过程控制管理系统课程设计-35吨过热蒸汽锅炉过热蒸汽系统自控工程设计（常规仪表控制方案）过程控制管理系统课程设计-35吨过热蒸汽锅炉过热蒸汽系统自控工程设计（常规仪表控制方案） 过程控制管理系统课程设计-35吨过热蒸汽锅炉过热蒸汽系 统自控工程设计(常规仪表控制方案) 过程控制管理系统课程设计 题目:35吨过热过热蒸汽 学 院:信息工程学院 专业班级:自动化0701班 小组成员: 2010-01-12 35吨过热过热蒸汽第一部分 1 课程设计目的及基本任务 1 第二部分 1 一、初步设计说明 1 二(原理方框图 4 三、绘制管道仪表流程图(P&ID) 5 四、控制盘盘前布置图 5 五、电缆、电线外部连接系统图...
） 过程控制管理系统课程设计-35吨过热蒸汽锅炉过热蒸汽系 统自控工程设计(常规仪表控制方案) 过程控制管理系统课程设计 题目:35吨过热过热蒸汽 学 院:信息工程学院 专业班级:自动化0701班 小组成员: 2010-01-12 35吨过热过热蒸汽第一部分 1 课程设计目的及基本任务 1 第二部分 1 一、初步设计说明 1 二(原理方框图 4 三、绘制管道仪表
图(P&ID) 5 四、控制盘盘前布置图 5 五、电缆、电线 七、仪表盘背面电气接线 九、截流元件计算书及流量仪表选型 8 十、阀门选型计算书及阀门选型 9 十一、控制管理系统的组态 11 第三部分 12 设计
12 第一部分 课程设计目的及基本任务 通过本课程设计将了解自动控制工程设计的基本概念、基本方法、设计原则及设计思想的表达。通过该课程设计的学习，应能达到: 熟悉自控工程初步设计及施工图设计的基本
及深度要求。 能读懂自控工程初步设计及施工图设计的各种文件、图纸，并能依据这一些设计资料做工程实施。 熟悉自控元件的工程表达，会查阅相关的标准和手册，能完成简单的自控工程设计。 第二部分 一、初步设计说明 1)总体设计思路、自动化水平; 锅炉是全厂重要的动力设备，其任务是供给合格稳定的蒸汽，以满足负荷的需要。为此，锅炉生产的全部过程的各个主要参数都必须严控。锅炉设备是一个复杂的控制对象，主要输入变量是负荷、锅炉给水、燃料量、减温水、送风和引风量。主要输出变量包括汽包水位、过热蒸汽温度及压力、烟气氧量和炉膛负压等。因此锅炉是一个多 输入、多输出且相互关联的复杂控制对象基于理论,针对过热汽这类工况参数对模型参数有较大影响的对象,提出一种PID控制器设计方法。根据被控对象模型的参数,对控制器进行选型计算以最大概率满足设计的基本要求,最大限度地挖掘了串级PID控制器对模型参数具有不确定性对象的控制能力。 35吨锅炉产品特点1、锅炉本身设计为双锅筒、链条炉排、结构紧密相连、受热面积大，具有出力足、安全可靠等特点，锅炉散装出厂。 2、炉膛内设有旋风燃室，降低了烟气含尘量，同时炽热的炭黑粒子进一步燃烧，提高了锅炉热效率，降低了烟气黑度，烟气排放浓度达到一类环保地区要求，同时由于烟气中一部分直径较大的灰粒在旋风燃室被分离了出来，使进入对流管束的烟气含尘浓度降低，减轻了对对流受热面的磨损，延长了锅炉的常规使用的寿命。 3、炉排采用鳞片式炉排及边炉排等专利技术，大幅度的提升了锅炉运行的可靠性。 4、密封型风室，双侧进风，炉排调风装置采用机械加工的锥面密封结构，提高了炉排调风的灵敏度，是国家保护专利技术。 5、该系列锅炉只需单层布置，锅炉房造价可降低50%以上，锅炉房投资可节约40%以上。 6、可按照每个用户要求配套国家推行的分层燃烧装置及其他节能设备。 