加热炉论文

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探讨加热炉的主要节能措施及制约因素

潘诚

(塔里木油田公司塔西南石化厂炼油二车间新疆泽普844804)

摘要:本文介绍了加热炉主要的节能途径、主要技术措施及应注意的问题,并阐述了进一步提高加热炉节能水平的制约因素。

关键词:炼油装置加热炉节能热效率

1 前言

自燃料气单价从今年4月1日起由0.51元每方涨到0.81元每方后,加热炉就成了重整装置的能耗大户,其节能措施对于提高装置的节能水平具有重要意义。

本文重点介绍加热炉一些主要节能途径;探讨节能途径的主要技术措施。以及提高加热炉节能水平的制约因素:降低排烟温度,要考虑经济性和露点腐蚀;过分降低炉外壁温度,会导致费用过高;预热空气温度过高对环保不利。提出了进一步提高加热炉节能水平的建议;开发新的余热回收工艺。

2 加热炉节能的主要途径

炼油装置加热炉的节能措施比一般工业炉要灵活得多,这是由于它所加热的工艺介质在经过后续设备完成蒸馏或其他加工过程之后,产品需要冷却到一定温度才能送出下一个装置,冷的原料和热的产品之间往往要进行复杂的热交换。另外,一个装置内常常不只有一台加热炉,还有各种其他设备,它们之间在热能利用方面往往是可以互补的。这就有可能也有必要首先把加热炉同整个装置结合在一起,全面考虑和优化,以便采取综合节能措施。

2.1 优化换热流程,降低加热炉热负荷

炼油装置的特点是:加热炉的热负荷随换热流程的不同而改变。优化换

热流程、降低加热炉热负荷,是减少燃料消耗、降低装置能耗最直接、最有效的措施。以本装置重整炉为例:重整进料前的精制油温度即冷路温度57℃,,经过一组利用反应器出口余热为能量的换热器E1201和E1202后精制油被加热到400℃,然后再经过四合一炉进一步将已有一定温度的(400℃)油气加热到480℃。经过换热流程的优化,原油换热终温(即四合一炉入口温度)从57℃提高到了400℃,重整炉热负荷几乎减少了近80%,取得了显著成果。

2.2 加热炉与其他设备联合回收余热

炼油装置的产品,有一些是要经过空冷才能送出下一个单元的。如果将这些空气冷却器排出来的热空气(例如本装置重整空气冷却器下方或附近的环境温度一般都有50~60℃甚至更高)收集起来供给炉子作燃烧空气或者用来加热冷油,那么就可以回收一部分热能,从而降低装置的能耗。常见的有用热油式空气预热器代替空冷器,将原来空冷的油品引入热油式空气预热器,冷却后送出下一个单元。

2.3 提高加热炉热效率[1]

热效率是衡量加热炉先进性的一个重要指标,其高低关系着炼油装置能耗的高低。可用简化的热效率平衡表达式描述:

η=(1- Q1- Q2- Q3)×100%

式中:η为加热炉热效率;Q

为排烟损失占加热炉总供热的比值,是

1

为不完全燃烧损失占加热炉总供热的比排烟温度和过剩空气系数的函数;Q

2

为散热损失占加热炉总供热的比值。

值;Q

3

2.3.1 降低排烟温度以减少排烟损失[2]

排烟损失在加热炉的热损失中占极大的比例:当炉子热效率较高(例如90%)时,排烟损失所占比例为70%~80%;当炉子热效率较低(例如70%)时,所占比例高达90%以上。

降低排烟温度和降低过剩空气系数都能减少排烟损失。降低排烟温度的主要措施有以下几种:① 减小末端温差,即减小排烟温度与被加热介质入对流室温度之差。这项措施涉及到一次投资和运转费用的权衡问题,应该由

