测控专业文献综述毕业实习报告格式0306.docx
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测控专业文献综述毕业实习报告格式0306
XXXXX大学XXXX学院
XX专业毕业实习报告
——文献综述
题目:
煤气锅炉的自动测控系统
学生姓名:
XXXX
学号:
XXXXXXXX
专业:
班级:
指导教师:
XXX老师
目录
引言1
第一章绪论2
第二章锅炉结构及工作原理3
2.1锅炉的结构3
2.2锅炉的工作原理3
第三章控制系统设计5
3.1汽包水位控制5
3.2过热蒸汽温度控制系统5
3.3风烟系统5
3.4燃烧系统6
3.5减温减压及公用系统6
3.6.系统配置6
3.6.1DCS系统介绍6
3.6.2DCS系统的发展7
第四章总结8
参考文献9
引言
我国是世界钢铁生产大国之一,据粗略估算我国锅炉的年炼铁能力在1亿吨左右按每生产1t生铁产高炉煤气为3*103m3计算则高炉煤气年产量高达3*1012m3。
随着高炉的不断更新换代,以及设备的不断升级,使高炉谋气的产全成倍增加,原有的中、低参数燃用高炉煤气的锅炉已不能适应煤气产生增加的需要。
热电厂220t/h煤气锅炉的控制系统采用了I/AseriesDCS系统的控制,可实现汽包水位、汽包压力、过热蒸汽温度和燃烧的自动控制。
本设计就是介绍22Ot/h高温、高压锅炉中遇到的高炉煤气的燃烧情况对锅炉整体呈现的影响等问题作了简明概述,并提出了相关的解决问题的措施和方案。
近30年以来,我国经济进入了高速发展的时期,高炉炼铁技术也取得了很大的进步,高炉热风炉向大型化、多样化、高效化的发展趋势,使我们与世界先进水平的差距大大缩小,同时,一大批炼钢及相关科技工作者开发出了一系列达到世界水平的具有自主知识产权的先进技术,并填补国内外热风炉技术的空白,引起了世人关注。
主要表现在:
霍戈文式高风温热风炉的引进、大型外燃式热风炉或大型外燃式热风炉加辅助小热风炉的组合、顶燃式热风炉(卡鲁金式顶燃式的引进、球式顶燃式、逆旋流顶燃式等)、大型外燃式热风炉自身预热式在大型高炉上的成功应用、高炉热风炉废气余热预热助燃空气和煤气技术及其附加加热换热技术组合等等。
另外,热风炉设计结构的系统优化,自主研发设计、制造不同类型的高炉热风炉,炉内交叉口都能采用自主设计的组合砖制造和砌筑。
高炉热风炉烘炉技术、凉炉与保温技术,耐火材料和耐火涂料的研发大大推动了热风炉的技术成熟与发展。
在我国已经得到广泛应用的高炉新技术的代表有:
高炉煤气富化法、富氧燃烧法、高温空气燃烧技术(HTAC)等。
第一章绪论
随着我国近几年的桥梁,建筑等的不断增加,钢铁的需求量也在不断攀升。
钢铁的产量也是不断上升。
一些钢铁集团虽然扩大了生产,但是,由于轧钢过程中会产生大量的过剩煤气,如果按照过去的方法粗放型的做法将多余的煤气进行放散,不仅会对环境造成污染,而且还会导致大量的能源浪费,从而提高了生产成本。
为了解决上述问题,进行了这次的设计。
此设计的锅炉主要以高炉煤气作为燃料,这与一般的燃煤锅炉有所不同的是工艺原理的不同,从而导致了其自动检测、控制系统的特殊之处,其控制系统采用国FOXBORO公司的I/AseriesDCS系统,与普通燃煤锅炉存在较大的差别。
此高炉可实现汽包水位、汽包压力、过热蒸汽温度和燃烧的自动控制,不仅自动化程度得到提高,而且燃烧控制效果更为理想。
