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1、（2011届）本科毕业设计（论文）资料题 目 名 称： 余热锅炉水位控制系统 学 院（部）： 电气与信息工程学院 专 业： 学 生 姓 名： 班 级： 学号 指导教师姓名： 职称 最终评定成绩： 2011届本科毕业设计（论文）资料第一部分 设计说明书摘 要节约能源， 提高生产工艺过程中的能量利用率和开发研究新的节能技术已成为各国研究能源利用技术的主要课题。随着生产工艺的改进和采用有效的节能技术设备，一次能源利用率的逐步提高，高温余热资源的总量相应减少，大量的中、低温余热和固体显热的余热未得到经济而有效地回收利用。为了给好更充分的利用资源和减少能源浪费，因此，余热锅炉产生了并高速发展。汽包水位的
2、稳定性是余热锅炉运行的主要指标，为了保证余热锅炉的安全、稳定、经济运行，本文设计采用了性能先进的PLC、微型计算机、智能调节器等自动设备组成的余热锅炉自动控制系统，并且以三冲量调节方式对余热锅炉汽包液位进行控制。这样使整个系统适应能力更强，抗干扰能力和鲁棒性更好，保证水位的稳定。因此，设计出更精准、更灵活的水位控制系统是非常必要的。关键词：余热锅炉；汽包水位； 三冲量； 串级系统；PLC； AbstractTo save energy, improve the production process of energy utilization and development research n
3、ew energy-saving technology has become energy utilization technology in all countries the main research topic. As improve the production process and adopting effective energy saving technology and equipment, once the gradual improvement of the energy efficiency, high temperature heat resources corre
4、sponding decrease the amount of low-temperature heat and solid, did not get the sensible heat waste recycling economic and effectively. In order to give good more fully utilization of resources and reduce energy wasted, so, waste heat boiler produced and high-speed development. The stability of the
5、drum water level is waste heat boiler operation of the main index, in order to guarantee the waste heat boiler safety, stability and economic operation was designed using performance, this paper advanced PLC, microcomputer, intelligent regulator automated equipment such as the waste heat boiler of a
6、utomatic control system, regulating mode in three impulse and to waste heat boiler drum liquid level control. This ability to adapt to the whole system, the anti-interference ability and stronger robustness, guarantee the stability of water. Therefore, design a more accurate and more flexible water
7、level control system is very necessary.Keywords: waste heat boiler; drum level; three impulses; cascade system; PLC;目录摘 要IVAbstractV第一章 绪 论11.1余热锅炉的现状和发展11.1.1余热锅炉的现状11.1.2余热锅炉的发展1第二章 余热锅炉系统结构研究32.1余热锅炉的任务与原理32.11余热锅炉的任务32.1.2余热锅炉的工作原理32.2余热锅炉的型式42.3余热锅炉的布置62.4余热锅炉的分类和特点8第三章气泡水位特性及控制93.1 锅炉汽包水位的特性93
