鍋爐爐膛負(fù)壓控制系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)

第第9頁(yè)目錄一、概述 Ⅲ二系統(tǒng)要求及組成 Ⅴ系統(tǒng)的要求 Ⅴ爐膛負(fù)壓的動(dòng)態(tài)特性 Ⅴ引風(fēng)控制系統(tǒng)的工況 Ⅴ系統(tǒng)的組成 Ⅵ三應(yīng)注意的問題 Ⅷ抗積分飽和及外反饋法 Ⅷ采用死區(qū)非線性環(huán)節(jié) Ⅸ引風(fēng)機(jī)1和2的雙速調(diào)節(jié) Ⅸ爐膛壓力的測(cè)量 Ⅹ內(nèi)爆保護(hù) Ⅹ四、儀表選型及參數(shù)整定 Ⅺ4.1前饋反饋控制系統(tǒng) Ⅺ傳感器的選擇 Ⅺ選擇控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) Ⅺ五課程設(shè)計(jì)體會(huì) Ⅻ六參考文獻(xiàn) ⅩⅢ一概述鍋爐是指利用各種燃料、電或者其他能源，將所盛裝的液體加熱到一定的參數(shù)（2.45Mpa-27MPa400570℃鍋爐出口蒸汽壓力的變化經(jīng)常作為燃料量的輸入和蒸汽量的輸出之間不平衡的一個(gè)標(biāo)志。引起蒸汽壓力變化的因素很多，其中主要的擾動(dòng)量是燃料量（內(nèi)擾）和蒸汽量的變化（外擾。燃燒控制系統(tǒng)的基本要求是：迅速適應(yīng)外界負(fù)荷需求燃燒率的指令信號(hào)的變化調(diào)整入爐燃料量。對(duì)送風(fēng)量進(jìn)行調(diào)節(jié)，保證煙氣含氧量等于設(shè)定值，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)燃燒的細(xì)調(diào)。引風(fēng)控制子系統(tǒng)的任務(wù)是通過調(diào)整鍋爐引風(fēng)量，保證爐膛負(fù)壓（除臥式內(nèi)燃爐）在規(guī)定的范圍內(nèi)。由于蒸汽量的波動(dòng)和送風(fēng)量是引起負(fù)壓變化的主要原因，可將蒸汽量或送風(fēng)量作為前饋信號(hào)引入調(diào)節(jié)器，提高引風(fēng)系統(tǒng)的穩(wěn)定性，減小爐膛負(fù)壓的動(dòng)態(tài)偏差。（熱水鍋爐打開鍋爐正面的小門觀察（煤粉鍋爐的灰渣易堵塞取樣管二系統(tǒng)要求及組成系統(tǒng)的要求爐膛壓力的范圍爐膛負(fù)壓（除臥式內(nèi)燃鍋爐）保持在-78.4Pa到-19.6Pa，通常情況負(fù)壓應(yīng)維持在-20Pa左右。爐膛負(fù)壓系統(tǒng)應(yīng)有相應(yīng)的防護(hù)措施爐膛負(fù)壓系統(tǒng)應(yīng)對(duì)積分飽和、回火和脫火可能的事故采取相應(yīng)的防護(hù)措施。爐膛負(fù)壓的動(dòng)態(tài)特性爐膛負(fù)壓的控制對(duì)象是引風(fēng)機(jī)擋板所控制的引風(fēng)量，成為內(nèi)擾。送風(fēng)量變負(fù)壓隨時(shí)間變化的特性，如圖2.1所示。由于爐膛負(fù)壓反應(yīng)很快，可做比例特性來處理。GPf GGt t圖2.1爐膛負(fù)壓的動(dòng)態(tài)特性引風(fēng)控制系統(tǒng)的工況引風(fēng)控制系統(tǒng)邏輯有3種工況，即引風(fēng)擋版開度硬手操、軟手操和自動(dòng)。引風(fēng)機(jī)擋板開度硬手操。引風(fēng)機(jī)擋板開度硬手操的條件為選擇引風(fēng)機(jī)擋板硬手操。引風(fēng)機(jī)擋板開度軟手操的條件。引風(fēng)機(jī)擋板硬手操；選擇引風(fēng)機(jī)擋板軟手操。引風(fēng)機(jī)擋板控制回路處于自動(dòng)。他情況都可直接實(shí)現(xiàn)無擾動(dòng)切換。系統(tǒng)的組成如下圖2.2所示為鍋爐燃燒過程爐膛負(fù)壓及安全保護(hù)系統(tǒng)。可知，該控制系統(tǒng)由三個(gè)子系統(tǒng)組成。蒸汽PTIPTIPC2汽包LSPC2PT2燃料V-2A.O引風(fēng)通道A.OV-3PSAPC3PT4PC4+繼電器圖2.2鍋爐爐膛負(fù)壓控制系統(tǒng)原理圖爐膛負(fù)壓控制出口蒸汽壓力作為前饋信號(hào)與以引風(fēng)量為反饋信號(hào)——共同組成前饋反饋2.3。GPD(S)GPD(S)F(S)蒸汽X(S)GFF(S)-PC3GPC(S)Y(S)PC4PC4PT4引風(fēng)管圖2.3爐膛負(fù)壓前饋-反饋控制框圖及原理圖防“脫火”控制2.4所示，燃料為天然氣。PC1PC2節(jié)器，調(diào)節(jié)閥為氣開型（A.。PID（uK(eTI節(jié)器都為壓力調(diào)節(jié)器，都選擇PI規(guī)律。

