华北电力大学除氧器给水控制课程设计(共8页)

1、 课程设计（综合实验）报告 分散控制系统与现场总线(zn xin)技术课程设计除氧器水位自动(zdng)调节系统除氧器给水(jshu)系统简介：1 除氧器给水系统的组成除氧器给水系统大的组成部分主要有，除氧器、给水泵组、高加系统三大部分组成。其作用主要是把凝结水经过除氧器除氧后，经给水泵升压，通过高压加热器加热供给锅炉提高循环的热效率，同时提供高压旁路减温水、过热器减温水和再热器减温水。2 除氧器水位控制的必要性除氧器水箱用以保证锅炉有一定的给水储备量，一般要求能满足锅炉额定负荷下连续运行15-20min的给水量。水位太低因储备量不足而危及锅炉的安全运行，还可能使给水泵入口汽化，导致给水泵不能

2、正常工作；水位太高，可能淹没除氧头而影响除氧效果。一般要求水位在规定值100mm-200mm范围内，所以除氧器设计有水位自动控制系统，并有高、低水位异常报警和连锁保护。将给水加热到相应除氧器内压力的饱和温度，可以保证气体从水中分离出来，很好的清除氧气的主要机理是加热除氧。除氧器除了通过用汽轮机抽气加热给水到沸腾状态以除氧外，还担负着向给水泵不断供水的任务，为了保证给水泵安全运行，即要求避免给水泵入口发生汽化或缺水事故，一定要保证除氧器下部的给水箱保持规定的水位。除氧器水位过低，除了影响给水泵安全运行之外，甚至会威胁锅炉上水，造成停炉事故；除氧器给水箱水位过高，汽轮机汽封将上水，抽水管将发生水击

3、，威胁汽轮机的安全运行；因此要设计可靠的除氧器水位自动调节系统。3 除氧器水位控制的工作原理大量的理论研究和实践表明：对交流电动机进行调速控制，不仅能使电力拖动系统具有非常优秀的控制性能，而且在许多生产场合中，还具有非常显著的节能效果。鉴于此，凝结水泵不少机组改造成为变频泵，以达到节省厂用电的目的。除氧器水位调节设计工艺流程图如下所示：一个调节阀，100%流量调节用来进行除氧器凝结水给水(jshu)控制。凝结水泵一般设计为，两台50%变频泵，一台工频泵。低负荷时，一台变频泵运行；高负荷时，两台变频泵运行；工频泵只作为备用。设置2再循环调节阀通过冷凝水再循环对冷凝水泵进行保护。二、控制策略 1频

4、凝泵转速(zhun s)调节在低负荷段时（010%），由凝结水流量调节副阀单冲量调节除氧器水位(shuwi)，变频凝泵转速则为负荷指令的函数；在高负荷段时（10%100%），转由除氧器水位主调节阀三冲量调节除氧器水位，副调节阀关闭，此时，变频凝泵转速仍为负荷指令的函数；控制系统SAMA图： 图二 除氧器水位和再循环流量(liling)控制这种控制方案的主要特点是，不管在哪一个符合段，凝结水母管压力均为开环调节，存在问题：需要在不同工况和不同符合段下对函数进行整定，调试工作量大。有时为了减少手动干预，不得不将凝结水压力提高，这样又不利于节能(ji nn)。增加母管压力调节回路，通过母管压力反馈来

5、调节变速泵的转速调节，保障母管压力随负荷变化的情况下，达到节能效果。目前在所有的控制方案中，采用凝结水变频泵后，很少有考虑凝结水再循环门的改进，大多仍采用原来工频泵的设计，这样不利于变频泵的节能利用。凝结水泵在低速相应的有效汽蚀余量增加了，而泵的气蚀相似理论指出泵的必要气蚀余量与转速成正比减少。故而，海门电厂百万机组设计时增加了45%的凝结水再循环调节阀一个，低转速时通过(tnggu)泵的流量可以相应减少，即再循环门回路控制的设定值可以随转速降低而减小，从而改变管路特性，有利于一定转速相应的凝结水母管压力得以提高，达到节能的目的。1凝结水再循环调节凝结水再循环阀控制改变以往流量设定值为一固定值

6、的方案，改为设定值由变频泵的转速指令的函数关系在给定，同时考虑单台泵运行和两台运行的情况。这种方案能更明显，是一种值得推广的控制方案。 图三 变速(bin s)泵转速控制三系统结构与硬件(yn jin)配置设计1系统结构（1）系统(xtng)的四层结构系统分为四层：现场级、控制级、监控级、管理级。现场级包括若干个流量变送器、水位变送器、用作执行器的供水调节阀、循环调节阀和变速泵和工频泵。控制级包括过程控制站，用来接收变送器送来的现场信号，按照一定的控制策略计算出所需要的控制量，并送回到现场的执行器中去。监控级包括运行员操作站OS、工程师工作站EW。在该级上实现预定义及自由格式动态画面显示、趋势

