鍋爐爐膛負壓控制系統(tǒng)課程設計

第第9頁目錄一、概述 Ⅲ二系統(tǒng)要求及組成 Ⅴ系統(tǒng)的要求 Ⅴ爐膛負壓的動態(tài)特性 Ⅴ引風控制系統(tǒng)的工況 Ⅴ系統(tǒng)的組成 Ⅵ三應注意的問題 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引風機1和2的雙速調(diào)節(jié) Ⅸ爐膛壓力的測量 Ⅹ內(nèi)爆保護 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)設計 Ⅺ五課程設計體會 Ⅻ六參考文獻 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標志。引起蒸汽壓力變化的因素很多，其中主要的擾動量是燃料量（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：迅速適應外界負荷需求燃燒率的指令信號的變化調(diào)整入爐燃料量。對送風量進行調(diào)節(jié)，保證煙氣含氧量等于設定值，實現(xiàn)經(jīng)濟燃燒的細調(diào)。引風控制子系統(tǒng)的任務是通過調(diào)整鍋爐引風量，保證爐膛負壓（除臥式內(nèi)燃爐）在規(guī)定的范圍內(nèi)。由于蒸汽量的波動和送風量是引起負壓變化的主要原因，可將蒸汽量或送風量作為前饋信號引入調(diào)節(jié)器，提高引風系統(tǒng)的穩(wěn)定性，減小爐膛負壓的動態(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壓（除臥式內(nèi)燃鍋爐）保持在-78.4Pa到-19.6Pa，通常情況負壓應維持在-20Pa左右。爐膛負壓系統(tǒng)應有相應的防護措施爐膛負壓系統(tǒng)應對積分飽和、回火和脫火可能的事故采取相應的防護措施。爐膛負壓的動態(tài)特性爐膛負壓的控制對象是引風機擋板所控制的引風量，成為內(nèi)擾。送風量變負壓隨時間變化的特性，如圖2.1所示。由于爐膛負壓反應很快，可做比例特性來處理。GPf GGt t圖2.1爐膛負壓的動態(tài)特性引風控制系統(tǒng)的工況引風控制系統(tǒng)邏輯有3種工況，即引風擋版開度硬手操、軟手操和自動。引風機擋板開度硬手操。引風機擋板開度硬手操的條件為選擇引風機擋板硬手操。引風機擋板開度軟手操的條件。引風機擋板硬手操；選擇引風機擋板軟手操。引風機擋板控制回路處于自動。他情況都可直接實現(xiàn)無擾動切換。系統(tǒng)的組成如下圖2.2所示為鍋爐燃燒過程爐膛負壓及安全保護系統(tǒng)?？芍摽刂葡到y(tǒng)由三個子系統(tǒng)組成。蒸汽PTIPTIPC2汽包LSPC2PT2燃料V-2A.O引風通道A.OV-3PSAPC3PT4PC4+繼電器圖2.2鍋爐爐膛負壓控制系統(tǒng)原理圖爐膛負壓控制出口蒸汽壓力作為前饋信號與以引風量為反饋信號——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引風管圖2.3爐膛負壓前饋-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)正常運行電磁閥失電，PC3PC1調(diào)節(jié)器工作。當壓力下降時，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。當工況恢復正常后，PC1PC2的輸出,PC2自動切除，PC1再次投入運行。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”自動連鎖硬件保護系統(tǒng)。系統(tǒng)在正常運行時，PC3下限節(jié)點是斷開的，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)閥關閉，實現(xiàn)硬保護。三應注意的問題抗積分飽和及外反饋法的輸出信號作為兩個控制器共同的反饋信號的措施（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，而是用其他相應的信號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，設兩臺比例積分調(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，同時有反饋到兩臺調(diào)節(jié)器的輸入端，以實現(xiàn)積分外反饋。若選擇器為低值選擇器，設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，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。