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1、 贵州大学毕业论文（设计） 第 页 目录摘要IIAbstractIII第一章 绪论11.1 设计的目的和意义11.2 循环流化床锅炉简介及其发展概况11.3 循环流化床锅炉的结构及工作流程31.3.1 循环流化床锅炉的结构31.3.2 循环流化床锅炉的工作流程5第二章 循环流化床锅炉控制系统62.1 循环流化床锅炉燃烧控制系统62.1.1 燃料量控制62.1.2 送风量（一、二次风）量的控制62.1.3 床温的控制72.1.4 引风量的控制72.2 过热蒸汽温度控制系统72.3 锅炉汽包水位控制系统82.3.1 “虚假水位”现象产生原因和解决的办法9第三章 汽包水位控制系统103.1 汽包水位
2、控制对象的动态特性分析103.1.1 给水流量扰动下汽包水位的动态特性113.1.2 蒸汽流量扰动下的汽包水位动态特性123.2 汽包水位的控制方案133.2.1 单冲量控制系统133.2.2 双冲量控制系统153.2.3 串级三冲量控制系统163.3 汽包水位控制系统的选定183.4 设计方案的分析183.4.1 三冲量控制系统原理及方框图193.4.2 控制系统的传递函数203.4.3 控制系统的稳定性分析23第四章 循环流化床锅炉汽包水位控制系统硬件选择254.1测量变送器的选择254.1.1流量测量变送器的选择254.1.2液位测量变送器的选择264.2调节器的选择274.3执行器的选
3、择28第五章 循环流化床锅炉汽包水位控制系统的软件设计305.1 循环流化床锅炉汽包水位控制软件系统结构305.2 CPU222和EM235的I/O地址分配与接线315.3 控制系统程序框图设计33第六章 总 结34参考文献35致谢36I 贵州大学毕业论文（设计） 第 页 75T/H循环流化床锅炉汽包水位控制系统设计摘要在循环流化床锅炉运行过程中，汽包水位是一个很重要的参数，锅炉水位过高会影响汽水分离的效果，产生蒸汽带液的现象，降低蒸汽的品质；液位过低则会破坏锅炉的汽水循环，情况严重的会烧坏锅炉，造成事故；因此，维持汽包水位稳定在设定值是保证锅炉稳定运行的必要条件。本次设计共计六章，第一章简单
4、介绍了循环流化床锅炉的发展及其工作流程等。第二章介绍了循环流化床的三大控制系统：燃烧控制系统、水位控制系统和过热蒸汽温度控制系统。第三章介绍了本次设计的重点汽包水位控制系统，分别讨论比较了三种控制方案：单冲量控制、双冲量控制和三冲量控制，并最终选择了三冲量控制方案来实行本次设计。第四、五章是对控制系统所需要的其他的硬件和软件进行分析和选型，最终达到完善控制的目的。第六章是对整个设计的总结。关键词：循环流化床锅炉，汽包水位控制，单冲量，双冲量，三冲量36 贵州大学毕业论文（设计） 第 页 The design of 75T/H circulating fluidized bed boiler d
5、rum water level control AbstractThe control of drum level is a very important parameter,high level will affect the moisture separator in the coal-fired boiler operation,and phenomenon with liquid to generate and reduce the quality of steam.low level will break the water cycle,even burning boilers.So
6、 maintaining the stability of the drum is the necessary to keeping the important safety operation of boilers.The design of a total with six chapters.The first chapter introduces the development of the circulating fluidizde bed boiler and it is working process and so on. The second chapter describes
7、the circulating fluidized bed boiler three main blocks of the control system:combustion control, water level control, thermal steam control.Chapter three focuses on analysis the control design of circulating fluidized bed boiler water level,besides,analysed its dynamic properties and level control o
