发布时间 : 星期五 文章工业锅炉过热蒸汽温度控制系统设计(大学本科毕业设计)更新完毕开始阅读
山东科技大学学士学位论文 绪论
1绪论
1.1锅炉过热温度控制系统课题的提出
目前，锅炉仍然是各种工企业的动力设备中重要的组成部分。但是，在我们国内除了一些大中型锅炉采用了先进的现代控制技术，如DCS、FCS等，一般的小型锅炉的控制仍然比较落后，很多场合仍在使用模拟仪表、继电器作为主要的控制手段，需要很多的技术人员参与工作，不仅工作人员的劳动强度大，工作条件差，而且锅炉的热效率很低，资源浪费相当严重。虽然现在的仪表不少已渐趋智能化并在锅炉上也一定程度的实现了自动或半自动控制，但是，由于其高昂的价格、系统复杂等种种原因，其应用受到很大限制。
锅炉过热蒸汽的温度是工业蒸汽锅炉安全、稳定运行的重要指标之一，温度过高，会使蒸汽带水过多，汽水分离差，使后续的过热器管壁结垢，传热效率下降，过热蒸汽温度下降，严重时将引起蒸汽品质下降，影响生产和安全；温度过低又将破坏部分水冷壁的水循环不能满足工艺要求，严重时会发生锅炉爆炸。尤其对于大型锅炉，一旦控制不当，容易使汽包满水或汽包内的水全部汽化，从而造成重大事故。因此，在锅炉运行中，保证过热蒸汽的温度在正常范围是非常重要的。
另外，当今的大部分中小企业使用的锅炉容量普遍很小，锅炉只有两三台，企业由于其经济上的承受能力，一般都不大可能选用价格昂贵的大型控制系统。但是，随着能源问题的日渐突出，现代化企业管理水平的提高，还有政府、企业和公民的环保意识的增强，作为能源转换的重要设备之一
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的锅炉，其控制和管理的要求越来越高，现在的企业中的小型锅炉的控制技术急需改进以适应生产的需要。因此，这就需要在现有锅炉控制技术的基础上进行一定的改进，设计一种性价比合理的、使用和维护方便的锅炉过热蒸汽温度控制系统。[1]
1.2锅炉温度控制的现状和发展
锅炉是工业生产中的重要设备，同时又是耗能极大的设备，作为一次能源(煤炭、石油、天然气等)转换为二次能源(蒸汽)的重要动力设备，锅炉在石油、化工、发电等工业生产过程中发挥中举足轻重的作用，它所产生的高压蒸汽既可以作为驱动设备的动力源，又可作为蒸馏、干燥、反应、加热等过程的热源。工业锅炉的发展经历了由简单到复杂、由低参数到高参数、由单一品种到系列化产品的发展过程。锅炉控制技术的发展经历了主要几个历史阶段:
(1)纯手动阶段
在60年代以前，由于自动化技术与电子技术发展还不成熟，工程人员的自动化观念还比较淡薄，此时期的锅炉一般采用纯手动的控制方式，即由操作工人通过经验决定送风、给水、引风、给煤的多少，通过手动操作器等方式来达到控制锅炉的目的。这样就要求司炉人员必须有丰富的经验，增加了工人的劳动强度，精度不准，事故率高，更谈不上保证锅炉的高效率运行。
(2)自动化单元组合仪表控制阶段
随着自动化技术与电子技术的发展，国外己经渐渐开发并广泛应用了全自动工业锅炉控制技术。60年代前期，我国工业锅炉的控制技术开始发展，60年代后期我国引进了国外的全自动燃油工业锅炉的控制技术，70年代后期己经研制了一些工业锅炉的自动化仪表，正式将自动化技术应用于工业
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锅炉控制领域，因而热效率有所提高，事故率也有所下降。
(3)采用微机测控阶段
随着电子技术的发展，高集成度、高可靠性、价格低廉的微型计算机、单板机、单片机、工业专用控制计算机的出现以及在我国的广泛应用，为锅炉控制领域开辟了一片广阔的天地。运用计算机技术的高效率、高可靠性、全自动的微机工业测控系统开始日益得到重视。80年代后期至今，国内己经陆续出现了各种各样的锅炉微机测控系统，明显地改善了锅炉的运行状况，但还不够完善，并对环境和抗干扰要求较高。
(4)智能控制理论的广泛应用阶段
由于现代控制理论的发展以及在各方面的应用，解决了传统控制理论难以解决的问题，给工业过程控制带来了崭新的应用前景，并取得了前所未有的效果，成为目前正在迅速发展的一个领域。各种形式的控制系统、智能控制器不断地开发和利用。目前常用的有:多递阶智能控制；专家控制系统与专家控制器；仿人智能控制器；自寻优模糊智能控制系统；自学习控制系统；基于神经网络的控制系统。除此之外还有综合了几种控制形式的混合式智能控制器等多种形式，如以模糊控制为基础的专家模糊控制系统，最常见的是以常规PID数字控制为基础，通过专家系统在线实时整定PID控制参数，即所谓的智能(或专家)自适应PID控制器。
本设计的控制对象YG-75/3.82-M1型锅炉是一种高效，低污染的新型锅炉。该炉采用了循环流化床燃烧方式，其煤种的适应性好，可以燃用烟煤、无烟煤、贫煤，也可以褐煤、煤泥、煤矸石等较低热值燃料，燃烧效率达95-99%，由于采用分段燃烧方式、可大幅度降低NOx的排放，尤其可燃用含硫较高的燃料，通过向炉内添加石灰石，能显著降低SO2的排放，可降低硫对设备的腐蚀和烟气对环境的污染。另外，灰渣活性好可以做水泥等材料的掺合料。此外，本锅炉是一种高压、单汽包、自然循环的水管锅炉。
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采用由膜式壁、高温旋风分离器、返料器、硫化床组成的循环燃烧系统，炉膛为膜式水冷壁结构，过热器分Ⅲ级布置，中间设Ⅱ级喷水减温器，尾部设三级省煤器和一、二次风预热器。其额定蒸发量为75t/n，过热蒸汽压力：3.82Mpa，过热蒸汽温度：450℃。
作为锅炉控制系统中的一个重要环节，温度传感器技术也一直伴随着整个工业技术的发展而发展，时至今日，温度传感器大致发展成如下几个主要的分类：
(1)热膨胀式温度计
热膨胀式温度计的工作原理为利用物质（如水或气体等）的热膨胀(体膨胀或线膨胀)性质与温度的关系来测量温度。这种温度计测温精度较高，且能适应各种工作环境，是传统测温中应用相当多的一类温度计，但其主要缺点是通常很难输出电信号，因此在测量数据的实时处理及控制方面已经很难再适应现代工业的要求。
(2)热电阻温度计
热电阻是利用物质在温度变化时，其电阻也随着发生变化的特征来测量温度的。现在一般所说的热电阻主要是指基于导体或半导体的电阻值随着温度的变化而变化的热电阻。热电阻温度计的特点是其灵敏度高，稳定性强，可以远传电信号，互换性以及准确性都比较好；但是需要电源激励，不能够瞬时测量温度的变化。工业用热电阻一般采用Pt100，Pt10，Cu50，Cu100，铂热电阻的测温的范围一般为零下200-800℃，铜热电阻为零下40到140℃。
热电阻是中低温区最常用的一种温度检测器。它的主要特点是测量精度高，性能稳定。其中铂热电阻的测量精确度是最高的，它不仅被广泛应用于工业测温，而且还被制成标准的温度基准仪。
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