-金弘基供熱鍋爐測(cè)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1、大連工業(yè)大學(xué)課程設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書(shū)專(zhuān) 業(yè)自動(dòng)化班 級(jí)124題 目金弘基供熱鍋爐測(cè)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)子 題指導(dǎo)教師于忠得答疑教師于忠得設(shè)計(jì)時(shí)間2015年 6 月 22 日至 2015年 6 月 28 日共 1 周設(shè)計(jì)要求設(shè)計(jì)（論文）的任務(wù)和基本要求，包括設(shè)計(jì)任務(wù)、查閱文獻(xiàn)、方案設(shè)計(jì)、說(shuō)明書(shū)（計(jì)算、圖紙、撰寫(xiě)內(nèi)容及規(guī)范等）、工作量等內(nèi)容。金弘基供熱鍋爐系統(tǒng)由兩臺(tái)40噸熱水鍋爐構(gòu)成，負(fù)責(zé)向大連市西南部的書(shū)香園一期、二期、三期住宅小區(qū)冬季供暖。為保證鍋爐的安全、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，需要設(shè)計(jì)相應(yīng)的測(cè)量、控制系統(tǒng)。本設(shè)計(jì)僅包含1#鍋爐的測(cè)量、控制系統(tǒng)。1 設(shè)計(jì)任務(wù)與要求住宅供熱鍋爐測(cè)控系統(tǒng)主要實(shí)現(xiàn)目標(biāo)： 保證鍋爐安全運(yùn)行。

2、 設(shè)計(jì)控制參數(shù)有：爐膛溫度、爐膛負(fù)壓、出水溫度、出水壓力、總管溫度、總管壓力等。 保證住宅供暖室內(nèi)溫度?？刂苹厮疁囟?。2設(shè)計(jì)內(nèi)容1）供熱熱水鍋爐測(cè)控系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)。2）設(shè)備選型設(shè)計(jì)。3）儀表盤(pán)正面布置圖設(shè)計(jì)。 4）儀表盤(pán)盤(pán)后接線(xiàn)圖設(shè)計(jì)。 5）儀表供電系統(tǒng)設(shè)計(jì)。3課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)格式要求1）格式要求嚴(yán)格按照教務(wù)處規(guī)定格式撰寫(xiě)，見(jiàn)“課程設(shè)計(jì)格式及撰寫(xiě)要求”2）內(nèi)容要求（1）設(shè)計(jì)任務(wù)說(shuō)明（2）設(shè)計(jì)方案說(shuō)明，包括設(shè)計(jì)任務(wù)背景說(shuō)明、控制方案設(shè)計(jì)說(shuō)明、測(cè)量方案設(shè)計(jì)說(shuō)明、儀表選型說(shuō)明、傳感器選型說(shuō)明等。附圖：工藝控制流程圖；設(shè)備選型表；儀表正面布置圖；盤(pán)后接線(xiàn)圖；配電圖；接線(xiàn)端子圖。指導(dǎo)教師簽字： 于忠得 系（

3、教研室）主任簽字：2015年6月25- 12 -第1章 設(shè)計(jì)目標(biāo)及任務(wù)1.1設(shè)計(jì)目標(biāo)金弘基供熱鍋爐系統(tǒng)由兩臺(tái)40噸熱水鍋爐構(gòu)成，負(fù)責(zé)向大連市西南部的書(shū)香園一期、二期、三期住宅小區(qū)冬季供暖。為保證鍋爐的安全、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，需要設(shè)計(jì)相應(yīng)的測(cè)量、控制系統(tǒng)。本設(shè)計(jì)僅包含1#鍋爐的測(cè)量、控制系統(tǒng)。1.2設(shè)計(jì)任務(wù)供熱熱水鍋爐測(cè)控系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)、擴(kuò)大初步設(shè)計(jì)。主要完成以下設(shè)計(jì)任務(wù)：（1）供熱熱水鍋爐測(cè)控系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)（2）設(shè)備選型設(shè)計(jì)（3）儀表盤(pán)正面布置設(shè)計(jì)（4）儀表盤(pán)盤(pán)后接線(xiàn)圖設(shè)計(jì)（5）儀表供電系統(tǒng)設(shè)計(jì)1、保證鍋爐的安全運(yùn)行設(shè)計(jì)控制參數(shù)有：爐膛溫度、爐膛負(fù)壓、出水溫度、出水壓力、總管溫度、總管壓力等。2、保證住宅