随着包钢钢铁产量的不断增加,所产生的高炉煤气和转炉煤气量远远超出轧钢加热炉的用气量,这就会产生大量的过剩煤气,如果按照过去的粗放型做法将多余的煤气进行放散,不仅会污染环境,而且还会造成大量的能源浪费,提高生产成本。
为此,包钢公司将原来的两台220t/h燃煤高温高压锅炉改造为纯烧煤气锅炉。
该锅炉主要以高炉煤气作为燃料,这与一般的燃煤锅炉有所不同,工艺原理的不同也就导致了其自动检测与控制系统的特殊之处,特别是其燃烧控制系统与普通燃煤锅炉存在较大的差别。
其控制系统采用美国FOXBORO公司的I/AseriesDCS系统,可实现汽包水位、汽包压力、过热蒸汽温度和燃烧的自动控制,不仅自动化程度高,而且燃烧控制效果更为理想。
第二章锅炉结构及工作原理
2.1锅炉的结构
锅炉按用途可分为:
电站锅炉、工业锅炉、采暖锅炉、机车锅炉和船舶锅炉等。
按照锅炉产生的蒸汽压力和流量可分为:
高压锅炉、中压锅炉、低压锅炉及大容量(大型)锅炉、中容量(中型)锅炉、小容量(小型)锅炉。
工业锅炉一般是低压小容量锅炉。
按照锅炉提供的载热物质(工质)可分为:
蒸汽锅炉、热水锅炉和特种工质(如某些有机物)锅炉。
按照热能来源可分为:
燃煤锅炉、燃油锅炉、燃气(天然气、石油气、煤气)锅炉、原子能锅炉、太阳能锅炉和废热(加热炉、冶金炉、窑炉排出烟气中的废热)锅炉。
按照锅炉结构可分为:
火管锅炉、水管锅炉及水火管混合式锅炉。
此外,燃煤锅炉又可按燃烧方式分类为:
层燃炉、沸滕炉、煤粉炉。
层燃炉又可分为手烧炉和机烧炉。
机烧炉又分为链条炉、往复推饲炉排炉、抛煤机炉、振动炉排炉以及下饲炉等。
此外还有双层燃烧炉、煤气及半煤气炉等。
2.2锅炉的工作原理
包钢热电厂220t/h纯烧煤气锅炉工艺流程主要包括燃烧系统和汽水系统两大部分。
煤气和空气按一定的比例进入炉膛燃烧室进行燃烧,燃烧所释放出的热量传递给蒸汽发生系统,产生的饱和蒸汽经汽包内的汽水分离器进行分离,分离出的水经下降管送到水冷壁管继续加热,分离出的饱和蒸汽经过过热器(包括一级过热器和二级过热器)后,被加热成符合规定温度和压力要求的过热蒸汽并汇集至蒸汽母管,然后经蒸汽管道送往汽轮机做功。
与此同时,燃料燃烧所产生的高温烟气经过过热器后,还要经省煤器预热锅炉给水、空气预热器预热助燃空气和煤气预热器预热高炉煤气,最后经过除尘器除尘后再由引风机将其送至烟囱排入大气。
如图1.1所示:
图1.1煤气锅炉的工艺流程
第三章控制系统设计
3.1汽包水位控制
根据给水流量、汽包液位和蒸汽流量调节主给水阀,保证锅炉汽包水位在一定的范围内是锅炉稳定安全运行的主要指标。
水位过高造成饱和蒸汽带水过多,汽水分离差,使后续过热器关闭结垢,传热效率下降,过热温度下降,当用于蒸汽透平的都动力源时,会损坏汽轮机叶片,影响运行的安全与经济性,水位过低,造成汽包水位水量太少,负荷有较大变动时,水的汽化速度过快,而汽包内水的全部汽化导致水冷壁的损坏,严重时会发生锅炉爆炸。
3.2过热蒸汽温度控制系统
锅炉过热蒸汽温度调节采用自制冷凝水喷水减温装置,锅炉过热蒸汽温度自动调节是根据集器集箱和减温器出口蒸汽温度自动调节减温水调节阀开度,控制减温水量,以保证集汽集箱中蒸汽温度控制在430——450℃范围内。
当集汽集箱出口蒸汽温度降低时,汽温自动调节系统自动减少减温水量,随着汽温升高,减温水量增加,保证集汽集箱出口蒸汽温度稳定,反之则减小减温水量,避免汽温产生较大波动。
在燃煤锅炉运行中,过热蒸汽温度是一个很重要的控制参数。
过热蒸汽温度是锅炉运行质量的重要指标之一,过热蒸汽温度较高,可能造成过热器蒸汽管道损坏;过热蒸汽温度过低,会降低内功率。
