文档介绍：说明书
控制课程设计
题目:热电厂锅炉过热蒸汽
温度控制设计
热电厂锅炉过热蒸汽温度控制设计
摘要
本文是针对锅炉过热蒸汽温度控制系统进行的分析和设计,而对炉温过热蒸汽的良好控制是保证系统输出蒸汽温度稳定的前提。所以本设计采用串级控制系统,这样可以极大地消除控制系统工作过程中的各种干扰因素,使系统能在一个较为良好的状态下工作,同时锅炉过热器出口蒸汽温度在允许的范围内变化,并保护过热器管壁温度不超过允许的工作温度。
在本设计用到的串级控制系统中,主对象为送入负荷设备的出口温度,副对象为减温器和过热器之间的蒸汽温度。通过控制减温水的流量来实现控制过热蒸汽温度的目的。
关键词:串级控制系统;过热蒸汽温度;温度控制;
目录
摘要 1
引言 1
第一章生产工艺概述 2
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3
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第二章过热蒸汽温度控制原理简介 6
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7
第三章过热蒸汽温度控制系统的设计 10
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11
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、副控制器控制规律的选择 12
、反作用的选择 12
总结 14
参考文献 15
引言
蒸汽温度是锅炉安全、高效、经济运行的主要参数,因此对蒸汽温度控制要求严格。过高的蒸汽温度会造成过热器、蒸汽管道及汽轮机因过大的热应力变形而毁坏;蒸汽温度过低,又会引起热效率降低,影响经济运行。锅炉控制现场环境恶劣,采用传统的基于模拟技术的控制器、仪器仪表或单片机,不仅结构比较复杂,效率比较低,并且可靠性也不高。
本次课程设计的主要考虑部分是锅炉蒸汽温度控制系统的设计。蒸汽过热系统包括一级过热器、减温器、二级过热器。锅炉汽温控制系统主要包括过热蒸汽和再热蒸汽温度的调节。主蒸汽温度与再热蒸汽温度的稳定对机组的安全经济运行是非常重要的。过热蒸汽温度控制的任务是维持过热器出口蒸汽温度在允许的范围之内,并保护过热器,使其管壁温度不超过允许的工作温度。
过热蒸汽温度是锅炉汽水系统中的温度最高点,过热蒸汽温度过高或过低,对锅炉运行及蒸汽设备是不利的。蒸汽温度过高会使过热器管壁金属强度下降,以至烧坏过热器的高温段,严重影响安全。一般规定过热器的温度与规定值的暂时偏差不超过±10℃,长期偏差不超过±5℃。
如果过热蒸汽温度偏低,则会降低电厂的工作效率,同时使汽轮机后几级的蒸汽湿度增加,引起叶片磨损。据估计,温度每降低5℃,热经济性将下降约1%;且汽温偏低会使汽轮机尾部蒸汽温度升高,甚至使之带水,严重影响汽轮机的安全运行。一般规定过热汽温下限不低于其额定值10℃。通常,高参数电厂都要求保持过热汽温在540℃的范围内。
由于汽温对象的复杂性,给汽温控制带来许多的困难,其主要难点表现在以下两个方面:
(1)由于过热器是一个多容且延迟较大的惯性环节,设备结构设计与控制要求存在很多矛盾,所以影响汽温变化的因素很多,例如,蒸汽量、减温水给水量、烟气侧的过剩空气系数和温度等都可能引起汽温变化。
(2)随着机组容量和参数的增加,蒸汽的过热受热面的比例加大,使其延迟和惯性更大,从而进一步加大了汽温控制的难度。

第一章生产工艺概述

锅炉是过程工业中必不可少的动力设备。它所产生的蒸汽不仅可供生产过程作为热源,而且还可作为蒸汽透平的动力源。在热电厂中按锅炉设备所使用燃料的种类、燃烧设备、炉体形式、锅炉功能和运行要求的不同,锅炉生产有各种不同的流程。
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蒸汽发生系统由给水泵、给水调节阀、省煤器、汽包及循环管组成。燃料和热空气按照一定的比例进入燃烧室燃烧,产生的热量传递给蒸汽发生系统,产生饱和蒸汽Ds ,然后经过热器成一定汽温的过热蒸汽D,汇集至蒸汽母管。压力为Pm的过热蒸汽,经负荷设备调节阀供给生产负荷使用。与此同时,燃烧过程中产生的烟气,将饱和蒸汽变成过热蒸汽后,经省煤器预热锅炉预热空气,最后经引风机送往烟筒排入大气。
锅炉设备的控制任务:根据生产负荷的要求,供应一定压力或温度的蒸汽,同时要使锅炉在安全、经济的条件下运行。按照这些控制要求,锅炉设备将有如下主要的控制系统:
⑴锅炉汽包水位控制系统:主要是保持汽包内部的水位平衡,使积水量适应锅炉的蒸汽汽量,维持汽包中水位在工艺允许的范围内;
⑵锅炉燃烧系统的控制:其控制方案要满足燃烧所产生的热量,适应蒸汽负荷的需要,使燃料与空气量保持一定