再熱器汽溫控制系統(tǒng)課程設(shè)計說明書

1、<p><b>　　目錄</b></p><p><b>　　目錄1</b></p><p>　　一、課程設(shè)計目的與要求2</p><p><b>　　1.1 目的：2</b></p><p><b>　　二、設(shè)計正文2</b></

2、p><p>　　2.1 設(shè)計任務(wù)書2</p><p>　　2.1.1 設(shè)計題目2</p><p>　　2.1.2 課題要求與內(nèi)容2</p><p>　　2.1.3 已知技術(shù)條件與參數(shù)3</p><p>　　2.2設(shè)計總體方案及傳感器、執(zhí)行器、調(diào)節(jié)器等的選擇3</p><p>　　2.2.1

3、再熱汽溫控制的任務(wù)3</p><p>　　2.2.2 再熱汽溫的控制方法4</p><p>　　2.2.3執(zhí)行器的選擇5</p><p>　　2.2.4變送器的選擇8</p><p>　　2.2.5控制器的選擇10</p><p>　　2.3總體方案13</p><p>　　2.4畫

4、出系統(tǒng)框圖及接線圖14</p><p>　　2.4.1再熱器煙道擋板控制系統(tǒng)14</p><p>　　2.4.2再熱器噴水減溫控制回路17</p><p><b>　　三、設(shè)計心得18</b></p><p><b>　　附表:19</b></p><p>　　60

5、0MW火力發(fā)電機(jī)組再熱汽溫儀表控制系統(tǒng)設(shè)計</p><p>　　一、課程設(shè)計目的與要求</p><p><b>　　1.1 目的：</b></p><p>　　該課程設(shè)計是《控制儀表及裝置》的重要環(huán)節(jié)，通過課程設(shè)計可達(dá)到如下目的；</p><p>　　1、使《控制儀表及裝置》課程的知識得以鞏固、充實和提高；</p&

6、gt;<p>　　2、增強(qiáng)綜合運(yùn)用《控制儀表及裝置》 《自動控制原理》及《模擬電子技術(shù)》知識的能力；</p><p>　　3、深化對鍋爐結(jié)構(gòu)、生產(chǎn)工藝流程及各因素對再熱汽溫影響的認(rèn)識；</p><p>　　4、培養(yǎng)查閱資料、合理選擇和分析數(shù)據(jù)、科學(xué)計算及制圖等基本技能；</p><p><b>　　二、設(shè)計正文</b></p

7、><p><b>　　2.1 設(shè)計任務(wù)書</b></p><p>　　2.1.1 設(shè)計題目</p><p>　　600MW火力發(fā)電機(jī)組再熱汽溫儀表控制系統(tǒng)設(shè)計</p><p>　　2.1.2 課題要求與內(nèi)容</p><p>　　針對機(jī)組運(yùn)行要求，利用所學(xué)知識，設(shè)計再熱汽溫儀表控制系統(tǒng)的總體方案，合理選

8、擇所需傳感器、變送器、調(diào)節(jié)器和執(zhí)行器等。并根據(jù)自己方案編寫主要模塊的組態(tài)，實現(xiàn)對主汽壓力的控制。該控制系統(tǒng)要求的功能：</p><p>　　維持再熱汽溫為要求值，并實現(xiàn)保護(hù)調(diào)節(jié)功能；</p><p>　　能顯示再熱汽溫測量值；</p><p>　　能記錄再熱汽溫測量值；</p><p>　　能顯示和記錄執(zhí)行器閥位值；</p>&

9、lt;p>　　可在線設(shè)置或修改參數(shù)和組態(tài)，實現(xiàn)控制功能。</p><p><b>　　設(shè)計內(nèi)容：</b></p><p>　　選擇傳感器，執(zhí)行器、調(diào)節(jié)器等，設(shè)計總體方案；</p><p>　　畫出系統(tǒng)框圖及接線圖；</p><p><b>　　設(shè)計調(diào)節(jié)器組態(tài)；</b></p>&

10、lt;p>　　設(shè)計模擬量輸出/輸入通道；</p><p>　　畫出控制系統(tǒng)SAMA圖；</p><p>　　撰寫設(shè)計說明書，要求字跡清楚，圖表規(guī)范。</p><p>　　2.1.3 已知技術(shù)條件與參數(shù)</p><p><b>　　已知技術(shù)條件與參數(shù)</b></p><p>　　系統(tǒng)誤差：&#

11、160;滿足控制指標(biāo)要求 </p><p>　　使用環(huán)境： 溫度：傳感器-30℃～＋80℃，</p><p>　　變送器執(zhí)行器：-30℃～＋80℃，</p><p>　　調(diào)節(jié)器記錄顯示儀表：0℃～40℃，</p><p>　　相對濕度：≤90% </p><p>　　電源：   交流22