所以在锅炉运行中,必须保持过热蒸汽温度稳定在规定值附近
3.3风烟系统
空气(冷风)经过净化后通过1#、2#送风机送到I、II空气预热器中进行预热成为热风,热风送到热风烧嘴和煤气混合燃烧;高炉煤气和焦炉煤气通过高炉煤气管道和焦炉煤气管道送到燃烧喷嘴和热风混合燃烧,生成高温烟气,加热锅炉汽包中的除氧水使之成为不饱和蒸汽,然后高温烟气依次通过I过热器、II过热器、II省煤器、II空气预热器、I省煤器、I空气预热器将不饱和蒸汽加热成为高温高压的饱和蒸汽,并预热送到锅炉汽包中的除氧水和送到锅炉炉膛中的空气,最后通过引风机引至烟囱中排放。
3.4燃烧系统
高炉煤气由外部接入,分为4路,分别进入锅炉的4个角(每角4个燃烧喷嘴),参与燃烧;进入锅炉和高炉煤气混合燃烧的热风分别进入锅炉的4个角(每角4个燃烧喷嘴),参与燃烧;焦炉煤气由外部接入,分为4路,分别进入锅炉的4个角(每角2个燃烧喷嘴),参与燃烧。
正常情况下,燃料为高炉煤气,焦炉煤气只是在点火的时候用到,平时只是作为保安气(作为锅炉燃烧过程中的炉膛温度低时保护气)。
燃烧过程中通过热电偶和火焰观测器来检测炉膛温度变化。
通过调节高炉煤气、焦炉煤气、风的配比来调节锅炉炉膛温度(燃料配比一般为100%高炉煤气,另外也有80%——90%高炉煤气加20%——10%焦炉煤气或者50%焦炉煤气)。
整个燃烧过程中炉膛温度控制在1100±10℃左右。
3.5减温减压及公用系统
本锅炉产生的过热蒸汽大部分送到汽机做功给高炉供风,其余的一部分送到中温中压联络管,另一部分送到1#、2#减温减压器经过工业水的减温减压后变为低温低压蒸汽,一部分送到厂区供热,另一部分通过加热蒸汽母管送到除氧器,一部分提供除氧汽动给水泵做功给水。
3.6.系统配置
3.6.1DCS系统介绍
计算机集散控制系统(DCS)由上位系统和下位系统组成。
上位系统采用工业控制计算机,用Siemens组态软件WinCC完成现场数据的实时显示、存储、报警处理、打印及控制参数设定。
下位系统由Siemens plc构成,与现场设备相连。
上位系统和下位系统之间的通讯采用Ethernet方式,其最高传输速率可达10-100Mbit/s,完全满足对数据实时监控的要求。
自动控制系统采用S7400系列PLC硬件组成基础自动化系统,采用WINCCV6.0监控软件,编程软件采用STEP7V5.3,Windows2000作为系统平台界面,组成计算机操作系统,实现人机通讯。
3.6.2DCS系统的发展
我国2002年DCS市场销售收入为23~26亿元人民币。
我国DCS产量比2001年增长了20%。
由于国产DCS的快速发展,使DCS的平均价格有所下降,因此销售额的增长没有产量增长率高。
但总体上,国产系统和进口系统都得到很大的发展。
第四章总结
目前,为了提升锅炉燃料的利用率。
锅炉自动控制系统已经成为了现如今的焦点。
选择一个合适的设计方案也成为我们研究的重要课题。
本设计应用I/AseriesDCS控制系统,为燃烧自动控制系统和优化提供了重要的技术支持。
从而选择一套完整的优化方案,成为现在的一个最核心的部分。
提高了利用率。
通过这次的学习不仅对我们所学的东西在实际应用中得到应用,也让我们对word有了进一步学习和了解。
这次的文献综述让我们的查阅资料的能力得到了提高,也得到了很多学习的技巧和方法。
参考文献
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