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1、编号：时间：2021年x月x日书山有路勤为径，学海无涯苦作舟页码：第1页 共1页 编号 毕 业 设 计 技 术 报 告 课题名称： 学生姓名: 学 号: 专 业: 班 级: 指导教师: 2012 年 5 月 燃煤热水锅炉DCS系统监控及应用目 录目 录2摘 要6第一章 前 言7第二章 工艺介绍及流程简述821 锅炉系统简述82. 2锅炉主要技术指标82. 3系统运行8231 升火及控制82.3.2 运行操作923. 3锅炉停炉10第三章仪表选型及设计1031仪表选型原则10311温度仪表11312压力仪表113 . 13流量仪表11314液位仪表11315分析仪表11316执行机构1132控制
2、点和控制参数11第四章锅炉燃烧系统控制方案1241锅炉燃烧过程和控制任务12411工业锅炉燃烧过程分析13412锅炉燃烧过程的动态特性17413工业锅炉燃烧控制的任务1942锅炉优化控制的理论基础及国内外研究现状19421锅炉优化控制的理论基础19422国内外研究现状2243控制方案设计与研究22431 燃煤热水锅炉燃烧过程对象的实测特性23432控制方案的选取2344“炉温寻优”思想的提出及实验验证2544 .1“炉温寻优”思想的提出25442炉膛温度和热效率的关系254 .43炉温相对于风量的极值点2644. 4 “炉温寻优”思想的实验验证2745优化控制系统的实现28451“炉温寻优”应
3、满足的条件28452寻优算法28453重新启动寻优的条件30第五章DCS系统选型及其软硬件设计开发3051 DCS系统概述30511国内外DCS系统发展现状30512 DOS系统的特点和优势31513 DCS系统选型原则3252 SunyPCC800小型集散控制系统简介3353硬件体系设计34531网络结构34532现场控制站36533操作站工程师站36534采用一体化SunyTDCS800系统3654软件体系设计37541实时数据库38542硬件配置软件SunyCfg38543算法编辑器SunyIEC38544实时运行软件SunyRTM38545人机界面设计38546显示功能设计40547报
4、警功能设计40548报表打印功能40549系统生成及数据通信4155系统技术规格设计41551系统构成4155. 2系统供电41553可靠性和冗余措施42第六章DCS系统可靠性设计4261 DCS系统的抗干扰问题42611电磁干扰源及对系统的干扰42612 DCS控制系统工程应用的抗干扰设计44613主要抗干扰措施4462 DCS系统冗余技术45621冗余技术45622控制系统冗余的关键技术456 .23冗余技术在控制系统中的应用实现分析46第七章效果及结论4771实施效果47参考文献48摘 要本文介绍了浙大中自公司的SunyPCC800，3*175MW 燃煤锅炉系统的工艺原理、工艺流程。根据
5、系统要求，参考其它系统控制参数，确定了76个控制点，对每一个控制点，都确定了具体的安装位置，仪表规格型号，控制参数量程，以及对应的DCS控制编号。根据燃煤热水锅炉的燃烧特性，采用“炉温寻优”的控制方案，分析了控制方案应满足的条件和控制算法。本文对目前国内外DCS控制系统的发展和应用进行了详细地分析研究；确定DCS应用中的选型原则；本系统对扩展能力(I0点数)要求不高，适宜选用小型的DCS控制系统，最终采用了浙大中自有限公司的SunyPCC800DCS控制系统。对浙大中自有限公司的unyPCC800 DCS控制系统进行了分析研究，进行了硬件选型及设计，进行了软件设计，进行了系统整体技术规格设计。
6、针对锅炉可靠性的要求，对影响DCS系统的安全可靠因素进行了分析设计，分析了系统各种干扰源及抗干扰措施；还对系统各项冗余要求进行了详细分析。应用以上设计的自动控制系统，使锅炉燃烧的控制达到了很好的效果，减轻了劳动人员的劳动强度；提高了锅炉燃烧效率，提高了锅炉运行的安全性。该装置2007年6月顺利运行，目前运行良好，各项指标达到了设计要求。关键词：燃煤锅炉；仪表选型：DCS；参数优化；系统冗余第一章 前 言随着我国生产力的不断发展以及我国在生产过程自动化方面科技水平的不断提高，目前我国建设的锅炉控制系统普遍采用了DCS控制系统，以前采用常规控制的锅炉系统也基本进行了DCS改造。随着DCS控制系统的
7、不断发展，性能不断提高，价格逐年下降，DCS控制系统的应用范围越来越广。 由于DCS技术进步速度很快，集中更新换代周期很短，过去由几个主要外国DCS厂家垄断的时代已经过去，民族品牌的DCS厂家迅速发展成熟起来，目前已经占据了中国DCS市场的半壁江山，其性能，可靠性和稳定性及优越性的性价比得到了广大用户的认可。选择DCS机种主要考虑以下方面；选择工程实力较强的知名公司，选择符合有经验的专家推荐的主流机型，首先考虑DCS系统的可靠性，稳定性和可操作性其次考虑DCS功能应满足“功能需要”的要求，具有国际先进水平（但不一定是最先进的）系统应具有开放式的结构，有灵活的系统可扩展性；制造厂家的后备支持系统
