工业锅炉控制系统设计(精)

工业锅炉控制系统设计

自动化仿真实验室提供一套完整的工业锅炉控制仿真系统。该系统由操作站、控制站、锅炉对象模型机和RS-232通信线路构成。系统运行时,操作站执行监控组态程序,经RS-232通信线路向控制站发送操作指令,控制站接受操作站或按钮的指令,经RS-232通信线路对模型机上的锅炉对象进行控制。

操作站的监控组态软件为澳大利亚CiT公司的Citect 5.21上位监控软件,可用于完成现场数据库采集,图形显示,设备操作,报警趋势记录,报表管理及其打印功能。

控制器采用了加拿大CONTROL MICROSYSTEMS公司的SCADAPack可编程控制器。每个SCADAPack控制器能够处理16个PID回路。

系统仿真的被控对象是燃油燃气、自然水循环、双汽包、蒸发量为65t/h (3.9Mpa蒸汽的WGZ65-39-6型工业锅炉。系统以集散控制系统(DCS为控制手段和操作模式,包括了主要的工业控制方案和温度、压力、液位、流量四类典型的参数控制。对上汽包液位控制设计了三种控制方案:汽包液位单回路控制、汽包液位-给水流量串级控制、三冲量(蒸汽流量、汽包液位、给水流量串级控制。系统设计了七个控制回路,包括:除氧气液位控制回路,除氧气压力控制回路,上汽包液位控制回路,过热蒸汽压力控制回路,过热蒸汽温度控制回路,液态烃压力,高压瓦斯压力控制回路。其中过热蒸汽温度采用了分程控制。

同学们通过对该仿真系统的学习,以及对工业锅炉控制系统的不同设计方案进行分析和比较,对该系统加以改进,设计出自己的工业锅炉控制系统。

锅炉控制系统的组态设计

； 济南铁道职业技术学院 电气工程系 毕业设计指导书 课题名称： 锅炉控制系统的组态设计《 专业电气自动化 班级电气0831 姓名 cmy ~ 设计日期至 指导教师 ly ? 2010、11

济南铁道职业技术学院电气工程系 毕业设计指导书 2010、11 一、设计课题: ！ 锅炉控制系统的组态设计 锅炉设备是工业生产中典型的控制对象，而组态控制技术是当今自动化系统应用广泛的技术之一。本课题采用组态王组态软件设计上位机监控画面，实时监控液位参数，并采用实时趋势曲线显示液位的实时变化。由此组成一个简单的液位控制系统。 二、设计目的： 通过本课题的设计，培养学生利用组态软件、PLC设计控制系统的能力，理解、掌握工业中最常用的PID控制算法，有利于进一步加深《自动控制原理》、《组态软件》和《过程控制》等课程的理解，为今后工作打好基础。 三、设计内容： 掌握锅炉生产工艺，实现锅炉自动控制的手段，利用“组态王”软件做出上位机监控程序，具体有主监控画面、实时曲线、历史曲线；掌握PID参数调整方法。 — 四、设计要求及方法步骤： 1．设计要求： （1）监控系统要有主监控画面和各分系统的控制画面，包括实时曲线、历史曲线和报表等。 （2）各控制画面要有手/自动切换。

（3）掌握PID控制算法。 2．运用的相关知识 （1）组态控制技术。 （2）过程控制技术。 ~ 3．设计步骤： （1）熟悉、掌握锅炉的生产工艺。 （2）设计各分系统的控制方案。 （3）构思系统主监控画面和分画面，包括实时曲线、历史曲线和报表等。 （4）编写设计论文。 五、设计时间的安排： 熟悉题目、准备资料 1周 @ 锅炉控制系统的工艺了解 1周 监控画面的设计 2周 控制算法的编制和系统调试 3周 论文的编写 2周 准备毕业设计答辩 1周 六、成绩的考核 在规定时间内，学生完成全部的设计工作，包括相关资料的整理，然后提交给指导教师，指导教师审阅学生设计的全部资料并初步通过后，学生方可进入毕业答辩环节，若不符合设计要求，指导教师有权要求学生重做。 … 答辩时，设计者首先对自己的设计进行10分钟左右的讲解，然后进行答辩，时间一般为30分钟。 成绩根据学生平时的理论基础、设计水平、论文质量和答辩的情况综合考虑而定。 成绩按优秀、良好、中、及格、不及格五个等级进行评定。

锅炉本体设计热力计算部分

一．题目SHL35-1.6-A 二、锅炉规范 锅炉额定蒸发量 35t/h 额定蒸汽压力 1.6MPa 额定蒸汽温度 204.3℃(饱和温度) 给水温度 105℃ 冷空气温度 30℃ 排污率 5% 给水压力 1.8MPa 三．燃料资料 烟煤（AⅡ） 收到基成份（%） C ar H ar O ar N ar S ar A ar M ar 48.3 3.4 5.6 0.9 3.0 28.8 10.0 干燥无灰基挥发份V daf= 40.0 % 收到基低位发热量Q net,ar= 18920 kJ/kg 收到基成份校核： C ar+H ar+O ar+N ar+S ar+A ar+M ar=48.3+3.4+5.6+0.9+3.0+28.8+10.0=100 根据门捷列夫经验公式:Q net,ar=339C ar+1031H ar-109（O ar-S ar）-25.1M ar =339×48.3+1031×3.4-109×（5.6-3.0）-25.1×10.0 =19344.7kJ/kg 与所给收到基低位发热量误差为: 19344.7-18920=424.7kJ/kg<836.32kJ/kg（在A d=32%>25%下，合理）。 四．锅炉各受热面的漏风系数和过量空气系数 序号受热面名称入口'α漏风Δɑ出口''α 1 炉膛 1.3 0.1 1.4 2 凝渣管 1.4 0 1.4 3 对流管束 1. 4 0.1 1.5 4 省煤器 1. 5 0.1 1.6 5 空气预热器 1. 6 0.1 1.7