12、0V(＋10%、－15%)，50Hz </p><p>　　2.2設(shè)計總體方案及傳感器、執(zhí)行器、調(diào)節(jié)器等的選擇</p><p>　　2.2.1再熱汽溫控制的任務(wù)</p><p>　　為了提高大容量、高參數(shù)機(jī)組的循環(huán)效率，并防止汽輪機(jī)末級蒸汽帶水，需采用中間再熱系統(tǒng)。提高再熱汽溫對于提高循環(huán)熱效率是十分重要的，但受金屬材料的限制，目前一般機(jī)組的再熱蒸汽溫度都控制在5

13、60℃以下。另一方面，在鍋爐運(yùn)行中，再熱器出口溫度更容易受到負(fù)荷和燃燒工況等因素的影響而發(fā)生變化，而且變化的幅度也較大，如果不進(jìn)行控制，可能造成中壓缸轉(zhuǎn)子與汽缸較大的熱變形，引起汽輪機(jī)振動。</p><p>　　再熱蒸汽溫度控制系統(tǒng)的任務(wù)是將再熱蒸汽溫度穩(wěn)定在設(shè)定之上。此外，在低負(fù)荷、機(jī)組甩負(fù)荷或汽輪機(jī)跳閘時，保護(hù)再熱器不超溫，以保證機(jī)組的安全運(yùn)行。</p><p>　　2.2.2 再熱汽

14、溫的控制方法</p><p>　　再熱蒸汽溫度調(diào)節(jié)采用調(diào)節(jié)延期擋板，擺動火嘴和噴水減溫的控制方式。 </p><p>　　按設(shè)計，再熱蒸汽溫度正常情況下由煙氣擋板的擺動來控制。也就是說一般以采用煙氣控制的方式為主，這比采用噴水控制有較高的熱經(jīng)濟(jì)性。 </p><p>　　1.采用煙氣擋板控制再熱汽溫的控制系統(tǒng)</p><p>　　采用煙氣擋板

15、需把尾部煙道分成兩個并聯(lián)煙道，在主煙道中布置低溫再熱器，旁路煙道中布置低溫過熱器。在低溫過熱器下面布置省煤器，調(diào)溫?fù)醢鍎t布置在工作條件較好的省煤器下面。主，旁兩側(cè)擋板的動作是相反的，即再熱器側(cè)開，過熱器側(cè)關(guān)，反之亦然。</p><p><b>　　2、擺動火嘴：</b></p><p>　　擺動燃燒器火嘴傾角是設(shè)計用來調(diào)節(jié)再熱汽溫的正常手段，它是一個帶前饋信號的單回路

16、調(diào)節(jié)系統(tǒng)。在鍋爐A，B側(cè)末級再熱器出口聯(lián)箱上各裝有兩個出口蒸汽溫度測點，可由運(yùn)行人員在OIS上手動選擇每側(cè)的某一測點或兩個測點的平均值作為本次再熱汽溫控制使用。</p><p>　　根據(jù)主蒸汽流量經(jīng)函數(shù)發(fā)生器給出的隨機(jī)組負(fù)荷變化的再熱汽溫設(shè)定值，與運(yùn)行人員手動設(shè)定值經(jīng)小值選擇器后與再熱蒸汽測量值進(jìn)行比較，偏差進(jìn)入控制器?？刂破髟O(shè)計為SMITH預(yù)估器和PID調(diào)節(jié)器互相切換的方式，兩者只能由一個起控制作用，可由熱控工

17、程師通過軟件調(diào)節(jié)。為了提高再熱汽溫在外擾下的調(diào)節(jié)品質(zhì)，控制回路設(shè)計了機(jī)組負(fù)荷和送風(fēng)量經(jīng)函數(shù)發(fā)生器給出的前饋信號。根據(jù)再熱汽溫的偏差經(jīng)控制器的控制運(yùn)算后在加上前饋信號，形成了對燃燒器火嘴傾角的控制指令，這個指令信號分四路并列輸出去驅(qū)動爐膛四角的燃燒器火嘴傾角。當(dāng)進(jìn)行爐膛吹掃時，火嘴傾角將被自動連鎖到水平位置。</p><p><b>　　3、噴水減溫：</b></p><p

18、>　　噴水減溫只起輔助或保護(hù)性質(zhì)的減溫作用。每側(cè)的再熱汽溫有兩個測量信號，當(dāng)擺動火嘴在自動控制狀態(tài)時，噴水減溫的再熱汽溫設(shè)定在擺動火嘴控制系統(tǒng)設(shè)定值的基礎(chǔ)上加上根據(jù)擺動火嘴控制指令經(jīng)函數(shù)發(fā)生器給出的偏置量，意在當(dāng)擺動火嘴有調(diào)節(jié)與低時抬高噴水減溫控制系統(tǒng)設(shè)定值以確保噴水減溫閥門關(guān)死。當(dāng)擺動火嘴控制指令接近下限而將失去調(diào)節(jié)余地時，該偏置量應(yīng)該減小到零以便再熱汽溫偏高時噴水閥門接替擺動火嘴的減溫手段。</p><p&

