工业锅炉系统实习报告.doc

吉林化工学院信息与控制工程学院生产实习报告学生学号： 08510102 学生姓名： 方 岩 专业班级： 自动0801 指导教师： 高兴泉 职 称： 副教授 起止日期：2011.9.262011.10.2 吉林化工学院Jilin Institute of Chemical Technology吉林化工学院信息与控制工程学院生产实习报告目 录第1章 实验的目的及要求1第2章 实验装置工艺流程简介22.1 锅炉及锅炉控制22.2 工业锅炉控制系统简介2第3章 锅炉系统的冷态开车43.1 冷态开车流程简介4第4章 干扰实验74.1 汽包水位干扰过程介绍74.2 单冲量汽包水位干扰74.3 双冲量汽包水位干扰94.4 三冲量汽包水位干扰11总 结15参考文献16- 1 -第1章 实验的目的及要求生产实习是培养本科生实践能力的主要教学环节，对于促进理论联系实际、了解学科专业发展现状、增强实践动手能力、提高学生综合素质具有十分重要的作用。1通过接触实际、了解社会，使学生对本专业生产、设计和相关研究课题等建立感性认识。2巩固所学理论知识，同时获得生产实际知识和技能，学习先进的生产技术和企业组织管理知识，培养分析和解决工程实际问题的初步能力。3了解社会和国情，直接向工人和工程技术人员、管理人员学习各种相关的实践知识，增强劳动观念，培养学生事业心和责任感，为今后走向社会打下良好的基础。第2章 实验装置工艺流程简介2.1 锅炉及锅炉控制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，锅炉生产过程的各个主要参数都必须严格控制。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。它是微型计算机软、硬件、自动控制、锅炉节能等几项技术紧密结合的产物，作为锅炉控制装置，其主要任务是保证锅炉的安全、稳定、经济运行，减轻操作人员的劳动强度。采用微计算机控制，能对锅炉进行过程的自动检测、自动控制等多项功能。 锅炉微机控制系统，一般由以下几部分组成，即由锅炉本体、一次仪表、微机、手自动切换操作、执行机构及阀、滑差电机等部分组成，一次仪表将锅炉的温度、压力、流量、氧量、转速等量转换成电压、电流等送入微机，手自动切换操作部分，手动时由操作人员手动控制，用操作器控制滑差电机及阀等，自动时对微机发出控制信号经执行部分进行自动操作。微机对整个锅炉的运行进行监测、报警、控制以保证锅炉正常、可靠地运行，除此以外为保证锅炉运行的安全，在进行微机系统设计时，对锅炉水位、锅炉汽包压力等重要参数应设置常规仪表及报警装置，以保证水位和汽包压力有双重甚至三重报警装置，这是必不可少的，以免锅炉发生重大事故锅炉由锅炉本体和辅助设备两大部分组成。锅炉本体主要包括（上、下）汽包、对流管、下降管、上升管、水冷壁、（上、下）联箱、蒸汽过热器、减温器、省煤器、空气预热器、火嘴（喷燃器）等。辅助设备包括通风设备、给水设备、除灰设备和锅炉附件等。蒸汽生产主流程为：除氧器V102中的水（约0.2MPa、105）用高压水泵P101抽出作为锅炉给水。一部分给水经减温器加热后与另一部分混合后进入省煤器，被烟气加热为248的饱和水后进入上汽包。上汽包中的热水由对流管流到下汽包，再通过下降管、下联箱进入水冷壁，吸收炉膛辐射热后成为汽水混合物，经上联箱进入上汽包进行汽水分离。上汽包分离出的饱和蒸汽经过热器低温段、减温器、过热器高温段后，成为448、3.77Mpa的过热蒸汽送入中压汽网，供用户使用。燃烧系统流程为：来自外部的高压燃料气在气罐V101中经稳压后（约0.3MPa），送入锅炉燃烧室壁侧的火嘴。另外空气由鼓风机P102升压后，经风门送入锅炉燃烧室。燃烧室内的燃气和空气经点火后燃烧释放出热能，成为高温烟气（温度可达900），其中大部分热能被水冷壁吸收。高温烟气经蒸汽过热器、上升管、对流管、省煤器、空气预热器等，被逐步吸收热量，温度逐渐降低（到排烟段时降到180）。燃烧烟气最后经引风机P103送入烟囱，排入大气。炉膛负压由引风机控制烟气排出流量约为-0.2KPa。