详细的技术经济比较来决定。末端温差大,一次投资少,但加热炉热效率低,运转费用高;末端温差小,一次投资大,热效率高,运转费用低。② 将需要加热的低温介质,如热载体等引入对流室末端。把加热炉的对流室作为换热器,加入换热流程中一并优化。③ 采用各种空气预热器以预热空气,烟气预热空气是加热炉回收烟气余热、提高热效率主要的和最常用的方法。④ 采用烟气“余热锅炉”分担一部分热载体炉的热负荷。如重整装置的“四合一”重整炉:四个炉辐射室用隔墙分别隔开,各炉辐射室的烟气混合后集中通过炉子顶部共用的对流段先加热热载体,再通过热管预热空气。⑤ 除灰除垢,以保证加热炉长期在高热效率下运转。不完全燃烧产生的炭粒和燃料中的灰分等烟尘均会污染对流室炉管的外表面和空气预热器的换热面,增加热阻,降低传热效果。随着积灰的增加,排烟温度迅速上升,热效率显著下降。为了保证加热炉长期在高热效率下运转,必须坚持用吹灰器定期清除积灰。

2.3.2 降低过剩空气系数以减少排烟损失[3]

加热炉是靠燃料燃烧供给热量的。在工业炉中,燃料不可能在化学平衡的空气量(理论空气量)下完全燃烧,总要在有一定过剩空气量的条件下才能完全燃烧。对于一般炼油装置的加热炉在烧气时,正常的过剩空气系数α为1.05~1.15。在实际操作中,如果过剩空气量增加,排烟时大量的过剩空气将热量带走排入大气,使排烟损失增加,热效率降低。由于过剩的空气是在排烟温度下排入大气的,所以排烟温度越高,过剩空气带走的热量就越多,对热效率的影响也就越大。降低过剩空气系数的办法很多:首先是要选用性能良好的燃烧器,保证在较低的过剩空气系数下完全燃烧;其次是应做好加热炉的堵漏,因为炼油加热炉几乎都是负压操作的,如果看火门、人孔门、弯头箱门等关闭不严或炉墙有泄漏之处,从这些地方漏入炉内的空气一般都不参与燃烧而白白带走热量。

2.3.3 减少不完全燃烧损失

在排烟损失中,除了前面所述的烟气物理热损失之外,还有由于不完全燃烧而造成的化学热损失。不完全燃烧除造成热损失、降低热效率外,还造

成大气污染。减少不完全燃烧损失的措施,首先是选用性能良好的燃烧器,并及时和定期进行维护,使燃烧器长期保持在良好状态下运行,以保证在正常操作范围内能完全燃烧;其次是在操作中精心调节,以保证过剩空气量既不太多,也不太少[4]。

2.3.4 减少散热损失

加热炉外壁以辐射和对流两种方式向大气散热,散热量与炉外壁温度、环境温度和加热炉所处位置的风速等有关。对于已经使用多年、炉墙已有损坏的炉子,及时修补炉墙以减少散热损失、提高热效率却是很有必要的。3 加热炉节能措施的制约因素

加热炉热效率的提高并不是无止境的,它要受技术、经济和环保等方面的制约。对制约因素不采取行之有效的解决措施,而过分追求高热效率并不是明智的。其所付出的代价可能是过高的一次投资、过早的设备损坏或者较短的操作周期等等。

3.1 降低排烟温度的制约因素

从理论上讲,排烟温度可以降到接近环境温度,这时可以获得最高的热效率。但在工程实际中,这是不可能的,因为排烟温度的降低要受经济和技术两方面的制约[5]。随着排烟温度的降低,烟气余热回收系统的末端温差越来越小,传热效果也越来越差,回收余热的换热面积也就越来越大。因此,必须根据经济评价确定一个经济合理的余热回收末端温差。另外降低排烟温度在技术方面主要受烟气露点的制约。余热回收换热面的温度必须高于烟气的露点温度,否则换热面将受到露点腐蚀而损坏。另外,换热面在露点下积的灰将是“黏灰”,黏灰是很难清除的。这种黏灰越积越多,烟气侧的阻力迅速增加,甚至使余热回收系统难以操作而被迫停运[6]。防止露点腐蚀和黏灰沉积的有效办法是将低温段换热面的温度控制在如图3-1 所示的曲线以上。

图3-1 燃料中硫含量与最低金属壁温度的关系当炼油加热炉烧劣质燃料时,这些劣质燃料中在所难免都含硫、氮化物等杂质。在这种条件下,提高热效率和降低排烟温度比较困难。