19、gt;　　由于噴水減溫系統(tǒng)只是設(shè)計用作輔助調(diào)節(jié)手段，故系統(tǒng)設(shè)計比較簡單，再熱汽溫設(shè)定值與測量值的偏差經(jīng)PID調(diào)節(jié)器后直接作為噴水減溫閥門開度指令，控制器未設(shè)計SMITH預(yù)估器，也未設(shè)計任何前饋信號</p><p>　　2.2.3執(zhí)行器的選擇</p><p><b>　　一、作用 </b></p><p>　　控制機(jī)構(gòu)與執(zhí)行機(jī)構(gòu)合稱執(zhí)行器，

20、它是電廠熱工自動控制系統(tǒng)的執(zhí)行環(huán)節(jié)。執(zhí)行器接受控制器或人工給定的控制信號。將其進(jìn)行功率放大，并轉(zhuǎn)換為輸出軸相應(yīng)的轉(zhuǎn)角或直線位移，連續(xù)或斷續(xù)地推動各種控制機(jī)構(gòu)。如控制閥(或調(diào)節(jié)閥)、擋板，以完成對各種參量的控制。</p><p><b>　　二、分類</b></p><p>　　執(zhí)行器根據(jù)所使用的能源形式，可分成氣動、電動和液動三大類。氣動執(zhí)行器是利用壓縮空氣作為能源；

21、電動和液動執(zhí)行器分別利用電和高壓液體作為能源。在火電廠中，氣動和電動使用較多，液動使用較少。</p><p>　　執(zhí)行器根據(jù)輸出位移量的不同，又分為角位移(或角行程)執(zhí)行器和線位移(或直行程)執(zhí)行器。</p><p><b>　　三、特點及應(yīng)用</b></p><p><b>　　1．電動執(zhí)行器</b></p>

22、<p>　　(1)采用電源為動力， 使用方便，無需特殊的氣源和空氣凈化裝置。電源消失時，能保持原來位置。</p><p>　　(2)可以遠(yuǎn)距離傳輸信號，電纜的安裝比氣管方便。且便于檢查。</p><p>　　(3)體積小、推力較大、定位精度高、反應(yīng)快、滯后時間短。 </p><p>　　(4)與計算機(jī)控制系統(tǒng)連接方便。而且本身也可智能化(內(nèi)裝微處理機(jī))

23、，智能電動執(zhí)行器是執(zhí)行器的發(fā)展方向。</p><p>　　電動執(zhí)行器的缺點是結(jié)構(gòu)復(fù)雜，價格較高，不適用于防火防爆場合，頻繁啟停易損害電機(jī)或閥門。</p><p>　　目前，在火電廠中應(yīng)用的電動執(zhí)行器，除DDZ-I、Ⅱ型外，還有引進(jìn)型電動執(zhí)行器。如：德國西門子的M76346系列和MAM393系列、法國伯納德的SD系列、英國羅托克M系列和A系列。此外，還有DDZ—S型智能電動執(zhí)行器等。<

24、/p><p><b>　　2．氣動執(zhí)行器</b></p><p>　　氣動執(zhí)行器的主要優(yōu)點是；結(jié)構(gòu)簡單、工作安全可靠、價格便宜、維護(hù)方便、運(yùn)行平穩(wěn)、不損壞閥門或設(shè)備、負(fù)載能力大、天然防火防爆；缺點是：體積大、不便與計算機(jī)控制系統(tǒng)連接、需要氣源和空氣凈化裝置、氣信號不便遠(yuǎn)傳。氣動執(zhí)行器主要有薄膜式和活塞式兩大類，并以薄膜式應(yīng)用最廣。在電廠氣動基地式自動控制系統(tǒng)中，常采用這類

25、執(zhí)行器。氣動活塞式執(zhí)行器由氣缸內(nèi)的活塞輸出推力，并容易制造成長行程的執(zhí)行器。所以，氣動活塞式執(zhí)行器特別適用于高靜壓、高差壓以及需要較大推力和位移(轉(zhuǎn)角或直線位移)的工藝場合，如火電廠中的給水、減溫水控制閥和送、引風(fēng)擋板開度的控制。常用的型號為；ZSLD-A、ZSZ、ZSL及MDQZ型，此外還有從國外引進(jìn)的氣動執(zhí)行器。</p><p><b>　　3．液動執(zhí)行器</b></p>

26、<p>　　液動執(zhí)行器的優(yōu)缺點與氣動執(zhí)行器基本相同，只是它的響應(yīng)速度更快，輸出推力更大，在電廠中常作為汽輪機(jī)控制系統(tǒng)的執(zhí)行器，如電液伺服執(zhí)行器(簡稱EH)。</p><p>　　執(zhí)行器是自動控制系統(tǒng)中不可缺少的重要設(shè)備。因此，只有了解和掌握執(zhí)行器的作用、特點、工作原理和維修調(diào)整技能，才能保證熱工自動控制系統(tǒng)的安全投入，使火電機(jī)系統(tǒng)機(jī)組安全運(yùn)行。</p><p>　　在本系統(tǒng)中，調(diào)