8、完备，有工程经验和实践能力，服务良好，性价比最好，备件供应和及时响应。 对于锅炉系统来说，控制系统可靠性是至关重要的，如何尽可能的提高DCS的可靠性，从而保证安全生产是一项非常重要的工作，从提高可靠性的角度考虑，在DCS选型和设计上要注意几个方面的问题。在选择DCS控制系统时要优先考虑有在类似机组上的良好运行业绩的控制系统，这样的控制系统通过工厂试验和实际投运，其可靠性得到了时间的检验。控制系统的硬件一定要具备高可靠性，在电子元器件上的生产工艺各环节上采用了成熟的技术，电子模件最好能热插拔。控制器的运算和存储能力要足够，IO卡件具有很强的抗干扰能力。控制系统从结构上要充分地采用冗余技术。对于控
9、制系统的控制器，网络通讯等必须冗余，且各冗余设备之间必须能实现无扰切换。采取冗余结构不仅能避免控制系统的局部故障扩大事故，保证机组安全稳定运行，同时也保证设备故障的在线排除，从而消除事故隐患。控制系统软件的可维护性要好，同时也保证设备故障的在线排除，从而消除事故隐患。控制系统软件的可维护性要好。尤其是以下几个方面：程序及软件的稳定性好，不会出现系统或单个控制器死机等问题；系统自诊断性好，控制器及I/O信号有出错报警；人机交换友好，可以在线维修程序及下载；备品备件有可靠保证，在15年内采购容易且周期短，价格低；控制系统软件的可读性好，其组态功能块的功能是否能轻易实现DCS控制系统的各种工艺功能的
10、需求。SunyPC800 DCS系统，源于浙大中自有限公司，此公司产品广泛应用与许多行业。该装置是比较成熟的产品，故很多公司采用，并取得较好的业绩。该装置的独立性较强。燃煤锅炉控制系统有80个控制点位左右，系统对扩展能力（I/O点数）要求不高，选用这种小型的的DCS控制系统可以避免不必要的资源浪费，降低工程成本。DCS系统设计，一般需经过：系统方案制定，完成了仪表选型计算，仪表安装方案配线方案设计，DCS软硬件设计，DCS系统选型，协助采购招标及签署各种技术附近，完成控制系统规划，盘柜布置，供电分配，各种接线图的绘制，现场施工，综合考虑各种因素，使该控制系统安全、精确且节能。第二章 工艺介绍及
11、流程简述21 锅炉系统简述 型号：SHL14.71.42/131/65AIII,有潍坊生建锅炉厂生产。锅炉室内双层布置，运行层高4.5米，锅炉呈凸骨形。烟气出炉膛进入转向室后进入对流管束区，对流管束分成前后两部分，烟气为W形流动，前部管束明显比后部管束吸热大，热气上升下降分明，构成井然有序的自然循环，中间的隔室可供进入砌筑隔墙和维修。 烟气为横向及纵向混合冲刷，烟气流速选取较高，这样布置可以使水循环有保证。烟气混合冲刷，对流管束区不积灰，能一直保持较好的传热状态，尾部布置了省煤器和空气预热器。2.2锅炉主要技术指标 额定热功率 17.6MW 额定出水压力 1.35MPa 最大热功率 19.4M
12、W 额定出口水温 125 额定进口水温 70 使用燃料 III类烟煤 设计效率 81.4% 燃料的颗粒度要求 03mm 燃煤外水分13% 炉排有效面积 21.7 耗煤量 3305.9kg/h 锅炉水容积 23t 额定工况下循环水量 237.5t/h 热风温度146 受热面积： 炉膛1072.3系统运行231 升火及控制1热水采暖系统投入运行前，为了预防热水系统中的杂物在运行中造成堵塞现象，系统投入使用前必须进行冲洗，冲洗结束后应将除污器清洗干净。2锅筒住火前应进行全面检查，而后进行注水工作，未注水前必须关闭排污阀，开启排空气阀，让炉内空气可以排除。3本锅炉水质应符合GB1576工业锅炉水质的有
13、关规定。4将已处理的水通过省煤器缓慢地注入锅炉内，进水温度应低于40摄氏度。锅炉升火前应先开启循环水泵，待网络系统中的水循环起来以后，才能点火。循环水泵应无负荷启动，待运转正常后，再逐渐开启出口阀门，锅炉点火前先开引风机，使炉膛负压在45至100pa保持4 min以上。5点燃炉排上的火柴并引燃燃煤煤层，待燃烧旺盛时，用最低的速度使炉移动，视燃烧情况可时开时停。6升火时温度不宜太快，避免各部分因受热不同而产生过大的热应力，影响锅炉寿命，防止水温过高发生汽化。7加强监视循环泵压力表的指示情况，当锅炉进水时先关闭省煤器再循环管上的阀门。安全阀应在初次升压时进行调整按照热水锅炉安全技术监察规程第105条表2-1规定的压力进行调整校验。 表1-2 安全阀的校正安全阀的始启压力1.12倍工作压力但不小于工作压力+0.07MPa1.14倍工作压力但不小于工作压力+0.10MPa(1) 锅炉上必须有一个安全阀按表中较低的初始开启压力进行调整。(2) 所有安全阀经校正铅封后不能乱动。(3) 切勿敲击安全阀上的任何部分，开启安全阀只能用阀上的控制杆。(4) 在安全未校正前锅炉绝对禁止投入运行。2.3.2 运行操作1系统运行调整搞好热水采暖系