（工业锅炉设计计算P134表B3~P135表B4）由于AⅡ是较好烧的煤，因此'' 在1.3~1.5取值1.4。 五.理论空气量及烟气理论容积计算 以下未作说明的m3均指在标准状况0℃，101.325kPa的情况下体积。 序号名称 符 号 单位计算公式结果 1 理论空气 量 V0m3/kg V0=0.0889(C ar ＋0.375S ar )＋0.265H ar －0.0333O ar =0.0889（48.3+0.375×3）+0.265×3.4-0.0333 ×5.6 5.10 8 2 RO2容积V RO2m3/kg V RO2 =0.01866(C ar ＋0.375S ar ) =0.01866（48.3+0.375×3） 0.92 2 3 N2理论容 积 2 N V m3/kg V0 N2 =0.79V0＋0.008N ar =0.79×5.108+0.008×0.9 4.04 3 4 H2O理论 容积 2 O H V m3/kg V0 H2O =0.111H ar ＋0.0124M ar ＋0.0161V0 =0.111×3.4+0.0124×10+0.0161×5.108 0.58 4 5 理论烟气 量 y V m3/kg V0 y =V RO2 ＋V0 N2 ＋V0 H2O =0.922+4.043+0.584 5.54 9 (工业锅炉设计计算 P187) 六．各受热面烟道中烟气特性计算 序号名称 符 号 单位计算公式炉膛 对流 管束 省煤 器 空气 预热 器 1 平均过 量空气 系数 αav－（α’+α”）／２ 1.4 1.45 1.55 1.65 2 实际水 蒸气容 积 V H2O m 3/k g 2 O H V+0.0161（αav-1） V0 0.617 0.621 0.629 0.637 3 实际烟 气量 V y m 3/k g Vg=V RO2 +0 2 N V+V H2O+（αav -1）V0 7.625 7.885 8.404 8.923 4 ＲＯ２ 容积份 额 r RO2－ g RO V V 2 0.120 9 0.116 9 0.109 7 0.103 3 5 Ｈ２Ｏ 容积份 额 r H2O－ g H V V 2 O0.080 9 0.078 8 0.074 9 0.071 4 6 三原子 气体容 积份额 r q－r RO2+r H2O0.201 8 0.195 7 0.184 6 0.174 7

工业锅炉控制系统设计

工业锅炉控制系统设计 The following text is amended on 12 November 2020.

工业锅炉控制方案设计 学生学号： 学生姓名：曹新龙 专业班级：自动化12102班指导老师：赵莹萍 目录

引言 锅炉是国民经济中主要的供热设备之一。电力,机械，冶金，化工，纺织，造纸，食品等工业和民用采暖都需要锅炉供给大量的蒸汽。各种工业的生产性质与规模不同，工业和民用采暖的规模大小也不一样，因此所需的锅炉容量，蒸汽参数，结构，性能方面也不尽相同。锅炉是供热之源，锅炉机器设备的任务在于安全，可靠，有效地把燃料的化学能转化成热能，进而将热能传递给水，以生产热水和蒸汽。为了提高热量及效率，锅炉向着高压，高温和大容量等方向发展。供热锅炉，除了生产工艺有特殊要求外，所生产的热水不需要过高温的压力和温度，容量也无需很大。 随着生产的发展，锅炉日益广泛的应用于工业生产的各个领域，成为发展国民经济的重要热工设备之一。在现代化的建设中，能源的需求是非常大的，然而我国的能源利用率极低，所以提高锅炉的热效率，具有极为重要的实际意义。此外，锅炉是否能应地制宜地有效地燃用地方燃料，并满足环境保护的各项要求而努力解决烟尘污染问题，以提高操作管理水平，减轻劳动强度，保证锅炉额定运行及运行效率，安全可靠地供热等课题。 锅炉微机控制，是近年来开发的一项新技术，它是微型机软件、硬件、自动控制、锅炉节能等几项技术紧密结合的产物。工业锅炉数量大、分布广，我国现有中、小型锅炉30多万台，每年耗煤量占我国原煤产量的1/3，大多数工业锅炉仍处于能耗高、浪费大、环境污染严重的生产状态。因此,提高热效率，提高自动化水平及防止环境污染, 降低耗煤量与耗电量，均是设计工业锅炉需考虑的重要因素。用微机进行控制是一件具有深远意义的工作。 本课题的主要方向就是采用过程控制对工业锅炉进行控制，采用先进的控制算法，以达到优化技术指标、提高经济效益和社会效益、提高劳动生产率、节约能源、改善劳动条件、保护环境卫生、提高市场竞争能力的作用。

基于单片机的工业锅炉炉温控制系统设计 菅许涛

引言 目前，国内企业的热处理车间，虽然有的已出现微机控制的全自动连续渗碳炉，但其价格却使很多中、小型阿企业望洋兴叹。本文是以单片机温度控制系统正是针对这一问题而设计完成的，同时其控制原理也适用于其他类型的电炉系统的控制。选用了MCS-51系列的AT89S51单片机的控制系统的核心，采用PID控制算法，使用双向晶闸管AC-SSR作为执行元件。工作人员可以从键盘设定被控温度、时间、温度上限及温度下限等工艺参数，按下运行键后，系统将进入自动工作状态，工作结束后，有报警器提醒工作人员。 随着现代工业的逐步发展，在工业生产中，温度、压力、流量和液位是四种最常见的过程变量。其中，温度是一个非常重要的过程变量。例如：在冶金工业、化工工业、电力工业、机械加工和食品加工等许多领域，都需要对各种加热炉、热处理炉、反应炉和锅炉的温度进行控制。然而，用常规的控制方法，潜力是有限的，难以满足较高的性能要求。采用单片机来对它们进行控制不仅具有控制方便、简单和灵活性大的优点，而且可以大幅度提高被测温度的技术指标，从而能够大大提高产品的质量和数量。因此，单片机对温度的控制问题是一个工业生产中经常会遇到的控制问题在现代化的工业生产中，电流、电压、温度、压力、流量、流速和开关量都是常用的主要被控参数。采用MCS-51单片机来对温度进行控制，不仅具有控制方便、组态简单和灵活性大等优点，而且可以大幅度提高被控温度的技术指标，从而能够大大提高产品的质量和数量。因此，单片机对温度的控制问题是一个工业生产中经常会遇到的问题。 工业生产过程中经常遇到的温度控制系统是具有大滞后特征的控制系统, 单纯采用PID 算法校正的温度控制系统具有高频扰动大、调整时间长、PID 参数整定困难、有较大超调量等弊端。这里以Intel 公司的MCS-51系列的AT89S51单片机为核心, 引进模糊控制思想来实现对PID 参数整定, 设计了一个简单实用的温度控制系统。实验结果表明, 该系统具有控制参数整定方便、控制精度高、稳定性好等优点。 温度是工业控制中主要的被控参数之一, 特别是在冶金、化工、建材、食品、机械、石油等工业中, 具有举足重轻的作用。对于不同场所、不同工艺、所需温度高低范围不同、精度不同,则采用的测温元件、测温方法以及对温度的控制方法也将不同产品工艺不同、控制温度的精度不同、时效不同, 则对数据采集的精度和采用的控制算法也不同, 因而, 对温度的测控方法多种多样。随着电子技术和微型计算机的迅速发展,微机测量和控制技术也得到了迅速的发展和广泛的使用。利用微机对温度进行测控的技术, 也便随之而生, 并得到日益发展和完善, 越来越显示出其优越性。本设计即用微机对温度进行实时检测和控制。 第1章绪论 1.1 问题的提出 在现代工业生产中，温度是非常重要的技术参数，特别在生产化肥的一些化肥厂，对温度参数都有不同程度的要求。在本系统中，温度对的控制对象——锅炉来说，是主要的参数。如果锅炉内的温度过高，那么将会有爆炸的危险，国内这样的生产事故也是经常发生的，这将给生产和人们的日常生活带来无法估量的损失。如果温度过低，根本就达不到产品的工艺要求。故而，对锅炉的温度控制十分重要，也是十分必要的。

