主蒸汽系统 常睿、郎离平

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1、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41.蒸汽压力调节对象的特性42.控制系统的选择53.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94.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111.过热蒸汽温度控制对象的动态特性112.蒸汽流量扰动下的蒸汽温度对象的动态特性113.过热蒸汽温度控制对象的动态特性124.蒸汽温度在减温水量扰动下的动态特性125.调节量与被调量126.测量控制系统图1

2、3参考文献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

3、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,

4、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，

5、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

6、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测的锅炉汽包管道压力，其测量环境具有高温高压，所以选型应综合考虑这两点。经查阅资料选择PT124高温气体压力传感器，其特点和技术参数如下：特点：钢性杆和软管隔离，膜片隔离机构，介质温度在450℃以下，具有良好的稳定性和精度；应用于橡胶、塑料、化纤涤纶锦纶、聚酯、蒸汽等机械设备的高温流体、熔体、气体介质的压力测量和控制领域。具有准确度高、稳定性好、输出信号大、动态性佳

7、、通用性强等优点。主要技术参数：量程：0～300℃综合精度：0.25%FS、0.5%FS、1.0%FS输出信号：2.0mV/V、2.5mV/V、3.33mV/V、4～20mA、0～5V、1～5V、0～10V供电电压：传感器：10VDC（6～12VDC）变送器：24VDC（9～36V）注：变送器输出为0～10V时，供电电压为15～36V校准信号：80%FS振动影响：在机械振动频率20Hz～1000Hz内，输出变化小于0.1%FS介质温度:0～200℃～400℃环境温度:常温零点温度漂移：0.05%FS℃量程温度漂移：0.05%FS℃绝缘电阻:大于2000MΩ（1

8、00VDC）负载电阻:电流输出型：最大