锅炉炉膛负压控制系统课程设计

第第9页目录一、概述 Ⅲ二系统要求及组成 Ⅴ系统的要求 Ⅴ炉膛负压的动态特性 Ⅴ引风控制系统的工况 Ⅴ系统的组成 Ⅵ三应注意的问题 Ⅷ抗积分饱和及外反馈法 Ⅷ采用死区非线性环节 Ⅸ引风机1和2的双速调节 Ⅸ炉膛压力的测量 Ⅹ内爆保护 Ⅹ四、仪表选型及参数整定 Ⅺ4.1前馈反馈控制系统 Ⅺ传感器的选择 Ⅺ选择控制系统设计 Ⅺ五课程设计体会 Ⅻ六参考文献 ⅩⅢ一概述锅炉是指利用各种燃料、电或者其他能源，将所盛装的液体加热到一定的参数（2.45Mpa-27MPa400570℃锅炉出口蒸汽压力的变化经常作为燃料量的输入和蒸汽量的输出之间不平衡的一个标志。引起蒸汽压力变化的因素很多，其中主要的扰动量是燃料量（内扰）和蒸汽量的变化（外扰。燃烧控制系统的基本要求是：迅速适应外界负荷需求燃烧率的指令信号的变化调整入炉燃料量。对送风量进行调节，保证烟气含氧量等于设定值，实现经济燃烧的细调。引风控制子系统的任务是通过调整锅炉引风量，保证炉膛负压（除卧式内燃炉）在规定的范围内。由于蒸汽量的波动和送风量是引起负压变化的主要原因，可将蒸汽量或送风量作为前馈信号引入调节器，提高引风系统的稳定性，减小炉膛负压的动态偏差。（热水锅炉打开锅炉正面的小门观察（煤粉锅炉的灰渣易堵塞取样管二系统要求及组成系统的要求炉膛压力的范围炉膛负压（除卧式内燃锅炉）保持在-78.4Pa到-19.6Pa，通常情况负压应维持在-20Pa左右。炉膛负压系统应有相应的防护措施炉膛负压系统应对积分饱和、回火和脱火可能的事故采取相应的防护措施。炉膛负压的动态特性炉膛负压的控制对象是引风机挡板所控制的引风量，成为内扰。送风量变负压随时间变化的特性，如图2.1所示。由于炉膛负压反应很快，可做比例特性来处理。GPf GGt t图2.1炉膛负压的动态特性引风控制系统的工况引风控制系统逻辑有3种工况，即引风挡版开度硬手操、软手操和自动。引风机挡板开度硬手操。引风机挡板开度硬手操的条件为选择引风机挡板硬手操。引风机挡板开度软手操的条件。引风机挡板硬手操；选择引风机挡板软手操。引风机挡板控制回路处于自动。他情况都可直接实现无扰动切换。系统的组成如下图2.2所示为锅炉燃烧过程炉膛负压及安全保护系统。可知，该控制系统由三个子系统组成。蒸汽PTIPTIPC2汽包LSPC2PT2燃料V-2A.O引风通道A.OV-3PSAPC3PT4PC4+继电器图2.2锅炉炉膛负压控制系统原理图炉膛负压控制出口蒸汽压力作为前馈信号与以引风量为反馈信号——共同组成前馈反馈2.3。GPD(S)GPD(S)F(S)蒸汽X(S)GFF(S)-PC3GPC(S)Y(S)PC4PC4PT4引风管图2.3炉膛负压前馈-反馈控制框图及原理图防“脱火”控制2.4所示，燃料为天然气。PC1PC2节器，调节阀为气开型（A.。PID（uK(eTI节器都为压力调节器，都选择PI规律。

edtTD

dedtPC1PC2调PC1为取代调节器。系统正常运行电磁阀失电，PC3PC1调节器工作。当压力下降时，调节器PC1输出增加（反作用，调节阀开度增加，天然气流量增大，蒸汽压力增致调节阀阀后压力（燃料气压力）PC2PC1PC2的产生。当工况恢复正常后，PC1PC2的输出,PC2自动切除，PC1再次投入运行。图2.4锅炉防回火及脱火原理图防“回火”控制原理图如上图2.4所示，PC3为带下限节点的压力调节器，选择PI规律。它与电磁三通阀，继电器共同组成防“回火”自动连锁硬件保护系统。系统在正常运行时，PC3下限节点是断开的，该控制回路不起作用。但是节器的回路，于是调节阀的膜头与大气接通，调节阀关闭，实现硬保护。三应注意的问题抗积分饱和及外反馈法的输出信号作为两个控制器共同的反馈信号的措施（即外反馈法，该措施原理图如下图3.1：1

积分外反馈

给定2PI器1P1PI器1P1LSPI器2P2PT1PT2外反馈法是指调节器处于开环状态下不选用调节器自身的输出做反馈，而是用其他相应的信号做反馈以限制其积分作用的方法，如图为外反馈的系统原理。在选择控制系统中，设两台比例积分调节器的输出分别为P1P2。选择器选中之一后，一方面送至调节阀，同时有反馈到两台调节器的输入端，以实现积分外反馈。若选择器为低值选择器，设P1小于P2，调节器1被选中，其输出为uk(e1 1

