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锅的毕业论文

发布时间:2024-07-07 23:53:20

锅的毕业论文

浅谈小型热水锅炉及其配套工艺应用分析论文关键词:小型热水锅炉二合一采暖炉分析 论文摘要:目前供热方式多种多样,主要供热设备分为“二合一”采暖炉、相变真空采暖炉、小型热水锅炉三种。其中,小型热水锅炉属于应用较新的一种供热设备,本文就其工作原理、工艺流程、与其他供热设备生产运行优缺点对比,以及运行过程中的经济能耗等问题进行分析。 1 小型热水锅炉及配套工艺技术简介 结构: 小型热水锅炉主要采用撬装模块式设计,内部主要由燃烧室、热交换器、自动燃烧器、自动控制装置及配套设施构成。 工作原理: 燃烧器将天然气充分燃烧,产生的热量被受热面吸收传给中间介质水,完成加热的水通过循环水泵打出,送至各采暖用户,出户后的冷凝水返回后再次被加热,如此循环往复。 主要工艺流程: 清水通过全自动软化水供水机组处理后打入加热炉,天然气通过全自动点火装置将锅炉点燃,将炉内清水加热至85℃左右,然后循环水泵将热水打出送至各用户。 工艺技术:该种锅炉具备完善的自动控制系统,采用全自动燃烧器可以实现自动燃烧功能,并通过控制柜实现各项参数的精确输出或发出故障信号,另外小型热水锅炉可以根据水温的变化进行自动调节,当水温升高时,锅炉自动停止燃烧;待水温降低后再自动启炉,有效的节约了锅炉的的耗气量。 热水锅炉水质硬度指标一般在,通过全自动软化水供水机组处理后,水质硬度指标一般小于,远远低于热水锅炉水质要求,降低了锅炉的腐蚀结垢情况及维修量。 2 与其它供热设备技术对比分析 运行能耗: “二合一”采暖炉炉膛温度受热不均、火焰偏烧,易造成局部过热影响炉效,炉效平均值仅在%左右,低于采暖系统炉效不小于80%的节能要求,增大了耗气量和生产运行费用。 小型热水锅炉炉效可达88%左右,节能烟箱的设计,通过在烟箱内壁加涂特殊的辐射材料,降低热损失;并在烟管内加装高效传热扰流构件,进一步强化传热等措施确保了锅炉更高的燃烧及传热效率。 而且它具备自动启炉和停炉的功能,当炉内水温达到85℃左右时,小型热水锅炉可自行停止加热,当回水温度降至55℃左右时,设备自动启炉,开始加热,大大降低了耗气量。 相变真空炉则采用两回程燃烧室和优化的换热面设计,确保了最佳的热传递,使加热炉效率高达87%-91%。 安全性: “二合一”采暖炉燃烧器没有配置全自动点火和熄火保护装置,而且加热炉监测力度及精细控制不够,管理人员多靠观察火焰及经验控制燃烧,炉膛内易熄火,存在严重安全隐患问题。 小型热水锅炉采用全自动燃烧器和自动监控系统,可实现输出参数的精确控制,确保锅炉安全运行的同时,大大减少了锅炉由于操作人员经验不足及人为因素造成的低效高耗使用情况。 相变真空炉运行时,锅壳内部压力始终低于外界大气压,绝无承压爆炸的危险,运行安全可靠。 使用寿命: “二合一”采暖炉腐蚀结垢问题严重,降低了锅炉的使用寿命;同时,“二合一”采暖炉火管和烟管结垢快,造成受热不均,靠近燃烧器2-3m处火管过热,易发生变形损坏。 小型热水锅炉炉膛内采用防腐衬膜技术,大幅度降低钢材腐蚀速率,使本体维修率降低,使用寿命延长。 相变真空炉炉体内部在真空无氧、无垢的环境下运行,大大延长锅炉使用寿命。湿背式回燃式结构,有效保证了燃烧系统的运行寿命。 管理维护及供热负荷: “二合一”采暖炉属于压力容器管理范围,因此每年需要开机检修,更换附件(更换火嘴、燃烧器、耐火砖;维修烟囱等),而小型热水锅炉和相变真空炉的损坏现象很少,维修工作量相对较小。 “二合一”采暖炉和相变真空炉供热负荷范围比较大,而小型热水锅炉的最高供热负荷为,适用于小型场所。。 3 经济效益分析 初投资对比分析 若以一台额定热功率为的炉子为例,小型热水锅炉、“二合一”采暖炉、相变真空炉主要设备工程投资比较具体情况见下列各表。 通过以上价格比较可以看出,小型热水锅炉投资费用最低,比相变真空炉投资费用节省万元,比“二合一”采暖炉投资节省万元。 运行费用对比分析 就小型热水锅炉、相变真空炉及“二合一”采暖炉进行效益分析,以采暖炉为例: ①耗气量(天然气价格为元/立方米估算、湿气价格为元/立方米估算) 小型热水锅炉耗气量为33Nm3/h,年耗气量为,一年费用为万元 相变真空炉耗气量为,年耗气量为14x104Nm3,一年费用为万元 “二合一”采暖炉耗气量为40Nm3/h,年耗气量为,一年费用为万元 ②年维护费用 小型热水锅炉及相变真空炉均属于自控程度较高的供热设备,维修管理工作量很小,相对“二合一”采暖炉而言,每年可节省维修费用万元。 因此,应用小型热水锅炉或相变真空炉可以比二合一采暖炉节省年运行费用万元。 4认识与总结 1.小型热水锅炉较其他供热设备而言,一次性投入较低,可节约投资成本。 2.小型热水锅炉供热效果良好,冬季室内温度均达到20℃~25℃,充分满足小队点供热需求。 3.小型热水锅炉自动化程度较高,可以实现无人值守,管理方便。 4.小型热水锅炉运行效果平稳,维护工作量小,适合在具备气源、距离较远的独立小队点推广应用。 参考文献: [1]王鹏. 《小型热水锅炉水动力特性研究》. [D];东北电力大学2007,4,26-27 [2]解鲁生. 《热水锅炉及供热系统探讨研究》. 全国供热行业热源技术研讨会,2004转

