低加水位控制系統(tǒng)

中文摘要給水加熱器是電站中的重要輔助設(shè)備，是回?zé)嵫h(huán)的一個重要部分。給水加熱器又分為高壓給水加熱器和低壓給水加熱器兩種。隨著我國工業(yè)的進步，國家所需的發(fā)電量也日益提高，為保證工廠發(fā)電時的安全，低加緊急疏水閥控制起到了重要作用。本系統(tǒng)是研究低加緊急疏水閥在低加水位控制系統(tǒng)中的重要作用和意義。通過比較給定值與實際測量水位，由PID控制手動和制動控制之間的切換，同時根據(jù)低加水位高II值和可調(diào)整開關(guān)量來確定疏水閥門的開度，進行緊急疏水。同時,當(dāng)有故障發(fā)生時，強制切換到手動控制，并對輸出進行質(zhì)量檢測和故障報警。關(guān)鍵字：給水加熱器，低加緊急疏水閥，PID控制目錄TOC\o"1-5"\h\z\o"CurrentDocument"中文摘要 I目錄 II引言 1\o"CurrentDocument"1低加水位控制系統(tǒng) 1\o"CurrentDocument"1.1.低壓加熱器 1\o"CurrentDocument"疏水閥 2\o"CurrentDocument"2系統(tǒng)分析 3\o"CurrentDocument"2.1.系統(tǒng)的輸入部分 3\o"CurrentDocument"系統(tǒng)的控制站 3\o"CurrentDocument"疏水閥的控制和報警 4\o"CurrentDocument"課程設(shè)計總結(jié) 6\o"CurrentDocument"致謝 7\o"CurrentDocument"參考文獻 8\o"CurrentDocument"附錄 9低壓加熱器運行時的水位對加熱器的性能及壽命影響很大，這是因為低壓加熱器的性能指標(biāo)是基于正常水位來保證的。低壓加熱器運行時必須是有水位運行，不可以長期處于無水或低于低水位線之下運行，否則除造成疏水溫度偏高、熱效率差外，還會引起U型管的沖刷損壞。加熱器正常水位即控制水位。當(dāng)加熱器達到運行溫度并穩(wěn)定運行時，一定要保證控制水位，在低壓加熱器殼體上固定的水位指示計能清楚地表明這一水位。為使加熱器正常運行，需要保持一定水位。本系統(tǒng)對低壓加熱器的水位進行監(jiān)控，通過PID將給定水位值與測量值進行比較并根據(jù)情況報警，同時實現(xiàn)手自動無擾切換，非常切合實際，符合工廠低壓加熱器運行時的安全保護。1低加水位控制系統(tǒng)1.1.低壓加熱器馬丈I辜命rST宇立出馬丈I辜命rST宇立出LT組床陵水￡口驢沖柜開關(guān)搖口熾喪遞鼎?n說變忡 安全閥鐵口圖1—1低壓加熱器的結(jié)構(gòu)1.低壓加熱器：在回?zé)嵯到y(tǒng)中，一般將除氧器和凝汽器之間的加熱器稱為低壓加熱器，加熱器的換熱面一般是用黃銅管或無縫鋼管制成的直管束或U形管束組成。2?低加的重要組成（1）凝結(jié)段：凝結(jié)段是利用蒸汽冷凝時的潛熱加熱給水的，一組隔板使蒸汽沿著加熱器長度方向均勻地分布。進入該段的蒸汽在隔板的導(dǎo)向下，流向加熱器的尾部。位于殼體兩端的排氣接管，可排除非凝結(jié)氣體。因為非凝結(jié)氣體的積聚會減少有效面積，降低傳熱效率并造成腐蝕。（2） 疏水冷卻段：疏水冷卻段是把離開凝結(jié)段的疏水的熱量傳給進入加熱器的凝結(jié)水，而使疏水溫度降至飽和溫度以下。疏水冷卻段為淹沒式結(jié)構(gòu)，是由鋼板組成的焊接結(jié)構(gòu)密封腔室，疏水冷卻段的內(nèi)部以定距管把若干塊中間折流板定位，上級低加的疏水由本級低加尾部的疏水口進入本級疏水冷卻段，經(jīng)由中間折流板呈左、右蛇形流動，先于進入本級的主凝結(jié)水進行熱交換，由此提高了主凝結(jié)水進入凝結(jié)段的溫度，降低了溫度的疏水最后經(jīng)疏水出口由殼體前端的下面流出本級低壓加熱器。