2.2 工业锅炉控制系统简介针对上述工艺流程，为满足工业锅炉安全、稳定、正常运行的要求，其控制系统一般都设计实现以下几个控制参数。另外为达到环保及经济效益指标，有的锅炉控制系统还设计有其他控制参数（如排烟氧含量）。（1）上汽包液位的控制。这是保证工业锅炉安全、正常运行的最重要的一个控制参数。由于在蒸汽负荷变化及给水压力波动的情况下，工业锅炉都存在着“虚假液位”的现象，一般的汽包液位单回路控制方案不能有效地克服干扰，会出现锅炉水烧干甚至锅炉爆炸的严重事故。因而针对性地产生了“双冲量”控制（蒸汽流量-汽包液位的前馈-反馈控制）及“三冲量”控制（蒸汽流量-汽包液位-给水流量的前馈-反馈-串级控制），这两种控制方案的控制效果和控制质量，比单回路控制得以提高，满足了生产工艺的要求。（2）过热蒸汽压力及温度的控制。这是工业锅炉生产蒸汽产品的质量指标，达到蒸汽用户的要求。这两个控制参数一般都是单回路控制，控制质量要求高的，实现了串级控制。（3）燃料气压力控制，这是保证燃料气稳定燃烧的重要指标。一般的单回路控制就可以满足要求。工艺流程如图2-1所示： 图2-1 工业锅炉控制系统流程图第3章 锅炉系统的冷态开车3.1 冷态开车流程简介（1）锅炉上水：在除氧器V102工作正常的条件下，启动给水泵P101，打开给水泵循环阀SV101，调节给水泵出口压力为5.0Mpa。通过调节LIC101的输出值，手动控制给水调节阀LV101（注意：在上汽包液位三种不同控制方案时，给水调节阀LV101的手动操作），使给水流量约10t/h, 锅炉开始上水。稍后可加大给水流量，并观察上汽包液位上升，直至达到50%左右。在下面的步骤中注意观察汽包液位的变化，随时进行调节，使液位稳定在50%左右。（2）燃料系统的投运：手动调节PIC104输出值，缓慢打开调节阀PV104，燃料气进入缓冲气罐V101。当PIC104指示达0.3MPa时，将PIC104控制回路投自动，给定值设为0.3MPa。（3）锅炉点火：全开上汽包放空阀SV103和过热蒸汽放空阀SV104。打开主汽阀SV102至80%开度。遥控全开鼓风机风门HV101、引风机风门HV102。启动鼓风机P102、引风机P103，先通风一段时间使炉膛内不含可燃性气体后，将鼓风机风门HV101、引风机风门HV102都调至2040%开度。手动调节PIC103输出值至5%左右，并立即持续按压住点火按钮点燃燃气，放开点火按钮,炉膛火焰点着后。手动控制调节阀PV103的开度，逐渐加大燃料气流量。注意在加大燃料气流量的过程中，用鼓风机风门HV101调整烟气出口氧含量值AI101在0.9%3.0%，用引风机风门HV102调整炉膛负压值PI106在-0.1-0.25KPa。（4）锅炉升压：严格按照锅炉的升压要求，继续手控调节器PIC103，使锅炉缓慢平稳地升压。当蒸汽压力PI102达0.70.8MPa时，关闭上汽包放空阀SV103和过热蒸汽放空阀SV104。当TIC101指示过热蒸汽温度达400时，手动调节TIC101输出值，逐渐开启减温水调节阀TV101A使过热蒸汽温度达到正常值（448）。继续手控调节PIC103，使蒸汽压力逐渐平稳至3.7MPa后保持3分钟。确认蒸汽压力稳定在3.723.77MPa范围内，蒸汽温度不低于400，上汽包水位在50%左右。当蒸汽压力稳定到3.77MPa时，将PIC103投自动，给定值设为3.77MPa。（5）负荷提升：逐渐开大主汽阀SV102，手控TIC101，当过热蒸汽温度稳定在448左右时，将TIC101投自动，给定值设为448。锅炉达到额定负荷（65t/h）后，将上汽包水位控制LIC101投入自动，给定值设为50%。注意在上汽包水位控制为三冲量控制方案时，主副回路投入自动的顺序。至此，锅炉进入正常运行状态。注意：各冷态开车的步骤中各参数变化是相互影响的，所以要观察各参数的变化综合调节。