TeI 1

P1调节器1仍保持PI调节规律。此时，调节器2处于备用状态，其输出为u k(e2 2

TeI

e1,e2的积累而带来的积分饱和问题。当系统处于稳态时，e1=02PI调节动作，投入系统运行。采用死区非线性环节过死区（不灵敏区，控制器将输出。采用死区非线性环节的目的是避免因炉膛压力经常有微小波动而频繁动作调节机构，增加机械磨损和动力损耗。12的双速调节为了减小引风机进口动叶节距改变的节流（流体在管道里流动时，有时流经阀门、孔板等设备，由于局部阻力，使流体压力降低，这种现象称为节流）损失，采用两台双速离心式引风机的单回路系统控制炉膛压力，方框图风机的低速档。Xr(s)Xr(s)Y(s)调节器执行器引风机-流量变送器图3.2引风机控制回路原理图换的目的。炉膛压力的测量33小值选择器，3个差压变送器的输出（测量）值的中间值。采用3个差压变送器的目的是为了防止因变送器故障或信号管路堵塞而影响测量值的可靠性，从而影响炉膛压力控制的可靠性。测量的中间值与差压变送器的输出（测量）值进行比较，如果偏差超出一定范围，则将发出报警信号。内爆保护引风机进口动叶节距到预定开度。当发生主燃料跳闸时，执行器将引风机1的进口动叶节距减小到相应开度，当达到预定整定时间（10s）20s第第13页动叶节距又恢复到原来的开度。四、仪表选型及参数整定-反馈控制系统Gff(s)=-Gpd(s)/Gpc(s).Kf的整定是很重要的。正确的选择kf,也就能准确地确定阀位。如果kf这将产生错误的前馈静态输出，将有反馈输出来补偿。开环整定是在前馈-反馈系统中将反馈回路断开，使系统处于单纯静态前馈kfkf值整定结果准确，应力求工况稳定，减小其他干扰对被控变量的影响。执行器的选择执行器选择气动薄膜调节阀。根据被控参数流量的性质选择对数性调节阀。传感器的选择由于测量压力通常较大（19.36Mpa），传。选择不锈钢材料加装充有中性介质的扩散硅式差压变送器，量程范围选择（0.3A-0.75A）为6Mpa-100Mpa,精度等级为0.1。选择控制系统设计选择.一般控制系统的设计流程是：首先，根据生产安全要求，选择控制阀的开最后，根据控制器的正反作用和选择控制系统设置的目的，确定选择器的类型。选择性控制系统控制阀气开气闭形式的选择。控制阀的气开气闭形式的选择主要是根据具体的工艺以及安全要求来确定选气开式，一旦出现故障，控制阀处于关闭状态，阻止燃料进入。选择性控制系统控制器控制规律及正反作用方式的确定。PIPID选择性控制系统选择器的选择。控制器为取代控制器，它是反作用控制器，因此当时其输选器。选择控制系统参数的整定（进行。但是，取代控制方案投入工作时，取代控制器必须发出较强的控制信号，五课程设计体会通过这次课程设计，让我学到了许多课堂上学不到的东西，不仅锻炼了我搜集信息、提取信息的能力，而且还教会了我一种做学问的态度。使我深刻的认识到做好一个课程设计是很困难的，而且需要严谨的态度才能完成。因为我所学的知识有限，所以在设计的过程就难免会很吃力并且出现很多错误，这就需要我们有自强不息的能力。本次过程控制课程设计是一个以上学期生产实习为基础的囊括了近三年专业课学习内容的综合性的课程设计。使我们对学过的一些知识进行总结性的学习，是在重新学习基础知识的同时，进行的一次创造性的设计。在设计过程中我认真理解并掌握了每一个相关知识点。使我对理论课的学习有了更好的掌握，在设计的过程中需要查阅各种与设计有关的资料。在不知不觉中就使我对这门课程有了更深的了解，它使我认识到了大学的学习与真正的实践之间的差距，要真正的做到学以致用的路还很的漫长。在设计的过程中与班级同学合作互相探讨，使我体会到集体力量的强大。经过对这些资料的整理、理解和消化，使我对过程控制技术尤其是锅炉的炉膛负压控制技术有了更深一层次的理解。与此同时，设计还使我的使用Visio可以提高我的动手能力和动脑能力。同时，还要感谢老师们为我们安排了生产实习和过程控制课程设计这样能够锻炼我们能力的实践性环节，及左鸿飞老师对我们课程设计的顺利完成所付出汗水。六参考文献周国庆，孙涛. 锅炉工安全技术. 北京：化学工业出版社.2005潘永湘 过程控制与自动化仪表 北京：机械工业出版社2007刘德昌 锅炉改造技术 北京：中国电力出版社2000俞金寿，孙自强过程自动化及仪表北京：化学工业出版社2007200