由于設(shè)置了疏水冷卻段，從而提高了機組的熱效率降低了機組的熱耗。臥式低壓加熱器一般設(shè)置疏水冷卻段，立式低壓加熱器一般不設(shè)置疏水冷卻段。（3） 水室組件：水室由圓柱形筒、體法蘭和管板組成。管板鉆有孔，以便插入U形管，水室組件還包括給水進口接管，出口接管、排氣接管、安全閥、化學(xué)清洗接頭和引導(dǎo)水流按規(guī)定流動的分隔板以及帶密封墊圈的人孔蓋，人孔座或密封疏水閥疏水閥的作用是將加熱器中的疏水及時可靠的排出去，同時又不讓蒸汽隨同疏水一起排出去，以保證加熱器的水位和汽側(cè)壓力。若疏水不能及時的從加熱器中排出，會造成加熱器中排出，會造成加熱器內(nèi)水位升高，淹沒加熱器管束，導(dǎo)致熱效率下降，甚至引起加熱器震動，抽汽管道水擊，甚至造成汽輪機水擊。若加熱器內(nèi)疏水水位過低或排空，則會造成疏水管道震動，加熱蒸汽沿疏水管道進入下一級相鄰加熱器，對低壓抽汽產(chǎn)生排擠，產(chǎn)生新的損失。加熱器中常用浮球疏水閥。圖1—2浮球式疏水閥2系統(tǒng)分析2.1.系統(tǒng)的輸入部分鬧慨in水位省h鬧慨in水位省h吭”E低JD朮也107iiftfti￡ira^sp圖2-1系統(tǒng)輸入部分（1） 故障信號輸入低加系統(tǒng)先給兩個高II值32.7和32.11通過或門，輸入的信號取邏輯1（高II值未超時取邏輯0）,和可調(diào)整開關(guān)量提供的布爾輸出（邏輯1或者邏輯0）—起通過與門，取得一個邏輯1（邏輯0）,再和反饋一起通過一個與門，取得邏輯1時得到一個5S的脈沖（邏輯0無脈沖），此時通過節(jié)點分路，一條路保持邏輯1（邏輯0）向下輸入，另一條取反并與控制站的手動輸出信號一起通過與門到PID控制器。保持邏輯1的線路有一條支路作為反饋回路，作用是保證之前的輸入脈沖取邏輯1（邏輯0）。（2） 給定值與過程變量的比較系統(tǒng)右側(cè)給一個低加正常輸水的信號SP與修正信號40通過加法器相加得到一個信號值作為給定值輸入到PID的SP口，通過測量得到的低加水位作為過程變量送入PID的PV口，通過PID差分運算，將輸出通過0口輸出給控制站。系統(tǒng)的控制站控制站首先通過SP口接收系統(tǒng)的給定值，同時通過R接收由PID傳來的差分值。

圖2-2系統(tǒng)控制站（1） 當(dāng)信號為邏輯1時由故障信號輸出的邏輯到達控制器的TS接口。同時，故障信號又有一條支路使邏輯值到達模擬切換器，此時為邏輯1,實現(xiàn)切換器的S2口，即閥門開度達到最大。再通過速率限制控制閥門開度的速度（本系統(tǒng)設(shè)定增減速率均為5S），最后由控制器的TR接口接收此信號。（2） 當(dāng)信號為邏輯0時由故障信號輸出的邏輯到達控制器的TS接口。同時，故障信號又有一條支路使邏輯值到達模擬切換器，此時為邏輯0,實現(xiàn)切換器的S1口，即閥門開度是正常值。再通過速率限制控制閥門開度的速度，并由控制器的TR接口接收此信號。（3） 控制器的輸出控制器輸出端0的輸出信號取決于系統(tǒng)有無故障，此時PID的TR端跟蹤控制器的輸出。（4） 手/自動切換給定低加水位輸入信號和低加緊急疏水站輸出兩個故障信號，通過或門，由控制器的HD端接收，如果有故障則強制使控制器切換到手動，此時控制器A端輸出為0。如果沒有故障則保持自動控制，此時控制器A端輸出為1。