仿真流程图及结果如图3-1、图3-2、图3-3所示： 图3-1 单闭环冷态开车流程图图3-2 单闭环冷态开车趋势图一图3-3 单闭环冷态开车趋势图二第4章 干扰实验4.1 汽包水位干扰过程介绍（1）在上述冷态开车步骤选定的控制方案下，在锅炉进入正常运行状态且各调节系统全部投入自动后，瞬间减小蒸汽管网压力PI103A到3.62MPa，观察并记录汽包液位参数值反应曲线，直至达到新的稳态。（2） 在整个装置再次进入稳态且各调节系统全 部投入自动后，关小给水泵循环阀SV101到5%，使给水压力上升，观察并记录汽包液位参数值反应曲线，直至达到新的稳态。（3）分别在其他两种控制方案下，采用热态开车的方法使锅炉直接进入正常运行状态后，也分别通过改变蒸汽管网压力和给水压力作为干扰，观察并记录汽包液位参数值反应曲线。4.2 单冲量汽包水位干扰单冲量水位控制方式是汽包水位自动调节中最简单、最基本的一种形式。它引入汽包水位作为反馈量，水位是唯一的调节信号，即调节器只根据水位变化去改变给水调节阀的开启度，属于典型的单回路定值控制系统。干扰流程图及结果如图4-1、图4-2、图4-3、图4-4所示：图4-1 单冲量干扰一趋势一 图4-2 单冲量干扰一趋势二 图4-3 单冲量干扰二趋势一 图4-4 单冲量干扰二趋势二4.3 双冲量汽包水位干扰在汽包水位控制中，最主要的扰动是负荷的变化，如果引入蒸汽流量来校正，就构成了双冲量控制系统。这样不仅可以补偿“虚假水位”的引起的误动作，而且使给水调节阀的动作及时。从本质上看，双冲量控制系统是一个前馈加单回路反馈控制系统的复合控制系统。流程图及仿真结果如图4-5、图4-6、图4-7、图4-8所示：图4-5 双冲量干扰一趋势一 图4-6 双冲量干扰一趋势二图4-7 双冲量干扰二趋势一图4-8 双冲量干扰二趋势二4.4 三冲量汽包水位干扰在汽包液位三冲量控制方案下和锅炉正常运行状态时，通过关小主气阀SV102，使用户蒸汽用量减小到55t/h左右，观察并记录过热蒸汽温度参数值反应曲线。并注意观察该分程控制中的两个调节阀（TV101A和TV101B）的动作过程，必要时重新整定该温度控制回路TIC101的P、I、D参数。三冲量干扰下的流程图及仿真图如图4-9、图4-10、图4-11、图4-12、图4-13、图4-14所示：图4-9 三冲量干扰一趋势一图4-10 三冲量干扰一趋势二图4-11 三冲量干扰二趋势一图4-12 三冲量干扰二趋势二图4-13 三冲量干扰三趋势一图4-14 三冲量干扰三趋势二总 结整个实习过程可以说是充满欢乐的，和队员之间的亲密合作的欢乐，学习知识锻炼能力的欢乐，和老师交流的欢乐，体会上班下班的欢乐，出行参观的欢乐等等等等。实习从开始的紧张畏惧到后来的喜欢习惯，短短的一个月，匆匆就过了，但是留下的记忆是深刻的、收获是丰盛的、汗水是晶莹的。实习，顾名思义，在实践中学习。在经过一段时间的学习之后，或者说当学习告一段落的时候，我们需要了解，自己的所学需要或应当如何应用在实践之中，因为任何知识都源于实践，归于实践，所以，要将所学付诸实践，来检验所学。然而，我们当然不希望实习仅止于此，那太狭隘了。实习是发挥和应用专业知识，查漏补缺，认真学习，巩固不足的重要一环，因为它毕竟与社会相挂钩，是检验在校学习成果的好时机，因为即使在校学得再好，一旦到了社会，也许所有的一切都会变得一文不值。因为社会毕竟不同于学校。所以，如果不好好的体验、经历这一过程，怎么会知道究竟自己的分量有多重，究竟自己真正懂得多少呢？所以实习是每一个大学毕业生必须拥有的一段经历，他也使我们在实践中了解社会，让我们学到了很多在课堂上根本就学不到的知识，也打开了视野，长了见识，为我们以后进一步走向社会打下坚实的基础。实习使我开拓了视野，领略到不同企业的风格和模式，实习是我们把学到的理论知识应用在实践中的一次尝试。实习时把自己所学的理论知识用于实践，让理论知识更好的与实践相结合，在这结合的时候就是我们学以致用的时候，并且是我们扩展自己充实自己的时候。参考文献1 张毅，张宝芬,曹丽,等 自动检测技术及仪表控制系统M.北京:化学工业出版社, 2011.12 王树青 戴连奎,于玲,等.过程控制工程 M.北京:化学工业出版社, 2008.23 周春辉 化工过程控制原理M.北京:化学工业出版社