锅炉汽包水位单回路控制系统设计说明书.doc

1、锅炉及锅炉汽包的简述 1.1、锅炉的基础? 锅炉是工厂重要的动力设备，其要求是供给合格蒸汽，使锅炉发汽量适应负荷的需要。为此，生产过程的各个主要工艺参数必须严格控制。锅炉设备是一个复杂的被控对象，主要输入变量是负荷，锅炉给水，燃料量，减温水，送风和引风等。主要输出变量是汽包水位，蒸汽压力，过热蒸汽温度，炉膛负压，过剩空气（烟气含量）等。这些输入变量与输出变量之间的相互关联。如果蒸汽负荷发生变化，必将会引起汽包水位，蒸汽压力和过热蒸汽温度等的变化。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，过剩空气和炉膛负压；给水量的变化不仅影响汽包水位，而且对蒸汽压力，过热蒸汽温度等亦有影响；减温水的变化会导致过热蒸汽温度，蒸汽压力，汽包水位等的变化等。所以锅炉设备是一个多输入，多输出且相互关联的被控对象。[1]? 1.2、锅炉水位控制在工业控制系统中的重要性? 锅炉是一种受压又直接受火的特种设备，是工业生产中的常用设备。对锅炉生产如果操作不合理，管理不善，处理不当，往往会引起事故，轻则停炉影响生产，重则造成爆炸，造成人身伤亡，损坏厂房、设备，后果十分严重。因此，锅炉的安全问题是一项非常重要的问题，必须引起高度重视。工业锅炉中最常见的事故有：锅内缺水，锅炉超压，锅内满水，汽水共腾，炉管爆破，炉膛爆破，二次燃烧，锅炉灭火等。其中以锅炉缺水事故比例最高。这些事故中的大部分是由于锅炉水位控制不当引起的，可见锅炉汽包水位控制在锅炉设备控制系统中的重要性。? 工业锅炉汽包水位控制的任务是，使跟踪锅炉的蒸发量并维持汽包水位在工艺允许的范围内。维持锅炉汽包水位在规定的范围内，是保证锅炉安全生产运行的必要条件，也是锅炉正常生产运行的主要指标之一。水位过高，会影响汽包内汽水分离效果，使汽包出口的饱和蒸汽带水增多，蒸汽带水会使汽轮机产生水冲击，引起轴封破损，叶片断裂等事故。同时会使饱和蒸汽中含盐量增高，降低过热蒸汽品质，增加在过热管壁上的结垢。水位过低则可造成水的急速蒸发，汽水自然循环破坏，局部水冷管壁被烧坏，严重时造成爆炸事故。因此，锅炉汽包水位必须严加控制。 1.3 锅炉汽包的简介 汽包亦称锅筒。对于自然循环的水管锅炉来说，汽包是非常重要的部件，由封头和简体组焊而成。汽包内分成汽空间和水空间。用以进行蒸汽净化，对下降管进行可靠供水，保证锅炉正常水循环。自然循环的水循环回路由汽包、下降管、上升管和集箱组成。为了保证对下降管可靠供水，汽包中必须维持一定水位。汽包一般不直接受火焰的辐射热。低压锅炉的汽包有时则受到一定的烟气冲刷。对于水火管卧式锅壳式锅炉的汽包(锅筒)，则是位于炉膛上方，直接受到火焰的辐射热，如果水处理效果不好则导致锅筒底部水渣堆积和结垢，影响传热。这种锅炉锅筒下部鼓包变形多有发生，特别是热水锅炉更为严重。为此，原劳动部1991年颁发的《热水锅炉安全技术监察规程》明确规定，为了防止或减少此类事故的发生，锅炉制造单位在两年内必须采取有效措施加以解决，否则不准再生产。[3] 1.4锅炉汽包的作用 1、是工质加热、蒸发、过热三过程的连接枢纽，保证锅炉正常的水循环； 2、内部有汽水分离装置和连续排污装置，保证锅炉蒸汽品质； 3、有一定水量，具有一定蓄热能力，缓和汽压的变化速度； 4、汽包上有压力表、水位计、事故放水、安全阀等设备，保证锅炉安全运行。 2、锅炉汽包的控制意义 在实际生产运行中，锅炉的液位控制直接影果蒸汽符合 而燃料量的电机的选型电机是锅炉汽包供水的动力设备，电机的准确选型关系到汽包能否准确供水进而影响到汽包水位的稳定控制的锅炉蒸发量为：35t/h，汽包压力0.5MP管道直径50mm因此可以对正常工作时电机的功率作如下估算： 由计算结果可以知道选用功率为Kw的三相异步电动机完全可以满足工作要求，由于使用变频调速不必选用绕线型异步电动机，选用鼠笼型电机就可以满足要求。 YJTG三相变频调速电机专门为变频调速设计可以根据技术要求设定其额定电压为380V额定功率为Kw。的选型变频器是电机的供能设备合理选择变频器关系到电机能否正常为汽包供水。由电机的选型可以知道电机在50Hz三相交流电下工作时电机的功率大约是Kw，当三相交流电动机在基频以下工作时为恒转矩输出，而此时电机的转速会小于额定转速因此电机的输出功率也会小于额定功率，同时由于电机的转矩保持不变其工作电流同在50Hz三相交流电下工作时电流基本一致。 根据以上的分析可以选择三菱变频器 FR-F740系列的变频器。给变频器可以输入380V-480V 50/60Hz三相交流电输出380-480V三相交流电并通过控制信号控制其输出频率，其容量是37220KW，可以满足设备功率要求。该型号变频器具有丰富灵活的控制接口，可以通过控制信号方便改变变频器的工作特性。内置