4、供暖室內(nèi)溫度?？刂苹厮疁囟?。3、鍋爐運(yùn)行考核管理。出水溫度、出水壓力、回水溫度、爐膛溫度等重要參數(shù)的當(dāng)班記錄。煤、水消耗的當(dāng)班記錄，考核評(píng)價(jià)等其他管理需要。第2章 系統(tǒng)設(shè)計(jì)2.1供熱熱水鍋爐測(cè)控系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)金弘基供熱鍋爐系統(tǒng)由兩臺(tái)40噸熱水鍋爐構(gòu)成，負(fù)責(zé)向大連市西南部的書(shū)香園一期、二期、三期住宅小區(qū)冬季供暖。為保證鍋爐的安全、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，需要設(shè)計(jì)相應(yīng)的測(cè)量、控制系統(tǒng)。由于兩臺(tái)熱水鍋爐的控制系統(tǒng)完全一樣，所以這里只對(duì)一臺(tái)熱水鍋爐的控制系統(tǒng)進(jìn)行描述。2.1.1鍋爐設(shè)備的簡(jiǎn)單介紹下圖為本次設(shè)計(jì)采用的供熱鍋爐工藝流程圖。圖1供熱鍋爐工藝流程圖蒸汽發(fā)生系統(tǒng)由給水泵、給水控制閥、省煤器、汽包及循環(huán)管等組成。

5、在鍋爐運(yùn)行過(guò)程中，燃料和空氣按一定比例送入爐膛燃燒，產(chǎn)生的熱量傳送給蒸汽發(fā)生系統(tǒng)，產(chǎn)生飽和蒸汽，然后再經(jīng)過(guò)過(guò)熱蒸汽，形成滿(mǎn)足一定質(zhì)量指標(biāo)的過(guò)熱蒸汽輸出，供給用戶(hù)。同時(shí)燃燒過(guò)程中產(chǎn)生的煙氣，經(jīng)過(guò)過(guò)熱器將飽和蒸汽加成過(guò)熱蒸汽后，再經(jīng)省煤器預(yù)熱鍋爐給水和空氣預(yù)熱器預(yù)熱空氣，最后經(jīng)引風(fēng)機(jī)送往煙囪送入大氣。鍋爐設(shè)備是一個(gè)復(fù)雜的控制對(duì)象，其主要控制變量有燃料量、鍋爐給水、減溫水流量、送風(fēng)量和引風(fēng)量等；主要的被控量有汽包水位、過(guò)熱蒸汽溫度、過(guò)熱蒸汽壓力、爐膛負(fù)壓等。這些控制變量和被控變量之間相互關(guān)聯(lián)。例如燃料量的變化不僅影響蒸汽壓力，同時(shí)還會(huì)影響汽包水位、過(guò)熱蒸汽溫度、爐膛負(fù)壓和煙氣含氧量；給水量變化不僅影

6、響汽包水位，而且對(duì)蒸汽壓力、過(guò)熱蒸汽溫度都有影響。因此鍋爐設(shè)備是一個(gè)多輸入/多輸出且相互關(guān)聯(lián)的控制對(duì)象。首先由磨煤機(jī)將煤磨制成粉。煤粉由空氣攜帶通過(guò)裝在爐墻上的燃燒器送入爐膛中燃燒。在火焰中心處的氣體溫度達(dá)到15001600。鍋爐的蒸發(fā)受熱面裝在爐膛的內(nèi)壁上，組成水冷壁，吸收爐膛中高溫火焰和煙氣的輻射熱量，使?fàn)t膛出口處煙氣溫度降低到10001150。后墻水冷壁的上部分（在水平煙道進(jìn)口）組成排列較稀的數(shù)列凝渣管，以防止結(jié)渣。為防止鍋爐受熱面上積灰或結(jié)渣，還使用吹灰器。 過(guò)熱器位于水平煙道中，它的作用是把從鍋筒出來(lái)的飽和蒸汽加熱成具有一定溫度的過(guò)熱蒸汽，目的是提高電站的經(jīng)濟(jì)性。煙氣通過(guò)過(guò)熱器后溫度

