锅炉汽包水位控制开题报告.doc

太原科技大学本科生毕业论文（设计）开题报告表论文(设计)名称基于单片机的锅炉汽包液位控制论文（设计）来源导师选题论文（设计）类型设计指导教师温卫中学生姓名雷宇学号200721020117班级过控0741研究或设计的目的和意义：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。水位控制是汽包炉运行中的一项重要工作其控制的好坏直接影响了汽包炉能否正常运行。当前运行人员把很多精力放在汽包水位控制上但受经验等方面影响总体效果不甚理想。若能实现水位自动控制则可大大减少人力资源同时很大程度上提高汽包炉运行的可靠性。锅炉正常运行中汽包液位的控制是一个重要的参数锅炉汽包水位的控制是安全生产和提供优质蒸汽的保证。三冲量调节系统能及时克服负荷(蒸汽量)和给水流量的干扰作用调节精度高采用PLC和变频器组成的蒸汽锅炉汽包水位串级三冲量控制系统能够使锅炉运行稳定控制可靠能够保证锅炉处于良好的运行状态。二、研究或设计的国内外现状和发展趋势：国内外情况：锅炉作为能源转换和消耗的设备已经有两百多年的历史了处于历史原因我国锅炉自动控制的水平一直都较低锅炉微机控制是近几年是近年来开发的新技术它是微型计算机软件、硬件、自动控制、锅炉节能等几项技术密结合的产物。工业锅炉采用微机控制和原有控制方式相比具有明显优势能够直观而集中的显示锅炉各运行参数显示液位压力温度的状态。而作为锅炉控制装置其主要任务是保证锅炉的安全、稳定、济运行减轻操作人员的劳动强度。在采用计算机控制的锅炉控制系统中有十分周到的安全机制能够杜绝由于人为疏忽造成的重大事故。锅炉工业的迅猛发展是近几年的事情国外的锅炉工业50年代发展最快70年代达到高峰。一直以来用单片机实现锅炉的控制是控制领域的一个典型的问题伴随着控制理论和技术的法发展锅炉自动化控制水平也在逐渐提高锅炉的自动控制经历了30年代的单参数仪表控制40年代的组成仪表复合参数仪表控制以及60年代兴起的计算机过程控制几个阶段。而用单片机实现锅炉的控制也是近几年才发展起来的是一个逐渐深入的过程虽然与其他发达国家相比还存在差距但是在此方面的进步却是很大的。三、主要研究或设计内容需要解决的关键问题和思路：1、设计的主要内容：采用三冲量水位控制系统以锅炉水位为主控信号蒸汽流量为前馈信号给水流量为控制器的反馈信号；采用PLC控制器设计适应该锅炉运行的控制系统。2、控制方案：三冲量控制系统从结构上来说是一个带有前馈信号的串级控制系统。液位控制器LC（主调节器）与流量控制器FC（副调节器）构成串级控制系统。汽包液位是主变量、给水流量是副变量。副变量的引入使系统对给水压力的波动有较强的克服能力。蒸汽流量的波动是引起汽包液位变化的因素是干扰作用蒸汽波动时通过引入FC使给水流量作相应的变化所以这是按干扰进行控制的是把蒸汽流量信号作为前馈信号引入控制的。要实现蒸汽流量扰动下水位不变的设想此时需要一个比例环节在负荷变化时就能把锅炉水位控制在允许的范围内三冲量水位控制系统框图如图所示:三冲量水位控制系统由主调节器PIl和副调节器PI2组成主调节器PIl接受汽包水位信号去控制副调节器PI2。副调节器除接受主调节器输出信号IH外还接受水量反馈信号Iw和蒸汽量信号ID组成了一个三冲量的串级控制系统其中副调节器的作用是通过内回路进行蒸汽流量D和给水流量W的比值调节并快速消除给水侧的扰动。主调节器主要通过调节副调节器进行水位的校正使水位保持在给定值。调节过程：根据串级控制系统选择主、副控制器的正、反作用的原则水位控制器LC选反作用流量控制器FC为正作用调节阀为气关阀。当水位由于扰动而升高时因LC反作用它的输出下降进入加法器后使FC给定值减小而输出增加调节阀的开度减