3.2 降低炉外壁温度的局限性

降低炉外壁温度,减少散热损失,提高热效率,这是肯定的。但炉外壁温度降到多少才是合理的,这要通过技术经济分析才能决定。分析时应考虑到两点:包括炉墙材料费在内的一次投资随着炉外壁温度的降低而增加;包括燃料费在内的运行费用随炉外壁温度的降低而减少。该温度主要取决于耐火隔热材料的价格和燃料价格。因此,过分追求太低的炉外壁温度,要求更厚的炉衬厚度或更高级的耐火隔热材料,也有失偏颇。另外,炉外壁温度的确定还要考虑安全方面的要求,以避免烫伤。

3.3 环保方面的局限性

烟气预热空气是提高加热炉热效率最常用的措施。但是,随着空气温度的提高,空气密度下降,燃烧产物中的NOx增加。如果没有适当的措施来降低NOx,则对环保不利。

4 加热炉进一步节能的期望和建议

从20 世纪70 年代至今,炼油加热炉的热效率一再提高,从70%左右提高到现在的90%左右,各种节能设备和监控设施已基本完善,取得了很大成绩。但是,加热炉的节能征途并未走到胜利的终点,还有较大的进取空间。

当然,这需要做很多工作,但这并不是不可能的。下面将探讨加热炉今后的工作方向。

4.1 认真净化燃料,降低露点温度

国内个别在用加热炉的热效率已有达到93%的。分析其原因,都是燃料很干净,基本上不含硫。因此,为了进一步提高加热炉热效率,首要的任务就是净化燃料。对于烧燃料气的加热炉,净化燃料主要是燃料气脱硫。气体脱硫是很成熟的工业技术,可以说燃料气达到基本上不含硫。这时,从余热回收系统排出的烟气温度可以在100℃左右,热效率可达94%。

4.2 开发新的余热回收工艺,解决露点腐蚀和黏灰堵塞[7]

对于露点腐蚀,通常的解决方法是选用耐露点腐蚀的材料( 如铸铁、ND 钢、搪瓷管、玻璃管等) 作换热面,或净化燃料如降低燃料气中的硫含量来降低露点。这是很正常的,多年来也是这么做的。但是,也可以换个角度思维:将可能产生露点腐蚀的部位独立出来,采用有一定耐露点腐蚀的材料作换热面,让其腐蚀,并设计成便于用高压水冲洗清除黏灰和便于拆换的结构。这种结构能够在烟气露点温度之下回收热能,只要定期用高压水冲洗就能安全操作,直到其腐蚀到一定程度,不能再坚持使用时,再更换新的换热面。

4.3 开发新的燃烧方式

节能从源头做起,到目前为止,炼油装置加热炉是用常规燃烧方法将热量释放出来,被加热介质在辐射室主要通过辐射传热方式吸热。烟气中剩余的热量,还需要建立对流室,让烟气余热主要以对流传热方式传给被加热介质。为了节能,烟气中最后剩余的热量还要通过空气预热器回收。一般来说,烟气与炉管之间的传热方式中,辐射传热的速率数值是两者温度数值的4 次方差,而对流传热的速率数值则是两者温度数值的1 次方差。因此,辐射传热是最经济的传热方式。也就是说,传递同样多的热量,辐射传热所需的传热面积最小。如果加热炉采用新的燃烧方式,只用辐射室,不用对流室,同时做到高热效率完成传热任务,将节省大量投资。

5 结语

综上所述,虽然加热炉在节能方面取得了较大的成绩,但还未登上最高峰。只要我们不断地开发新技术,克服制约、局限节能的因素,就可以更上一层楼。

参考文献

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[7 索涛, 刘会强.声波吹灰器及其在加热炉上的应用[J].石油化工设备技术,2 0 0 1,2

2 ( 4 ):2 5 一27.