7、降低到500600,然后進(jìn)入尾部煙道。尾部煙道中受熱面之一為省煤器。它由很多平行的蛇形管所組成，其作用是使給水在進(jìn)入鍋筒之前預(yù)先加熱，并降低排煙溫度。另一尾部受熱面是空氣預(yù)熱器。它的作用是使空氣在進(jìn)入爐膛以前加熱到一定溫度，以改善燃燒和進(jìn)一步降低排煙溫度，提高鍋爐效率。 在燃燒和煙風(fēng)系統(tǒng)方面，送風(fēng)機(jī)將空氣送入空氣預(yù)熱器加熱到一定溫度。在磨煤機(jī)中被磨成一定細(xì)度的煤粉，由來(lái)自空氣預(yù)熱器的一部分熱空氣攜帶經(jīng)燃燒器噴入爐膛。燃燒器噴出的煤粉與空氣混合物在爐膛中與其余的熱空氣混合燃燒，放出大量熱量。燃燒后的熱煙氣順序流經(jīng)爐膛、凝渣管束、過(guò)熱器、省煤器和空氣預(yù)熱器后，再經(jīng)過(guò)除塵裝置，除去其中的飛灰，最后由

8、引風(fēng)機(jī)送往煙囪排向大氣。 在這個(gè)過(guò)程中，需要對(duì)給水壓力，出水溫度，出水壓力，爐膛負(fù)壓，爐膛溫度，省煤器出口溫度、省煤器出入口壓，爐膛水位差進(jìn)行觀測(cè)。要對(duì)出水溫度，出水壓力，爐膛溫度，爐膛水位,給煤控制，給風(fēng)控制，爐膛負(fù)壓進(jìn)行控制。當(dāng)水位不夠是，應(yīng)開(kāi)大給水閥，若水位過(guò)高，應(yīng)將給水閥關(guān)小。要是爐膛負(fù)壓過(guò)高，溫度過(guò)高，則打開(kāi)泄壓閥，將送風(fēng)機(jī)和排粉風(fēng)機(jī)調(diào)小。若爐膛負(fù)壓過(guò)低，則要將送風(fēng)機(jī)和排粉風(fēng)機(jī)調(diào)大，讓燃燒更劇烈，使壓力、溫度上來(lái)。2.1.2供熱鍋爐系統(tǒng)的測(cè)量和控制根據(jù)設(shè)計(jì)要求，將測(cè)控方案標(biāo)注在工藝流程圖上，形成帶控制點(diǎn)的工藝流程圖，如圖2所示。 圖2 省煤器控制工藝流程圖這樣，測(cè)量參數(shù)：爐膛溫度、爐

9、膛負(fù)壓、出水溫度、出水壓力、回水溫度、省煤入口溫度、省煤器出口溫度、省煤器出入口壓差就可以根據(jù)圖2測(cè)量得到。2.2供熱熱水鍋爐測(cè)控系統(tǒng)介紹2.2.1爐膛負(fù)壓控制系統(tǒng)為了防止?fàn)t膛內(nèi)的火焰或煙氣外噴，爐膛內(nèi)要保持一定的負(fù)壓。爐膛負(fù)壓控制一般可通過(guò)控制引風(fēng)量來(lái)調(diào)節(jié)。鑒于引風(fēng)量落后于燃料量和鼓風(fēng)量的控制，可能引起系統(tǒng)大的波動(dòng)，造成不穩(wěn)定因素。所以，將汽包出口蒸汽壓力作為前饋信號(hào)與以引風(fēng)量為反饋信號(hào)共同組成前饋反饋復(fù)合控制系統(tǒng)。2.2.2出水壓力控制系統(tǒng)出水壓力的控制關(guān)系到鍋爐汽包液位的高低，直接關(guān)系到鍋爐的安全性問(wèn)題，所以必須控制好出水壓力。當(dāng)液泡液位過(guò)低時(shí)，應(yīng)把水壓力調(diào)大，當(dāng)液泡液位過(guò)高時(shí)，應(yīng)把出水

