发电厂锅炉过热蒸汽温度控制系统

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1、辽宁工业大学课程设计说明书（论文）辽宁工业大学过程控制课程设计（论文）题目：发电厂锅炉过热蒸汽温度控制系统设计院（系）：电气工程学院专业班级：自动化093学号：090302075学生姓名：指导教师：（签字）起止时间：本科生课程设计（论文）课程设计（论文）任务及评语院（系）：电气工程学院教研室：学号090302075学生姓名专业班级自动化093课程设计（论文）题目发电厂锅炉过热蒸汽温度控制系统设计课程设计（论文）任务课题完成的功能、设计任务及要求、技术参数进度计划指导教师评语及成绩平时：论文质量：答辩：总成绩：指导教师签字：年月日

2、注：成绩：平时20%论文质量60%答辩20%以百分制计算本科生课程设计（论文）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，而对锅炉过热蒸汽的良好控制是保证系统输出蒸汽温度稳定的前提。所以本设计采用串级控制系统，这样可以极大地消除控制系统工作中的各种干扰因素，使系统能在一个较为良好的状态下工作，同时锅炉过热器出口蒸汽温度在允许的范围内变化，并保护过热器管壁温度不超过允许的工作温度。在本设计用到串级控制系统中，主对象为送入负荷设备的出口温度，副对象为减温器和过热器之间的蒸汽温度。通过控制减温水的流量来实现控制过热蒸汽温度

3、的目的关键词：串级控制系统；过热蒸汽温度；温度控制；本科生课程设计（论文）目录第1章绪论1第2章生产工艺概述22.2过热器的介绍32.3过热蒸汽温度控制对象的动态特性4第3章过热蒸汽温度控制原理简介103.1简单蒸汽温度控制系统103.2复杂蒸汽温度控制系统113.3采用串级调节系统的条件113.4串级控制系统的特点13第4章过热蒸汽温度控制系统的设计154.1系统控制参数的确定154.1.1主变量的选择154.1.2副变量的选择154.1.3操纵变量的选择154.2执行器的选择164.3控制仪表的选择164.3.1温度变送器的

4、选择164.3.2温度传感器的选择164.4主、副控制器控制规律的选择174.5控制器正、反作用选择17第5章系统仿真185.1串级控制系统matlab仿真分析185.2蒸汽温度控制系统仿真分析19第6章总结22本科生课程设计（论文）第1章绪论蒸汽温度是锅炉安全高效经济运行的主要参数，因此对蒸汽温度控制要求严格。过高的蒸汽温度会造成过热器，蒸汽管道及汽轮机因过大的热应力变形而毁坏；蒸汽温度过低，又会引起热效率降低，影响经济运行。锅炉控制现场环境恶劣，采用传统的基于模拟技术的控制器、仪器仪表或单片机，不仅结构比较复杂，效率比较低，

5、而且可靠性也不高。本次课设设计的主要考虑部分是锅炉蒸汽温度控制系统的设计。蒸汽过热系统包括一级过热器、减温器、二级过热器。锅炉汽温控制系统主要包括过热汽和再热蒸汽温度的的调节。主要蒸汽温度与再热蒸汽温度的稳定对机组的安全经济运行时非常重要的。过热蒸汽温度控制的任务是维持过热器出口温度在允许的范围之内，并保护过热器，使其管壁温度不超允许的工作温度。过热蒸汽温度是锅炉汽水系统中的温度的最高点，过热蒸汽温度过高或是过低，对锅炉运行及蒸汽设备是不利的。蒸汽温度过高会使过热器管壁金属强度下降，以至烧坏过热器的高温段，严重影响安全。一般规定

6、过热器的温度与规定值的暂时偏差不超过+-10摄氏度，长期偏差不超过+-5摄氏度。如果过热蒸汽温度偏低，则会降低电厂的工作效率，同时使汽轮机后几级的蒸汽湿度增加，引起叶片磨损。据估计，温度每降低5摄氏度，热经济性将下降约1%；且汽温偏低会使汽轮机尾部蒸汽温度升高，甚至使之带水，严重影响汽轮机的安全运行。一般规定过热气温下限不低于其额定值10摄氏度。通常，高参数电厂都要求保持过热汽温在540摄氏度的范围内。由于汽温对象的复杂性，给汽温控制带来许多的困难，其主要难点表现在以下两个方面：1由于过热器是一个多容且延迟较大的惯性环节，设备结

7、构设计与控制要求存在很多矛盾，所以影响汽温变化的因素很多，例如，蒸汽量、减温水给水量、烟气侧的过剩空气系数和温度等都可能引起汽温变化。2随着机组容量和参数的增加，蒸汽的过热受热面的比例加大，使其延迟和惯性更大，从而进一步加大了汽温控制的难度。22本科生课程设计（论文）生产工艺概述2.1锅炉生产工艺介绍锅炉是过程工业中必不可少的动力设备。它所产生的蒸汽不仅可提供生产过程作为热源，而且还可以作为蒸汽透平的动力源。在热电厂中按锅炉设备所使用的燃料的种类、燃烧设备、锅体形式、锅炉功能和运行要求的不同，锅炉生产有各种不同的流程。常见锅炉设

8、备的工业流程如图1.1所示蒸汽发生系统由给水泵、给水调节阀、省煤器、汽包及循环管组成。燃料和热空气按照一定的比例进入燃烧室燃烧，产生的热量传递给蒸汽发生系统，生产饱和蒸汽Ds，然后经过过热器成一定气温的过热蒸汽D，汇集至蒸汽母管。压力为Pm的过热蒸汽，经负荷设备