燃煤锅炉的毕业论文

摘要: 高炉煤气的利用方式很多,目前我国最主要的利用方式是高炉煤气发电项目(包括燃烧高炉煤气和高炉煤气、煤粉混烧)。分析燃煤锅炉掺烧高炉煤气和全烧高炉煤气后的工况变化,并提出改造措施,对钢铁行业的燃煤锅炉改造具有借鉴意见。 更多高炉煤气论文请进:教育大论文下载中心关键词:高炉煤气;燃煤锅炉;掺烧 在钢铁企业的生产过程中,消耗大量的煤炭、燃油和电力能源的同时,还产生诸如高炉煤气、焦炉煤气和转炉煤气等二次能源,所产生的这类能源,除了满足钢铁生产自身的消耗外,剩余部分用于其他行业或民用。高炉煤气是炼铁的副产品,是高炉中焦炭部分燃烧和铁矿石部分还原作用产生的一种煤气,无色无味、可燃,其主要可燃成分为CO,还有少量的H2,不可燃成分是惰性气体、CO2及N2。CO的体积分数一般在21%-26%,发热量不高,一般低位发热值为2760-3720kJ/m3。高炉煤气着火温度为600℃左右,其理论燃烧温度约为1150℃,比煤的理论燃烧温度低很多。燃烧温度低,使得高炉煤气难以完全燃烧,且燃烧的稳定性差。由于高炉煤气内含有大量氮气和二氧化碳,燃烧温度低、速度慢,燃用困难,使得许多钢铁企业高炉煤气的放散率偏高。利用高炉煤气发电,由于燃料成本低,系统简单,减少了燃料运输成本及基建费用,可以缓解企业用电紧张局面,减少CO对环境的污染,取得节能、增电、改善环境的双重效果,既能为企业创造可观的经济效益,又能创造综合社会效益。根据现在钢铁行业中高炉煤气的主要利用方式,本文对燃煤锅炉掺烧高炉煤气和燃煤锅炉改造为全燃高炉煤气锅炉做了理论分析和相应的改造措施。1 掺烧高炉煤气对锅炉性能的影响 对炉膛内燃烧特性的影响燃煤锅炉中掺烧高炉煤气时,由于高炉煤气的低位发热量很低(2760-3720kJ/m3),而一般的烟煤的低位发热量约为18000kJ/kg,因此,炉膛中的理论燃烧温度必定下降,导致煤粉燃烧的稳定性变差,煤粉颗粒的不完全燃烧量增多,从而增加飞灰含碳量,机械不完全燃烧损失增加,锅炉效率降低。另一方面,掺烧高炉煤气后,送入炉膛内的吸热性介质增多,烟气的热容量增大,火焰中心的温度水平下降,火焰中心位置上移,导致煤粉在炉膛内的停留时间缩短,也造成煤粉的不完全燃烧,飞灰含碳量增加。第三,掺烧高炉煤气后,炉膛内烟气量增加(表1),炉膛内的烟气流速增加,从而缩短了煤粉颗粒在炉膛内的停留时间,也造成了煤粉的不完全燃烧。第四,掺烧高炉煤气后,高炉煤气中存在的氮气等大量的惰性气体阻碍可燃成分与空气的充分混合,减少发生燃烧反应的分子间发生碰撞的几率,导致燃烧不稳定,煤粉颗粒燃烧不完全,增加了飞灰含碳量。可见,掺烧高炉煤气后,飞灰的含碳量增加,锅炉效率降低。试验证明[1],从飞灰含碳量的角度来看,如果不提高炉膛的温度水平,高炉煤气的最佳掺烧率应该在25%以内。表1燃料产生1MJ燃烧热的烟气量众所周知,固体的辐射能力远远大于气体,燃高炉煤气产生的烟气中所含有的具有辐射能力的三原子气体所占的份额远远低于燃煤,在燃气中占很大一部分的N2等双原子气体不具备辐射能力,而且,高炉煤气燃烧产生烟气中三原子气体主要是CO2和少量的H2O,CO2的辐射能力要低于H2O,因此,掺烧高炉煤气后,炉膛内火焰辐射能力减弱,更多的热量流往后面的过热器和尾部烟道。掺烧锅炉煤气后,炉膛内的热交换能力下降,对于以炉膛水冷壁为主要蒸发受热面的锅炉,如果锅炉结构不做调整,则锅炉的蒸发量下降。 对炉膛后烟道的传热特性影响以对流换热为主的过热器系统,吸收烟气热量主要取决于传热温压和传热系数。对于燃煤和掺烧高炉煤气的锅炉来说,两者的炉膛出口烟温相差不大[2],因而其传热温压也相差不大。但是掺烧高炉煤气锅炉的烟气体积流量要比燃煤锅炉大,对流受热面的烟气流速增加,因此提高了传热系数,使得过热器吸热量增加,导致过热器出口温度过热。同样,烟气量增加,如果炉膛后的受热面不改变,则布置在炉膛后烟道中的过热器,省煤器,空气预热器吸热量增多,但是不足以使得排烟温度降低到以前的温度水平,因而排烟温度升高,排烟热损失增加。2 全烧高炉煤气对锅炉性能的影响 对炉膛内燃烧特性的影响高炉煤气中大量的惰性气体N2、CO2等在燃烧时不参与燃烧反应,相反,还吸收大量可燃气体燃烧过程中释放的热量,使得高炉煤气的燃烧温度偏低。虽然高炉煤气是气体燃料,理论燃烧温度(-1150℃)要远低于煤粉颗粒(1800℃-2000℃),但是高炉煤气中含有的大量惰性气体会阻碍火焰传播,使火焰的传播速度变慢(例如层流火焰传播速度仅为),因此,要保证燃烧的稳定性,必须提高燃烧温度。高炉煤气中几乎不含灰分,燃烧时,火焰基本上不产生辐射能量,只有燃烧产生的烟气中的三原子气体具有辐射能力,高炉煤气中大量的氮气不具备辐射能力,所以燃高炉煤气的锅炉,炉膛中的烟气辐射传热能力要低于燃煤锅炉。因此,炉膛内水冷壁的吸热量降低,导致锅炉蒸发量减少。 对炉膛后烟道的传热特性的影响由于高炉煤气中几乎不含有灰尘,所以,燃烧高炉煤气产生的烟气中的飞灰可以忽略不计,因此,对流受热面的污染系数ξ很低,只有,而对于燃煤锅炉,当烟气流速为10m/s时,污染系数ξ为[3],可见,燃烧高炉煤气后,对流受热面的热有效系数增大,使得对流受热面的吸热量增多。高炉煤气中含有大量的惰性气体,产生相同燃烧能量的高炉煤气生成的烟气量要大于纯燃煤时产生的烟气量,因此流经对流受热面的烟气量增大,烟气流速增加,导致对流传热的传热系数变大,对流吸热量增大,因此,吸收对流受热面热量的过热蒸汽温度升高。同样,烟气量增加,如果炉膛后的受热面不改变,则布置在炉膛后烟道中的过热器,省煤器,空气预热器吸热量增多,但是还不足以使得排烟温度降低到以前的温度水平,排烟温度升高,排烟热损失增加。3 掺烧高炉煤气后的改造措施由以上的分析,为了解决掺烧高炉煤气后出现的一系列问题:炉膛温度下降;过热蒸汽温度升高;飞灰含碳量增加;排烟温度变大等,提出下面的解决方案。 改造燃烧器高炉煤气燃烧器一般布置在煤粉燃烧器的下部,当高炉煤气燃烧器具有充当锅炉启动燃烧器的功能时,这种布置可以获得燃烧和气温调节两方面的好处。如果以高炉煤气借助煤的燃烧来稳燃的话,则只对气温调节有利。由于混烧高炉煤气后,炉膛中火焰的中心位置上移,造成煤粉燃烧不完全,排烟温度升高等问题,因此,可以采取让燃烧器位置尽量下移,燃烧器喷嘴向下倾斜等方法,降低火焰中心位置,增加燃料在炉膛内的停留时间。选用能强化煤粉燃烧的燃烧器,如稳燃腔煤粉燃烧器[4],加强煤粉颗粒的燃烧,减少飞灰含碳量,提高锅炉效率。 改造过热器掺烧高炉煤气后,炉膛内辐射吸热量减少,对流吸热量增加,因此在实际允许的情况下,增加较多的屏式过热器,相应的减少对流过热器受热面,这样,可以照顾到全烧煤和掺烧高炉煤气工况下过热器的调温性能,避免过大的增加减温水量。 改造省煤器掺烧高炉煤气后,炉膛内的辐射吸热量减少,直接影响了锅炉蒸发量下降,导致锅炉出力降低,另外,掺烧高炉煤气后,烟气量变大,排烟温度升高,因此,在炉后烟道内增加省煤器换热面积,采用沸腾式省煤器,要保证其沸腾度不超过20%,否则因省煤器内工质容积和流速增大,使省煤器的流动阻力大幅增大,影响锅炉经济性。增加省煤器换热面积,提高了省煤器的吸热量,降低了过高的排烟温度,减小了排烟损失,提高了锅炉效率。4 全烧高炉煤气后的改造措施 炉膛改造燃煤锅炉的炉膛内辐射传热能量很大,炉膛内配置了相应的大量的水冷壁吸收辐射热,改燃高炉煤气后,炉膛内辐射能量减少,过多的水冷壁吸收大量的辐射热能会使得炉内的温度进一步下降,加剧了高炉煤气燃烧的不稳定,因此,敷设卫燃带,降低燃烧区下部炉膛的吸热量,进一步提高燃烧区炉膛温度,改善高炉煤气燃烧的稳定性。增加了卫燃带后,减少了水冷壁的面积,锅炉蒸发量减少,为了保证锅炉的蒸发量,就必然要提高高炉煤气量,提高炉膛的热负荷,但是,高的炉膛热负荷也提高了烟气量和炉膛出口温度,导致过热蒸汽超温和排烟温度升高,锅炉效率下降,因此不可能通过无限制的提高炉膛热负荷来提高锅炉的蒸发量。锅炉改烧高炉煤气后,炉膛内的热交换能力显著下降,对于以炉膛水冷壁作为其全部蒸发受热面的锅炉,如果锅炉的结构不允许做较大的改动,蒸发量必定下降。 燃烧器改造对于高炉煤气来讲,动力燃烧即无焰燃烧其火焰长度短、燃烧速度快、强度大、温度高,是一种比较合适的燃烧方式,但因其体积大、以回火、噪音高、负荷调节不灵活,且流道复杂,成本高,实际中采用很少。而采用扩散燃烧不但火焰太长,而且混合不好,燃烧不完全,不适合高炉煤气。实际中大多数采用预混部分空气的燃烧方式,这种形式的燃烧器结构简单、不易回火、负荷调节灵敏,在煤气的热值和空气的预热温度波动的情况下能保持稳定的工作,调节范围宽广,在锅炉最低负荷至最高负荷时,燃烧器都能稳定工作。燃烧器的布置主要考虑以下几点:火焰应处于炉膛几何中心区域,使火焰尽可能充满炉膛,使炉膛内热量得以均匀分配,受热面的负荷均匀,不会形成局部受热引起内应力增大,防止受热不均匀。对于布置高度,在不影响火焰扩散角的情况下,燃烧器低位布置,有利于增加煤气燃烧时间,保持炉温均匀。 过热器的改造改燃高炉煤气后,烟气量增大引起过热蒸汽超温,可以通过适当减少过热器的面积来控制过热蒸汽的温度在规定范围之内。也可以通过增加减温器的调温能力,来控制过热蒸汽的温度。 增加煤气预热装置加装煤气预热器一方面可以进一步降低排烟温度,提高锅炉效率,另外一方面,可以增加入炉能量,提高燃烧温度,增强火焰的辐射能力,改善高炉煤气的着火和燃尽条件。研究证明[5],高炉煤气温度每提高10℃,理论燃烧温度可以高4℃。但是由于高炉煤气的易燃性和有毒性,要求与烟气之间的换热过程严密而不泄露,理论上只能采用分离式热管换热器。 省煤器的改造改烧高炉煤气后,排烟温度升高,锅炉蒸发量下降,因此,增加省煤器面积,采用沸腾式省煤器可以提高省煤器的吸热量,降低过高的排烟温度,减小排烟损失,提高锅炉效率。另一方面,高炉煤气锅炉炉内火焰黑度和炉内温度低,故不宜单纯以增加敷设受热面的面积来提高锅炉蒸发量,而采用沸腾式省煤器来弥补锅炉蒸发量的减少,这是提高锅炉出力的有效措施。 尾部烟道的改造由于高炉煤气发热量低,惰性气体含量高,因此燃用高炉煤气时,锅炉的烟气量及阻力都讲增加,为此,一般须考虑扩大尾部烟道流通面积降低流动阻力及增加引风机的引风能力。 燃气安全防爆措施从安全方面考虑,有必要建立燃气锅炉燃烧系统,包括自动点火、熄火保护、燃烧自动调节、必要的连锁保护方面的自动化控制。同时为了减轻炉膛和烟道在发生爆炸时的破坏程度,燃气锅炉的炉膛和烟道上应设置防爆装置。此外燃气系统应装设放散管,在锅炉房燃气引入口总切断阀入口侧、母管末端、管道和设备的最高点、燃烧器前等处应布置放散点。采取了以上安全措施后,可以确保锅炉处在安全运行之中。参考文献:[1]湛志钢,煤粉、高炉煤气混烧对煤粉燃尽性影响的研究[D].[硕士学位论文].武汉:华中科技大学,2004.[2]姜湘山,燃油燃气锅炉及锅炉房设计[M].北京:机械工业出版社,2003.[3]范从振,锅炉原理[M].北京:中国电力出版社,1986.[4]陈刚、张志国等,稳燃腔煤粉燃烧器试验研究及应用[J].动力工程,1994(12).[5]刘景生、王子兵,全燃高炉煤气锅炉的优化设计[J].河北理工学院学报.