蓄热式加热炉传热基本知识

蓄热式加热炉传热基础知识 一传热的基本方式 钢坯加热是通过炉内热交换过程进行的。只要有温度差存在 热量,热量总是由高温向低温传递,这种热量传递过程称为传热。传热是一种复杂的物理现象,根据其物理本质的不同,把传热过程分为三种基本方式:传导、对流和辐射。 1传导传热 没有质点相对位移情况下,物体内部或直接接触的不同物体因为温度差,将热量由高温部分依次传递给低温部分的现象,称为传导传热。 传导传热快慢主要影响因素有: (1)材料的导热系数。各种材料的导热系数都由实验测定。气体、液体和固体三种比较来看,气体的导热系统一般比较小(仅为 0.006—0.58W/(m·℃)),液体的导热系数一般比气体大(在 0.09—0.7W/(m?℃)之间),固体的导热系数一般比较大,其 中以金属的导热系数最大(在2.8--419W/(m?℃)之间,纯银的导热系数最高)。而且随着温度的变化,物体导热系数也随着变化。 (2)温度差。温度差越大,传导传热也越强烈,另外温差越大,传热不可逆损失越大。 2对流传热 依靠对流的各部分发生相对位移,把热量由一处传递到另一处的

现象,称为对流传热。

对流传热主要因素不仅有物体的温度差,而且与下列因素有关:(1)流体流动的情况。 (2)流体流动的性质。 (3)流体的物理性质。 (4)工体表面的形状、大小和位置。 3 辐射传热 依靠物体表面。对外界发蛇的电磁波(辐射能)来传递热量,当辐射能投射到另一物体时,能被另一物体吸收又变成热能。这种依靠电磁波来传递热能的过程叫辐射传热,辐射是一切物体固有的特征,辐射传热不需要任何中间介质或物体的直接接触,在真空中同样可以传播。 辐射传热主要影响因素: | (1)辐射传热量的大小与辐射体的温度的4次方成正比,因此,提高炉温对加热速度有决定性意义。蓄热式加热炉燃烧温度比常温燃烧高许多,因此烟气的辐射传热效果远远好于常温燃烧。 (2)辐射传热量的大小与辐射体的黑度成正比,因此,提高加热炉内壁和火焰黑度对提高加热速度和节能降耗有重要意义。 二蓄热式加热炉炉内综合传热 在加热炉的炉膛内,热的交换过程是辐射、对流和传导同时存在,我们把这种传热方式叫做炉内综合传热。

毕业设计-电加热炉控制系统设计

密级: NANCHANGUNIVERSITY 学士学位论文THESIS OF BACHELOR (2006 —2010年) 题目锅炉控制系统的设计 学院:环境与化学工程系化工 专业班级:测控技术与仪器 学生姓名:魏彩昊学号:5801206025 指导教师:杨大勇职称:讲师 起讫日期:2010-3至2010-6

南昌大学 学士学位论文原创性申明 本人郑重申明:所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外,本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果。对本文的研究作出重要贡献的个人和集体,均已在文中以明确方式表明。本人完全意识到本申明的法律后果由本人承担。 作者签名:日期: 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定,同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版,允许论文被查阅和借阅。本人授权南昌大学可以将本论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索,可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。 保密□,在年解密后适用本授权书。 本学位论文属于 不保密□。 (请在以上相应方框内打“√”) 作者签名:日期: 导师签名:日期:

锅炉控制系统设计 专业:测控技术与仪器学号:5801206025 学生姓名:魏彩昊指导教师:杨大勇 摘要 温度是流程工业中极为常见的热工参数,对它的控制也是过程控制的一个重点。由于加热过程、加热装置特殊结构等具体原因,使得过程对象经常具有大时滞、非线性、难以建立精确数学模型等特点,利用传统的PID控制策略对其进行控制,难以取得理想的控制效果,而应用数字PID控制算法能得到较好的控制效果。 本文主要阐述了一种改进型的加热炉对象及其工艺流程,采用了PLC控制装置设计了控制系统,使加热炉的恒温及点火实现了自动控制,从而使加热炉实现了全自动化的控制。此种加热炉可广泛应用于铝厂、钢厂等金属冶炼、金属加工行业以及化工行业。 此设计以工业中的电加热炉为原型,以实验室中的电加热炉为实际的被控对象,采用PID控制算法对其温度进行控制。提出了一种适合电加热炉对象特点的控制算法,并以PLC 为核心,组成电加热炉自适应控制系统,其控制精度,可靠性,稳定性指标均远高于常规仪表组成的系统。 关键词:温度;电加热炉;PLC;控制系统