8、ptions specifically:single impulse control, dual-impulse control,three impulse control, and we analyzed the reason why selected the three impulse from these options. The fourth and fifth chapter is about of the other hardware and software of control system need analysis selection,and achieve the pur
9、pose the purpose so perfecting the control in finally. The sixth chapter is a summary of the whole design. Keywords: circulating fluidized bed boiler，drum level control，single impulses, double impulses,three impulses.第一章 绪论1.1 设计的目的和意义 本次设计的目的主要是通过对书本上知识的理解和对所查询资料的分析及对循环流化床锅炉的了解与认识，将所得到的知识与这次毕业设计相结合
10、，设计出一套功能较完善的循环流化床锅炉汽包水位控制系统。加强理论知识与实际生产相结合，做到一切以安全为主，生产为辅。同时在完成设计的过程中也对我们处理问题的思维能力和空间想象能力进行了锻炼，也复习和巩固了之前的学习知识，为将要步入工作岗位的我们打下一定的基础 这次设计的意义在于分析认识到锅炉汽包水位控制系统是一种自动控制系统，它有效的节省了人力资源去对其直接操控的环节，而且操控较为准确、实时和安全。循环流化床研究的价值主要体现在一方面它缓解了化工生产所带来的环境污染问题，另一方面它还缓解了世界能源短缺的问题。只有我们把循环流化床锅炉中的每一个控制点都做好了，锅炉的完整性和可执行性才可以体出来，
11、只有将燃烧、水汽、烟气和煤渣等系统有机的结合起来，一台锅炉才能稳定的运行。1.2 循环流化床锅炉简介及其发展概况从我们国家的资源结构形式来看，中国是一个富煤、少气和贫油的国家，其中煤炭为几种能源类型中最主要的一种。煤的利用对于我们国家乃至世界都是一把双刃剑，首先是煤作为主要能源为人类的经济发展做出了巨大的贡献，但是煤在加工和利用过程中会产生大量的氮氧化物、硫氧化物、细颗粒物和重金属及CO2，正是由于这些污染物的大量产生，才导致了目前全球性的四大公害的产生，即大气烟尘、酸雨、温室效应、臭氧层薄弱1。所以煤炭资源给人类带来贡献的同时也破坏着人类赖以生存的环境。而煤炭本身又是不可再生资源，它的利用要
12、做到高效、节约。这样一来清洁、高效的利用煤炭资源是现如今的主要发展方向。循环流化床锅炉（Circulating Fludized Boiler,简称CFB锅炉）产生就很好的解决了这个问题。CFB锅炉的独特燃烧技术成为一种新型的清洁燃烧技术在迅速地发展和推广，是由于它的燃料来源性广，可以燃用劣质燃料、污染物的排放容易控制等优于其他锅炉的特点，使得它在国内外产汽设备中具有明显的地位。特别是我们国家的煤炭资源所具有的煤种的多样性、含硫高以及劣质煤量大等特点，让CFB锅炉技术在我国使用和发展就变得十分的重要。在上个世纪60年代中期，以燃烧煤为主要燃料的鼓泡流化技术得到了飞速的发展和应用，世界各国都先后
13、投运了很多燃煤鼓泡流化床锅炉。但是由于鼓泡流化床本身的结构所带来的埋管受热面磨损严重、燃料燃烧的效率普片偏低、结构庞大等问题的影响，在20世纪80年代初，目标在解决鼓泡流化床所存在问题的循环流化床技术开始得到应用，并得到迅速发展，于是具有明显优势的CFB锅炉就开始慢慢地取代了有众多缺陷的鼓泡流化床锅炉，成为现在最受欢迎的产汽装置。在类型各异、特点不一的工业锅炉中，它只是其中运用最多的一种。所谓循环，是指在燃料（这里主要指煤）在炉膛燃烧的过程中不一定完全燃尽，没有完全燃烧完的煤粉随着烟气流动，在流经旋风分离器时经分离作用回到炉膛继续燃烧的过程；从根本上来说，循环流化床锅炉的前身就是鼓泡床沸腾炉,
14、但是它有着鼓泡床沸腾炉的许多优点而自身又有鼓泡床沸腾炉所不具备的一些优点；CFB锅炉在运转中的具体工作原理是:先将燃料（大多指煤）在煤场通过碎煤机破碎到010 mm的颗粒后一般采用皮带运送的方式运送到储存室，在储存室中按所需的量送入锅炉炉膛,炉膛内先放置数量较多炉渣或者石英砂作为床料，好让燃料在床料上存放而不至于掉下炉膛；在炉膛下部有许多排列好的风帽，供煤粉颗粒流化和燃烧的风经风帽送到炉膛,使得已经预先被加工成颗粒状的燃料在炉膛中像液体流动一样呈“流态化”方式燃烧,燃烧过程中产生的烟气往往会夹带部分煤粉颗粒由炉膛上部的烟气出口排出，为了避免这些还可以燃烧的颗粒直接排出锅炉，设计者想到了在炉膛上
15、端烟气出口处安装上气固分离器，该处的分离器一般为旋风分离器，有了这个分离设备，就能在烟气排出的过程中对其夹杂着的固体颗粒进行分离，再通过返料装置的作用将分离下来的固体颗粒送入炉膛继续燃烧。这个过程保证了燃料的燃烧利用率，使得燃料的燃烧变得更加的充分，能够最大限度的放出更多的热量，这样就极大的提升了燃料的燃烧率和有效地节约了资源。而所谓的流化是指在一次风的作用下使燃料煤像液体一样具有流动性，使其悬浮在炉膛中，呈出流态化，让其燃烧得更加的充分、完全；这样也能够到达提高燃料的利用效率和节约能源的目的。由于燃料（一般指煤）在炉膛中“流态化”并且在炉膛内能够进行多次循环燃烧,为其提供了更多的燃烧时间，经过这样一个过程使得排出的灰分中含碳量大大下降，做到