锅炉运行方面技术论文篇二 锅炉经济运行技术浅谈 【摘要】锅炉机组运行的优劣在很大程度上决定了整个电厂运行的经济性。衡量燃煤发电厂经济性的主要指标是供电煤耗。供电煤耗的大小取决于发电煤耗和厂用电率,影响发电煤耗的主要因素是锅炉效率。因此,研究电厂锅炉的经济运行方式,对提高电厂的经济性具有重要意义。 【关键词】锅炉,经济,燃煤 1、概述。锅炉是国民经济中重要的热能供应设备。电力、纺织、造纸、食品、机械、冶金、化工等行业, 以及工业和民用采暖都需要锅炉供给大量的热能。锅炉是将燃料的化学能转变为热能的燃烧设备,它尽可能的提供良好的燃烧条件,以求能把燃料的化学能最大限度地释放出来并使其转化为热能,并利用热能加热锅内的水。 2、锅炉的分类。锅炉按照不同的方式分为以下几类:按锅炉的用途分为:生活锅炉、工业锅炉、电站锅炉和热水锅炉。按锅炉燃用的燃料分类可分为:燃煤炉、燃油炉和燃气炉。按燃烧方式分类可分为:层燃炉、室燃炉和介于二者之间的沸腾(流化床)炉。按有无汽包可分为:汽包锅炉和直流锅炉。按蒸汽压力分类可分为:低压锅炉、中压锅炉、次高压锅炉、高压锅炉、超高压锅炉、亚临界压力锅炉和超临界压力锅炉。按锅炉水循环方式分类可分为:自然循环锅炉、强制循环锅炉和复合循环锅炉。 3、锅炉的应用。利用锅炉产生的热水或蒸汽可直接为生产和生活提供所需要的热能,也可通过蒸汽动力装置转换为机械能,或再通过发电机将机械能转换为电能。提供热水的锅炉称为热水锅炉,主要用于生活,工业生产中也有少量应用。产生蒸汽的锅炉称为蒸汽锅炉,是蒸汽动力装置的重要组成部分,多用于火电站、船舶、机车和工矿企业。 4、锅炉的结构。锅炉是热能生成设备的主要构成,锅炉中的炉膛、锅筒、燃烧器、水冷壁过热器、省煤器、空气预热器、构架和炉墙等主要部件构成生产蒸汽的核心部分,称为锅炉本体。是由“锅”和“炉”两部分组成的。“锅”是汽水系统,它主要任务是吸引收燃料放出的热量,使水加热、蒸发并最后变成具有一定热能的热水或过热蒸汽。它由省煤器、汽包、下降管、联箱、水冷壁、过热器和再热器等设备及其连接管道和阀门组成。炉膛又称燃烧室,是供燃料燃烧的空间。锅筒的主要功能是储水,进行汽水分离,在运行中排除锅水中的盐水和泥渣,避免含有高浓度盐分和杂质的锅水随蒸汽进入过热器中。 5.锅炉的工作原理。锅炉主要有以下系统来完成燃料的化学能到蒸汽具备足够的动能(以煤粉炉为例):汽水系统、风烟系统、燃料(煤粉和助燃油)系统、制粉系统、灰渣系统等。制粉系统用于磨制合格的煤粉储存于粉仓内,通过给粉机,由一次风送入炉膛进行燃烧。煤粉在炉膛内和高温烟气充分混合燃烧加热水冷壁内给水,同时产生大量的高温烟气,经各级低温、高温过热器通过辐射、半辐射半对流、对流充分换热冷却后的烟气由风烟系统中的引风机在经过电除尘、布袋除尘器等使烟气粉尘达标后由烟囱排向大气,炉内给水通过各级吸热后,形成高温高压蒸汽输送出去。煤粉燃烧产生的炉渣通过灰渣系统输送出去。 6.锅炉的维护保养。在锅炉的日常运行过程中,各系统辅机运转正常,要注意维持各项参数在许可范围之内,严格控制压力、温度等超标,定期排污维持合格汽水品质,延长设备使用寿命。锅炉停运后仍要进行保养,锅炉保养的方法都是通过尽量减少锅炉水中的溶解氧和外界空气漏入来减轻锅炉的腐蚀。最常见的保养方法一般有湿式保养法、充氮置换法、烘干防腐保养法等几种。 7.锅炉的经济运行。锅炉机组运行的优劣在很大程度上决定了整个电厂运行的经济性。衡量燃煤发电厂经济性的主要指标是供电煤耗。供电煤耗的大小取决于发电煤耗和厂用电率,影响发电煤耗的主要因素是锅炉效率。因此,研究电厂锅炉的经济运行方式,对提高电厂的经济性具有重要意义。 由于炉膛内燃料的燃烧工况、温度水平、各级受热面的沽污与热交换状态以及辅助动力消耗的不同,其运行经济性也各不相同。必须进行精细的燃烧调整试验,以求得各种负荷下的最佳运行工况,作为日常运行调整的依据,以保证锅炉机组的经济运行状况良好。运行中应根据煤种变化掌握燃烧器特性、风量配比、一次风煤粉浓度及风量调整的规律,重视燃烧工况的科学调整,使炉内燃烧处于最佳状态。为了使燃料在炉膛内与氧气充分混合燃烧,实际送入炉内的空气量总要大于理论空气量。虽然多送入空气可以减少不完全燃烧热损失,但排烟热损失会增大,还会加剧硫氧化物腐蚀和氮氧化物生成。因此除通过合理的风粉配比、调节火焰的充满度和合适的火焰燃烧中心外还应依据锅炉的性能试验,设法改进燃烧技术,争取以尽量小的过量空气系数使炉膛内燃烧完全。 煤粉炉通常采取以下措施来提高锅炉的经济性能: 合理配煤以保证燃煤质量。将各煤种精心混配,减少燃煤的大幅度变化,维持运行参数基本稳定。 合理调整煤粉细度。煤粉细度是影响飞灰可燃物含量的主要因素。经济煤粉细度要根据热力试验进行选取。 控制适量的过量空气系数。煤粉燃烧需要足够的氧气,但过多的冷空气会降低炉内温度水平,且使排烟容积增大。合理的过量空气系数应根据燃烧调整试验及煤种确定。 重视燃烧调整。炉内燃烧状况的好坏、温度水平及煤粉着火的难易程度直接影响灰渣可燃物的含量。 为了考核性能和改进设计,锅炉常要经过热平衡试验。直接从有效利用能量来计算锅炉热效率的方法叫正平衡,从各种热损失来反算效率的方法叫反平衡。考虑锅炉的实际效益时,不仅要看锅炉热效率,还要计及锅炉辅机所消耗的能量。 单位质量或单位容积的燃料完全燃烧时,按化学反应计算出的空气需求量称为理论空气量。为了使燃料在炉膛内有更多的机会与氧气接触而燃烧,实际送入炉内的空气量总要大于理论空气量。虽然多送入空气可以减少不完全燃烧热损失,但排烟热损失会增大,还会加剧硫氧化物腐蚀和氮氧化物生成。因此应设法改进燃烧技术,争取以尽量小的过量空气系数使炉膛内燃烧完全。 8.排放锅炉烟气中所含粉尘(包括飞灰和未燃尽的煤粉)、硫和氮的氧化物都是污染大气的物质,未经净化时其排放指标可达到环境保护法规限定指标的几倍到数十倍。控制这些物质排放的措施有燃烧前处理、改进燃烧技术、除尘、脱硫和脱硝等。借助烟囱只能降低烟囱附近地区大气中污染物的浓度,不能彻底根除污染物。烟气除尘所使用的作用力有重力、离心力、惯性力、附着力以及声波、静电等。对粗颗粒一般采用重力沉降和惯性力的分离,在较高容量下常采用离心力分离除尘静电除尘器和布袋过滤器具有较高的除尘效率。湿式和文氏—水膜除尘器中水滴水膜能粘附飞灰,除尘效率很高还能吸收气态污染物。为了达到较高的除尘效率,一般燃煤机组通常采用多级除尘,电除尘、布袋除尘等并通过脱硫脱销,使烟气的各项指标达到国标要求。 9.锅炉的发展。锅炉未来将向着进一步提高锅炉和电站热效率的方向发展;将进一步降低锅炉和电站的单位功率的设备成本;将极大的提高锅炉机组的运行灵活性和自动化水平;将会发展更多锅炉品种以适应不同的燃料;将会继续提高锅炉机组及其辅助设备的运行可靠性;将会下大力气采取措施减少对环境的污染。 参考文献: [1]张爱存.发电厂燃煤锅炉运行调整与经济性分析[D].华北电力大学 毕业 论文,2003.