10、壓力調(diào)低。其方框圖如下：圖3 出水壓力控制系統(tǒng)示意圖2.3回水溫度控制系統(tǒng)對(duì)于普通的鋼制熱水鍋爐而言，當(dāng)鍋爐循環(huán)水的回水溫度低于一定數(shù)值后，將在鍋爐煙氣側(cè)產(chǎn)生酸性冷凝水。酸性冷凝水會(huì)對(duì)鍋爐鋼板產(chǎn)生腐蝕，降低鍋爐的壽命和使用的安全性。例如，使用天然氣為燃料的鍋爐，其煙氣露點(diǎn)為5758度（過(guò)量空氣系數(shù)1.15）。一般的鍋爐回水溫度低于55度，將在鍋爐煙氣側(cè)產(chǎn)生PH值為3-5的酸性冷凝水，從而腐蝕鍋爐鋼板。煙側(cè)經(jīng)常產(chǎn)生冷凝水，鍋爐不到3年就可能報(bào)廢。所以控制回水溫度對(duì)于系統(tǒng)十分必要。第3章 設(shè)計(jì)圖紙3.1供熱熱水鍋爐測(cè)控系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)圖圖4供熱熱水鍋爐測(cè)控系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)圖3.2設(shè)備選型表表1 設(shè)備選型表

11、序號(hào)設(shè)備名稱(chēng)代號(hào)型號(hào)規(guī)格數(shù)量1傳感器TI-1-02Pt10012調(diào)節(jié)器PCR-1-07WP-C803-02-12-HL13控制器TCR-1-01WP-C803-02-0814控制器PCR-1-06WP-803-02-12-HL15顯示儀TI-1-03WP-C803-02-0816顯示儀DPI-1-10WP-C801-02-1217顯示儀TI-1-05WP-C801-02-0818顯示儀TI-1-04WP-C801-02-0819顯示儀TI-1-08HDS-503110調(diào)節(jié)器PI-1-09XLFI-36943513.3儀表盤(pán)正面布置圖圖5儀表盤(pán)正面布置圖3.4儀表盤(pán)后接線(xiàn)圖 圖6儀表盤(pán)后接線(xiàn)圖3

12、.5端子接線(xiàn)圖圖7 端子接線(xiàn)圖3.6系統(tǒng)供電系統(tǒng)設(shè)計(jì)圖圖8主回路供電系統(tǒng)設(shè)計(jì)圖圖9 儀表供電系統(tǒng)設(shè)計(jì)圖心得體會(huì)經(jīng)過(guò)幾周的奮戰(zhàn)我的課程設(shè)計(jì)終于完成了。在沒(méi)有做課程設(shè)計(jì)以前覺(jué)得課程設(shè)計(jì)只是對(duì)這幾年來(lái)所學(xué)知識(shí)的單純總結(jié)，但是通過(guò)這次做課程設(shè)計(jì)發(fā)現(xiàn)自己的看法有點(diǎn)太片面。課程設(shè)計(jì)不僅是對(duì)前面所學(xué)知識(shí)的一種檢驗(yàn)，而且也是對(duì)自己能力的一種提高。通過(guò)這次課程設(shè)計(jì)使我明白了自己原來(lái)知識(shí)還比較欠缺。自己要學(xué)習(xí)的東西還太多，以前老是覺(jué)得自己什么東西都會(huì)，什么東西都懂，有點(diǎn)眼高手低。通過(guò)這次設(shè)計(jì)，我懂得了學(xué)習(xí)的重要性，了解了學(xué)習(xí)的持續(xù)性，更了解到理論知識(shí)與實(shí)踐相結(jié)合的重要意義，只有不斷的學(xué)習(xí)，把所學(xué)的知識(shí)和實(shí)際相結(jié)合才能對(duì)自己所學(xué)知識(shí)的提高和鞏固。這將為自己今后的學(xué)習(xí)和工作做出了榜樣。我才明白學(xué)習(xí)是一個(gè)長(zhǎng)期積累的過(guò)程，在以后的工作、生活中都應(yīng)該不斷的學(xué)習(xí)，努力提高自己知識(shí)和綜合素質(zhì)。在這次課程設(shè)計(jì)中也使我們的同學(xué)關(guān)系更進(jìn)一步了，同學(xué)之間互相