35吨锅炉主要性能参数 锅炉型号 项目 SZL 29-1.25/130/70-AII 热 水锅炉 SZL 36-1.6-AII 蒸汽锅炉 SZL 35-2.5-AII 蒸汽锅炉 SZL 35-2.5/400-AII 过热蒸汽锅炉 LG- 35/3.82-M 过热蒸汽锅炉 额定蒸发量 t/h 或额定热功率 MW 29MW 35t/h 35t/h 35t/h 35t/h 额定工作所承受的压力 Mpa 1.25 1.6 2.5 2.5 3.82 额定蒸汽(出水)温度? 130 204 226 400 450 给水温度(额定回水温度)? 70 105 105 105 105 燃烧方式 鳞片炉排层燃 鳞片炉排层燃 鳞片炉排层燃 鳞片炉排层燃 鳞片炉排 层燃 适应煤种 AII 、 AIII AII 、 AIII AII 、 AIII AII 、 AIII AII 、 AIII 炉排面积 m 2 37.5 37.5 37.5 37.5 39.5 本体受热面积 m 2 932 932 932 1021 1085 过热器受 热面积 m 2 / / / 170 285 锅炉尾部受热面积 m 2 210 421 545 650.6 685 满负荷运行耗煤量( Kg/h ) 6091 4794 4830 5844 6704 排烟温度? 170 170 170 170 170 烟尘排放浓度( mg/Nm 3 ) 80 80 80 80 80 热效率 % 81.6 82 81.8 81.5 83 1880x6550x11300 18800x6500x11800 18700x10100x13500 3)控制方式、自动控制系统方块图。 采用PID控制，控制器采集到需要控制的变量参数，经过控制机进行运算处理，输出来控制执行机构来完成相 应操作。 二(原理方框图 在控制过程中，把要控制的蒸汽流量作为干扰通过前馈控制器来进行调节控制。 三、绘制管道仪表流程图(P&ID) 四、控制盘盘前布置图 1(仪表盘的选型。 常用的仪表盘有: 屏式仪表盘(KP)、框架式仪表盘(KK)、柜式仪表盘(KC)和通道式仪表盘(KA)及其变型品种。依据工程设计的要求应选用柜式仪表盘。 2(仪表盘的正面布置。仪表盘上以表的排列顺序，应按照工艺流程和操作岗位进行排列。仪表的布局应方便于操作，盘上仪表可采取高密度安装。对于相同的生产工序或多生产线，盘上仪表的布置应一致。在一个控制室内，仪表盘之间的排列顺序，同样应按照工艺流程顺序，从左到右进行。装置中的复杂控制回路，如串级、比值、选择性等控制管理系统，应让同一回路的仪表排在一起，并按其自然顺序加以组合。仪表盘的正面布置图如下: 五、电缆、电线外部连 接系统图 六、供电系统图 七、仪表盘背面电气接线图 参数 名称 差压变送器 输入压力为0,250KPa 供电电源DC24V 输出:4,20mA 电磁流量计 电导率0.5-10m/s 工作电源DC24V10VA. 流体温度H级,120?, 输出信号标准电源4,20 mA, 涡街流量计 管道口径500mm, 外部:+12VDL、+24VDC, 内部:3.6V电池 输出信号4-20mA 介质温度高温型+100,350?, 罗斯蒙特1151dp 差压测量范围:30inh2o至1,ooopsi(7.5-6895kpa) 精度0.1%，量程比15:1 表压测量范围:30inh2o 至6,ooopsig(7.5-41369kpa) 绝压测量范围:150inh20至1,ooopsig(37.4-6895kpa) 选取角接取压标准孔板 蒸汽流量测量孔板计算 在此设计中， 被测流体:蒸汽 。 Qv=4752 Qvmin=1200 K=0.1 P=9000pa t=450 p atm=100900pa ρ0=1.293kg/m3 D=0.478m 工 作绝对温度: T1=T0+t=273.15+450=723.15K 工作绝对压力: p1=patm+p=100900+9000=109900Pa 工作状态下的蒸汽密度: 管道相对粗糙度: 工作状态体积流量: 求雷诺系数: 计算不变数: 求β: C=0.5959+0