题目很大,作为毕业设计,不要采用这样的题目燃煤锅炉节能途径很多,到网上就可以查得到,各有各的可行之处。是否采用、采用效果如何,应该根据运行工况和经济条件和效能考虑,这个需要你具备丰富的运行管理经验才能透彻的分析各种方法的利弊。对于你这种还没参加工作的人来说就很为难了,就算写出的论文也是干巴巴的言之无物的,一般评委一看一问就让你哑口无言的。建议你只取一个途径进行深入研究并收集数据就可以做出一篇很好的论文了给你指个方向 《富氧燃烧对提高锅炉燃烧效率的影响》试试看你也可以选择其他方向,都是成熟的技术,主要是实践数据支持和安全、经济性分析。记住,对于年耗标煤10000吨的锅炉房来说,1%的节能提高,都有很大的现实意义

锅炉毕业论文

1.在毕业论文锅炉输煤中期检查报告中,应简述锅炉输煤的基本情况,包括锅炉的型号、设计规格、使用状况等;2.分析现场输煤工况情况,对煤投入量、煤粉流量、煤粉细度、烟气排放浓度等参数进行检测,并及时发现异常情况;3.评估锅炉输煤的效率,并建议改进措施,提升锅炉输煤的效率;4.总结锅炉输煤的运行情况,并对可能存在的风险进行分析和预测,为下一步操作提供参考。