DZL1.4-0.7锅炉产品设计说明书

目录 一、锅炉简介 二、设计规范及技术依据 三、锅炉主要技术经济指标和有关数据 四、锅炉结构 五、炉烘与燃烧设备设计 六、锅炉辅机及其参数 七、锅炉所配安全附件 八、锅炉水质要求 九、其他

产品设计说明书 一、锅炉简介： DZL1.4-0.7/95/70-AⅡ锅炉是在老式DZL型锅炉的基础上，经过优化设计的卧式快装单锅筒纵置式三回程水火管锅炉，封头采用椭圆形封头，烟管采用螺纹烟管，烟气经炉膛从锅炉筒后部两侧经翼形烟道进入前部烟箱，后经螺纹烟管进入后烟箱，经除尘器、引风机尽进入烟囱。采用炉篦以小块炉排片为主，中间由滚轮支承，密闭风室与具有调风、放灰相匹配的轻型链条炉排，由上煤机、无级调速箱，实现机械进煤，配有鼓引风机和出渣机，实现机械通风和出渣机械化。 二、设计规范及技术依据： 1、《热水锅炉安全技术监察规程》 2、JB/T10094-2002《工业锅炉通用技术条件》 3、TSG G0002-2010《锅炉节能技术监督管理规程》 4、GB/T1576-2008《工业锅炉水质》 5、GB13271-2001《锅炉大气污染排放标准》 6、GB50273-2009《锅炉安装工程施工及验收规范》 7、GB50211-2004《工业炉砌筑工程施工及验收规范》 8、GB/T16508-96《锅壳锅炉受压元件强度计算》

9、《层状燃烧及流化床燃烧工业锅炉热力计算方法》 中国标准出版社.2005 10、《工业锅炉设计计算标准方法——烟风阻力计算》，2003. 11、JB/T4730-2005《承压设备无损检测》 12、GB/T18342-2001《链条炉排锅炉用煤技术条件》 13、JB/T1609-1993《锅炉锅筒制造技术条件》 14、JB/T1610-1993《锅炉集箱制造技术条件》 15、JB/T1611-1993《锅炉管子制造技术条件》 16、JB/T1619-2002《锅壳锅炉本体制造技术条件》 17、JB/T1613-1993《锅炉受压元件焊接技术条件》 18、JB/T1612-1994《锅炉水压试验技术条件》 19、JB/T1615-1991《锅炉油漆和包装技术条件》 20、GB/T18342-2001《链条炉排锅炉用煤技术条件》 三、锅炉主要技术经济指标和有关数据 1、锅炉参数 锅炉供热量 1.4MW 额定工作压力0.7MPa 出水温度95℃ 回水温度70℃ 2、设计燃料Ⅱ类烟煤Q net. ar=17694kJ/kg

组态王课程设计锅炉温度控制系统

锅炉温度控制系统上位机设计 1.设计背景 锅炉是化工、炼油、发电等工业生产过程中必不可少的重要的动力设备。它所产生的高压蒸汽，既可以作为风机、压缩机、大型泵类的驱动透平的动力源，又可作为蒸馏、化学反应、干燥和蒸发等过程的热源。随着工业生产规模的不断扩大，生产设备的不断创新，作为全厂动力和热源的锅炉，办向着大容量、高参数、高效率发展。为了确保安全，稳定生产，锅炉设备的控制系统就显得愈加重要。随着经济的迅猛发展，自动化控制水平越来越高，用户对锅炉控制系统的工作效率要求也越来越高，为了提高锅炉的工作效率，较少对环境的污染问题，所以利用计算机与组态软件技术对锅炉生产过程进行自动控制有着重要的意义。 2.任务要求 (1) 按照题目设计监控画面及动态模拟； (2) 在数据字典中定义需要的内存变量和I/O变量； (3) 实现监控系统的实时、历史曲线及报警界面显示； (4) 实现保存数据和参数报表打印功能； (5) 实现登陆界面和帮助界面。 3. 界面功能 3.1 系统说明 本系统的目的是实现锅炉的温度控制，所以在监控界面设置了加热部分和降温部分，同时通过观察相应仪表，操作者手动的实现对锅炉温度的控制，而且在加热过程和降温过程中有信号灯可以清楚地显示系统工作在什么阶段。此外，在监控界面加入了液位控制部分，通过对进水量和出水量的控制实现液位平衡。实时曲线和历史曲线可以让操作者清楚地观察到锅炉内液体的液位高度和温度，从而更加准确的操作系统，达到控制要求。实时报警界面可以随时进行提醒，防止发生意外情况。帮助界面可以让初次登陆该系统的用户快速学会如何操作系统。登陆界面中加入用户登陆部分，只有有相应权限的操作者也可以控制系统。该系统还加入历史曲线打印功能和对系统相关变量的保存功能，用户可以随时查看历史记录。 3.2主监控界面 主控界面实现的是操作者观察仪表，得到锅炉内液体温度和液位的实时信息，通过调节电磁阀1、2，使得锅炉内液体液位保持在要求范围内，通过加热按钮和降温按钮对