疏水閥的控制和報警由控制器0端輸出的信號分成兩個支路，一條支路將信號傳送給執(zhí)行器，另一條支路將信號傳送給加減器，目的是將控制器的輸出信號與位置開關(guān)的開度信號做比較并將輸出送給高低比較器（本系統(tǒng)中比較器的高限報警值為50，低限報警值為-30）當(dāng)超出限度時，輸出邏輯1，否則輸出邏輯0。同時，位置開關(guān)接出一條支路接到質(zhì)量檢測器，當(dāng)檢測到的質(zhì)量較好時輸出邏輯0，檢測質(zhì)量較差時輸出邏輯1，此時將質(zhì)量檢測的輸出與高低比較器的輸出通過或門進行檢測，當(dāng)輸出為邏輯1時進行故障報警，并輸出低加緊急疏水站輸出故障。輸出為0時不進行報警。課程設(shè)計總結(jié)短短一周的課程設(shè)計已經(jīng)接近尾聲，此次的課程設(shè)計我學(xué)到了很多只是，也有許多感觸，這是我們專升本一年以來的第一次課程設(shè)計。我所設(shè)計的題目是低加水位控制系統(tǒng)中的低加緊急疏水閥控制。開始階段，老師讓我們復(fù)習(xí)我們學(xué)過的電廠熱工過程自動控制的一些基礎(chǔ)的知識，當(dāng)時覺得這次課程設(shè)計不會太難，而且我們是三個人一組，感覺沒什么壓力，不過接到題目做的時候感覺就不一樣了，因為分寢室以及同組同學(xué)有事等各方面原因，我們組的討論并不是很激烈，導(dǎo)致我的課設(shè)無從下手，不過好在有老師的輔導(dǎo)，讓我對這個系統(tǒng)的具體內(nèi)容有了進一步認識。也因為這樣，我才能很好的完成了這次課程設(shè)計。同時，通過這次課程設(shè)計，我也明白了一個道理，團隊精神固然重要，但我們還是要靠自己的努力，自身去經(jīng)歷，這樣我們做出來的東西才會有意義，我們才能學(xué)到更多知識，而且我們會有很高的成就感。這些對我將來的學(xué)習(xí)和工作都有很大的幫助。致謝首先，我要感謝我的導(dǎo)師郭楠和朱小娟，他們嚴謹細致、一絲不茍的作風(fēng)一直是我工作、學(xué)習(xí)中的榜樣，給了起到了指明燈的作用；他們循循善誘的教導(dǎo)和不拘一格的思路給予我無盡的啟迪，讓我很快就感受到了設(shè)計的快樂并融入其中。其次我要感謝同組同學(xué)對我的幫助和指點，沒有他們的幫助，沒有他們的鼓勵和加油，這次畢業(yè)設(shè)計就不會如此的順利完成。俗話說的好，“磨刀不誤砍柴工”，當(dāng)每次遇到不懂得問題時，我都會第一時間記在本子上面，然后等答疑的時候問兩位老師，老師對于我提出來的問題都一一解答，從來都不會因為我的問題稍過簡單加以責(zé)備，而是一再的告誡我做設(shè)計該注意的地方，從課題的選擇到項目的最終完成，老師都始終給予我細心的指導(dǎo)和不懈的支持，他們真正起到了“傳道授業(yè)解惑疑”的作用，讓人油然而生的敬佩。除此之外，我們組和老師還有另外兩個交流途徑：打電話和上網(wǎng)，為此老師還特意加入我們的QQ群，以便大家第一時間接收到畢業(yè)設(shè)計的最新消息和資料，每次大家都在群不亦樂乎的討論著畢業(yè)設(shè)計的事情。多少個日日夜夜，兩位老師不僅在學(xué)業(yè)上給我以精心指導(dǎo)，同時還在思想上給我以無微不至的關(guān)懷鼓勵，除了敬佩老師們的專業(yè)水平外，他們的治學(xué)嚴謹和科學(xué)研究的精神也是我永遠學(xué)習(xí)的榜樣，并將積極影響我今后的學(xué)習(xí)和工作。在此謹向兩位老師致以誠摯的謝意和崇高的敬意。參考文獻[1]王建國孫靈芳張立輝編《電廠熱工過程制動控制》中國電力出版社[2]盛偉肖增弘牛衛(wèi)東孫文杰合編《電廠熱力設(shè)備及運行》中國電