热能与动力工程专业毕业论文(锅炉专业 锅炉的计算机控制 锅炉微机控制,是近年来开发的一项新技术,它是微型计算机软、硬件、自动控制、锅炉节 能等几项技术紧密结合的产物,我国现有中、小型锅炉 30 多万台,每年耗煤量占我国原煤 产量的 1/3,大多数锅炉仍处于能耗高、浪费大、环境污染等严重的生产状态。提高热效率, 降低耗煤量,用微机进行控制是一件具有深远意义的工作。 作为锅炉控制装置,其主要任务是保证锅炉的安全、稳定、运行,减轻操作人员的劳动 强度。采用微计算机控制,能对锅炉进行过程的自动检测、自动控制等多项功能。 锅炉微机控制系统,一般由以下几部分组成,即由锅炉本体、一次仪表、微机、手自动 切换操作、执行机构及阀、滑差电机等部分组成,一次仪表将锅炉的温度、压力、流量、氧 量、转速等量转换成电压、电流等送入微机,手自动切换操作部分,手动时由操作人员手动 控制, 用操作器控制滑差电机及阀等, 自动时对微机发出控制信号经执行部分进行自动操作。 微机对整个锅炉的运行进行监测、报警、控制以保证锅炉正常、可靠地运行,除此以外为保 证锅炉运行的安全,在进行微机系统设计时,对锅炉水位、锅炉汽包压力等重要参数应设置 常规仪表及报警装置,以保证水位和汽包压力有双重甚至三重报警装置,这是必不可少的, 以免锅炉发生重大事故。 控制系统: 锅炉是一个较为复杂的调节对象,它不仅调节量多,而且各种量之间相互联系,相互, 相互制约, 锅炉内部的能量转换机理比较复杂, 所以要对锅炉建立一个较为理想的数学模型 比较困难。为此,把锅炉系统作了简化处理,化分为三个相对独立的调节系统。 当然在某 些系统中还可以细分出其它系统如一次风量控制回路,但是其主要是以下三个部分: 炉膛负压为主调量的特殊燃烧自动调节系统 锅炉燃烧过程有三个任务:给煤控制,给风控制,炉膛负压控制。保持煤气与空气比例 使空气过剩系数在 左右、燃烧过程的经济性、维持炉膛负压,所以锅炉燃烧过程的自 动调节是一个复杂的。对于 3× 锅炉来说燃烧放散高炉煤气,要求是最大限度地利用放 散的高炉煤气,故可按锅炉的最大出力运行,对蒸汽压力不做严格要求;燃烧的经济性也不 做较高的要求。这样锅炉燃烧过程的自动调节简化为炉膛负压为主参数的定煤气流量调节。 炉膛负压 Pf 的大小受引风量、鼓风量与煤气量(压力)三者的影响。炉膛负压太小, 炉膛向外喷火和外泄漏高炉煤气, 危及设备与运行人员的安全。 负压太大, 炉膛漏风量增加, 排烟损失增加,引风机电耗增加。根据多年的人工手动调节摸索, 锅炉的 Pf=100Pa 来进行设计。调节是初始状态先由人工调节空气与煤气比例,达到理想的燃烧状态,在引风 机全开时达到炉膛负压 100Pa,投入自动后,只调节煤气蝶阀,使压力波动下的高炉煤气流 量趋于初始状态的煤气流量,来保持燃烧中高炉煤气与空气比例达到最佳状态。 锅炉水位调节单元 汽包水位是锅炉安全运行的重要参数,水位过高,会破坏汽水分离装置的正常工作,严 重时会导致蒸汽带水增多,增加在管壁上的结垢和影响蒸汽质量。水位过低,则会破坏水循 环,引起水冷壁管的破裂,严重时会造成干锅,损坏汽包。所以其值过高过低都可能造成重 大事故。它的被调量是汽包水位,而调节量则是给水流量,通过对给水流量的调节, 使汽包 内部的物料达到动态平衡, 变化在允许范围之内, 由于锅炉汽包水位对蒸气流量和给水流量 变化的响应呈积极特性。但是在负荷(蒸气流量)急剧增加时,表现却为"逆响应特性",即所 谓的"虚假水位",造成这一原因是由于负荷增加时,导致汽包压力下降,使汽包内水的沸点 温度下降,水的沸腾突然加剧,形成大量汽泡,而使水位抬高。 汽包水位控制系统,实质 上是维持锅炉进出水量平衡的系统。 它是以水位作为水量平衡与否的控制指标, 通过调整进 水量的多少来达到进出平衡, 将汽包水位维持在汽水分离界面最大的汽包中位线附近, 以提 高锅炉的蒸发效率,保证生产安全。由于锅炉水位系统是一个设有自平衡能力的被控对象, 运行中存在虚假水位现象,实际中可根据情况采用水位单冲量、水位蒸汽量双重量和水位、 蒸汽量、给水量三冲量的控制系统。 除氧器压力和水位调节:除氧器部分均采用单冲量控制方案,单回路的 PID 调节。 监控管理系统: 以上控制系统一般由 PLC 或其它硬件系统完成控制,而在上位机中要完成以下功能: 实时准确检测锅炉的运行参数:为全面 掌握整个系统的运行工况,监控系统将实时监 测并采集锅炉有关的工艺参数、 电气参数、 以及设备的运行状态等。 系统具有丰富的图形库, 通过组态可将锅炉的设备图形连同相关的运行参数显示在画面上; 除此之外, 还能将参数以 列表或分组等形式显示出来。 综合及时发出控制指令: 监控系统根据监测到的锅炉运行数据, 按照设定好的控制策略, 发出控制指令,调节锅炉系统设备的运行,从而保证锅炉高效、可靠运行。 诊断故障与报警管理:主控中 心可以显示、管理、传送锅炉运行的各种报警信号,从 而使锅炉的安全防爆、安全运行等级大大的提高。同时,对报警的档案管理可使业主对于锅 炉运行的各种、弱点等了如指掌。为保证 锅炉系统安全、可靠地运行,监控系统将根据所 监测的参数进行故障诊断,一旦发生故障,监控系统将及时在操作员屏幕上显示报警点。报 警相关的显示功能使用户定义的显示画面与每个点联系起来,这样,当报警发生时,操作员 可立即访问该报警点的详细信息和按照所推荐采取的应急措施进行处理。 记录运行参数: 监控系统的实时数据库将维护锅炉运行参数的历史记录, 另外监控系统 还。设有专门的报警事件日志,用以记录报警/事件信息和操作员的变化等。历史记录的数 据根据操作人员的要求,系统可以显示为瞬时值,也可以为某一段时间内的平均值。历史记 录的数据可有多种显示方式,例如曲线、特定图形、报表等显示方式;此外历史记录的数据 还可以由以为基础的多种应用软件所应用。 计算运行参数: 锅炉运行的某些运行参数不能够直接测量, 如年运行负荷量、 蒸汽耗量、 补水量、冷凝水返回量、设备的累积运行时间等。监控系统提供了丰富的标准处理算法,根 据所测得的运行参数,将这些导出量计算出来。

自动化锅炉的毕业论文

转眼间大学生活即将结束,毕业生要通过最后的毕业论文,毕业论文是一种比较正规的、比较重要的检验学生学习成果的形式,毕业论文我们应该怎么写呢?以下是我整理的电气自动化的毕业论文,欢迎阅读与收藏。

伴随着时代进步的浪潮,我国的社会和经济出现了快速发展的新景象,科学技术也在不断的进步与更新,这给工业化发展带来了可靠支持。随着信息时代的来临,特别是科学技术的不断发展,给工业化发展提供了更好的条件和环境。

PLC技术具体指的是可编程逻辑控制器,这是一种在工业环境中完成数字化运算并实现电子操作系统的控制技术,经过存储器的可编程序来做到内部存储的记录、运行和控制等指令,同时在实际的工业工作中,通过使用数字以及模拟量等手段完成对已储存内容的输出以及输入的控制。电气自动化控制应用PLC可编程逻辑控制器,是PLC系统、计算机技术和继电接触控制技术等相互结合而进行运行的,它给电气控制自动化提供支持和可靠的保障,不但使电气控制系统的自动化水平得到提高,也解决了传统电气控制系统的内接线复杂、耗能高和可靠性低等问题,给工业化发展奠定了基础。

1、PLC技术的特点分析

(1)抗干扰能力强劲,且具有很高的可靠性。

在以往的控制系统里,继电器的使用非常的普遍,继电器的大量使用使得故障出现的可能大大的提高。而PLC技术与其相比较,对触电因接触问题而发生的故障实现了有效的解决。PLC在使用较少的导入导出相关硬件的同时完成对系统的良好运行,这种做法对处在运行状态中的系统发生故障的概率实现了极大的降低。这是因为PLC控制器,从硬件到软件都具备了极强的抗干扰能力,并且对系统运行的可靠性有着极大的提升。

(2)编程简单,方便运用。

PLC系统,仅需对编程语言有一定的理解就可以对其进行使用,不强行要求具备专业的计算机相关知识。而且PLC系统的另一大优势就在于降低工作量,PLC系统的开发周期短,同时在调试、安装、操作等方面都非常的简便。而且只要修改在线程序就可以完成对整个系统的改变,不需对硬件再进行拆装和改进。

(3)硬件配套设施完善,具有很强的适应能力。

在硬件配置上,PLC控制器装备有标准化以及模块化两种硬件装置。而通过不同硬件配置,就可以对PLC系统进行符合现实使用情况的改进以及不同功能的实现。这些都可以在用户程序中进行操作,这样就可以满足各种工艺条件。因此可以称PLC具备很强的.适应能力。