edtTD

dedtPC1PC2調(diào)PC1為取代調(diào)節(jié)器。系統(tǒng)正常運(yùn)行電磁閥失電，PC3PC1調(diào)節(jié)器工作。當(dāng)壓力下降時(shí)，調(diào)節(jié)器PC1輸出增加（反作用，調(diào)節(jié)閥開度增加，天然氣流量增大，蒸汽壓力增致調(diào)節(jié)閥閥后壓力（燃料氣壓力）PC2PC1PC2的產(chǎn)生。當(dāng)工況恢復(fù)正常后，PC1PC2的輸出,PC2自動(dòng)切除，PC1再次投入運(yùn)行。圖2.4鍋爐防回火及脫火原理圖防“回火”控制原理圖如上圖2.4所示，PC3為帶下限節(jié)點(diǎn)的壓力調(diào)節(jié)器，選擇PI規(guī)律。它與電磁三通閥，繼電器共同組成防“回火”自動(dòng)連鎖硬件保護(hù)系統(tǒng)。系統(tǒng)在正常運(yùn)行時(shí)，PC3下限節(jié)點(diǎn)是斷開的，該控制回路不起作用。但是節(jié)器的回路，于是調(diào)節(jié)閥的膜頭與大氣接通，調(diào)節(jié)閥關(guān)閉，實(shí)現(xiàn)硬保護(hù)。三應(yīng)注意的問題抗積分飽和及外反饋法的輸出信號(hào)作為兩個(gè)控制器共同的反饋信號(hào)的措施（即外反饋法，該措施原理圖如下圖3.1：1

積分外反饋

給定2PI器1P1PI器1P1LSPI器2P2PT1PT2外反饋法是指調(diào)節(jié)器處于開環(huán)狀態(tài)下不選用調(diào)節(jié)器自身的輸出做反饋，而是用其他相應(yīng)的信號(hào)做反饋以限制其積分作用的方法，如圖為外反饋的系統(tǒng)原理。在選擇控制系統(tǒng)中，設(shè)兩臺(tái)比例積分調(diào)節(jié)器的輸出分別為P1P2。選擇器選中之一后，一方面送至調(diào)節(jié)閥，同時(shí)有反饋到兩臺(tái)調(diào)節(jié)器的輸入端，以實(shí)現(xiàn)積分外反饋。若選擇器為低值選擇器，設(shè)P1小于P2，調(diào)節(jié)器1被選中，其輸出為uk(e1 1