工业锅炉房设计规范

中华人民共和国国家标准 工业锅炉房设计规范 GBJ41一79 （试行） 主编单位：中华人民共和国第一机械工业部 中华人民共和国冶金工业部 批准单位：中华人民共和国国家基本建设委员会 中华人民共和国第一机械工业部 中华人民共和国冶金工业部 试行日期：1980年12月1日 关于颁发《工业锅炉房设计规范》的通知 （79）建发设字第607号 （79）一机设院联字1823号 （79）冶色字第3380号 根据国家基本建设委员会（73）建革设字第239号通知的要求，由第一机械 工业部、冶金工业部会同有关单位对第一机械工业部一九六四年颁发的《工业锅 炉房设计规范》机标建（JBJ）3－64进行了修订，已经有关部门会审。现批准修 订后的《工业锅炉房设计规范》GBJ41－79为国家标准，自1980年12月1日起试行。 本规范由第一机械工业部管理，具体解释等工作由第一机械工业部第二设计 院负责。 国家基本建设委员会 第一机械工业部 冶金工业部 一九七九年十二月二十九日 修订说明 本规范是根据国家基本建设委员会（73）建革设字第239号通知，由第一机 械工业部第二设计院和冶金工业部北京有色冶金设计院会同有关设计单位和高等 学校对第一机械工业部于1964年颁发的《工业锅炉房设计规范》机标建（JBJ） 3-64共同修订而成。 在修订过程中，结合我国现有的技术经济水平，向全国有关地区和单位进行 了较为广泛的调查研究和必要的测试工作，总结了建国以来广大群众的实践经验， 并征求了全国有关单位的意见，最后由有关部门共同审查定稿。 本规范共分十二章和四个附录。修订的主要内容是：修改了原规范的适用范 围、设备选用的原则和具体方法；充实了燃烧煤的设施、热工监测和控制以及安 全保护方面的内容；新增加了燃烧重油的设施、燃烧天然气的设施、热水锅炉及 附属设施和厂区热力管道方面的内容。 为了使本规范在试行过程中能更好地适应国家建设发展的需要，希各有关部 门注意积累资料和总结经验。在发现本规范有需要修改和补充之处时，请将意见 和有关资料寄交第一机械工业部第二设计院，并抄送第一机械工业部设计总院， 以便今后修订时参考。 第一机械工业部 冶金工业部 一九七九年十二月十一日 目录 第一章总则 第二章锅炉及燃烧设施 第一节一般规定 第二节燃烧煤的设施 第三节燃烧重油的设施

火力发电厂锅炉自动控制系统

火力发电厂锅炉给水自动控制系统 工业锅炉的汽包水位是运行中的一个重要参数，维持汽包水位是保持汽轮机和锅炉安全运行的重要条件，锅炉汽包水位过高会造成汽包出口蒸汽中水分过多，使过热器受热面结垢而导致过热器烧坏，同时还会使过热汽温急剧变化，直接影响机组运行的经济性和安全性；汽包水位过低则可能导致锅炉水循环工况破坏，造成水冷壁管供水不足而烧坏。 1.串级三冲量给水控制 如今的汽包水位自动控制基本上都是通过分散控制系统（DCS）来实现的，而控制策略基本上已串级三冲量给水控制为主，单回路调节已不能适应大型锅炉汽包水位的控制，如今已很少采用，串级三冲量给水控制由于引入了蒸汽流量和给水流量信号，对快速消除，平衡水位有着明显的效果，因此被广泛采用。 1.1 串级三冲量给水控制系统工作原理 如图 4.1 所示，串级三冲量给水控制系统由主调节器PI1(控制器1)和副调节器PI2（控制器2）串联构成。主调节器接受水位信号H f为主控信号，其输出去控制副调节器。副调节器接受主调节器信号I H外，还接受给水量信号I W和蒸汽流量信号I D。副调节器的作用主要是通过内回路进行蒸汽流量D 和给水流量W 的比值调节，并快速消除水侧和汽侧的扰动。主调节器主要是通过副调节器对水位进行校正，使水位保持在给定值。 串级三冲量给水控制系统有以下特点：两个调节器任务不同，参数整定相对独立。主调节器的任务是校正水位，副调节器的任务是迅速消除给水和蒸汽流量扰动，保持给水和蒸汽量平衡。给各整定值的整定带来很大的便利条件。在负荷变化时，可根据对象在内外扰动下虚假水位的严重程度来适当调整给水流量和蒸汽流量的作用强度，更好的消除虚假水位的影响，改善蒸汽负荷扰动下水位控制的品质。给水流量和蒸汽流量的作用强度之间是相互独立的，这也使整定工作更加方便自由。

PLC在工业锅炉自动控制系统中的应用

1 引言 锅炉是发电厂及其它工业企业中最普遍的动力设备之一，它的功能是把燃料中的贮能，通过燃烧转化成热能，以蒸汽或热水的形式输向各种设备。目前，国内大多数工业锅炉都是人工控制的，或简单的仪表单回路调节系统，燃料浪费很大。工业锅炉作为一个设备总体，有许多被控制量与控制量，扰动因数也很多，许多参数之间明显地存在着复杂的耦合关系。对于工业锅炉这个复杂的系统，由于其内部能量转换机理过于复杂，采用常规的方式进行控制，难以达到理想的控制效果，因此，必须采用智能控制方式控制，才能获得最佳控制效果。 2 系统的组成 系统运行的示意图如图1所示。 图1 系统运行示意图 由图1可知，燃料和空气按一定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，经负荷设备调节阀供给负荷设备使用。与此同时，燃烧过程中产生的烟气，除将饱和蒸汽变成过热蒸汽外，还经省煤器预热锅炉给水和空气预热器预热空气，最后经引风机送往烟囱排入大气。 锅炉是个较复杂的调节对象，为保证提供合格的蒸汽以适应负荷的需要，生产过程各主要工艺参数必须加以严格控制。主要调节项目有;负荷、锅炉给水、燃烧量、减温水、送风等。主要输出量是:汽包水位、蒸汽压力、过热蒸汽温度、炉膛负压、过剩空气等。这些输入量与输出量之间是互相制约的，例如，蒸汽负荷变化时，必然会引起汽包水位、蒸汽压力和过热蒸汽温度的变化;燃料量的变化不仅影响蒸汽压力，同时还会影响汽包水位、过热蒸汽温度、空气量和炉膛负压等。对于这样复杂的对象，工程处理上作了一些简化，将锅炉控制系统划分为若干个调节系统。主要的调节系统有: (1) 汽包水位调节系统 被调量是汽包水位，调节量是给水流量，它主要考虑汽包内部物料平衡，使给水量适应锅炉的蒸发量，维持汽包水位在工艺允许范围内。 (2) 过热蒸汽温度调节系统 维持过热器出口温度在允许范围之内，并保证管壁温度不超过允许工作温度。 (3) 燃烧调节系统