(4)有很高的性价比,且功能全面。

PLC控制器可以为使用者提供各种各样的编程元件,控制功能强大。PLC系统可以实现通信联网,对控制进行分散,并且完成集中管理。

(5)维修简易。

PLC其自身就具有一定的诊断功能和显示功能,所以故障出现的可能性极低。在发生问题的时候,系统会显示其故障信息。与此同时,诊断功能就开始查找故障的所在,此后,只需简单的更换模块,就可以对故障问题进行排除。

2、PLC在电气自动化控制方面的应用

起初,只有在其开关量的控制运用中才有PLC技术的身影,因科技的限制,当时的数据处理以及监控能力都处在较低的水平,服务效能需要不断的提高和完善,如今随着工业改革的深化和科学技术的发展,PLC技术在这中间实现了自身的蜕变,完成了自身的进步与发展,PLC技术具体应用有以下几个方面:

(1)顺序控制方面。

开关量控制和顺序控制是电气自动化辅助系统中的主要技术控制方式,增效降耗是电力行业生产随节能减排要求而要重视的内容,因此使自动控制水平的要求也不断提升。PLC技术代替继电控制器在电气自动化控制方面起着主要作用,不但做到了控制单独工艺流程,并且在信息模块和通信总线连接的配合协调下,也做到了协调与控制全部的生产工作。电力自动化系统从人力控制开始到计算机技术等支撑下,做到了自动化控制,采用PLC的电力自动化系统主要有远程IO站以及与现场传感器的网络结构,在远程IO站和主站层由通信总线进行连接,经过远程IO站和二次电缆做到连接传感器。经过主站层的PLC系统,只用经过室内显示屏,就可以做到监控系统的运作。

(2)开关量的控制应用。

具有电磁性的继电器是过去广泛使用的元件,因此,大量触点事故的发生,使得系统的可靠性大大降低,另外其自身的控制系统也存在着一定的问题,但在电气自动化控制上应用PLC技术后,只用取消一些元件的继电器就可以完成,对系统的可靠性进行提升,另外具有完整的系统并且维修简单,在二次接线简化的前提下,还取缔了闪光电源配置。

(3)闭环控制方面。

泵类电机的启动可以使用PLC实现自动启动,其顺控模块可以对泵的运作时间等实现自主选择,而工作人员只需对现场开关进行调节就可以了。同时在现场进行操作时,必须将开关调成手动挡。而如今,常规控制和PLC控制相结合是常用的控制方式。电液执行单元和转速测量单元以及电子调节单元这三个单元组成PLC技术的控制系统,同时他们又分别对其他系统有着控制作用。

3PLC应用中的注意事项

在现实操作中,需要对工作时的通风、温度等因素进行控制。就温度来说,PLC应该在一个温度变动不大的环境中进行使用,对于大型的矿区应尽可能的远离。而对PLC造成负面影响的还有其他干扰因素。如在干扰源的作用范围内使用PLC,发生故障的可能性会增加,带来不必要的经济损失,而且会对工作进程造成一定的影响。最后要说的是,PLC需要有独立的电源,并保持接地线良好的连接状态,防止发生突发事件时产生较大的危险。

4、结束语

综上,由于PLC可编程逻辑控制器的特征和优势使其广泛应用在工业控制领域中,经过闭环控制和开关质量控制以及顺序控制等应用实现了对电气自动化控制的改良,大幅提高了其自动化水平,对工业生产效率的提升和质量提供有力且可靠的帮助。如今在我国科技水平蓬勃发展的今天,工业生产的改革也在朝着其自身的目标不断发展,而PLC控制系统也要在这种背景下继续进行自身的更新与改善,在电气自动化发展的控制方面起更多的作用。

参考文献:

[1]王爽,徐建.分析PLC技术在电气自动化中的应用[J].电力发展,2015(01):63-65.

[2]张冬阳.PLC技术在电气工程自动化控制中应用研究[J].科技进步,2014(09):31-32.

[3]陈思国.试论PLC在电气自动化控制的应用和发展[J].科技导读,2013(06):13-15.

我国是以煤为主要一次能源的国家,而50%以上煤炭消耗于火力发电,传统火力发电面临发电效率低、环境污染大等缺点,亟待改善。整体煤气化联合循环技术(Integrated Gasification Combined Cycle, IGCC)将煤的气化和高效联合循环相结合,是一种高效洁净的燃煤发电技术。其中辐射式废热锅炉是IGCC系统中煤气化显热回收设备的重要组成部分。气化炉生成的高温合成气经辐射式废热锅炉回收其显热,可提高整个系统发电效率2~4%。由气化炉进入辐射式废热锅炉的合成气中带有大量的高硬度飞灰颗粒,其进入废热锅炉后受气体夹带作用会对受热面产生严重的冲刷,进而造成水冷壁严重磨损,影响显热回收装置的安全正常运行。因此,在对辐射式废热锅炉温度场、流场的模拟和分析的基础上,根据数值模拟结果加装有效的飞灰分离装置并对飞灰颗粒对壁面磨损进行预测,对IGCC系统辐射式废热锅炉的设计、安全运行具有重要意义。本文针对“国家863计划”项目中某中试试验废热锅炉开展了现较为通用的双层水冷壁式辐射式废热锅炉内部气体流动、温度分布的模拟,并采用欧拉-拉格朗日随机轨道模型进行了辐射式废热锅炉内气体、粒子气固两相流动的模拟,最终获得了辐射式废热锅炉内气体温度场、流场以及颗粒相运行轨迹。在此基础上,结合该中试试验设计工况,根据固体颗粒沉降以及惯性分离原则,在确定最佳固体颗粒分离位置的情况下,提出了一种具有多层结构的固体颗粒径向分离装置,采用Fluent软件进行了相关数值模拟,深入研究了该分离装置分离效果,并开展了相关参数,如分离环倾角、间距比、遮盖比例对分离效果影响规律的研究,为不同设计参数情况下分离装置的设计提供了理论依据。结果表明:当分离环倾角为50°、间距比为、遮盖比例为5 %时,径向分离装置的分离效率达到最高。而后,根据辐射式废热锅炉内流场情况结合粒子运行轨迹模拟结果,编制程序,统计了内、外水冷壁粒子碰撞情况,确定了辐射式废热锅炉内粒子碰撞概率较大区域,并针对该类型区域,统计了30~100μm不同粒径固体颗粒在该区域的碰撞次数,并根据其运行轨迹计算出颗粒入射角,进而采用磨损模型计算出不同颗粒对壁面的磨损状况,同时给出了年标准工况下壁面区域由机械磨损引起的减薄的预测值。结果表明,辐射废热锅炉内筒末段区域壁面磨损程度大,最严重时可每年磨掉壁面。