.-0.1840 β8+.(106/Re)0.75 ε=1-(0.41+0.35β4)(?p/kp1) 计算孔径: d=Βd=262.0874mm 调节阀的选型调节阀结构及形式的选择:由于根据锅炉给水系统的介质是水,并且要求的泄漏量不严,阀前后压降校大,所以最终选择直通双座阀即可 调节阀气开、气关形式的选择:从工艺生产的安全角度考虑，给水调节阀应选择气关形式。 调节阀流量特殊性质的选择:锅炉给水系统负荷变化不是很大，选择直线特性的调节阀即可 调节阀口径的确定 调节阀口径是调节阀选择中的一个主要内容,它直接影响工艺生产的正常进行,控制质量以及生产的经济效果在此设计中,设锅炉给水系统的最大流量Q=100m3/h,最小压差 ?Pmin=50kPa,最小流量Qmin=20m3/h,S=0.5,被调介质为水,并且选择直流特性的双座调节阀,下面计算阀门的口径计算流量系数 (2)根据C=141.3查表选择C=160 验算开度:最大流量时的开度 最小流量时的开度 因为K 90%,Kmin 10%,故满足规定的要求. 验算可调范围 , 根据C=60,查制造厂产品样本或查表,可得调节阀口径D=100mm. 十一、控制管理系统的组态 第三部分 设计总结 通过本次对锅炉燃烧控制管理系统的初步设计，加深了我们对过程控制设计的认识，从中了解到设计过程中的基本方法和步骤，学习到了工程设计的图示表达方法理论与实践之间确实还存在很大的距离《》我们在课堂上掌握的仅仅是专业基础课的理论面，如何去锻炼我们的实践面,如何把我们所学到的专业基础理论知识用到实践中去呢,我想做类似的大作业就为咱们提供了良好的实践平台。另外，通过这次课程设计使我们更懂得了实践的重要性，控制仪表实际生活中有很重要的用途，初步掌握了控制管理系统的设计方法，深入地理解了过程控制的基本概念，对我们今后的学习和实践有很大的帮助。在今后的学习过程中我会更努力。?但是由于水平有限，难免会有错误，还望老师批评指正。[1]. 孙洪程等. 《过程控制工程设计》化学工业出版社，2001 [2] 齐卫红. 《过程控制管理系统》电子工出版社，2007 [3] 杨树勋等.《自控工程设计》，青岛海洋大学出版社 [4] 方康玲《过程控制管理系统》 武汉理工大学出版社 2007[5]《过程控制管理系统》 李国勇 电子工业出版社 2009 1 380V 1 1 FIT FIT FE 1 FE 2 LT LT 数字量 输入 数字量 输出 执行 机构 模拟量 输出 控 制 机 模拟量 输入 信号 处理 蒸汽流量干扰 干扰通道 特性 液位变送器 流量变送器 前馈调节器 液位对象 流量对象 调节阀 LV 流量调节器 LC 液位调节器 LC 2 2 2 2 FIT FIT 蒸汽 汽包 锅炉 电机 M 水源 进水 2 LIC M (送引风机) (由送风机来) (由给水 泵来) 烟气 冷空气 给水 空气预热器 热蒸汽 送炉膛 减温器 过热蒸汽 省煤 器 过热器 汽包 热空气 燃料 炉膛 燃烧嘴 6 4 3 2 1 4―20mA 4―20mA 4―20mA 4―20mA 4―20mA 电动单座控制阀 插入式涡衡流量计 智能电磁流量计 差压变 送器 F R P WT405-5 8 7 6 5 4 3 2 1 H L E H L E A N E S W E 工控微机 4C W 3C W 24V ~220V ~220V 1:FT-104 102C W
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