加熱器內(nèi)水位升高，淹沒加熱器管束，導(dǎo)致熱效率下降，甚至引起加熱器震動(dòng)，抽汽管道水擊，甚至造成汽輪機(jī)水擊。若加熱器內(nèi)疏水水位過低或排空，則會(huì)造成疏水管道震動(dòng)，加熱蒸汽沿疏水管道進(jìn)入下一級(jí)相鄰加熱器，對(duì)低壓抽汽產(chǎn)生排擠，產(chǎn)生新的損失。加熱器中常用浮球疏水閥。圖1—2浮球式疏水閥2系統(tǒng)分析2.1.系統(tǒng)的輸入部分鬧慨in水位省h鬧慨in水位省h吭”E低JD朮也107iiftfti￡ira^sp圖2-1系統(tǒng)輸入部分（1） 故障信號(hào)輸入低加系統(tǒng)先給兩個(gè)高II值32.7和32.11通過或門，輸入的信號(hào)取邏輯1（高II值未超時(shí)取邏輯0）,和可調(diào)整開關(guān)量提供的布爾輸出（邏輯1或者邏輯0）—起通過與門，取得一個(gè)邏輯1（邏輯0）,再和反饋一起通過一個(gè)與門，取得邏輯1時(shí)得到一個(gè)5S的脈沖（邏輯0無(wú)脈沖），此時(shí)通過節(jié)點(diǎn)分路，一條路保持邏輯1（邏輯0）向下輸入，另一條取反并與控制站的手動(dòng)輸出信號(hào)一起通過與門到PID控制器。保持邏輯1的線路有一條支路作為反饋回路，作用是保證之前的輸入脈沖取邏輯1（邏輯0）。（2） 給定值與過程變量的比較系統(tǒng)右側(cè)給一個(gè)低加正常輸水的信號(hào)SP與修正信號(hào)40通過加法器相加得到一個(gè)信號(hào)值作為給定值輸入到PID的SP口，通過測(cè)量得到的低加水位作為過程變量送入PID的PV口，通過PID差分運(yùn)算，將輸出通過0口輸出給控制站。系統(tǒng)的控制站控制站首先通過SP口接收系統(tǒng)的給定值，同時(shí)通過R接收由PID傳來(lái)的差分值。

圖2-2系統(tǒng)控制站（1） 當(dāng)信號(hào)為邏輯1時(shí)由故障信號(hào)輸出的邏輯到達(dá)控制器的TS接口。同時(shí)，故障信號(hào)又有一條支路使邏輯值到達(dá)模擬切換器，此時(shí)為邏輯1,實(shí)現(xiàn)切換器的S2口，即閥門開度達(dá)到最大。再通過速率限制控制閥門開度的速度（本系統(tǒng)設(shè)定增減速率均為5S），最后由控制器的TR接口接收此信號(hào)。（2） 當(dāng)信號(hào)為邏輯0時(shí)由故障信號(hào)輸出的邏輯到達(dá)控制器的TS接口。同時(shí)，故障信號(hào)又有一條支路使邏輯值到達(dá)模擬切換器，此時(shí)為邏輯0,實(shí)現(xiàn)切換器的S1口，即閥門開度是正常值。再通過速率限制控制閥門開度的速度，并由控制器的TR接口接收此信號(hào)。（3） 控制器的輸出控制器輸出端0的輸出信號(hào)取決于系統(tǒng)有無(wú)故障，此時(shí)PID的TR端跟蹤控制器的輸出。（4） 手/自動(dòng)切換給定低加水位輸入信號(hào)和低加緊急疏水站輸出兩個(gè)故障信號(hào)，通過或門，由控制器的HD端接收，如果有故障則強(qiáng)制使控制器切換到手動(dòng)，此時(shí)控制器A端輸出為0。如果沒有故障則保持自動(dòng)控制，此時(shí)控制器A端輸出為1。疏水閥的控制和報(bào)警由控制器0端輸出的信號(hào)分成兩個(gè)支路，一條支路將信號(hào)傳送給執(zhí)行器，另一條支路將信號(hào)傳送給加減器，目的是將控制器的輸出信號(hào)與位置開關(guān)的開度信號(hào)做比較并將輸出送給高低比較器（本系統(tǒng)中比較器的高限報(bào)警值為50，低限報(bào)警值為-30）當(dāng)超出限度時(shí)，輸出邏輯1，否則輸出邏輯0。同時(shí)，位置開關(guān)接出一條支路接到質(zhì)量檢測(cè)器，當(dāng)檢測(cè)到的質(zhì)量較好時(shí)輸出邏輯0，檢測(cè)質(zhì)量較差時(shí)輸出邏輯1，此時(shí)將質(zhì)量檢測(cè)的輸出與高低比較器的輸出通過或門進(jìn)行檢測(cè)，當(dāng)輸出為邏輯1時(shí)進(jìn)行故障報(bào)警，并輸出低加緊急疏水站輸出故障。