基于PID的锅炉温度控制系统设计 摘要:利用BP神经网络PID控制具有逼近任意非线性函数的能力,将神经网络PID与LabVIEW友好地人 机交互结合,实现对锅炉温度的控制.仿真结果表明,该系统具有更小的超调量,并且更快地到达需要的控制温 度. 关键词:BP神经网络;PID控制;温度控制 温度是锅炉生产蒸汽质量的重要指标之一,也是保证锅炉设备安全的重要参数.同时,温度是影响锅 炉传热过程和设备效率的主要因素.例如,在利用烟化炉对锌、铝冶炼过程中,如果温度过低,则还原速度 和挥发速度都会降低;但温度也不宜过高,否则在温度超过1 250℃时,可能形成Zn-Fe合金,有害于烟 化炉的作业,因此温度的精确测量和控制是十分必要的.作为工业控制系统中的基本方式,PID控制对于 动态反应较缓慢的工业过程是非常好的控制规律[1].但是,当工业过程复杂,负荷变化很多,对象的纯滞 后又较大时常规PID控制达不到要求,为了解决上述问题系统采用PLC作为下位机,PC作为上位机,利 用labVIEW构造人机交互界面,应用神经网络PID对系统进行控制,设计锅炉温度的监制电路. 1 系统总体设计 系统通过热电偶传感器检测出锅炉的温度,采集的信号经过A/D电路转换后传给PLC控制器.PLC 根据数据做出判断,当锅炉处在升温阶段时对锅炉进行加热,当锅炉处于保温段时调用PID算法控制温 度满足输出要求.同时PLC把数据传给PC机,PC机做出显示和报警.具体电路如图1所示. 1·1 主控芯片 S7-300PLC是西门子生产的模块式中小型PLC,提供了大量可以选择的模块,包括:PS 电源模块、CPU模块、IM接口模块、SM信号模块、FM功能模块和CP通信模块.其中FM模块可实现高 速级数、定位控制、闭环控制功能;CP模块是组态网使用的接口模块常用的网络有PROFIBUS,工业以太 网及点对点连接网络.这些模块可以通过U形总线紧密地固定在轨道上,一条导轨共有11个槽号:1号槽 至3号槽分别放置电源、CPU、IM模块4号槽至11号槽 可以随意放置其他模块. 1·2 通信网络 一般的自动化系统都是以单元生产设备 为中心进行检测和控制,不同单元的生产设备间缺乏信息 交流,难以满足生产过程的统一管理.西门子全集成自动 化解决方案顺应了当今自动化的需求,TIA从统一的组态 和编程、统一的数据管理及统一的通信三方面集成在一 起,从现场级到管理级,可以使用如工业以太网、PROFIB- BUS,MPI,EIB等通信网络.根据设计的需要可以自由选择通信网络的配置[2]. 1·3 温度传感器 热电偶是将2种不同的导体焊接起来组成闭合回路,当两端节点有温度差时,两端点 之间产生电动势,回路中会产生电流,这种现象称为热电效应.热电偶温度传感器就是利用这一效应来工 作的.在工业生产过程中被测点与基准节点之间的距离常常过远,为了节省热电偶材料,降低成本,通常采 用补偿导线的方式进行补偿[3]. 1·4 显示界面 LabVIEW是美国NI公司推出的图形化工业控制测控开发平台,是目前应用最广、发展 最快、功能最强的图形软件集成开发环境.LabVIEW具有界面友好、开发周期短等优点,广泛应用于仪器 控制、数据采集、数据分析和数据显示等领域.所以,我们可以在计算机上采用它来实现对设备运行状态的 监控,同时也可以对各种数据进行采集显示.系统的温度显示界面如图2所示. 2 系统控制算法设计 PID控制是工业过程控制中最常用的一种控制方法, 但常规的PID控制在被控对象具有复杂的非线性时,如锅 炉的温度控制,不仅具有较大的纯延迟,而且模型也不确 定时,对于这种对象往往难以达到满意的控制效果.BP神 经网络PID控制具有逼近任意非线性函数的能力,通过神 经网络自身的学习,找到最佳组合的PID控制参数,以满 足控制系统的要求.具体的神经网络PID控制系统框图如 图3所示. 设PID神经元网络是一个3层BP网络,包括2个输入节点,3个隐含层节点,1个输出接点.输入节 点对应所选的系统运行状态量,如系统不同时刻的输入量和输出量等,必要时要进行归一化处理.输出节 点分别对应PID控制的3个可调参数KP,KI,KD.输入层的2个神经元在构成控制系统可分别输入系统 被调量的给定值和实际值.由文献[4]和[5]中的前向算法可得到输出层的权系数计算公式为: 3结论 PID控制算法是一种易于实现而且经济实用的方法,具有很强的灵活性,但在被控制对象具有复杂的 非线性时,难以满足控制要求,而神经网络PID控制具有逼近任意非线性函数的能力,神经网络PID与 LabVIEW结合实现对锅炉温度的数据采集、控制和显示,提高了锅炉监控系统的效率. 参考文献: [1] 邓洪伟.供暖锅炉温度和压力的PLC控制[J].动力与电力工程,2008(18):93-94. [2] 张运刚.西门子S7-300/400PLC技术与应用[M].北京:人民邮电出版社,2007. [3] 何希才.传感器及其应用实例[M].北京:机械工业出版社,2004. [4] 何离庆.过程控制系统与装置[M].北京:重庆大学出版社,2003. [5] 舒怀林.PID神经元网络及其控制系统[M].北京:国防工业出版社,2006.

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锅炉类毕业论文

基于PID的锅炉温度控制系统设计 摘要:利用BP神经网络PID控制具有逼近任意非线性函数的能力,将神经网络PID与LabVIEW友好地人 机交互结合,实现对锅炉温度的控制.仿真结果表明,该系统具有更小的超调量,并且更快地到达需要的控制温 度. 关键词:BP神经网络;PID控制;温度控制 温度是锅炉生产蒸汽质量的重要指标之一,也是保证锅炉设备安全的重要参数.同时,温度是影响锅 炉传热过程和设备效率的主要因素.例如,在利用烟化炉对锌、铝冶炼过程中,如果温度过低,则还原速度 和挥发速度都会降低;但温度也不宜过高,否则在温度超过1 250℃时,可能形成Zn-Fe合金,有害于烟 化炉的作业,因此温度的精确测量和控制是十分必要的.作为工业控制系统中的基本方式,PID控制对于 动态反应较缓慢的工业过程是非常好的控制规律[1].但是,当工业过程复杂,负荷变化很多,对象的纯滞 后又较大时常规PID控制达不到要求,为了解决上述问题系统采用PLC作为下位机,PC作为上位机,利 用labVIEW构造人机交互界面,应用神经网络PID对系统进行控制,设计锅炉温度的监制电路. 1 系统总体设计 系统通过热电偶传感器检测出锅炉的温度,采集的信号经过A/D电路转换后传给PLC控制器.PLC 根据数据做出判断,当锅炉处在升温阶段时对锅炉进行加热,当锅炉处于保温段时调用PID算法控制温 度满足输出要求.同时PLC把数据传给PC机,PC机做出显示和报警.具体电路如图1所示. 1·1 主控芯片 S7-300PLC是西门子生产的模块式中小型PLC,提供了大量可以选择的模块,包括:PS 电源模块、CPU模块、IM接口模块、SM信号模块、FM功能模块和CP通信模块.其中FM模块可实现高 速级数、定位控制、闭环控制功能;CP模块是组态网使用的接口模块常用的网络有PROFIBUS,工业以太 网及点对点连接网络.这些模块可以通过U形总线紧密地固定在轨道上,一条导轨共有11个槽号:1号槽 至3号槽分别放置电源、CPU、IM模块4号槽至11号槽 可以随意放置其他模块. 1·2 通信网络 一般的自动化系统都是以单元生产设备 为中心进行检测和控制,不同单元的生产设备间缺乏信息 交流,难以满足生产过程的统一管理.西门子全集成自动 化解决方案顺应了当今自动化的需求,TIA从统一的组态 和编程、统一的数据管理及统一的通信三方面集成在一 起,从现场级到管理级,可以使用如工业以太网、PROFIB- BUS,MPI,EIB等通信网络.根据设计的需要可以自由选择通信网络的配置[2]. 1·3 温度传感器 热电偶是将2种不同的导体焊接起来组成闭合回路,当两端节点有温度差时,两端点 之间产生电动势,回路中会产生电流,这种现象称为热电效应.热电偶温度传感器就是利用这一效应来工 作的.在工业生产过程中被测点与基准节点之间的距离常常过远,为了节省热电偶材料,降低成本,通常采 用补偿导线的方式进行补偿[3]. 1·4 显示界面 LabVIEW是美国NI公司推出的图形化工业控制测控开发平台,是目前应用最广、发展 最快、功能最强的图形软件集成开发环境.LabVIEW具有界面友好、开发周期短等优点,广泛应用于仪器 控制、数据采集、数据分析和数据显示等领域.所以,我们可以在计算机上采用它来实现对设备运行状态的 监控,同时也可以对各种数据进行采集显示.系统的温度显示界面如图2所示. 2 系统控制算法设计 PID控制是工业过程控制中最常用的一种控制方法, 但常规的PID控制在被控对象具有复杂的非线性时,如锅 炉的温度控制,不仅具有较大的纯延迟,而且模型也不确 定时,对于这种对象往往难以达到满意的控制效果.BP神 经网络PID控制具有逼近任意非线性函数的能力,通过神 经网络自身的学习,找到最佳组合的PID控制参数,以满 足控制系统的要求.具体的神经网络PID控制系统框图如 图3所示. 设PID神经元网络是一个3层BP网络,包括2个输入节点,3个隐含层节点,1个输出接点.输入节 点对应所选的系统运行状态量,如系统不同时刻的输入量和输出量等,必要时要进行归一化处理.输出节 点分别对应PID控制的3个可调参数KP,KI,KD.输入层的2个神经元在构成控制系统可分别输入系统 被调量的给定值和实际值.由文献[4]和[5]中的前向算法可得到输出层的权系数计算公式为: 3结论 PID控制算法是一种易于实现而且经济实用的方法,具有很强的灵活性,但在被控制对象具有复杂的 非线性时,难以满足控制要求,而神经网络PID控制具有逼近任意非线性函数的能力,神经网络PID与 LabVIEW结合实现对锅炉温度的数据采集、控制和显示,提高了锅炉监控系统的效率. 参考文献: [1] 邓洪伟.供暖锅炉温度和压力的PLC控制[J].动力与电力工程,2008(18):93-94. [2] 张运刚.西门子S7-300/400PLC技术与应用[M].北京:人民邮电出版社,2007. [3] 何希才.传感器及其应用实例[M].北京:机械工业出版社,2004. [4] 何离庆.过程控制系统与装置[M].北京:重庆大学出版社,2003. [5] 舒怀林.PID神经元网络及其控制系统[M].北京:国防工业出版社,2006.