8、.1.1 汽包水位在给水流量作用下的动态特性103.1.2 汽包水位在蒸汽流量扰动下的动态特性133.2气泡水位调节和保护153.2.1稳定水位的必要性153.2.2影响汽包水位的因素163.3水位控制173.3.1串级控制系统173.3.2串级控制系统的参数整定183.4 汽包水位调节系统19第四章 余热锅炉水位控制系统PLC软件设计254 .1控制系统设计思想和总体方案2542控制系统硬件结构和功能274.2.1 PLC284.2.1硬件选择324.3 控制策略研究344.3.1锅筒水位控制规律研究344.3.2锅炉锅筒水位的三冲量控制方案354.4系统应用软件设计与实现3644.1 应用
9、软件总体结构364.41主程序设计与分析37结论39致谢40参考文献41第一章 绪 论1.1余热锅炉的现状和发展1.1.1余热锅炉的现状节约能源， 提高生产工艺过程中的能量利用率和开发研究新的节能技术已成为各国研究能源利用技术的主要课题。随着生产工艺的改进和采用有效的节能技术设备，一次能源利用率的逐步提高，高温余热资源的总量相应减少，大量的中、低温余热和固体显热的余热未得到经济而有效地回收利用。因此，余热利用技术正由高温排烟的余热回收技术转向中、低温和固体显热的余热回收利用技术。为提高能源利用率和节约能源，除采用高能效的新设备和新工艺外，采用余热锅炉回收各类余热也是提高能源利用率的重要手段。为
10、此，各国先后开展了余热锅炉的研制工作，并在节能中大力推广应用余热锅炉，取得了显著的节能成果。目前，国外利用余热发电的新趋势，是单机功率小，载热体温度低(即利用中低温余热发电)。国内也有一些利用余热发电，如炭黑工业中的低热值尾气余热和硫酸工业中的硫酸余热发电等，所发的电能主要供工厂自用。目前，已把如何利用中低温的低品位余热发电，作为开发节能新技术的重要课题。余热锅炉是一种理想的节能设备， 它不但能节约能源，而且对提高主流程的质量，减轻公害和满足某些工艺流程要求，都起着十分重要的作用。现有的余热锅炉按进锅炉的介质特性，有以下几种主要型式：(1)废烟气不需要进一步处理的余热锅妒；(2)废烟气需要进一
11、步处理的余热锅炉；(3)废烟气要进一步处理， 且其冷却应在给定的间时内完成的余热锅炉；(4)固体显热的余热锅炉1.1.2余热锅炉的发展近十几年，余热锅炉技术发展十分迅猛。七十年代初我国着手并开始实施发展余热锅炉的规划。从1974年到1980年，先后投资扩建余热锅炉研究和制造基地， 现已形成具有一定的余热锅炉研制能力以及科研基础。至今已开发并制造了涉及15个类剐、74个品种、101个规格的余热锅炉2000余台。我国余热锅炉产品技术水平， 除少数接近或达到国际上同类产品的先进水平外， 大多数相当于国外五， 六十年代的水平，其主要差距反映在以下几个方面；(1)热利用率低；(2)自控水平落后；(3)积
12、灰率高和清除效果差(特别是有色冶炼工艺中的余热锅炉)。实践证明，余热锅炉在各企业的节能中发挥了相当有效的作用， 获得了较好的经济效益， 其投资一般可在3 4年内回收。余热锅炉的作用现已超越了单纯的余热利用，事实上它的作用与工艺流程现代化和防止环境污染方面已无法截然分开， 所以各种类型的余热锅炉相继问世。我国近几年产量每年约在400500蒸吨之间，尚不能满足市场的需要。据预测，1990年，全国余热锅炉需要量在1000蒸吨年以上。随着技术的进步，今后工业部门将普遍采用高能效的先进工艺流程，这样能源的有效利用率提高，高温余热资源总量相应减少，而中、低温余热资源相应增长。因此，余热利用技术将由高温余热
13、回收技术转向中，低温和固体显热的余热回收利用技术，但在近期仍以发展高温余热回收的锅炉产品为主。如干法熄焦余热锅炉，化铁炉余热锅炉， 转炉余热锅炉等。当然也必须为今后开发中、低温和固体显热回收的余热利用技术以及城市垃圾焚烧余热锅炉开展一些科研工作， 以加快设计，制造各种类型、容量和参数的余热锅炉，满足来来市场的需求。余热锅炉是机械产品及余热发电设备的一个重要组成部分，因此发展余热锅炉，振兴余热锅炉行业，也是振兴机械工业和电力工业，促进产品上质量、上品种和上水平不可缺少的环节。为实现上述目的，建议采取以下措施：1改进老式产品，开发新产品，赶上世界先进水平；2在产品开发中，科研设计要与推广应用相结合
14、；3加强与国外的技术交流，借鉴国外的先进经验；4制定必要的技术和经济政策，发挥科研人员的工作积极性。1.2余热锅炉的型式1、强制循环余热锅炉图11所示的余热锅炉就是强制循环余热锅炉。从汽包下部出来的水经一台循环泵后，进入蒸发器，是靠循环泵产生的动力使水循环的，称为“强制循环余热锅炉”。其特点是；各受热面组件的管子是水平的，受热面之间是沿高度方向布置，可节省地面的面积，并使出口处的烟囱高度缩短。但在运行中需要循环泵，使运行复杂，增加维修费用。目前油田进口的余热锅炉，多数采用此种型式。2-1强制循环余热锅炉2自然循环余热锅炉图12是一自然循环余热锅炉，全部受热面组件的管子是垂直的。给水进入省煤器吸热后，进入汽包。汽包有下降管与蒸发部的下联箱相连，下降管位于烟道外面，不吸收烟气的热量。汽包还与蒸发器的上联
