过控课程设计指导书

过程控制系统课程设计指导书

1．设计题目

金弘基供热锅炉测控系统设计。

说明：

金弘基供热锅炉系统由两台40吨热水锅炉构成，负责向大连市西南部的书香园一期、二期、三期住宅小区冬季供暖。为保证锅炉的安全、经济运行，需要设计相应的测量、控制系统。本设计仅包含1#锅炉的测量、控制系统。

2．设计目标

住宅供热锅炉测控系统主要实现目标：

⑴保证锅炉的安全运行。

设计控制参数有：炉膛温度、炉膛负压、出水温度、出水压力、总管温度、总管压力等。

⑵保证住宅供暖室内温度。

控制回水温度。

⑶锅炉运行考核管理。

出水温度、出水压力、回水温度、炉膛温度等重要参数的当班记录。煤、水消耗的当班记录，考核评价等其他管理需要。

3. 设计指导思想

作为民用供暖锅炉，在保证实现要求前提下，尽量降低测控系统建造成本、运行成本。在测控设备选型方面，只要能满足要求，不追求较高的技术指标。在方案设计方面，考虑所设计的系统将不会配备专业人员维护、操作，因此，尽量避免设计复杂的控制系统。能采用人工监测的参数，就不采用自动监测。能够开环控制的参数，就不采用闭环控制。

4. 设计任务

供热热水锅炉测控系统方案设计、扩大初步设计。主要完成以下设计任务：

（1）供热热水锅炉测控系统方案设计。

（2）设备选型设计。

（3）仪表盘正面布置设计。

（4）仪表盘盘后接线图设计。

（5）仪表供电系统设计。

5. 设计指导

本课程设计题目源自实际工程项目，学生设计之前，应仔细分析、研究设计任务书，研究类似的实际设计案例，了解相应的设计规范。需要到实际现场观察、了解热水锅炉设备运行过程，测量、控制要求。

各项设计任务要求：

（1）测量、控制方案设计

根据具体要求，作出方案设计。将测、控方案标注在工艺流程图上，形成带控制点的工艺流程图。

根据具体的应用场合，实际需要，测控方案应包括如下内容：

①测量参数：炉膛温度、炉膛负压、出水温度、出水压力、回水温度、省煤器入口温度、省煤器出口温度、省煤器出入口压差。

②闭环控制参数：出水压力

操纵变量：出水泵电机功率。执行装置：变频调速器 + 出水泵电机；

③开环控制参数：回水温度（根据出水温度进行）、炉膛负压。

炉膛负压：

操纵变量：引风机电机功率。执行装置：变频调速器 + 引风机电机。

回水温度：

操纵变量：炉排转速、鼓风机功率。执行装置：滑差电机、变频调速器 + 鼓风机电机。

此项设计应绘出带控制点的工艺流程图，绘制过程中应遵守：

①温度测量、压力测量、流量测量、液位测量、差压测量测量点的规范绘图。

②闭环控制系统的控制方案标注清楚，包括测量传感器、变送器，调节器、执行器。设备代号统一、规范命名，设备代号在全部设计文件中有唯一的标注。

③设计时间有限，允许简化流程图，但测控方案必须标注清楚。

图例：1#锅炉控制工艺流程图（不完全）：

省煤器控制工艺流程图：

二次仪表代号：

温度测量：TI 温度控制：TCR

压力测量：PI 压力控制：PCR 差压测量：DPI

流量测量：FI 流量控制：FCR

检测点表达：

（2）设备选型要求

根据测量、控制的具体技术要求，选定仪表设备。选型中应仔细阅读有关设备的使用说明书，了解仪表的具体技术指标，了解仪表生产厂家的生产、技术水平，产品实际应用情况，必须保证仪表能长期可靠、稳定运行。应充分考虑经济性原则，尽量减少设备投资。

此项设计应绘出设备选型表要求：

①设备选型表分：传感器、变送器设备选型表；控制室内二次仪表设备选型表；执行器设备选型表三种。设备选型表格式统一、规范，表中应反映序号、设备代号、设备名称、设备型号、数量、备注几项内容。备注中注明设备生产厂家。

