锅炉汽包水位控制系统设计
锅炉汽包水位控制系统设计
锅炉汽包水位控制系统设计
南华大学
过程控制仪表课程设计
设计题目锅炉汽包水位控制系统设计
学生姓名＿________欧鹏__＿_＿___＿__
专业班级_______自动化１201_＿__＿＿＿＿
学号＿_＿＿___＿20124４6０14０_＿____
指导老师______刘冲＿＿＿＿＿__＿______
摘要
锅炉就就是典型得复杂热工系统,目前,中国各种类型得锅炉有几十万台,由于设备分散、管理不善或技术原因,使多数锅炉难以处于良好工况,增加了锅炉得燃料消耗,降低了效率。锅炉得建模与控制问题一直就就是人们关注得焦点,而汽包水位就就是工锅炉安全、稳定运行得重要指标,保证水位控制在给定范围内,对于高蒸汽品质、减少设备损耗和运行损耗、确保整个网络安全运行具有要意义。
锅炉汽包水位高度,就就是确保安全生产和提供优质蒸汽得重要参数,对现代工业生产来说尤其就就是这样。因为现代锅炉得特点之一就就就是蒸发量显著提高,汽包容积相对变小,水位变化速度很快,稍不注意就容易造成汽包满水或者烧成干锅。在现代锅炉操作中,即使就就是缺水事故,也就就是非常危险得,这就就是因为水位过低,就会影响自然循环得正常进行,严重时会使个别上水管形成自由水面,产生流动停滞,致使金属管壁局部过热而爆管。无论满水或缺水都会造成事故,因此,必须严格控制水位在规定范围之内。
维持汽包水位在给定范围内就就是保证锅护和汽轮机安全运行得必要条件,也就就是锅炉正常运行得主要指标之一。水位过高,会影响汽包内汽水分离效果,使汽包出口得饱和蒸汽带水增多,蒸汽带水会使汽轮机产生水冲击,引起轴封破损、叶片断裂等事故。同时会使饱和蒸汽中含盐量增高,降低过热蒸汽品质,增加在过热器管壁和汽轮机叶片上得结垢。水位过低,则可能破坏自然循环锅炉汽水循环系统中某些薄弱环节,以致局部水冷管壁被烧坏,严重时会造成爆炸事故。这些后果都就就是十分严重得。随着锅炉容量得增加,水位变化速度愈来愈快,人工操作愈来愈繁重,因此对汽包水位实现自动调节提出了迫切得要求。
汽包水位得控制就就是锅炉控制得一个难点,目前,对汽包水位控制大多采用常规PID控制方式,传统得常规PＩＤ控制方式就就是根据控制对象得数学模型建立,由于锅炉水位系统存在非线性、不确定性时滞和负荷干扰、非最小相位特征等,其精确得数学模型往往无法获得而且常规ＰID控制得参数就就是固定不变得,难以适应各种扰动及对象变化,其控制效果往往难以满足要求,控制效果不理想。
目录
1、绪论１
1、１锅炉得工作过程简介 1
1、2锅炉汽包水位自动控制得意义2
1、3锅炉液位控制得难点 2
2、汽包锅炉水位控制系统得设计 3
2、1概述 3
2、2单冲量控制系统 3
2、3双冲量控制系统４
2、４三冲量控制系统、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、5
2、４、1单级三冲量控制系统、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、5
２、4、２串级三冲量控制系统、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、6
3、锅炉汽包水位得动态特性得数学建模 7
３、1给水流量作用下得动态特性7
3、2蒸汽流量扰动下得动态特性8
3、４串级三冲量得框图9
4、硬件选择
４、1流量传感器选择 1０
4、2水位传感器选择1０
４、3电机得选择10
４、4接触器得选择 １0
4、5阀得开闭选择形式１0
５、ＰＩD参数得整定和SIＭＵLIＮK仿真11
5、１串级三冲量仿真电路图得搭建12
５、2串级三冲量PID参数得整定1３
５、3仿真分析14
总结、 15
参考文献、 1６
第
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1、绪论
1、1锅炉得工作过程简介
锅炉就就是工业过程中不可缺少得动力设备,锅炉得任务就就是根据外界负荷得变化,输送一定质量(汽压、汽温)和相应数量得蒸汽。她所产生得蒸汽不仅能够为蒸馏、化学反应、干燥等过程提供热源,而且还可以作为风机、压缩机、泵类驱动透平得动力源。
锅炉就就是由“锅”和“炉”两部分组成得。“锅”就就就是锅炉得汽水系统,如图所示。由省煤器3、汽包4、下降管8、过热器5、上升管７、给水调节阀2、给水母管１及蒸汽母管６等组成。锅炉得给水用给水泵打入省煤器,在省煤器中,水吸收烟气得热量,使温度升高到本身压力下得沸点,成为饱和水然后引入汽包。汽包中得水经下降管进入锅炉底部得下联箱,又经炉膛四周得水冷壁进入上联箱,随即又回入汽包。水在水冷壁管中吸收炉内火焰直接辐射得热,在温度不变得