课程设计说明书课题名称：锅炉装置自动控制系统设计专业班级：************学生学号：******学生姓名：**学生成绩：指导教师：*****课题工作时间：2012.12.17 至2012.12.211武汉工程大学教务处填写说明：1. 表中第一、二、三、六项由指导教师填写；第四、五两项由学生填写。

2. 表中第一、二、三在在课程设计开始前填写，第四、五、六项在课程设计完成后填写。

3. 本表格填写完整后连同正文装订成册。

目录1.锅炉流程 (1)1.1工艺流程介绍 (1)1.2工艺过程简介 (2)1.3仪表及操作设备说明 (3)2.控制要求及操作步骤 (4)2.1主要控制要求 (4)2.2主要操作步骤与运行指标 (4)3.控制系统说明 (6)3.1烟气含氧量的控制 (6)3.2烟气温度的控制 (7)3.3蒸汽温度的控制 (7)3.4蒸汽压力的控制 (7)3.5炉膛压力的控制 (7)3.6燃料气压的控制 (8)3.7除氧器的压力的控制 (8)3.8除氧器的液位的控制 (8)3.9汽包水位的控制 (9)4.自控设备的选型及其计算 (9)4.1检测类仪表 (9)4.2 分电盘的选型 (10)4.3调节阀的选型 (10)5.设计施工图说明 (11)5.1仪表管道流程图（见附录1） (11)5.2仪表盘正面布置图（见附录2） (11)5.3仪表盘背面电气接线图（见附录3） (11)附录1 (12)附录2 ··············································································错误!未定义书签。

附录3 (15)1.锅炉流程1.1工艺流程介绍所选被控对象为工业领域广泛应用的自然循环锅炉。

经处理的软化水进入除氧器V1101上部的除氧头，进行热力除氧，除氧蒸汽由除氧头底部通入。

除氧的目的是防止锅炉给水中溶解有氧气和二氧化碳，对锅炉造成腐蚀。

热力除氧是用蒸汽将给水加热到饱和温度，将水中溶解的氧气和二氧化碳放出。

在除氧器V1101下水箱底部也通入除氧蒸汽，进一步去除软化水中的氧气和二氧化碳。

除氧后的软化水经由上水泵P1101泵出，分两路，其中一路进入减温器E1101与过热蒸汽换热后，与另外一路混合，进入省煤器E1102。

进入减温器E1101的锅炉上水走1管程，一方面对最终产品（过热蒸汽）的温度起到微调（减温）的作用，另一方面也能对锅炉上水起到一定的预热作用。

省煤器E1102由多段盘管组成，燃料燃烧产生的高温烟气自上而下通过管间，与管内的锅炉上水换热，回收烟气中的余热并使锅炉上水进一步预热。

被烟气加热成饱和水的锅炉上水全部进入汽包V1102，再经过对流管束和下降管进入锅炉水冷壁，吸收炉膛辐射热在水冷壁里变成汽水混合物，然后返回汽包V1102进行汽水分离。

锅炉上汽包为卧式圆筒形承压容器，内部装有给水分布槽、汽水分离器等，汽水分离是上汽包的重要作用之一。

分离出的饱和蒸汽再次进入炉膛F1101进行汽相升温，成为过热蒸汽。

出炉膛的过热蒸汽进入减温器E1101壳程，进行温度的微调并为锅炉上水预热，最后以工艺所要求的过热蒸汽压力、过热蒸汽温度输送给下一生产单元。

燃料经由燃料泵P1102泵入炉膛F1101的燃烧器；空气经由变频鼓风机K1101送入燃烧器。

燃料与空气在燃烧器混合燃烧，产生热量使锅炉水汽化。

燃烧产生的烟气带有大量余热，对省煤器E1102中的锅炉上水进行预热。

1.2工艺过程简介软化水流量为F1106，温度为常温20℃，经由调节阀V1106进入除氧器V1101顶部。

除氧蒸汽分两路，一路进入热力除氧头，管线上设有调节阀PV1101；另外一路进入除氧器下水箱，管线上设有开关阀XV1106。

除氧器压力为P1106，除氧器液位为L1101。

软化水在除氧器底部经由上水泵P1101泵出。

锅炉上水流量为F1101，锅炉上水管线上设有上水泵出口阀XV1101，上水管线调节阀V1101，以及旁路阀HV1101。

锅炉上水被分为两路。

一路进入减温器E1101预热，预热后与另外一路混合进入省煤器E1102。

两路锅炉上水管道上分别设有调节阀V1102和V1103。

正常工况时，大部分锅炉上水直接流向省煤器，少部分锅炉上水流向减温器，其流量为F1102。

汽包V1102顶部设放空阀XV1104，汽包压力为P1103。

汽包中部设水位检测点L1102。

在汽包中通过汽水分离得到的饱和蒸汽温度为T1102，经过炉膛汽相升温得到的过热蒸汽温度为T1103。

过热蒸汽进入减温器E1101，进行温度的微调。

最终过热蒸汽压力为P1104，温度为T1104，流量为F1105。

过热蒸汽出口管道上设调节阀V1105。

2燃料经由燃料泵P1102泵入炉膛F1101的燃烧器，燃料流量为F1103，燃料压力为P1101，燃料流量管线设调节阀V1104，燃料泵出口阀XV1102。

空气经由变频风机K1101送入燃烧器，变频器频率为S1101（被归一化到0~100%之间），空气量为F1104。

省煤器烟气出口处的烟气流量为F1107，温度为T1105。

烟气含氧量A1101设有在线分析检测仪表。

烟道内设有挡板DO1101。

炉膛压力为P1102，炉膛中心火焰温度为T1101，为红外非接触式测量，仅提供大致温度的参考。

1.3仪表及操作设备说明（1）检测仪表（2）执行机构3（3）开关阀（4）手操阀2.控制要求及操作步骤2.1主要控制要求（1）生产指标在过热蒸汽产量稳定的前提下，保证蒸汽的温度与压力达到工艺要求，并维持在允许的波动范围之内。