基于SVPWM异步电动机毕业论文

学科分类号: 08 人文科技学院 本科生毕业论文 题目:异步电动机矢量控制技术的研究

毕业设计(论文)原创性声明和使用授权说明 原创性声明 本人重承诺:所呈交的毕业设计(论文),是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。尽我所知,除文中特别加以标注和致谢的地方外,不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果,也不包含我为获得及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体,均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。 作者签名:日期: 指导教师签名:日期: 使用授权说明 本人完全了解大学关于收集、保存、使用毕业设计(论文)的规定,即:按照学校要求提交毕业设计(论文)的印刷本和电子版本;学校有权保存毕业设计(论文)的印刷本和电子版,并提供目录检索与阅览服务;学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文;在不以赢利为目的前提下,学校可以公布论文的部分或全部容。 作者签名:日期:

人文科技学院本科毕业论文诚信声明 本人重声明:所呈交的本科毕业论文,是本人在指导老师的指导下,独立进行研究工作所取得的成果,成果不存在知识产权争议,除文中已经注明引用的容外,本论文不含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。 作者签名: 二0一年月日

异步电动机矢量控制技术的研究 摘要:现代电力电子技术和计算机控制技术的快速发展,促进了电气传动的技术革命。交流调速取代了直流调速,计算机数字控制取代了模拟控制己成为发展趋势。电压空间矢量脉宽调制(Space Vector Pulse Width Modulation,简称SVPWM)控制技术则是一种优化了的PWM控制技术,和传统的PWM法相比,不但具有直流利用率高(比传统的SPWM法提高了约15%),输出谐波少,控制方法简单等优点,而且易于实现数字化。 论文在分析异步电机结构及特点基础上,先对矢量控制技术进行详细的分析和推导,然后运用空间电压矢量技术(SVPWM),对空间电压矢量脉宽调制技术(SVPWM)的基本原理进行详细的分析和推导,并将SVPWM对比PWM和SPWM各自的特点,最后介绍了SVPWM的基本原理及其传统的实现算法,并通过SVPWM的算法构建了Matlab/Simulink仿真模型,仿真结果验证了该算法的正确性和可行性。 关键词:矢量控制;空间电压矢量;Matlab/SIMULINK仿真 Research on asynchronous motor vector control technology

温控器论文

浅析温控器复位不同步对终端产品的影响 来源: 亮群电子发布时间: 2014-04-01 14:08 247 次浏览大小: 16px14px12px 双金属片温控器采用机械式的结构,具有分断灵敏、不易拉弧、不产生电磁干扰而得到广泛的应用。然而由于在制造中的误差而引发温控器复位不同步的现象越来越多,给温控器的终端产品带来了一些不利的影响。本文从双金属片温控器复位不同步的定义、动作过程来说明复位不同步对终端产品的影响,并以实际的案例做分析说明。 本文由我司工程师张海滨发表于《电器附件》2013年第二期,通过对双金属片温控器复位不同步的过程和原理分析来说明其对终端产品的影响。 1定义 在温控器制造行业,通常将双金属片受热后翻转的瞬间与触点开关状态改变瞬间的时间差定义为温控器的同步性。而复位不同步是指双金属片温控器在达到动作温度后,双金属片已经翻转,同时开关触点已经断开,其控制的发热体也开始降温,在随后的过程中,双金属片会再一次翻转,开关触点并再一次闭合时,两个状态点的时间差有明显的滞后性。这个状况则被称做为温控器复位不同步。 2温控器复位不同步原因分析 从温控器基本结构和原理分析,我们发现双金属片由于受热变形翻转后有一个最高的弧高点到下一次再翻转前有一个行程A,开关的触点从断开到闭合的过程也有一个行程B;示意图1和示意图2分别指示出这种变化所产生的行程A、B。如果A=B时,则理论上该温控器为完全同步的温控器。实际生产中,由于各温控器厂家使用零件的误差以及制造工艺的误差,会导致A≠B;多数情况下是A>B,从而就比较容易产生温控器复位不同步的现象。