27、節(jié)閥是系統(tǒng)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)，是按照控制器所給定的信號大小和方向，改變閥的開度，以實現(xiàn)調(diào)節(jié)流量的裝置。</p><p>　　調(diào)節(jié)閥的口徑的大小，直接決定著控制介質(zhì)流過它的能力。為了保證系統(tǒng)有較好的流通能力，需要是控制閥兩端的壓降在整個管線的總壓降占有較大的比例。在正常工況下，一般要求調(diào)節(jié)閥開度應(yīng)處于1 5%～85%之間，應(yīng)具體根據(jù)實際需要的流通能力的大小進(jìn)行選擇。</p><p>　　調(diào)節(jié)閥按驅(qū)

28、動方式可分為：氣動調(diào)節(jié)閥、電動調(diào)節(jié)閥和液動調(diào)節(jié)閥，即以壓縮空氣為動力源的氣動調(diào)節(jié)閥，以電為動力源的電動調(diào)節(jié)閥，以液體價值壓力為動力源的液動調(diào)節(jié)閥，由于生產(chǎn)現(xiàn)場有防爆要求，所以應(yīng)選擇氣動執(zhí)行器。</p><p>　　調(diào)價閥的開、關(guān)形式需要考慮到以下幾種因素：</p><p>　　〔1〕生產(chǎn)安全角度：當(dāng)起源供氣中斷，或調(diào)節(jié)閥出故障而無輸出等情況下，應(yīng)該確保生產(chǎn)設(shè)備的安全，不至發(fā)生事故；<

29、/p><p>　　〔2〕保證產(chǎn)品質(zhì)量：當(dāng)發(fā)生控制閥處于無源狀態(tài)而恢復(fù)到初始位置時，產(chǎn)品的質(zhì)量不應(yīng)降低；</p><p>　　〔3〕盡可能的降低原料、產(chǎn)品、動力耗損；</p><p>　　〔4〕從介質(zhì)的特點考慮。</p><p>　　2.2.4變送器的選擇</p><p><b>　　溫度變送器的選擇</b&

30、gt;</p><p>　　熱電偶溫度變送器與各種測溫?zé)犭娕寂浜鲜褂茫蓪囟刃盘柧€性地轉(zhuǎn)換成為4～20mADC電流信號或1～5VDC電壓信號輸出，它是由量程單元和放大單元兩部分組成的。</p><p>　　熱電偶溫度變送器的主要特點是采用非線性負(fù)反饋回路來實現(xiàn)線性變化。這個特殊的性質(zhì)反饋回路能按照熱電偶溫度－毫伏信號間的非線性關(guān)系調(diào)整反饋電壓，以保證輸入溫度t與整機(jī)輸出 或 間的線性關(guān)系

31、。</p><p>　　圖1熱電偶溫度變送器</p><p>　　零點調(diào)整、量程調(diào)整電路的工作原理與直流毫伏變送器大致相仿。所不同的是：在熱電偶溫度變送器的輸入回路中增加了由銅電阻 等元件組成的熱電偶冷端溫度補(bǔ)償電路；同時把調(diào)零電位器 移動到了反饋回路的支路上；在反饋回路中增加了運(yùn)算放大器 等組成的線性化電路起線性化作用，如圖1所示。</p><p>　　由于鍋爐爐

32、膛內(nèi)的溫度值較高，所以選用的熱電偶變送器的溫度測量值必須達(dá)到要求，這里，我選用的是DBW-1150型熱電偶溫度變送器。</p><p>　　DBW-1150型熱電偶溫度變送器是DDZ-III系列儀表的主要品種。本溫度變送器用熱電偶作為測溫元件，將被測溫度線性地轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)信號1-5VDC或4-20mADC輸出，供給指示、記錄、凋節(jié)器、計算機(jī)等自動化監(jiān)控系統(tǒng)。</p><p><b>

33、;　　技術(shù)參數(shù)：</b></p><p>　　●輸 入： 標(biāo)準(zhǔn)熱電偶 </p><p>　　●輸 出： 輸出電流：4～20mADC</p><p>　　輸出電壓：1～5VDC</p><p><b>　　輸出電阻：250Ω</b></p><p>　　允許負(fù)載變化范圍：

34、100Ω</p><p>　　●量 程： 0～1600℃</p><p>　　●冷端補(bǔ)償誤差： ≤1℃</p><p>　　●溫度漂移： ≤0.1×基本誤差/1℃</p><p>　　●絕緣電阻： 電源、輸入與輸出端子間≤100MΩ </p><p>　　●絕緣強(qiáng)度： 電源/輸入/輸山端子間1500

35、VAC/分鐘 </p><p>　　●工作條件： 環(huán)境溫度：0～50℃ 相對濕度：≤90%（RH）</p><p>　　●電源電壓： 24VDC±5%</p><p>　　●功 耗： ＜2W</p><p>　　●防爆等級： (ib)IICT6</p><p>　　●重 量： ＜2Kg

36、</p><p>　　2.2.5控制器的選擇</p><p>　?。?）采用模擬控制器:DDZ－III型調(diào)節(jié)器，DDZ―Ⅲ基型控制器框圖如圖2 。</p><p>　　控制器的輸入信號為1～5V的測量信號。設(shè)定信號有內(nèi)設(shè)定和外設(shè)定兩種。內(nèi)設(shè)定信號為1～5V，外設(shè)定信號為4～20mA。測量信號和設(shè)定信號通過輸入電路進(jìn)行減法運(yùn)算，輸出偏差到比例積分微分電路進(jìn)行比例積分微