范例-PLC在工业锅炉自动控制系统中的应用

PLC在工业锅炉自动控制系统中的应用 1 引言 锅炉是发电厂及其它工业企业中最普遍的动力设备之一，它的功能是把燃料中的贮能，通过燃烧转化成热能，以蒸汽或热水的形式输向各种设备。目前，国内大多数工业锅炉都是人工控制的，或简单的仪表单回路调节系统，燃料浪费很大。工业锅炉作为一个设备总体，有许多被控制量与控制量，扰动因数也很多，许多参数之间明显地存在着复杂的耦合关系。对于工业锅炉这个复杂的系统，由于其内部能量转换机理过于复杂，采用常规的方式进行控制，难以达到理想的控制效果，因此，必须采用智能控制方式控制，才能获得最佳控制效果。 2 系统的组成 系统运行的示意图如图1所示。 图1 系统运行示意图 由图1可知，燃料和空气按一定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，经负荷设备调节阀供给负荷设备使用。与此同时，燃烧过程中产生的烟气，除将饱和蒸汽变成过热蒸汽外，还经省煤器预热锅炉给水和空气预热器预热空气，最后经引风机送往烟囱排入大气。

锅炉是个较复杂的调节对象，为保证提供合格的蒸汽以适应负荷的需要，生产过程各主要工艺参数必须加以严格控制。主要调节项目有;负荷、锅炉给水、燃烧量、减温水、送风等。主要输出量是:汽包水位、蒸汽压力、过热蒸汽温度、炉膛负压、过剩空气等。这些输入量与输出量之间是互相制约的，例如，蒸汽负荷变化时，必然会引起汽包水位、蒸汽压力和过热蒸汽温度的变化;燃料量的变化不仅影响蒸汽压力，同时还会影响汽包水位、过热蒸汽温度、空气量和炉膛负压等。对于这样复杂的对象，工程处理上作了一些简化，将锅炉控制系统划分为若干个调节系统。主要的调节系统有: (1) 汽包水位调节系统 被调量是汽包水位，调节量是给水流量，它主要考虑汽包内部物料平衡，使给水量适应锅炉的蒸发量，维持汽包水位在工艺允许范围内。 (2) 过热蒸汽温度调节系统 维持过热器出口温度在允许范围之内，并保证管壁温度不超过允许工作温度。 (3) 燃烧调节系统 使燃料燃烧所产生的热量适应蒸汽负荷的需要;使燃料量与空气量之间保持一定比例，以保证经济燃烧;使引风量与送风量相适应，以保持炉膛负压稳定。 这里将讨论锅炉汽包水位调节系统、燃烧调节系统及蒸汽温度调节系统。 2.1 系统的检测信号及锅炉的控制任务 锅炉设备的检测信号包括:蒸汽流量、汽包水位、汽包蒸汽压力、加水量、炉膛负压、鼓风量、烟气含氧量、当已知检测信号的情况下，锅炉的控制任务是:在用户蒸汽机需要的情况下，PLC控制加水阀、输煤量、鼓风量与引风量，使保持锅炉汽包水位稳定，蒸汽压力稳定，炉膛负压稳定，烟气稳定，使燃料能量最充分地燃烧，以取得最大的热效率。 2.2锅炉的主要控制流程 (1) 锅炉水位控制流程 水位自动控制的主信号为水位差压变送器输出的信号。前馈信号可以

锅炉加煤装置设计

一、选题背景与意义 1. 我国锅炉现状 中国锅炉量大面广，平均容量小，且以燃煤为主，年耗燃料约4亿t标准煤，约占我国煤炭总产量的1/4强。由于锅炉运行效率不高，能源浪费相当严重，每年多耗用燃煤约6000万t，节能潜力巨大。另外由于工业锅炉排放大量烟尘以及SO2和NOX等污染物，成为我国大气主要煤烟型污染源之一。我国每年工业锅炉的污染物排放约为：烟尘排放：280万t/a；SO2：900万t/a；CO2：12.5亿t/a。 我国燃煤工业锅炉的设计效率与国外相比，差距不大，但实际运行效率只有65%左右，比国外先进水平低15-20%，通过节能改造和完善管理，仅燃煤锅炉节省煤炭潜力可达7000万吨标准煤。根据收集到的有关省市工业锅炉节能监测数据（广州、南京、西安、甘肃、辽宁、上海）统计计算： （1）20t/h及以下燃煤工业锅炉的加权平均热效率为68.72％。 （2）20t/h及以下燃油（气）工业锅炉的加权平均热效率为82.61％。 锅炉目前存在的主要问题：自动化程度低，仪表简单落后，煤种不固定，操作依靠压力表、负压、流量等参数，手动操作调节挡风板和炉排速度来满足蒸汽量的变化，且负荷变化波动较大，常常为满足生产，一味加大鼓风和炉排速度，造成漏风系数、烟气量、排烟温度、灰渣含碳量等升高，同时锅炉设计过程中，根据固定的煤种，按照负荷计算好使用的风机，都要打出设计安全系数等等，这些因素造成锅炉不在最佳状态运行，浪费能源。同时由于生产的需要，改造的时间紧。 我国节能工作开始于上世纪80年代初，从那时起国家有关部门陆续制定了有关能源、节能管理方面的法规、办法，并不断探索适应社会主义市场经济的节能管理方式和机制，从行政、经济、技术、法律等方面加强和规范节能工作的管理，可以说到目前为止我国采用的节能政策、措施已相当丰富，国外采用的节能机制、政策和手段我国已基本采用和尝试采用，以1997年《中华人民共和国节约能源法》及其后相关配套法规的颁布和实施为标志，我国的节能管理工作开始纳入法制化轨道。经过二十年左右的努力，我国节能工作取得了相当的成就。 锅炉是供热设备中最普遍的动力设备之一，其任务是供给合格稳定的蒸汽，以满足负荷的需要。为此，锅炉生产过程的各个主要参数都必须严格控制。锅炉设备是一个复杂的控制对象，主要输入变量是负荷、锅炉给水、燃料量、减温水、送风和引风量。主要输出变量包括汽包水位、过热蒸汽温度及压力、烟气氧量和炉膛负压等。因此锅炉是一个多输入、多输出且相互关联的复杂控制对象。 因此如何科学有效地控制和管理锅炉加煤系统，提高供暖的经济效益和社会效益，成为急需解决的重要课题