TeI 1

P1調(diào)節(jié)器1仍保持PI調(diào)節(jié)規(guī)律。此時(shí)，調(diào)節(jié)器2處于備用狀態(tài)，其輸出為u k(e2 2

TeI

e1,e2的積累而帶來的積分飽和問題。當(dāng)系統(tǒng)處于穩(wěn)態(tài)時(shí)，e1=02PI調(diào)節(jié)動(dòng)作，投入系統(tǒng)運(yùn)行。采用死區(qū)非線性環(huán)節(jié)過死區(qū)（不靈敏區(qū)，控制器將輸出。采用死區(qū)非線性環(huán)節(jié)的目的是避免因爐膛壓力經(jīng)常有微小波動(dòng)而頻繁動(dòng)作調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，增加機(jī)械磨損和動(dòng)力損耗。12的雙速調(diào)節(jié)為了減小引風(fēng)機(jī)進(jìn)口動(dòng)葉節(jié)距改變的節(jié)流（流體在管道里流動(dòng)時(shí)，有時(shí)流經(jīng)閥門、孔板等設(shè)備，由于局部阻力，使流體壓力降低，這種現(xiàn)象稱為節(jié)流）損失，采用兩臺(tái)雙速離心式引風(fēng)機(jī)的單回路系統(tǒng)控制爐膛壓力，方框圖風(fēng)機(jī)的低速檔。Xr(s)Xr(s)Y(s)調(diào)節(jié)器執(zhí)行器引風(fēng)機(jī)-流量變送器圖3.2引風(fēng)機(jī)控制回路原理圖換的目的。爐膛壓力的測(cè)量33小值選擇器，3個(gè)差壓變送器的輸出（測(cè)量）值的中間值。采用3個(gè)差壓變送器的目的是為了防止因變送器故障或信號(hào)管路堵塞而影響測(cè)量值的可靠性，從而影響爐膛壓力控制的可靠性。測(cè)量的中間值與差壓變送器的輸出（測(cè)量）值進(jìn)行比較，如果偏差超出一定范圍，則將發(fā)出報(bào)警信號(hào)。內(nèi)爆保護(hù)引風(fēng)機(jī)進(jìn)口動(dòng)葉節(jié)距到預(yù)定開度。當(dāng)發(fā)生主燃料跳閘時(shí)，執(zhí)行器將引風(fēng)機(jī)1的進(jìn)口動(dòng)葉節(jié)距減小到相應(yīng)開度，當(dāng)達(dá)到預(yù)定整定時(shí)間（10s）20s第第13頁(yè)動(dòng)葉節(jié)距又恢復(fù)到原來的開度。四、儀表選型及參數(shù)整定-反饋控制系統(tǒng)Gff(s)=-Gpd(s)/Gpc(s).Kf的整定是很重要的。正確的選擇kf,也就能準(zhǔn)確地確定閥位。如果kf這將產(chǎn)生錯(cuò)誤的前饋靜態(tài)輸出，將有反饋輸出來補(bǔ)償。開環(huán)整定是在前饋-反饋系統(tǒng)中將反饋回路斷開，使系統(tǒng)處于單純靜態(tài)前饋kfkf值整定結(jié)果準(zhǔn)確，應(yīng)力求工況穩(wěn)定，減小其他干擾對(duì)被控變量的影響。執(zhí)行器的選擇執(zhí)行器選擇氣動(dòng)薄膜調(diào)節(jié)閥。根據(jù)被控參數(shù)流量的性質(zhì)選擇對(duì)數(shù)性調(diào)節(jié)閥。傳感器的選擇由于測(cè)量壓力通常較大（19.36Mpa），傳。選擇不銹鋼材料加裝充有中性介質(zhì)的擴(kuò)散硅式差壓變送器，量程范圍選擇（0.3A-0.75A）為6Mpa-100Mpa,精度等級(jí)為0.1。選擇控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)選擇.一般控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)流程是：首先，根據(jù)生產(chǎn)安全要求，選擇控制閥的開最后，根據(jù)控制器的正反作用和選擇控制系統(tǒng)設(shè)置的目的，確定選擇器的類型。