37、分運(yùn)算后，由輸出電路轉(zhuǎn)換為4～20mA信號輸出。手動電路和保持電路附于比例積分微分電路之中，手動電路可實現(xiàn)軟手動和硬手動兩種操作，當(dāng)處于軟手動狀態(tài)時，用手指按下軟手動操作鍵，使控制器輸出積分式上升或下降，當(dāng)手指離開操作鍵時，控制器的輸出值保持在手指離開前瞬間的數(shù)值上，當(dāng)控制器處于硬手動狀態(tài)時，移動硬手動操作桿，能使控制器的輸出快速改變到需要的數(shù)值，只要操作桿不動，就保持這一數(shù)值不變。由于有保持電路，使自動與軟手動相互切換，硬手動只能切換

38、到軟手動，都是無平衡無擾動切換，只有軟手動和自動切換到硬手動需要事先平衡才能實現(xiàn)無擾動切換。</p><p>　　如果是全刻度指示控制器，測量信號的指示電路和設(shè)定信號的指示電路分別把1～5V電壓信號轉(zhuǎn)化為1～5mA電流信號用雙針指示器分別指示測量信號和設(shè)定信號。當(dāng)控制器出現(xiàn)故障需要把控制器從殼體中取出檢查時，可以把便攜式手動操作器插入手動操作插孔，以實現(xiàn)手動操作。</p><p>　　圖4

39、.3中的4～20mA輸出信號通過 精密電阻轉(zhuǎn)化為1～5V電壓反饋到控制器的輸入端，使控制器形成了自閉系統(tǒng)，提高了控制器的運(yùn)算精度。</p><p>　　根據(jù)生產(chǎn)設(shè)計要求，采用WHSPL型調(diào)節(jié)器。</p><p>　　圖2 DDZ―Ⅲ基型控制器框圖</p><p><b>　　技術(shù)參數(shù)：</b></p><p>　　●統(tǒng)一

40、標(biāo)準(zhǔn)信號：1-5VDC或4-20mADC。</p><p>　　●控制精度為<0.5%。</p><p>　　●負(fù)載電阻250～750Ω。</p><p>　　●比例度2％～500％。</p><p>　　●積分時間0.01～2.5min與0.1～25min。</p><p>　　●微分時間0.04～10min。

41、</p><p>　　●電源：220±10%AC，0.2A。</p><p><b>　　●PID參數(shù)范圍：</b></p><p>　　（1）給定值-6.9%—106.9%</p><p>　　（2）比例帶0.0—799.9%</p><p>　?。?）積分時間0.0—99.9%分&l

42、t;/p><p>　?。?）微分時間0.0—99.9%分</p><p>　?。?）采樣周期200毫秒</p><p>　　（2）本設(shè)計采用氣動薄膜調(diào)節(jié)閥，其工作原理：當(dāng)氣室輸入了0.02～0.10MPa信號壓力之后，薄膜產(chǎn)生推力，使推力盤向下移動，壓縮彈簧，帶動推桿、閥桿、閥芯向下移動，閥芯離開了閥座，從而使壓縮空氣流通。當(dāng)信號壓力維持一定時，閥門就維持在一定的開度上

43、。</p><p>　　氣動薄膜調(diào)節(jié)閥的結(jié)構(gòu)可以分為兩部分，上面是執(zhí)行機(jī)構(gòu)，下面是調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)。它主要由膜片、彈簧、推桿、閥芯、閥座等零部件組成。當(dāng)來自控制器的信號壓力通入到薄膜氣室時，在膜片上產(chǎn)生一個推力，并推動推桿部件向下移動，使閥芯和閥座之間的空隙減小，流體受到的阻力增大，流量減小。推桿下移的同時，彈簧受壓產(chǎn)生反作用力，直到彈簧的反作用力與信號壓力在膜片上產(chǎn)生的推力相平衡為止，此時，閥芯與閥座之間的流通面積不再

44、改變，流體的流量穩(wěn)定。</p><p>　　出于安全的原因，在此次設(shè)計中使用VBD氣動端面密封蝶閥，VBD氣動端面密封蝶閥是一種重量輕，結(jié)構(gòu)簡單的后座式端面密封蝶閥。閥體、閥板均用鋼板焊接或鑄造加工而成。適用于低壓狀態(tài)的空氣或其他氣體的流量、壓力控制。本產(chǎn)品符合GB/T4213-92標(biāo)準(zhǔn)。</p><p><b>　　技術(shù)參數(shù)：</b></p><

45、p>　　●型　　式：　 扁平式焊接或鑄造閥體</p><p>　　●公稱通徑：　 125～2000mm（5″～80″）</p><p>　　●公稱壓力： PN0.25、0.6、1.0、1.6MPa</p><p>　　JIS2K、 JIS5K、JIS10K</p><p><b>　　ANSI 150</b&g