锅炉过热蒸汽温度控制系统设计

课程设计任务书 题目: 锅炉过热蒸汽温度控制系统设计 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。控制系统采用串级控制以提高系统的控制性能，在系统中采用了主控-串级控制的切换装置，使系统可以适用于不同的工作环境。通过使用该系统，可以使得锅炉过热器出口蒸汽温度在允许的范围内变化，并保护过热器营壁温度不超过允许的工作温度。 关键字：过热蒸汽控制串级控制系统自动控制主控-串级切换 目录 1 生产工艺介绍 .................................................. 错误！未定义书签。 1.1 锅炉设备介绍............................................................................ ３ 1.2 蒸汽过热系统的控制................................................................ ５2控制原理简介 ..................................................................................... ６ 2.1控制方案选择............................................................................. ６ 2.1.1单回路控制方案................................................................. ６

FGR的循环型工业锅炉节能控制系统设计分析

FGR的循环型工业锅炉节能控制系统设计分析 摘要：氮氧化物是雾霾产生的一大成因，也是燃气锅炉排放的主要污染物。已颁布的《北京市锅炉大气污染物排放标准》将工业锅炉氮氧化物的排放标准大幅提高。 关键词：FGR循环型工业锅炉；节能控制系统设计； 工业锅炉是重要的热能动力设备，我国是当今世界锅炉生产和使用最多的国家。我国锅炉制造业特别是改革开放以来随着国民经济的蓬勃发展，全国有千余家持有各级锅炉制造许可证的企业可以生产各种不同等级的锅炉。由于节能环保日益严格，而工业锅炉又处于能耗高、浪费大、环境污染严重的生产运行状态，因此对工业锅炉推广应用各种新技术、新工艺、新管理是实现节能降耗、减少污染的重要途径。随着工业生产规模的不断扩大，生产过程不断强化。 一、烟气循环FGR的主要原理 烟气循环参与再燃烧有两种方式：烟气内部循环和烟气外部再循环。烟气内部循环一般用于普通低氮应用，利用燃烧器喷嘴流速产生卷吸烟气的效应，使少量烟气再次参与燃烧，降低火焰温度，排放目标值为80 mg／m3；而烟气外部再循环是通过风机的机械力量大幅度增加再循环烟气的流量，再循环烟气量可占总烟气量的25％，大幅度降低火焰温度，更低的氮氧化物排放。 二、FGR的循环型工业锅炉节能控制系统设计分析 1.物料出口温度控制。经过分析可知，影响锅炉物料出口温度的因素包括物料流量、燃烧工况以及空气量与燃料量比值等，在控制系统中，物料出口温度是通过改变燃料流量来控制的，但受到燃烧工况、风量的跟随作用以及风量与燃料量的比值影响。为了使物料出口温度稳定在目标温度，必须保证燃料能够充分燃烧，释放出足够的能量，因此选择采用串级控制系统。该控制系统中，物料出口温度控制回路为串级控制系统的主回路。在控制方案中，当物料出口温度由于某种干扰变化时，通过物料出口温度控制器的输出来改变燃料控制器的给定值，使燃料量随之变化。然后通过比值控制器使空气量也发生改变，保持燃料量和空气量的流量比不变。但从动态角度看，因蒸汽出口温度变化首先反应到燃料量给定值的变化，使燃料量随之变化，再经过燃料量测量变送器、比值器，改变空气量控制器的给定值，空气量才发生变化。显然，空气量的变化滞后于燃料量，即动态比值不能得到保证。在实际工业生产中，为了使燃料完全燃烧，在提升负荷时要求先提升空气量，后提升燃料量;在降低负荷时，要求先降低燃料量，后降低空气量，即所谓具有逻辑提降量的比值控制系统。通过增加两个选择器HS、LS 组成具有逻辑提降功能的燃烧过程控制系统，空气量与燃料量的比值。燃烧系统要减少稳态误差，同时由于流量噪声比较大，不能采用微分作用。因此，燃料流量控制器和空气流量控制器均采用控制器。如有微分作用时，一旦主控制器和输出稍有变化，调节阀将大幅度变化，不利于控制，所以副控制器选用控制器，主控制器采用PID 控制器。 2.烟气含氧量闭环控制。烟气含氧量是指燃料燃烧之后排出的烟气中氧气的含量，它主要与燃料的燃烧状况有关。烟气含氧量的影响因素是燃烧工况。燃烧过程的燃料量与空气量比值控制系统存在一个不足，即不能保证两者是最优比，这是由于流量测量的误差以及燃料质量的变化所造成的。为此，文中方案采用烟气氧含量作为送风量的校正信号。锅炉燃烧过程中烟气含氧量的闭环控制方案，烟气含氧量作为被控变量，其设定值是锅炉燃烧效率最高情况下的最优烟气含氧

生物质直燃锅炉设计计算

生物质直燃锅炉设计计算 生物质直燃锅炉设计计算 3.1锅炉设计时主要的结构尺寸 1）炉膛净空尺寸：250×250×1400 2）炉排有效面积250×600，共做3块，炉排小孔4mm，开孔率40%，炉排下两侧装导轨，机械传动 3）前拱高200，长50； 4）后拱高180，长300 3）炉顶出口：天圆地方结构，出口60mm 4）点火炉门80×80，装在侧强 5）看火孔42mm 6）炉前装料斗 7）料层厚度60mm 6）炉顶装省煤器，管子18mm，前后各布置测点一个。 8）每隔300mm一个测点，测点预留孔14mm，烟囱上布置一个测点 9）支架高度800mm 10）炉膛内衬80mm厚，布置抓钉 11）整体用不锈钢外包装 12）支架高度800mm 13）整体外形长宽高：760×410×2200