②设备选型表是物资供应部门采购设备的依据，应当包括采购过程中需要的其他依据。

③设备选型依据考虑：

在缺乏设计经验情况下，可参考如下设计考虑：

温度传感器选型：

温度：300℃以下，选金属热电阻：Pt100;

0℃~1000℃，选E 型或K型热偶；

0℃~1200℃，选热N型热偶；

0℃~1500℃，选热S型热偶。

压力、差压变送器、执行器选型、二次仪表：

参考大重集团设计公司设计选型，或其他设计案例的设备选型。

操作站设备选型：研华公司生产工业PC机，性能配置根据需要选择。

④设备选型表图例：

（3）仪表正面布置设计

基本原则是便于仪表安装、维护、操作人员观测、操作。根据选定的仪表外型尺寸，数量，设计仪表柜，设计仪表正面布置图。设计中，应考虑与工艺流程的一致性，观测方便性。尺寸标注合乎规范。

此项设计应绘出仪表柜结构尺寸图、仪表盘正面布置图。

时间所限，可参考大重集团设计公司设计，但正面尺寸、开孔尺寸需要与选定的二次仪表一致。此图必须准确反映两个要素：仪表开孔尺寸与在整个盘面上的位置。

图例：

（4）表盘后接线图设计

根据带控制点的工艺流程图、仪表正面布置图、选定仪表的接线图，设计仪表盘后接线图。采用端子呼应法标注仪表之间的接线关系、仪表与盘后端子的接线关系，盘后端子信号的去向。

此项设计应绘出仪表盘后接线图图。接线图可分多页。

图例：

（5）仪表供电系统设计

为保证系统可靠工作，防止因电源故障造成整个系统瘫痪，要求每台仪表单独设计一路供电电源。可采用双刀双掷开关、或双位空气开关，作为接通、关断每台仪表电源的开关设备。根据仪表的功耗设计熔断器的容量。设计仪表系统配电图，清楚标明配电接线关

系。二次仪表220V AC.供电。压力变送器24V DC.供电，两线制。

此项设计应绘出仪表配电图。

图例：220V AC.配电图

6. 课程设计说明书格式要求

说明书手写、打印均可，手写要用统一的课程设计用纸，用黑或兰墨水工整书写，打印用5号字，B5纸，上下左右各留20mm。

结构及内容如下：

1）目录

2）设计任务

3）设计说明

包括设计任务背景说明、控制方案设计说明、测量方案设计说明、仪表选型说明、传感器选型说明。

4）设计图纸

将设计任务中规定的各项图纸依序整理装订。各种出图可以利用有关CAD软件绘制或手工绘制。手工绘制时，必须通过圆规、直尺或各种模板，绘制的圆、方、线等图形必须达到肉眼观测不到不规整之处。手工书写的文字规整程度应与打印的标准宋体接近。

整个说明书按B5幅面装订，大于B5幅面的图纸，按B5幅面折叠装订。

注意：

1.设计说明书中所有内容一律不准复印。

2.一律不准互相照抄，出现两篇说明书中的某一自然段完全相同

情况时，发回重做。

3.交稿截止日期日期：

6月26日(17周周五），3-4节

因为说明书需要多次修改完善，必须本人交稿，不准代交。课设资料存放邮箱：

dlpu_zdh@https://www.360docs.net/doc/256604491.html,

密码：dlpu_zdh12

附件1 锅炉工艺流程图（1）燃煤锅炉工艺流程图

（2）大型单元机组火电厂生产流程示意图

图2－ 1 大型单元机组火电厂生产流程示意图

1一汽轮机高压缸；2一汽轮机中、低压缸；3一发电机；4一高压汽轮机调门；5一汽包；6一炉膛；

7一烟道；8—过热器喷水减温器；9—再热器喷水减温器；10一送风机；II一调风门；

12一中、低压汽轮机调汽门；13一烟道挡板；14一引风机；15一冷凝器；16一凝结水泵；17一低压加热器；18一除氧器；19一给水泵；20一高压加热器；21一给水

调节机构；22一燃料量控制机构；23一喷燃器；L＇＋一补充水；25一水冷壁管；

26一过热器；27一再热器；Z8一省煤器；29一空气预热器

（3）锅炉的工作过程

附件3 配电图