（2）安全指标锅炉汽包水位、除氧器水位、炉膛压力、烟气含氧量等与系统安全相关的指标必须全程在允许范围之内。

所有操作要保证有序进行，工况要保持全程稳定。

各类生产过程中可能产生的异常要充分予以考虑。

（3）优化指标出于对效能、环境等因素的考虑，要求在控制系统的设计和实施中对能耗、碳排放等指标予以充分考虑。

2.2主要操作步骤与运行指标1、启动前阀位检查检查所有的阀门和开关都处于关闭状态。

2、除氧器投运1) 将软化水管线调节阀V1106打开，手动向除氧器充水，使液位指示达到400(mm)，并保持稳定。

开除氧器下水箱蒸汽管线阀XV1106加热到100℃后关闭2) 打开除氧蒸汽管线调节阀PV1101，将除氧器压力升至1000mmHO。

23、锅炉上水1) 打开汽包放空阀XV1104。

2) 开启上水泵出口阀XV1101，全开去省煤器锅炉上水管线调节阀V1102。

3) 缓开给水调节阀的小旁路阀HV1101，手控上水（注意上水流量不得大于10t/h，因为上水过快，排气不畅，会导致局部受压，损坏设备）。

待水位升至250mm，关闭旁路阀HV1101。

4) 调节V1101，使汽包水位达到300mm，并保持稳定。

O，并保持稳定。

5) 调节PV1101，将除氧器压力达到2000 mmH24、锅炉点火升压1) 检查汽包放空阀XV1104是否打开。

2) 全开烟道挡板DO1101，开启风机S1101通风5分钟，使炉膛不含可燃气体。

3) 将烟道挡板DO1101调至20%左右。

4) 打开点火器，点燃开工烧嘴。

5) 打开油路截止阀XV1102，开调节阀V1104，投入主燃料系统。

6) 升压过程应缓慢平稳，时间应严格控制不得小于10分钟，以免过热器管壁温度急剧上升和对流管束胀口渗水等现象发生。

当蒸汽压力达到1.5MPa时，关闭汽包放空阀XV1104。

7) 过热蒸汽温度达到400℃时，投入减温器，打开V1103，开度为50%。

8) 当压力升至3.6MPa之后，保持此压力达到平稳。

5、锅炉负荷提升1) 检查蒸汽温度不低于420℃。

2) 调整汽包水位为250~300mm。

3) 调整过热蒸汽压力在3.6~3.65MPa。

4) 缓慢开蒸汽管线调节阀V1105，约5%。

5) 调节蒸汽压力达到3.8MPa，并保持稳定。

6) 缓慢调节蒸汽管线调节阀V1105，提升燃烧负荷，使产汽量达到20t/h左右。

7) 检查燃油管线调节阀V1104位于小开度，调节蒸汽管线调节阀V1105，使负荷提至35t/h。

8) 缓慢调节V1105继续提升负荷，提升速度每分钟不得超过3-5t/h，同时注意调节燃油管线调节阀V1104补充燃油量，直至负荷升至65t/h。

9) 调整蒸汽温度达到440℃，并使其保持稳定。

6、锅炉正常运行工况1) 调整烟道挡板DO1101，使烟气含氧量维持在2%左右。

2) 蒸汽温度保持在(440±5) ℃范围内。

3) 均衡进水，保持正常水位，使给水量和蒸汽负荷达到平衡。

汽包水位控制在(300±30)mm。

4) 过热蒸汽压力保持在(3.8±0.05) MPa范围内。

5) 给水压力保持在4.8~5.5MPa。

O。

6) 炉膛压力小于400mmH27) 排烟温度在200℃左右。

8) 燃料气压力在0.29~0.31MPa。

9) 除氧器的压力在(2000±100) mmHO。

除氧器的液位在(400±30)mm。

23.控制系统说明3.1烟气含氧量的控制（1）控制要求：烟气含量维持在2%左右。

（2）分析：烟道起初需要全开，故DO1011为气关阀。

氧气含量↑→AT1101↑→AC1101（正作用）↑→DO1101（气关阀）→氧气含量↓（3）控制方案为：用AC1101通过挡板DO1101对烟气含氧量实施反馈控制，2%对应于AC1101的给定值。

3.2烟气温度的控制（1）控制要求：排烟温度在200℃左右。

（2）分析：V1102起初全开，故V1102为气关阀。

排烟温度↑→TT1105↑→TC1105（反作用）↓→V1102（气关阀）↑→软化水从省煤器中带带走烟气的热量↑→排烟温度↓（3）控制方案：用TC1105通过控制V1102的开度来控制软化水的量，从而对排烟温度实现反馈控制，200℃对应TC1105的给定值。