選擇性控制系統(tǒng)控制閥氣開氣閉形式的選擇?？刂崎y的氣開氣閉形式的選擇主要是根據(jù)具體的工藝以及安全要求來確定選氣開式，一旦出現(xiàn)故障，控制閥處于關(guān)閉狀態(tài)，阻止燃料進(jìn)入。選擇性控制系統(tǒng)控制器控制規(guī)律及正反作用方式的確定。PIPID選擇性控制系統(tǒng)選擇器的選擇?？刂破鳛槿〈刂破?，它是反作用控制器，因此當(dāng)時(shí)其輸選器。選擇控制系統(tǒng)參數(shù)的整定（進(jìn)行。但是，取代控制方案投入工作時(shí)，取代控制器必須發(fā)出較強(qiáng)的控制信號(hào)，五課程設(shè)計(jì)體會(huì)通過這次課程設(shè)計(jì)，讓我學(xué)到了許多課堂上學(xué)不到的東西，不僅鍛煉了我搜集信息、提取信息的能力，而且還教會(huì)了我一種做學(xué)問的態(tài)度。使我深刻的認(rèn)識(shí)到做好一個(gè)課程設(shè)計(jì)是很困難的，而且需要嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膽B(tài)度才能完成。因?yàn)槲宜鶎W(xué)的知識(shí)有限，所以在設(shè)計(jì)的過程就難免會(huì)很吃力并且出現(xiàn)很多錯(cuò)誤，這就需要我們有自強(qiáng)不息的能力。本次過程控制課程設(shè)計(jì)是一個(gè)以上學(xué)期生產(chǎn)實(shí)習(xí)為基礎(chǔ)的囊括了近三年專業(yè)課學(xué)習(xí)內(nèi)容的綜合性的課程設(shè)計(jì)。使我們對(duì)學(xué)過的一些知識(shí)進(jìn)行總結(jié)性的學(xué)習(xí)，是在重新學(xué)習(xí)基礎(chǔ)知識(shí)的同時(shí)，進(jìn)行的一次創(chuàng)造性的設(shè)計(jì)。在設(shè)計(jì)過程中我認(rèn)真理解并掌握了每一個(gè)相關(guān)知識(shí)點(diǎn)。使我對(duì)理論課的學(xué)習(xí)有了更好的掌握，在設(shè)計(jì)的過程中需要查閱各種與設(shè)計(jì)有關(guān)的資料。在不知不覺中就使我對(duì)這門課程有了更深的了解，它使我認(rèn)識(shí)到了大學(xué)的學(xué)習(xí)與真正的實(shí)踐之間的差距，要真正的做到學(xué)以致用的路還很的漫長(zhǎng)。在設(shè)計(jì)的過程中與班級(jí)同學(xué)合作互相探討，使我體會(huì)到集體力量的強(qiáng)大。經(jīng)過對(duì)這些資料的整理、理解和消化，使我對(duì)過程控制技術(shù)尤其是鍋爐的爐膛負(fù)壓控制技術(shù)有了更深一層次的理解。與此同時(shí)，設(shè)計(jì)還使我的使用Visio可以提高我的動(dòng)手能力和動(dòng)腦能力。同時(shí)，還要感謝老師們?yōu)槲覀儼才帕松a(chǎn)實(shí)習(xí)和過程控制課程設(shè)計(jì)這樣能夠鍛煉我們能力的實(shí)踐性環(huán)節(jié)，及左鴻飛老師對(duì)我們課程設(shè)計(jì)的順利完成所付出汗水。六參考文獻(xiàn)周國(guó)慶，孫濤. 鍋爐工安全技術(shù). 北京：化學(xué)工業(yè)出版社.2005潘永湘 過程控制與自動(dòng)化儀表 北京：機(jī)械工業(yè)出版社2007劉德昌 鍋爐改造技術(shù) 北京：中國(guó)電力出版社2000俞金壽，孫自強(qiáng)過程自動(dòng)化及儀表北京：化學(xué)工業(yè)出版社2007200