當系統(tǒng)處于穩(wěn)態(tài)時，e1=02PI調(diào)節(jié)動作，投入系統(tǒng)運行。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)常有微小波動而頻繁動作調(diào)節(jié)機構，增加機械磨損和動力損耗。12的雙速調(diào)節(jié)為了減小引風機進口動葉節(jié)距改變的節(jié)流（流體在管道里流動時，有時流經(jīng)閥門、孔板等設備，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，采用兩臺雙速離心式引風機的單回路系統(tǒng)控制爐膛壓力，方框圖風機的低速檔。Xr(s)Xr(s)Y(s)調(diào)節(jié)器執(zhí)行器引風機-流量變送器圖3.2引風機控制回路原理圖換的目的。爐膛壓力的測量33小值選擇器，3個差壓變送器的輸出（測量）值的中間值。采用3個差壓變送器的目的是為了防止因變送器故障或信號管路堵塞而影響測量值的可靠性，從而影響爐膛壓力控制的可靠性。測量的中間值與差壓變送器的輸出（測量）值進行比較，如果偏差超出一定范圍，則將發(fā)出報警信號。內(nèi)爆保護引風機進口動葉節(jié)距到預定開度。當發(fā)生主燃料跳閘時，執(zhí)行器將引風機1的進口動葉節(jié)距減小到相應開度，當達到預定整定時間（10s）20s第第13頁動葉節(jié)距又恢復到原來的開度。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,也就能準確地確定閥位。如果kf這將產(chǎn)生錯誤的前饋靜態(tài)輸出，將有反饋輸出來補償。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值整定結果準確，應力求工況穩(wěn)定，減小其他干擾對被控變量的影響。執(zhí)行器的選擇執(zhí)行器選擇氣動薄膜調(diào)節(jié)閥。根據(jù)被控參數(shù)流量的性質(zhì)選擇對數(shù)性調(diào)節(jié)閥。傳感器的選擇由于測量壓力通常較大（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,精度等級為0.1。選擇控制系統(tǒng)設計選擇.一般控制系統(tǒng)的設計流程是：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，控制閥處于關閉狀態(tài)，阻止燃料進入。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〈刂破鳎欠醋饔每刂破?，因此當時其輸選器。選擇控制系統(tǒng)參數(shù)的整定（進行。但是，取代控制方案投入工作時，取代控制器必須發(fā)出較強的控制信號，五課程設計體會通過這次課程設計，讓我學到了許多課堂上學不到的東西，不僅鍛煉了我搜集信息、提取信息的能力，而且還教會了我一種做學問的態(tài)度。使我深刻的認識到做好一個課程設計是很困難的，而且需要嚴謹?shù)膽B(tài)度才能完成。因為我所學的知識有限，所以在設計的過程就難免會很吃力并且出現(xiàn)很多錯誤，這就需要我們有自強不息的能力。本次過程控制課程設計是一個以上學期生產(chǎn)實習為基礎的囊括了近三年專業(yè)課學習內(nèi)容的綜合性的課程設計。使我們對學過的一些知識進行總結性的學習，是在重新學習基礎知識的同時，進行的一次創(chuàng)造性的設計。在設計過程中我認真理解并掌握了每一個相關知識點。使我對理論課的學習有了更好的掌握，在設計的過程中需要查閱各種與設計有關的資料。在不知不覺中就使我對這門課程有了更深的了解，它使我認識到了大學的學習與真正的實踐之間的差距，要真正的做到學以致用的路還很的漫長。在設計的過程中與班級同學合作互相探討，使我體會到集體力量的強大。經(jīng)過對這些資料的整理、理解和消化，使我對過程控制技術尤其是鍋爐的爐膛負壓控制技術有了更深一層次的理解。與此同時，設計還使我的使用Visio可以提高我的動手能力和動腦能力。同時，還要感謝老師們?yōu)槲覀儼才帕松a(chǎn)實習和過程控制課程設計這樣能夠鍛煉我們能力的實踐性環(huán)節(jié)，及左鴻飛老師對我們課程設計的順利完成所付出汗水。六參考文獻周國慶，孫濤. 鍋爐工安全技術. 北京：化學工業(yè)出版社.2005潘永湘 過程控制與自動化儀表 北京：機械工業(yè)出版社2007劉德昌 鍋爐改造技術 北京：中國電力出版社2000俞金壽，孫自強過程自動化及儀表北京：化學工業(yè)出版社2007200