46、t;</p><p>　　●連接型式： 法蘭式：125～2000mm（8″～80″）密封面型式：RF</p><p>　　●材　　料： 25#、SUS304、SUS316、高溫耐熱鋼Ni25Mo等</p><p>　　●標(biāo) 準(zhǔn) 型： 適用-5～200℃，公稱通徑DN550以下。</p><p>　　●外部軸承型： 公稱通

47、徑DN600以上；公稱通徑DN550以下，溫度200～600℃。</p><p>　　●壓蓋形式： 螺栓壓緊式</p><p>　　●填 料： 聚四氟乙烯、 聚四氟乙烯石棉（常溫用）、 柔性石墨（中溫、高溫用）</p><p><b>　　閥內(nèi)組件</b></p><p>　　●額定行程

48、： 全開60°或全開90°　</p><p>　　●閥板材料：　 25#、SUS304、SUS316等</p><p>　　●旋轉(zhuǎn)軸材料：　SUS630、SUS304、SUS316</p><p>　　●閥體、閥板密封形式 端面密封型</p><p><b>　　執(zhí)行機(jī)構(gòu)</b><

49、;/p><p>　　●型　　式　 氣缸活塞執(zhí)行機(jī)構(gòu)</p><p>　　●供氣壓力　500kPa</p><p>　　●氣源接口　G1/8"、G1/4"、G3/8"、G1/2"、</p><p>　　●環(huán)境溫度　0～＋70℃</p><p>　　●閥作用型式　根據(jù)執(zhí)行機(jī)構(gòu)與旋轉(zhuǎn)軸之間

50、鍵連接位置不同，可實現(xiàn)閥的氣—關(guān)式或氣—開式</p><p>　　●閥門安裝方式 閥桿應(yīng)水平地安裝在配管上。若安裝方式發(fā)生變化，請予以注明。</p><p><b>　　附　　件　</b></p><p>　　●定位器、空氣過濾減壓器、保位閥、行程開關(guān)、閥位傳送器、手輪機(jī)構(gòu)等</p><p><b>　　2

51、.3總體方案</b></p><p>　　蒸汽再熱器是鍋爐的重要組成部分，它的作用是將在汽輪機(jī)高壓缸作功后的蒸汽再次加熱到新蒸汽溫度，然后送入汽輪機(jī)中壓缸繼續(xù)作功，經(jīng)過再熱循環(huán)，一方面可以進(jìn)一步提高循環(huán)熱效率，另一方面可以使汽輪機(jī)末級葉片的蒸汽濕度控制在允許的范圍內(nèi)，其調(diào)節(jié)用溫度測點和執(zhí)行機(jī)構(gòu)接線圖附錄1所示。</p><p>　　再熱汽循環(huán)可以降低汽輪機(jī)末端葉片的蒸汽濕度，降

52、低消耗，提高電廠的熱效率，高壓缸做功以后的乏汽，回到鍋爐后，主要提高蒸汽的干度，進(jìn)入汽輪機(jī)做功，對汽輪機(jī)不會產(chǎn)生損壞，控制再熱溫度的目的也就在于此，提高機(jī)組的熱效率，降低汽輪機(jī)低壓部分蒸汽帶水，。某電廠控制再熱器溫度的手段有兩大部分，一部分為控制熱風(fēng)擋板的位置來控制再熱汽溫，另一部分為控制再熱噴水量來控制再熱汽溫。(圖如附錄1)</p><p><b>　　1、系統(tǒng)構(gòu)成</b></p&

53、gt;<p>　　再熱汽溫控制系統(tǒng)外圍設(shè)備包括再熱減溫出口溫度TE0601A、TE0601B溫度元件，再熱器壓力信號PT0501變送器，再熱器噴水流量信號為PDT2123差壓變送器，再熱器出口溫度信號分別為TE0691A、TE0691B溫度元件，A側(cè)熱風(fēng)注入信號分別為PDT7107AA、PDT7107AB，B側(cè)熱風(fēng)注入信號分別為PDT7107BA、PDT7107BB差壓變送器，應(yīng)確保量程合適、測量正確、CRT顯示正常，再熱

54、減溫執(zhí)行器BN0601、熱風(fēng)注入擋板CD7107A、CD7107B，執(zhí)行機(jī)構(gòu)應(yīng)確保動作方向正確，行程時間和行程誤差合適。（圖如附錄2）</p><p>　　2.4畫出系統(tǒng)框圖及接線圖</p><p>　　某660MW機(jī)組再熱器溫控制方法采用了以調(diào)節(jié)煙氣擋板開度（為主），和高溫時噴水減溫（為輔）相結(jié)合的氣溫控制系統(tǒng)。正常運(yùn)行時采用煙氣擋板控制系統(tǒng)進(jìn)行再熱蒸汽控制，在再熱汽溫超過一定的溫度值后

