工程二、工业锅炉系统一、实习目的及要求1、了解工业锅炉的结构组成、主要工艺流程和一般的操作方法。2、熟悉和掌握工业锅炉控制系统的构成和常用控制方案：汽包液位控制、蒸汽压力及温度控制、炉膛负压控制等。3、熟悉工业锅炉的开车过程；掌握控制系统的投运方法和步骤。4、掌握各控制回路PID参数的整定及对控制质量的影响。测试和比较在干扰作用下，同一控制参数在不同控制方案下的控制质量和效果。二、实习装置1.工业锅炉的结构及工艺流程简介锅炉是将燃料燃烧释放出的热能传递给水，使水转变成为具有一定压力和温度的蒸汽（或水）的动力装置。锅炉分动力锅炉和工业锅炉两大类。动力锅炉用于动力发电等方面，所产蒸汽的量、压力及温度都较高。工业锅炉用于工业生产和采暖等方面，所产蒸汽的量不是很大、一般是过热蒸汽和饱和蒸汽，或者是热水。本软件采用燃气、自然水循环、双汽包、产汽量65t/h过热蒸汽的工业锅炉为仿真实习装置，其控制系统流程图如图1所示。锅炉是由锅炉本体和辅助设备两大部分组成。锅炉本体主要包括（上、下）汽包、对流管、下降管、上升管、水冷壁、（上、下）联箱、蒸汽过热器、减温器、省煤器、空气预热器、火嘴（喷燃器）等。辅助设备包括通风设备、给水设备、除灰设备和锅炉附件等。蒸汽生产主流程为：除氧器V102中的水（约0.2MPa、105℃）用高压水泵P101抽出作为锅炉给水。一部分给水经减温器加热后与另一部分混合后进入省煤器，被烟气加热为248℃的饱和水后进入上汽包。上汽包中的热水由对流管流到下汽包，再通过下降管、下联箱进入水冷壁，吸收炉膛辐射热后成为汽水混合物，经上联箱进入上汽包进行汽水分离。上汽包分离出的饱和蒸汽经过热器低温段、减温器、过热器高温段后，成为448℃、3.77Mpa的过热蒸汽送入中压汽网供用户使用。燃烧系统流程为：来自外部的高压燃料气在气罐V101中经稳压后（约0.3MPa），送入锅炉燃烧室壁侧的火嘴。另外空气由鼓风机P102升压后，经风门送入锅炉燃烧室。燃烧室内的燃气和空气经点火后燃烧释放出热能，成为高温烟气（温度可达900℃），其中大部分热能被水冷壁吸收。高温烟气经蒸汽过热器、上升管、对流管、省煤器、空气预热器等，被逐步吸收热量，温度逐渐降低（到排烟段时降到180℃）。燃烧烟气最后经引风机P103送入烟囱，排入大气。炉膛负压由引风机控制烟气排出流量约为-0.2KPa。2.工业锅炉控制系统简介针对上述工艺流程，为满足工业锅炉安全、稳定、正常运行的要求，其控制系统一般都设计实现以下几个控制参数。另外为达到环保及经济效益指标，有的锅炉控制系统还设计有其他控制参数（如排烟氧含量）。（1）上汽包液位的控制。这是保证工业锅炉安全、正常运行的最重要的一个控制参数。由于在蒸汽负荷变化及给水压力波动的情况下，工业锅炉都存在着“虚假液位”的现象，一般的汽包液位单回路控制方案不能有效地克服干扰，会出现锅炉水烧干甚至锅炉爆炸的严重事故。因而针对性地产生了“双冲量”控制（蒸汽流量-汽包液位的前馈-反馈控制）及“三冲量”控制（蒸汽流量-汽包液位-给水流量的前馈-反馈-串级控制），这两种控制方案的控制效果和控制质量，比单回路控制得以提高，满足了生产工艺的要求。（2）过热蒸汽压力及温度的控制。这是工业锅炉生产蒸汽产品的质量指标，达到蒸汽用户的要求。这两个控制参数一般都是单回路控制，控制质量要求高的，实现了串级控制。（3）燃料气压力控制，这是保证燃料气稳定燃烧的重要指标。一般的单回路控制就可以满足要求。三、实习内容1、工业锅炉的开车直至产汽量达到额定负荷，锅炉进入正常运行状态，控制系统全部投入自动。2、在锅炉进入正常运行状态后，分别在单回路、双冲量、三冲量三种控制方案下，分别通过改变蒸汽负荷和给水压力作为干扰，记录汽包液位参数值反应曲线。1、在锅炉正常运行状态时和汽包液位三冲量控制方案下，通过改变蒸汽负荷（或给水压力）作为干扰，记录过热蒸汽温度值和反应曲线。四、实习步骤1、工业锅炉的冷态开车（1）锅炉上水：在除氧器V102工作正常的条件下，启动给水泵P101，打开给水泵循环阀SV101，调节给水泵出口压力为5.0Mpa。通过调节LIC101的输出值，手动控制给水调节阀LV101（注意：在上汽包液位三种不同控制方案时，给水调节阀LV101的手动操作），使给水流量约10t/h,锅炉开始上水。稍后可加大给水流量，并观察上汽包液位上升，直至达到50%左右。在下面的步骤中注意观察汽包液位的变化，随时进行调节，使液位稳定在50%左右。（2）燃料系统的投运：手动调节PIC104输出值，缓慢打开调节阀P