7、显示、弹出式报警及操作指导信息、报表打印、硬件诊断等。管理级包括多台管理计算机，可用来存储和处理大量数据，方便工作人员对生产过程进行监测和管理。（2）系统(xtng)的通讯网络对应着上述四层结构，系统包括四层通讯网络：现场网络Fnet、控制网络Cnet、监控网络Snet、管理网络Mnet，分别将相应层内的设备(shbi)连接在一起。（3）冗余(rn y)配置AC800F控制器之间通过槽位E2中的以太网模件EI813FR配置冗余，冗余以太网模件间采用总线连接方式，从而实现热备用，即：槽位E2中的EI813FR用于主AC800F与热备AC800F间的通讯与同步，当主AC800F故障时，可以快速、平

8、滑地切换到热备AC800F上；E1槽位中的EI813FR作AC800F与上位机正常的网络通讯。为了提高系统的安全性，Profibus主模件FI830FR也进行了冗余配置，即当一个AC800F或其FI830FR故障后，会由另外一个AC800F上的FI830FR继续与现场设备保持通讯和完成现场控制。FI830FR通过Profibus - DP网与S800I/0站的现场总线通讯接口CI830连接，实现AC800F与I/0间的数据传输，包括I/0配置、控制信号、反馈信号、测量数据。2系统配置（1）运行员操作站及工程师工作站的硬件组成：计算机：DELL Inspiron 530：奔腾双核处理器E2140

9、(1.60GHz,1MB L2 CACHE)，内存512MB DDR2，硬盘160GB , 19 液晶显示器，Ethernet网络适配器。（2）过程控制站：主要配置见下表：序号型号名称备注1SD 812FR电源模件输入电源24VDC2SD 812FR电源模件输入电源24VDC3EI 813FR以太网模件屏蔽双绞线安装4EI 813FR以太网模件屏蔽双绞线安装5EI 813FR以太网模件屏蔽双绞线安装6EI 813FR以太网模件屏蔽双绞线安装7FI 830FR现场总线接口模件与Profibus协议兼容8FI 830FR现场总线接口模件与Profibus协议兼容模拟量输入输出模件的配置(pizh)

10、如下：序号型号名称数量备注1CI830Profibus通信模件1支持双绞线连接2AI801模拟量输入模件3模拟量输入8通道3AI835凝水泵转速输入模件2模拟量输入8通道4AO810模拟量输出模件2模拟量输出8通道（3）现场(xinchng)级设备：测量(cling)变送器：序号名称数量1压力变送器（PT）12流量变送器（TE）23水位指示器14转速变送器2系统测点如下：序号类型测点名称系统信号类型单位1AI供水母管压力测量信号MCS420mAKPa2AI凝结水流量测量信号MCS420mAt/h3AI供水阀门位置测量信号MCS420mA%4AI除氧器水位测量信号MCS420mAmm5AI主给水

11、流量测量信号MCS420mAt/h6AIA泵转速测量信号MCSmVr/min7AIB泵转速测量信号MCSmVr/min8AOA泵转速MCSmVr/min9AOB泵转速MCSmVr/min10AO主阀开度MCS420mA%11AO循环阀开度MCS420mA%（4）通讯：以过程控制站、运行员操作站、工程师工作站作为网络节点，辅助以两台8口的交换机，在节点间利用双绞线通讯，实现以太网的网络管理。AC800F控制器与I/0模件之间用屏蔽双绞线通讯，利用Profibus通信技术。（5）软件组成：计算机选用Window XP 平台，工程师站安装组态软件Control Builder F，运行员操作(coz

12、u)站安装监控软件Digivis。系统配置图见附件(fjin)五、课程设计的收获(shuhu)和体会课程设计是我们专业课程知识综合应用的实践训练，是我们迈向社会，从事职业工作前一个必不少的过程。通过此次课程设计，我们更加扎实的掌握了分散控制系统的知识，在设计过程中虽然遇到了一些问题，但经过一次又一次的思考，一遍又一遍的检查终于找出了原因所在，也暴露出了前期我在这方面的知识欠缺和经验不足。实践出真知，通过亲自动手制作，使我们掌握的知识不再是纸上谈兵。过而能改，善莫大焉。在课程设计过程中，我们不断发现错误，不断改正，不断领悟，不断获龋最终的检测调试环节，本身就是在践行“过而能改，善莫大焉”的知行观

13、。这次课程设计终于顺利完成了。在今后社会的发展和 HYPERLINK /zuowen/xuexi/ t _blank 学习实践过程中，一定要不懈努力，不能遇到问题就想到要退缩，一定要不厌其烦的发现问题所在，然后一一进行解决，只有这样，才能成功的做成想做的事，才能在今后的道路上劈荆斩棘，而不是知难而退，那样永远不可能收获成功，收获喜悦，也永远不可能得到社会及他人对你的认可。课程设计过程中，也对团队精神的进行了考察，让我们在合作起来更加默契，在成功后一起体会喜悦的心情。果然是团结就是力量，只有互相之间默契融洽的配合才能换来最终完美的结果。此次设计也让我明白了思路即出路，有 HYPERLINK /zuowen/shenme/ t _blank 什么不懂不明白的地方要及时请教或上网查询，只要认真钻研，动脑思考，动手实践，就没有弄不懂的知识，收获颇丰。附件（系统配置图）过程控制站运行员操作站工程师工作站SnetCnet以太网模件以太网模件现场总线模件电源模件主阀开度循环阀门主给水流量变频A泵转速变频泵B转速除氧器水位变频泵