浅谈小型热水锅炉及其配套工艺应用分析论文关键词:小型热水锅炉二合一采暖炉分析 论文摘要:目前供热方式多种多样,主要供热设备分为“二合一”采暖炉、相变真空采暖炉、小型热水锅炉三种。其中,小型热水锅炉属于应用较新的一种供热设备,本文就其工作原理、工艺流程、与其他供热设备生产运行优缺点对比,以及运行过程中的经济能耗等问题进行分析。 1 小型热水锅炉及配套工艺技术简介 结构: 小型热水锅炉主要采用撬装模块式设计,内部主要由燃烧室、热交换器、自动燃烧器、自动控制装置及配套设施构成。 工作原理: 燃烧器将天然气充分燃烧,产生的热量被受热面吸收传给中间介质水,完成加热的水通过循环水泵打出,送至各采暖用户,出户后的冷凝水返回后再次被加热,如此循环往复。 主要工艺流程: 清水通过全自动软化水供水机组处理后打入加热炉,天然气通过全自动点火装置将锅炉点燃,将炉内清水加热至85℃左右,然后循环水泵将热水打出送至各用户。 工艺技术:该种锅炉具备完善的自动控制系统,采用全自动燃烧器可以实现自动燃烧功能,并通过控制柜实现各项参数的精确输出或发出故障信号,另外小型热水锅炉可以根据水温的变化进行自动调节,当水温升高时,锅炉自动停止燃烧;待水温降低后再自动启炉,有效的节约了锅炉的的耗气量。 热水锅炉水质硬度指标一般在,通过全自动软化水供水机组处理后,水质硬度指标一般小于,远远低于热水锅炉水质要求,降低了锅炉的腐蚀结垢情况及维修量。 2 与其它供热设备技术对比分析 运行能耗: “二合一”采暖炉炉膛温度受热不均、火焰偏烧,易造成局部过热影响炉效,炉效平均值仅在%左右,低于采暖系统炉效不小于80%的节能要求,增大了耗气量和生产运行费用。 小型热水锅炉炉效可达88%左右,节能烟箱的设计,通过在烟箱内壁加涂特殊的辐射材料,降低热损失;并在烟管内加装高效传热扰流构件,进一步强化传热等措施确保了锅炉更高的燃烧及传热效率。 而且它具备自动启炉和停炉的功能,当炉内水温达到85℃左右时,小型热水锅炉可自行停止加热,当回水温度降至55℃左右时,设备自动启炉,开始加热,大大降低了耗气量。 相变真空炉则采用两回程燃烧室和优化的换热面设计,确保了最佳的热传递,使加热炉效率高达87%-91%。 安全性: “二合一”采暖炉燃烧器没有配置全自动点火和熄火保护装置,而且加热炉监测力度及精细控制不够,管理人员多靠观察火焰及经验控制燃烧,炉膛内易熄火,存在严重安全隐患问题。 小型热水锅炉采用全自动燃烧器和自动监控系统,可实现输出参数的精确控制,确保锅炉安全运行的同时,大大减少了锅炉由于操作人员经验不足及人为因素造成的低效高耗使用情况。 相变真空炉运行时,锅壳内部压力始终低于外界大气压,绝无承压爆炸的危险,运行安全可靠。 使用寿命: “二合一”采暖炉腐蚀结垢问题严重,降低了锅炉的使用寿命;同时,“二合一”采暖炉火管和烟管结垢快,造成受热不均,靠近燃烧器2-3m处火管过热,易发生变形损坏。 小型热水锅炉炉膛内采用防腐衬膜技术,大幅度降低钢材腐蚀速率,使本体维修率降低,使用寿命延长。 相变真空炉炉体内部在真空无氧、无垢的环境下运行,大大延长锅炉使用寿命。湿背式回燃式结构,有效保证了燃烧系统的运行寿命。 管理维护及供热负荷: “二合一”采暖炉属于压力容器管理范围,因此每年需要开机检修,更换附件(更换火嘴、燃烧器、耐火砖;维修烟囱等),而小型热水锅炉和相变真空炉的损坏现象很少,维修工作量相对较小。 “二合一”采暖炉和相变真空炉供热负荷范围比较大,而小型热水锅炉的最高供热负荷为,适用于小型场所。。 3 经济效益分析 初投资对比分析 若以一台额定热功率为的炉子为例,小型热水锅炉、“二合一”采暖炉、相变真空炉主要设备工程投资比较具体情况见下列各表。 通过以上价格比较可以看出,小型热水锅炉投资费用最低,比相变真空炉投资费用节省万元,比“二合一”采暖炉投资节省万元。 运行费用对比分析 就小型热水锅炉、相变真空炉及“二合一”采暖炉进行效益分析,以采暖炉为例: ①耗气量(天然气价格为元/立方米估算、湿气价格为元/立方米估算) 小型热水锅炉耗气量为33Nm3/h,年耗气量为,一年费用为万元 相变真空炉耗气量为,年耗气量为14x104Nm3,一年费用为万元 “二合一”采暖炉耗气量为40Nm3/h,年耗气量为,一年费用为万元 ②年维护费用 小型热水锅炉及相变真空炉均属于自控程度较高的供热设备,维修管理工作量很小,相对“二合一”采暖炉而言,每年可节省维修费用万元。 因此,应用小型热水锅炉或相变真空炉可以比二合一采暖炉节省年运行费用万元。 4认识与总结 1.小型热水锅炉较其他供热设备而言,一次性投入较低,可节约投资成本。 2.小型热水锅炉供热效果良好,冬季室内温度均达到20℃~25℃,充分满足小队点供热需求。 3.小型热水锅炉自动化程度较高,可以实现无人值守,管理方便。 4.小型热水锅炉运行效果平稳,维护工作量小,适合在具备气源、距离较远的独立小队点推广应用。 参考文献: [1]王鹏. 《小型热水锅炉水动力特性研究》. [D];东北电力大学2007,4,26-27 [2]解鲁生. 《热水锅炉及供热系统探讨研究》. 全国供热行业热源技术研讨会,2004转

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