热电厂锅炉汽包液位控制系统的设计.doc

内蒙古科技大学
本科生课程设计说明书
题 目：热电厂锅炉汽包
液位控制系统设计
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摘要
随着人们生活对电的需求，电厂的建立，现代大型锅炉的水位动态特性的复杂情况，汽包存在着严重的“虚假水位”现象。
在对串级控制系统优点及PID算法了解的基础上，为了控制系统的安全可靠，提出了基于PID的锅炉汽包水位调节的串级三冲量控制方案。研究汽包液位控制的难点、锅炉三冲量系统结构、控制策略选取及PID控制算法。由理论上得出：在锅炉汽包水位控制系统中采用串级三冲量控制和PID算法的主调节器的控制方案具有的经济实用性。
关键字：锅炉汽包水位；串级三冲量控制；PID算法
目录
引言 1
第一章 汽包锅炉工艺 2
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、静态特性 4
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第二章 火电厂主要热工控制系统概述 9
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第三章 锅炉汽包液位控制系统设计 12
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、反作用 15
第四章 个人总结 17
参考文献 18
致谢 19
引言
19世纪70年代，欧洲进入了电力革命时代。不仅大企业，就连小工厂也都纷纷采用新的动力——电能。随着社会的发展，人们对电的需求量越来越大，由最初的一台发动机设备只供应一栋房子或一条街上的照明用电，逐渐产生各种发电厂的运用和建立——火力发电厂、水力发电厂、原子能发电厂、风能发电厂、地热发电厂等等。电的应用极大的改变了人们生活的方方面面，是人们的生活得到了从没想到过的改善。
在我国主要的电厂是火力发电厂，根据火力发电的生产流程，其基本组成包括燃烧系统、汽水系统（燃气轮机发电和柴油机发电无此系统，但二者在火力发电中所占比重都不大）、电气系统、控制系统。
汽包水位是反映锅炉负荷与给水量之间的平衡关系。保持汽包水位的正常是汽包锅炉和汽轮机安全运行的重要条件。汽包水位过高，蒸汽空间将缩小，会引起蒸汽带水，是蒸汽品质恶化，还导致在过热器官内产生盐垢沉积，使管子过热，金属强度降低而发生爆管。严重满水时，使蒸汽大量带水，引起管道与汽轮机内严重的水冲击，造成设备损坏。水位过低，对自然循环锅炉将破坏正常的水循环；对强制循环锅炉会使锅水循环泵入口汽化，泵组剧烈振动，最终都将导致水冷壁管超高温过热。当严重缺水时，如处理不当，还可能造成水冷壁管的爆破。
单冲量自动调节系统是最简单的水位调节方式，在水容积中的蒸汽含量和蒸汽比容改变产生虚假水位，它会使水调节阀有误动作，因此，单冲量调节只能用于负荷相当稳定的小容量锅炉。
双冲量自动调节系统增加了蒸汽流量信号，它可用于符合经常变动和容量较大的锅炉，但它的缺点是不能及时反映与纠正给水流量扰动的影响。
三冲量自动调节系统是更为完善的给水调节方式，它包含水位信号、蒸汽流量信号、给水流量信号。它综合考虑了蒸汽量和给水量相等的原则，又考虑了水位偏差的大小，因而即补偿“虚假水位”的反应，又纠正给水量的扰动，是目前大型锅炉普遍采用的水位调节系统。
本设计就是采用串级三冲量控制系统控制汽包水位，由理论证明设计的系统可以很好的克服系统的内、外扰动，实现汽包锅炉水位控制的要求。
第一章 汽包锅炉工艺

根据火力发电的生产流程，其基本组成包括燃烧系统、汽水系统（燃气轮机发电和柴油机发电无此系统，但二者在火力发电中所占比重都不大）、电气系统、控制系统。而汽包锅炉是燃烧系统和汽水系统中的重要组成部分。控制系统主要由锅炉及其辅机系统、发电机及电工设备、附属系统组成。基本功能是对火电厂各生产环节实行自动化的调节、控制，以协调各部分的工况，使整个火电厂安全、合理、经济运行，降低劳动强度，提