1 自然循环锅炉控制设计 1 题目背景及意义 工业锅炉已经广泛的应用于国民经济各个部门。通常蒸发量小的锅炉用来供热或提供循环热水。蒸发量大的锅炉用于汽轮机和蒸汽机，使热能转化为机械能。在化工、炼油、石化工业中，工业锅炉不仅能为蒸馏过程、化学反应、干燥、蒸发等过程提供热源，而且可作为风机、压缩机、泵等动力源。随着石油化学工业生产规模不断扩大与强化，作为全厂动力和热源的锅炉亦向大容量、高效率方向发展。 为确保安全、稳定生产，对锅炉控制系统就十分重要。锅炉效率是影响机组效率的主要因素，燃烧的好坏决定了锅炉效率的高低。火电厂锅炉燃烧控制系统是火电厂工业控制的重要组成部分，由三个相对独立的子系统即燃料控制系统、送风控制系统、引风控制系统组成。热电厂锅炉蒸汽压力的变化具有很大的滞后性，而且当负荷发生变化时燃料产生的热量很难与锅炉的蒸发量相一致，故有必要对主蒸汽压力控制子系统的传统方案做出改进。我国目前大部分电厂的锅炉燃烧控制系统仍 然 采 用P ID 控制，但 是由于火电站 锅炉燃烧系统是一个受 多 种 因素制约 的不断波 动的多 变量复 杂 系统，它 往 往 表 现 出强耦 合 、非 线 性、大惯 性、参 数 时变性和不确定性，对其 建 立精 确的数 学模型 十分困 难，使得 基 于精 确数 学模型 的常规 P ID 控制器 难以 取 得 理 想 的控制效果 ，燃烧效率难以 达 到 期 望 要求 。锅炉燃烧控制也 因此 成为火电厂过程控制中的一大难题 。 所 以 对于我们 来说 ，主要任 务 有两 个。一是通过对锅炉控制系统的设 计 ，来分析 自 然 循环炉的控制系统性能；二 是利 用组态 软 件 ，设 计 一个工业锅炉控制系统的监 控界 面 ， 2 自然循环炉对象描述 2.1 自然循环炉工艺过程描述 被 控对象 为工业领 域 广泛应用的自 然 循环锅炉如 图 (2.1)所 示 。 2 图 2-1 自然循环锅炉系统 经处理的软化水进入除氧器 V 1101 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 V 1101 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...