輸出為0時(shí)不進(jìn)行報(bào)警。課程設(shè)計(jì)總結(jié)短短一周的課程設(shè)計(jì)已經(jīng)接近尾聲，此次的課程設(shè)計(jì)我學(xué)到了很多只是，也有許多感觸，這是我們專升本一年以來(lái)的第一次課程設(shè)計(jì)。我所設(shè)計(jì)的題目是低加水位控制系統(tǒng)中的低加緊急疏水閥控制。開始階段，老師讓我們復(fù)習(xí)我們學(xué)過的電廠熱工過程自動(dòng)控制的一些基礎(chǔ)的知識(shí)，當(dāng)時(shí)覺得這次課程設(shè)計(jì)不會(huì)太難，而且我們是三個(gè)人一組，感覺沒什么壓力，不過接到題目做的時(shí)候感覺就不一樣了，因?yàn)榉謱嬍乙约巴M同學(xué)有事等各方面原因，我們組的討論并不是很激烈，導(dǎo)致我的課設(shè)無(wú)從下手，不過好在有老師的輔導(dǎo)，讓我對(duì)這個(gè)系統(tǒng)的具體內(nèi)容有了進(jìn)一步認(rèn)識(shí)。也因?yàn)檫@樣，我才能很好的完成了這次課程設(shè)計(jì)。同時(shí)，通過這次課程設(shè)計(jì)，我也明白了一個(gè)道理，團(tuán)隊(duì)精神固然重要，但我們還是要靠自己的努力，自身去經(jīng)歷，這樣我們做出來(lái)的東西才會(huì)有意義，我們才能學(xué)到更多知識(shí)，而且我們會(huì)有很高的成就感。這些對(duì)我將來(lái)的學(xué)習(xí)和工作都有很大的幫助。致謝首先，我要感謝我的導(dǎo)師郭楠和朱小娟，他們嚴(yán)謹(jǐn)細(xì)致、一絲不茍的作風(fēng)一直是我工作、學(xué)習(xí)中的榜樣，給了起到了指明燈的作用；他們循循善誘的教導(dǎo)和不拘一格的思路給予我無(wú)盡的啟迪，讓我很快就感受到了設(shè)計(jì)的快樂并融入其中。其次我要感謝同組同學(xué)對(duì)我的幫助和指點(diǎn)，沒有他們的幫助，沒有他們的鼓勵(lì)和加油，這次畢業(yè)設(shè)計(jì)就不會(huì)如此的順利完成。俗話說的好，“磨刀不誤砍柴工”，當(dāng)每次遇到不懂得問題時(shí)，我都會(huì)第一時(shí)間記在本子上面，然后等答疑的時(shí)候問兩位老師，老師對(duì)于我提出來(lái)的問題都一一解答，從來(lái)都不會(huì)因?yàn)槲业膯栴}稍過簡(jiǎn)單加以責(zé)備，而是一再的告誡我做設(shè)計(jì)該注意的地方，從課題的選擇到項(xiàng)目的最終完成，老師都始終給予我細(xì)心的指導(dǎo)和不懈的支持，他們真正起到了“傳道授業(yè)解惑疑”的作用，讓人油然而生的敬佩。除此之外，我們組和老師還有另外兩個(gè)交流途徑：打電話和上網(wǎng)，為此老師還特意加入我們的QQ群，以便大家第一時(shí)間接收到畢業(yè)設(shè)計(jì)的最新消息和資料，每次大家都在群不亦樂乎的討論著畢業(yè)設(shè)計(jì)的事情。多少個(gè)日日夜夜，兩位老師不僅在學(xué)業(yè)上給我以精心指導(dǎo)，同時(shí)還在思想上給我以無(wú)微不至的關(guān)懷鼓勵(lì)，除了敬佩老師們的專業(yè)水平外，他們的治學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)和科學(xué)研究的精神也是我永遠(yuǎn)學(xué)習(xí)的榜樣，并將積極影響我今后的學(xué)習(xí)和工作。在此謹(jǐn)向兩位老師致以誠(chéng)摯的謝意和崇高的敬意。參考文獻(xiàn)[1]王建國(guó)孫靈芳張立輝編《電廠熱工過程制動(dòng)控制》中國(guó)電力出版社[2]盛偉肖增弘牛衛(wèi)東孫文杰合編《電廠熱力設(shè)備及運(yùn)行》中國(guó)電