3.2试验原料 本试验是采用生物质颗粒燃料（玉米秸秆颗粒燃料），是由生物质燃料成型机压制而成的。其尺寸是圆柱形，直径是8mm，燃料颗粒自然堆积密度为554.7kg/m3，其颗粒密度为1200kg/m3。 实验前用氧弹式量热仪测定玉米颗粒燃料的收到基净发热量qnet,ar ， qnet,ar=15132kJ/kg。 由燃料元素分析仪分别测定其收到基中C，H，N，S，O的含量，得到： Car=44.92%，Har=5.77%，Nar=0.98%，Sar=0.21%，Oar=31.26%。 用燃料工业分析仪分别测定其收到基水分含量（Mar），收到基挥发分含量（Var），收到基固定炭含量（Far），收到基灰分含量（Aar）。如下： Mar= 9.15%，Var= 75.58%，Far= 7.56%，Aar= 7.71%。 3.3直燃锅炉设计的相关参数 1）锅炉功率要求：10 kW； 2）温度：查阅暖通空调设计指南（P63）可以得到室内空气温度在16-24℃范围内[2]，在试验期间实际测得当时温度为16℃，室外环境温度t0=10℃，排烟温度tpy低于烟气露点，150℃左右 [20]，tpy =165℃； 3）热负荷：查相关锅炉设计手册得炉排单位面积热负荷经验值700~1050kW/m2 [3-8]，由于低温及燃料易燃尽时取上限，所以取qF= 1050 kW/m2；炉膛单位容积热负荷经验值235~350kW/m3 [3-8]，

基于S7-200PLC的锅炉控制系统的设计

第一章绪论 锅炉是供热设备中最普遍的动力设备之一，它的功能是把燃料中的贮能，通过燃烧转化成热能，以蒸汽或热水的形式输向各种设备。目前，大多数锅炉都是人工控制的，或简单的仪表单回路调节系统，燃料浪费很大。锅炉作为一个设备总体，有许多被控制量与控制量，许多参数之间明显地存在着复杂的关系。对于锅炉这个复杂的系统，由于其内部能量转换机理过于复杂，采用常规的方式进行控制，难以达到理想的控制效果，因此，必须采用智能控制方式控制，才能获得最佳控制效果。 可编程逻辑控制器(PLC)既能代替传统的继电器接触器控制系统，又具有扩展各种输入输出模块，如A/D模块、热电偶热电阻模块，构成多功能控制系统。现代PLC集成度高、功能强、抗干扰能力强、组态灵活、工作稳定。在传统工业的现代化改造中发挥着越来越重要的作用。 目前供暖锅炉大都采用人工监控，一方面浪费人力；另一方面在出现事故隐患时，操作人员难以及时发现，很容易造成运行中设备的事故。 在各种工业企业的动力设备中，锅炉是重要的组成部分,所以锅炉的性能至关重要。要设计一套完整的、性能良好的工业燃烧锅炉，首先就必须了解一般燃烧锅炉的基本构造和燃烧过程。 1.1 锅炉的基本构造 锅炉是一种产生蒸汽或热水的热交换设备。它通过燃料的燃烧释放大量热能，并通过热传递把能量传递给水，把水变成蒸汽或热水，蒸汽或热水直接供给工业和生活中所需要的热能。所以锅炉的中心任务是把燃料中的化学能有效的转化为蒸汽的热能。图1.1为简单锅炉的大体组成部分。 锅炉的主要设备包括气锅、炉子、炉膛、锅筒、水冷壁、过热器、省煤器、燃烧设备、引风设备、送风设备、给水设备、空气预热器、水处理设备、燃料供给设备以及除灰除尘设备等。 气锅：由上下锅筒和三簇沸水管组成。水在管内受管外烟气加热，因而管簇内发生自然的循环流动，并逐渐气化，产生的饱和蒸汽积聚在上锅筒里面。 炉子：是使燃烧从充分燃烧并释放出热量的设备。 炉膛：保证燃料的充分燃烧，并使水流受热面积达到规定的数值。

工业炉温自动控制系统

1 设计题目 要求： 1．查阅相关资料，分析系统的工作原理，指出被控对象、被控量和给定量，画出系统方框图。 2．分析系统每个环节的输入输出关系，代入相关参数求取系统传递函数。 3．分析系统时域性能和频域性能。 4．运用根轨迹法或频率法校正系统，使之满足给定性能指标要求。（已知条件和性能要求待定）

摘要 炉温控制系统---是指根据炉温对给定温度的偏差，自动接通或断开供给炉子的热源能量，或连续改变热源能量的大小，使炉温稳定有给定温度范围，以满足热处理工艺的需要。炉温自动控制用热电偶测量温度，与给定温度进行比较，将偏差信号放大后作为驱动信号，通过电机、减速器调节加热器上的电压来实现准确的温度控制。本文经过正确分析系统工作过程，建立系统数学模型，画出系统结构图后，设计与校正前系统性能分析和可采取的解决方案、方法及分析。运用matlab软件进行复杂的系统时域验证和计算机仿真，通过具体设计校正步骤、思路、计算分析过程和结果，对于炉温控制系统的研究与改进具有现实意义。 关键字炉温控制系统系统校正 matlab软件

1 工业炉温自动控制系统的工作原理 加热炉采用电加热方式运行，加热器所产生的热量与调压器电压c u 的平方成正比，c u 增高，炉温就上升，c u 的高低由调压器滑动触点的位置所控制，该触 点由可逆转的直流电动机驱动。炉子的实际温度用热电偶测量，输出电压f u 。 f u 作为系统的反馈电压与给定电压r u 进行比较，得出偏差电压e u ，经电压放大器、功率放大器放大成a u 后，作为控制电动机的电枢电压。 在正常情况下，炉温等于某个期望值T °C ，热电偶的输出电压f u 正好等于给定电压r u 。此时，0e r f u u u =-=，故1a u u =，可逆电动机不转动，调压器的滑动触点停留在某个合适的位置上，使c u 保持一定的数值。这时，炉子散失的热量正好等于从加热器吸取的热量，形成稳定的热平衡状态，温度保持恒定。 当炉膛温度T °C 由于某种原因突然下降(例如炉门打开造成的热量流失)，则出现以下的控制过程： 控制的结果是使炉膛温度回升，直至T °C 的实际值等于期望值为止。 ?→T C ?→↑→↑→↑→↑→↑→↓→↓T u u u u u c a e f θ1C ↑ 系统中，加热炉是被控对象，炉温是被控量，给定量是由给定电位器设定的电压r u （表征炉温的希望值）。系统方框图见下图：

