鍋爐汽包水位設(shè)計分析

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1、鍋爐汽包水位設(shè)計目錄第一章緒論21．1鍋爐工作過程簡介2第二章鍋爐汽包水位動態(tài)特性分析32.1汽包水位在給水流量W作用下的動態(tài)特性32.2汽包水位在蒸汽流量D擾動下的動態(tài)特性4第3章鍋爐汽包水位的控制方案63.1單沖量控制方式63.2雙沖量控制方式63.3三沖量控制方式73.4本設(shè)計的控制方式8第4章儀器儀表的選擇與參數(shù)的整定94.1差壓變送器的選擇94.2流量變送器的選擇104.3液位變送器的選擇124.4溫度變送器的選擇134.5工程整定15第五章PLC選型16第六章設(shè)計小結(jié)17參考文獻(xiàn):18附

2、錄119附錄220附錄322附錄42318鍋爐汽包水位設(shè)計第一章緒論1．1鍋爐工作過程簡介鍋爐是工業(yè)過程中不可缺少的動力設(shè)備，鍋爐的任務(wù)是根據(jù)外界負(fù)荷的變化，輸送一定質(zhì)量(汽壓、汽溫)和相應(yīng)數(shù)量的蒸汽。它所產(chǎn)生的蒸汽不僅能夠為蒸餾、化學(xué)反應(yīng)、干燥等過程提供熱源，而且還可以作為風(fēng)機、壓縮機、泵類驅(qū)動透平的動力源。鍋爐是由“鍋”和“爐”兩部分組成的。“鍋”就是鍋爐的汽水系統(tǒng)，如圖所示。由省煤器3、汽包4、下降管8、過熱器5、上升管7、給水調(diào)節(jié)閥2、給水母管1及蒸汽母管6等組成。鍋爐的給水用給水泵打入省煤

3、器，在省煤器中，水吸收煙氣的熱量，使溫度升高到本身壓力下的沸點，成為飽和水然后引入汽包。汽包中的水經(jīng)下降管進(jìn)入鍋爐底部的下聯(lián)箱，又經(jīng)爐膛四周的水冷壁進(jìn)入上聯(lián)箱，隨即又回入汽包。水在水冷壁管中吸收爐內(nèi)火焰直接輻射的熱，在溫度不變的情況下，一部分蒸發(fā)成蒸汽，成為汽水混合物。汽水混合物在汽包中分離成水和汽，水和給水一起再進(jìn)入下降管參加循環(huán)，汽則由汽包頂部的管子引往過熱器，蒸汽在過熱器中吸熱、升溫達(dá)到規(guī)定溫度，成為合格蒸汽送入蒸汽母管?！盃t”就是鍋爐的燃燒系統(tǒng)，由爐膜、煙道、噴燃器、空氣預(yù)熱器等組成。鍋爐燃

4、料燃燒所需的空氣由送風(fēng)機送入，通過空氣預(yù)熱器，在空氣預(yù)熱器中吸收煙氣熱量，成為熱空氣后，與燃料按一定的比例進(jìn)入爐膛燃燒，生成的熱量傳遞給蒸汽發(fā)生系統(tǒng)，產(chǎn)生飽和蒸汽。然后經(jīng)過過熱器，形成一定的過熱蒸汽，匯集到蒸汽母管。具有一定壓力的過熱蒸汽，經(jīng)過負(fù)荷設(shè)備調(diào)節(jié)閥供負(fù)荷設(shè)備使用。與此同時，燃燒過程中產(chǎn)生的煙氣，其中含有大量余熱，除了將飽和蒸汽變成過熱蒸汽外，還預(yù)熱鍋爐給水和空氣，最后經(jīng)煙囪排入大氣。18鍋爐汽包水位設(shè)計第二章鍋爐汽包水位動態(tài)特性分析2.1汽包水位在給水流量W作用下的動態(tài)特性圖2.1是鍋爐汽

5、包水位在給水流量作用下，水位的階躍響應(yīng)曲線。把汽包水位看作單容量無自衡過程，水位的階躍響應(yīng)曲線如圖中的Hl線。圖2.1給水流量作用下水位階躍響應(yīng)但是由于給水溫度比汽包內(nèi)飽和水的溫度低，所以給水流量增加后，從原有飽和水中吸收部分熱量，這使得水位下汽泡容積有所減少，當(dāng)水位下汽泡容積的變化過程逐漸平衡時，水位的變化就完全反映了由于汽包中儲水量的增加而逐漸上升。因此，實際水位曲線如圖中的萬線，即當(dāng)給水量作階躍變化后，汽包水位一開始不立即增加，而要呈現(xiàn)出一段起始慣性段。用傳遞函數(shù)表示時2-1式中K1—反應(yīng)速度

6、，即給水流量改變單位流量時水位的變化速度，單位為毫米/秒或(噸/小時)。從式2-1可知，汽包水位在給水流量作用下的動態(tài)特性由一個積分環(huán)節(jié)和一個滯后環(huán)節(jié)所組成，K1、T1的數(shù)值可通過實驗測試求得，數(shù)值的大小同鍋爐的結(jié)構(gòu)有關(guān)。有些鍋爐當(dāng)給水量增加時，在較長的一段時間里，汽包水位并不增加，有一較長的起始慣性段，對于這種鍋爐用式2-2來表示它的動態(tài)特性，誤差較大，這時可選用下面近似計算：2-2式中，τ?—給水量擾動后的純滯后時間，對非沸騰式省煤器的鍋爐，τ?這時為30至100秒;對于沸騰式省煤器的鍋爐，τ?

7、為100至200秒;K0一水位的反應(yīng)速度。給水溫度越低，時滯τ?亦越大。總之，汽包水位調(diào)節(jié)對象在給水量作用下，具有純遲延和慣性，無自衡能力。具體特性可用二種形式來描述，究竟采用何種形式，可根據(jù)鍋爐結(jié)構(gòu)和汽化強度來定。18鍋爐汽包水位設(shè)計2.2汽包水位在蒸汽流量D擾動下的動態(tài)特性在蒸汽流量刀擾動作用下，水位的階躍響應(yīng)曲線如圖2.1所示。當(dāng)蒸汽流量突然增加，從鍋爐的物料平衡關(guān)系看，蒸汽流量D大于給水量磯水位應(yīng)下降，如圖中曲線H1。但實際并非如此，由于蒸汽用量增加，瞬間導(dǎo)致汽包壓力的下降。汽包內(nèi)水的沸騰突

8、然加劇，水中汽泡迅速增加，由于汽泡容積增加而使水位變化的曲線如圖中的H2線。因此，實際的水位曲線為H1+H2，即為圖中的H。從圖中可以看出，當(dāng)蒸汽負(fù)荷增加時，水位不僅不下降反而上升，然后再下降(反之，蒸汽流量突然減少時，則水位先下降，然后再上升)，這種現(xiàn)象稱之為“虛假水位”。當(dāng)汽水混合物中汽泡容積與負(fù)荷相適應(yīng)達(dá)到穩(wěn)定后，水位才反映出物料的不平衡，開始下降。應(yīng)該指出，當(dāng)負(fù)荷階躍改變時，水面下汽泡容積變化引起的水位變化是很快的，圖2.3中H2的時間常數(shù)只有10~20秒。蒸