55、，再投入噴水減溫控制系統(tǒng)。在一些特殊情況下（入擋板在手動方式下），還可以用噴水減溫系統(tǒng)切換后組成的位置控制系統(tǒng)替代再熱氣溫控制系統(tǒng)。</p><p>　　2.4.1再熱器煙道擋板控制系統(tǒng)</p><p>　　再熱器煙道擋板控制系統(tǒng)采用常規(guī)的雙回路串級前饋-反饋控制系統(tǒng)，主調(diào)節(jié)器PID和副調(diào)節(jié)器PI串聯(lián)連接，共同完成“保持再熱器汽溫為恒定值”的控制人物。由于再熱器布置與延期對流區(qū)，流經(jīng)再熱器

56、延期流量的變化會影響到再熱汽溫，系統(tǒng)采用調(diào)節(jié)煙道擋板角度的方法控制再熱蒸汽溫度；再熱蒸汽溫度信號作為主信號引入主調(diào)節(jié)器進(jìn)行調(diào)節(jié)，同時引入再熱器噴水站的噴水閥開度信號作為前饋信號參與控制。另外由于機(jī)組負(fù)荷增加時，再熱氣溫將升高，因此，在煙道擋板控制回路總采用了負(fù)荷信號作為擋板位置控制的前饋信號引入副回路的輸入端。再熱氣溫?zé)煹罁醢蹇刂葡到y(tǒng)的組態(tài)圖如附錄3所示。該系統(tǒng)主要由主調(diào)節(jié)器輸入信號形成回路、副調(diào)節(jié)器輸入信號形成回路等部分組成，下面將對

57、其有關(guān)組態(tài)回路進(jìn)行分析。</p><p>　　1）主調(diào)節(jié)器輸入信號的形成回路</p><p>　　主調(diào)節(jié)器輸入信號形成回路見附錄3的上部分。再熱氣溫?zé)煹罁醢蹇刂葡到y(tǒng)的再熱氣溫設(shè)定值θg是由該系統(tǒng)控制站決定的（操作員根據(jù)機(jī)組負(fù)荷情況確定），經(jīng)三個溫度測量變送器測量得到的再熱器出口汽溫信號經(jīng)均值模塊處理后，得到再熱氣溫實測值θ、θg與θ在比較器中相減求偏差，偏差信號經(jīng)修正后得到主調(diào)節(jié)器的輸入偏

58、差信號△eH；由再熱器噴水站送入的噴水閥開度信號經(jīng)校正后，得到主調(diào)節(jié)器的前饋信號△ef、△eH與△ef之和就是主調(diào)節(jié)器PID的輸入信號。</p><p>　　該調(diào)節(jié)系統(tǒng)的被調(diào)量為再熱器出口蒸汽溫度θ，被調(diào)量的給定值為θg，再熱汽溫噴水站噴水閥開度信號作為前饋信號送入該系統(tǒng)參與控制，以抵消由于噴水對再熱汽溫造成的影響。當(dāng)再熱汽溫在一定范圍內(nèi)變化時再熱汽溫噴水站不參與工作，則△ef=0，所以系統(tǒng)達(dá)到平衡是△eH=0，

59、即θ=θg。</p><p>　　2）副調(diào)節(jié)器輸入信號的形成回路</p><p>　　副調(diào)節(jié)器PI輸入信號△eu如附錄3下側(cè)所示，可以看出△eu副回路給定值ug與副回路的被調(diào)量信號——擋板位置u1的偏差；其中ug是選大器的輸入信號，由e0與e1所確定的。在這里e0是擋板開度最小值限定信號。</p><p>　　當(dāng)e0≤e1時，ug=e0；</p>&l

60、t;p>　　當(dāng)e0<e1時，ug=e1。</p><p>　　選大器的作用是限制ug的范圍，使ug≥e0，既保證再熱器擋板位置不小于e0（該機(jī)組設(shè)定值為25%）。需要注意的是，e1信號是主調(diào)節(jié)器的輸出信號R1和復(fù)合所產(chǎn)生的信號f（D）的代數(shù)和，即</p><p>　　e1= R1 + f（D）</p><p>　　式中 R1——由于再熱汽溫與要求值不相等

61、二需要變化的擋板開度量；</p><p>　　f（D）——由于負(fù)荷信號經(jīng)過經(jīng)過函數(shù)發(fā)生器而產(chǎn)生的擋板開度信號，它以前饋的方式輸入副回路，一遍在負(fù)荷變化時，擋板開度相應(yīng)變化一定的量值，抵消負(fù)荷變化可能產(chǎn)生的氣溫變化量。</p><p>　　反應(yīng)擋板開度變化的偏差信號△eu送入PI調(diào)節(jié)器后，進(jìn)行比例積分運(yùn)算；其輸出量使執(zhí)行機(jī)構(gòu)帶動煙道擋板位置發(fā)生變化，是通過再熱器的煙氣量發(fā)生變化，調(diào)節(jié)的結(jié)果將

62、最終使再熱氣溫θ保持為給定值θg，即θ=θg。</p><p>　　3）手動/自動勿擾切換</p><p>　　當(dāng)副調(diào)節(jié)器（煙道擋板開度調(diào)節(jié)器）處于手動狀態(tài)時，由于主調(diào)節(jié)器PID的跟蹤信號為</p><p>　　YN=ug - f（D），R1=YN= ug - f（D）</p><p>　　而副調(diào)節(jié)器的給定信號</p><

