主蒸汽系统常睿郎离平.doc

主 蒸 汽 系 统 的 课 程 设 计 班 级： 12热电 姓 名： 常睿 郎离平 日 期： 2013年12月 目录 摘要 3 关键词 3 一、蒸汽压力控制设计过程 4 1.蒸汽压力调节对象的特性 4 2.控制系统的选择 5 3.系统仪器选择 5 （1).系统仪表选型 5 （2).压力传感器的选择 7 （3).流量计的选型 8 （4).控制器的选择 8 （5).控制阀的选择 9 4.控制系统的工作原理 9 二、过热蒸汽控制系统的基本任务和要求 11 1.过热蒸汽温度控制对象的动态特性 11 2.蒸汽流量扰动下的蒸汽温度对象的动态特性 11 3.过热蒸汽温度控制对象的动态特性 12 4.蒸汽温度在减温水量扰动下的动态特性 12 5.调节量与被调量 12 6.测量控制系统图 13 参考文献 16 摘要 本设计以包热电厂的锅炉蒸汽压力控制和蒸汽温度控制为研究对象。热电厂的三大主机包括：锅炉、汽轮机、汽轮发电机。热电厂锅炉主要任务是加热蒸汽，蒸汽可直接进入生产系统或者进入汽轮机发电。蒸汽压力是衡量锅炉的蒸汽生产量与负荷设备的蒸汽消耗量是否平衡的重要指标，是蒸汽的重要工艺参数.蒸汽压力过低或过高，对于金属导管和负荷设备都是不利的。压力过高，会导致锅炉受损；压力过低，就不可能提供给负荷设备负荷质量的蒸汽；因此，控制蒸汽压力是安全生产的需要，也是保证燃烧经济性的需要。然而锅炉过热蒸汽温度也是影响机组生产过程安全性和经济性的重要参数。如果过热蒸汽温度过高，容易损坏过热器，也会使蒸汽管道、汽轮机内某些零部件产生过大的热膨胀而毁坏，影响机组的安全运行。如果过热蒸汽温度过低，将会降低机组的热效率。 关键词：热电厂；锅炉；蒸汽压力；整齐温度；控制系统 一、 蒸汽压力控制设计过程 锅炉燃烧控制系统主要包括燃料控制系统、风量(送风)控制系统、炉膛压力(引风)控制系统、磨煤机控制系统等几个子控制系统。 当机组负荷发生改变时,需要进行锅炉燃烧调整。燃料种类、制粉系统、燃烧设备以及锅炉的运行方式决定了每台锅炉燃烧过程的控制任务及策略。蒸汽压力控制系统将燃料量作为调节量 ,将主蒸汽压力作为被调量,使锅炉燃烧所产生的蒸汽量满足外部负荷要求 ,维持主蒸汽压力稳定。在蒸汽压力控制系统中，燃料量影响主蒸汽压力、送风量、引风量、蒸汽蒸发量及主蒸汽温度等参数。当单元机组采用锅炉跟踪汽轮机负荷控制方式时,汽轮机通过调节阀调节机组负荷,锅炉通过燃料量调节主蒸汽压力。对于直吹式制粉系统锅炉的燃料量调节 ,由于其过程缓慢、给煤机给煤量与控制电流呈非线性、对象特性随负荷发生变化以及机组运行时情况复杂多变(如原煤的物理状况变化)等原因 ,使得对象特性存在不确定性。 1、 蒸汽压力调节对象的特性 在主蒸汽负荷变化时，在锅炉燃料量(B)发生△B的阶跃扰动下，此时汽压的过渡过程曲线如图3-1所示。 图3-1燃料量扰动下的汽压曲线图 可见，在燃料量扰动下，汽压被控对象有一定延迟时间τ，随着锅炉蒸发量增加，主蒸汽压力 P 逐渐增加，由于汽轮机调节阀开度不变，而使汽轮机进汽量逐渐增加，于是自发地限制了汽压的进一步升高。最后当汽轮机进汽量与锅炉蒸发量相平衡时，汽压维持在一个新的平衡值。故汽压被控对象是一个有自平衡能力的对象。 锅炉燃料量(B)发生△B的阶跃扰动时，输出主蒸汽压力是带滞后的一阶惯性环节如式（3-1）所示，为： （3-1） 式中 τm─延迟时间； Tb─惯性环节的时间常数。 2、 控制系统的选择 以锅炉蒸汽压力为主被控量、燃料流量和空气流量并列为副被控变量的串级控制系统如图3-2所示，其中，两个并列的副环具有逻辑比值功能。使该控制系统在稳定工作的情况下保证空气和燃料的最佳比值，也能在动态过程中尽量维持空气、燃料在最佳比值附近。 图3-2系统方块图 3、系统仪表选型 （1）压力传感器的选择 由于所选测量仪表是为了