工业蒸汽锅炉自动化控制系统设计

工业蒸汽锅炉自动化控制系统设计 1 概述 工业蒸汽锅炉生产自动化控制系统即通过采用各种检测仪表、调节仪表、控制装置等自动化技术工具，对锅炉生产过程中的温度、压力、流量、液位等热工参量进行自动控制的系统。自动控制的目的是实现各种最优的技术经济指标，减轻劳动强度，提高经济效益和生产率，节约能源，改善劳动环境条件。 实现锅炉自动化具有提高锅炉运行的安全可靠性、提高锅炉运行的经济性、减少运行人员、提高劳动生产率、改善劳动条件等特点，具有显著的经济效益和社会效益。本文所介绍的控制系统是我公司在生产上百套设备的基础上总结出来的，经过现场实际运行，得到了用户的好评。 2 设计原则 根据工程的重要性和实际使用、维护等多方面因素，建议主要遵循以下原则： 1）安全、可靠、适用、耐用、易操作、易维护。 2）节能、环保、投资少、效率高、先进性。 3）系统软件功能完善，提高管理水平。 4）预留接口，用于扩建时联网、通讯，方便管理。 3 自动化控制系统的内容 1）自动检测 用检测元件和显示仪表或其它自动化设备，对系统的温度、壓力、流量、液位等热工参量，进行连续测量和显示，以供值班员监视生产情况，或为企业经济核算提供数据，为自动调节和保护提供检测信号。以此监视工业锅炉生产过程进展的情况和发展的趋势，以指导安全操作生产，求得维护最佳运行工况。是锅炉生产自动化的组成部分，是实现锅炉生产自动化的前提和基础。自动检测点的选取是依据锅炉生

产工艺要求设计的。 2）自动控制 自动控制是按一定的次序、条件和时间要求，对工艺系统中各有关对象进行控制的一种技术，是生产过程自动化技术的一个重要组成部分。主要指锅炉的起动、停止及正常运行等一系列操作自动化。锅炉上应用的自动控制主要有：送、引风机的起停，水处理设备的运行，输煤系统的启停等。采用自动控制可以大大提高锅炉的自动化水平，简化操作步骤，避免误操作，减轻劳动强度，加快机组的启停速度，减少运行人员等。 3）自动保护 当设备运行状况发生异常或参数超过允许值时，及时发出报警或进行必要的动作，以避免发生设备事故和危及人身安全。锅炉生产的自动保护主要分为以下几种： 联锁保护-防止锅炉设备在启停过程中，由于操作次序错误而造成事故，在上一步操作未完成前，不能做下一步操作。或者在锅炉运行时，当某些辅机发生故障，另一些有关的设备必须立即动作或停止，以免事故进一步扩大。 限值保护-工业锅炉运行时的实际蒸发量和变动负荷速度应根据锅炉及辅机的运行状态予以限制。各种调节阀、调节挡板的最大和最小开度应予以限制。 紧急保护-如果蒸汽压力，锅炉水位出现危险工况时或炉膛熄火时，相应的自动保护装置都应能快速投入。 指示与报警-各辅机工况应予显示（指示灯或仪表），危险工况应立即自动报警，当参数超过规定值时，发出声光信号，提醒值班员注意，采取有效措施，以保证正常生产，或自动地按一定顺序操作某些设备或紧急停止机组运行。 4）自动调节 锅炉的一些被调参数应自动地适应运行条件的变化，使锅炉在所要求的工况下保持运行。

#蒸汽锅炉控制系统技术方案

DL-1000燃煤蒸汽锅炉控制系统技术方案 设计依据和原则 1．依据客户北京昌科供暖中心有关45t/h、35t/h、20t/h燃煤蒸汽锅炉控制系统的要求，并按照自控装置系统必须科学、合理、成熟、安全可靠、稳定、可扩展以及性价比高的原则进行设计。 2．符合以下规范与标准： 《蒸汽锅炉安全技术监察规程》1996； 《锅炉房设计规范》GB50041-92； 《工业锅炉监测与控制装置的配置标准》DB31/T72-1999； 《工业锅炉热工试验规范》GB10180-88； 《电气装置安装工程施工及验收规范》GB50303-2002； 《低压电器基本标准》GB1497-93； 《工业自动化仪表工程施工及验收规范》GBJ50093-2003。 1.0系统概述 本系统为DL-1000分散型集中控制系统，是集控制技术，通讯技术于一体，是当今控制系统的主流机型。可完成调节控制，联锁保护，顺序控制，数据采集等任务。人机接口采用触摸屏及上位机进行实时监控。运用多媒体技术，具有3D动画、全中文显示、声光提示等丰富多彩的人机互动界面，能直观地显示锅炉和燃烧的实际情况及燃烧负荷状态，各运行数据实时动感地显示在彩色触摸屏上，使锅炉的运行状态一目了然，操作更直观、更简便。该系统具有良好的互联性和开放性，留有充分的升级和后备功能，满足IEC61158和EN50170标准的要求。并且具有在恶劣工作环境下安全可靠运行和全视角直观显示锅炉系统工作状态的优点。 1.1 硬件 1.1.1 概述 本方案所配置的系统硬件均是有现场运行实绩的，先进可靠的和使用以微处理器为基础的分散型硬件。 1.1.2 处理器模件（PLC CPU226） PLC为可编程逻辑控制器，是一种以微处理器为基础，综合了现代计算机技术、自动控制技术和通讯技术发展起来的一种通用的工业自动控制装置，由于它拥有体积小、功能强、程序设计简单、维护方便等众多优点，特别是它适应恶劣工业环境的能力和它的高可靠性，使它的应用越来越广泛。 其主要负责数字量的数据处理和运行（控制），数据高速公路通讯管理和过程输入/输