63、p>　　ug= e1= R1+ f（D）</p><p>　　所以，副調(diào)節(jié)器的輸入偏差為</p><p>　　△eu= ug - u1=[ R1+ f（D）]-u1</p><p>　　所以在手動方式下，副調(diào)節(jié)器的輸入信號△eu=0。從而實現(xiàn)了系統(tǒng)從手動方式到自動方式的勿擾切換。</p><p>　　（組態(tài)圖附錄3，SAMA圖附錄7）&

64、lt;/p><p>　　2.4.2再熱器噴水減溫控制回路</p><p>　　再熱器噴水減溫控制系統(tǒng)如附錄4所示，由此可以得到再熱器噴水減溫控制系統(tǒng)的簡化原理方框圖，如附錄5。其中主要的組態(tài)回路如質(zhì)調(diào)節(jié)器的偏差信號△eθ形成回路、前饋信號△eF形成回路，副調(diào)節(jié)器PI的輸入信號△e1形成回路等的分析思路與之前類似，再次不再贅述。</p><p>　　1）不同控制方式下的切

65、換回路</p><p>　　由附錄5可以看出，當(dāng)模擬開關(guān)S至于上側(cè)或下側(cè)時，可組成不同形式的再熱汽溫控制系統(tǒng)。其中當(dāng)S至于下側(cè)時，主調(diào)節(jié)器為PD、主回路的被控參數(shù)是再熱器出口汽溫θ、副調(diào)節(jié)器為PI、副回路的被調(diào)量是再熱器入口氣溫θi，該系統(tǒng)為一多沖量串級前饋—反饋控制系統(tǒng)。系統(tǒng)的調(diào)節(jié)變量是再熱器噴水量，通過改變噴水閥門的開度來改變噴水量，從而達(dá)到控制再熱器溫度的目的；當(dāng)S置于上側(cè)時，再熱氣溫控制系統(tǒng)的主調(diào)節(jié)器為P

66、ID、副調(diào)節(jié)器為PI、副回路的反饋信號是再熱器噴水減溫調(diào)節(jié)閥門的位置μ1，系統(tǒng)的調(diào)節(jié)變量和調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)與上述系統(tǒng)完全相同。</p><p>　　設(shè)置雙控制系統(tǒng)的目的是為了在特定條件下能夠用噴水減溫控制系統(tǒng)替代延期擋板控制系統(tǒng)，以對再熱汽溫進(jìn)行正常調(diào)節(jié)。其切換回路的組態(tài)圖附錄6所示，該回路主要是與門和模擬量開關(guān)S組成，當(dāng)再熱氣入口溫度θi與再熱器飽和溫度θb之差小于5℃、但大于0.3℃，且“噴水站位置控制有效”條件均滿

67、足時，與門置“1”，S置系統(tǒng)于“位置控制”，否則，系統(tǒng)處于“溫度控制”狀態(tài)。</p><p>　?。ńM態(tài)圖見附錄4,5,6.SAMA圖見附錄8）</p><p><b>　　三、設(shè)計心得</b></p><p>　　課程設(shè)計這幾天學(xué)到的東西還真不少，在一個多星期的日子里，不僅鞏固了以前所學(xué)過的知識，而且學(xué)到了很多在書本上所沒有學(xué)到過的知識。通過

68、這次課程設(shè)計使我懂得了理論與實際相結(jié)合是很重要的，只有理論知識是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，只有把所學(xué)的理論知識與實踐相結(jié)合起來，從理論中得出結(jié)論，才能真正為社會服務(wù)，從而提高自己的實際動手能力和獨立思考的能力，這一點對于我們走上工作崗位很重要。</p><p>　　在設(shè)計的過程中遇到問題，可以說得是困難重重，但有以前一些相關(guān)課程的課程設(shè)計經(jīng)驗，面對各種問題，最終還是成功解決了。在設(shè)計方案的過程中，發(fā)現(xiàn)了自己的不足之處，對以前所

69、學(xué)過的知識理解得不夠深刻，掌握得不夠牢固，最后不得不重新拿起課本自習(xí)閱讀相關(guān)的知識點?？偠灾?，在這次課程設(shè)計中，是自己的能力又有了進(jìn)一步的提高。同時，在課程設(shè)計的過程中也遇到了一些問題，在此，感謝所有給予我?guī)椭娜?。參考書? </p><p>　　[1]周尚周.熱控分冊.中國電力出版社，北京：2010.4</p><p>　　[2]宋景智，麻紅育.自動化控制儀表安裝，北京：中國設(shè)計出版

70、社，2005.9</p><p>　　[3]巨林倉.熱工過程控制系統(tǒng).西安:西安交通大學(xué)出版社,2009.7</p><p>　　[4]趙建立.大型火電機(jī)組熱工控制技術(shù),北京:中國電力出版社,2009.6</p><p><b>　　其他參考:</b></p><p><b>　　電力之家論壇 </b&g