3影响终端产品的过程分析 温控器一般用于终端产品中做温度的控制,我们将电路简化为图3的电路。 在该电路中,先通电之后,常闭型的温控器触点是闭合的,加热体发热后温度持续上升,温度达到温控器的动作温度后,温控器内部开关触点断开,加热体由于热惯性温度会上升,到一定程度后开始降温。如果此时温控器的两个行程A=B,则电路接通和感温的双金属翻转是同时进行的。

分散换向蓄热式加热炉操作规程

王工: 您好,此规程仅供参考,不足之处,敬请指正。 胖子 操作规程 开炉前煤气管道吹扫步骤: 1、将煤气总管蝶阀、盲板阀、蓄热箱前的手动蝶阀处于关闭状态,打开放散阀。 2、将煤气总管的氮气吹扫阀打开,吹扫十至二十分钟。 3、打开盲板阀。 4、关闭氮气吹扫阀。 5、打开煤气总管蝶阀,置换五分钟。 6、关闭放散阀。 停炉前煤气管道吹扫步骤: 若出现长时间停炉时,需关闭煤气总管阀门。 1、关闭煤气总管蝶阀和所有蓄热箱前的手动蝶阀,打开煤气放散阀。 2、打开氮气吹扫阀,吹扫十至二十分钟。 3、关闭煤气总管盲板阀。 4、关闭氮气吹扫阀。 5、关闭放散阀。 开炉前的检查: 1、所有空、煤气管道,试压、试漏合格。煤气总管阀门处于关闭状态。

2、所有阀门开启灵活,阀位显示正确。 3、换向阀、助燃风机、引风机单机试车合格并验收。 4、所有加热炉设备调试完毕并验收。 5、安全指示、报警、各设备之间连锁按设计要求调试合格并验收。 6、加热炉砌筑工程验收合格。 7、加热炉自动化仪表系统调试完毕。 8、汽化冷却系统打压调试完毕,工程验收合格。 9、检查煤气三位三通换向阀是否运转灵活,工作是否正常。 10、检查各空气、煤气调节阀、烟气调节阀是否工作正常。 11、检查蓄热箱,启动助燃风机,启动三位三通换向阀换向程序,检查蓄热箱向炉内送煤气状况。检查蓄热箱的所有焊缝连接处是否漏气,如存在漏气及时处理。检查蓄热箱喷口气流是否均匀、通畅,确认蓄热箱工作正常。 12、氮气系统、吹扫放散系统、炉区供电系统等验收合格,煤气管路系统吹扫完毕。 开炉: 首先确定蓄热箱及烧嘴前蝶阀、烟气调节阀、煤气调节阀、空气调节阀是否处于关闭状态,没有处于关闭状态的阀门均要关闭。 1、首先开启助燃风机,调节助燃风机出口蝶阀,使风机运转平稳。 2、打开所有空气的蝶阀对加热炉进行吹扫,直至炉内无可燃气体存在,关闭点火烧嘴前空气调节阀。 3、在加热炉靠近点火烧嘴处,用木柴点燃1~2堆明火。 4、先开点火烧嘴的嘴前空气调节阀,然后再开点火烧嘴的嘴前煤气调节阀,点燃该点火烧嘴。

PLC控制三相异步电动机正反转设计_本科毕业设计论文

PLC控制三相异步电动机正反转设计 摘要本论文文设计了三相异步电动机的PLC控制电路,就是三相异步电动机的正反转控制,与传统的继电器控制相比,具有控制速度快、可靠性高、灵活性强等优点。非常实用。三相异步电动机的应用非常广泛,具有机构简单,效率高,控制方便,运行可靠,易于维修成本低的有点,几乎涵盖了工农业生产和人类生活的各个领域,在这些应用领域中,三相异步电动机运行的环境不同,所以造成其故障的发生也很频繁,所以要正确合理的利用它。本文研究的这个系统的控制是采用PLC的编程语言----梯形图,梯形语言是在可编程控制器中的应用最广的语言,因为它在继电器的基础上加进了许多功能,使用灵活的指令,使逻辑关系清晰直观,编程容易,可读性强,所实现的功能也大大超过传统的继电器控制电路,可编程控制器是一种数字运算操作的电子系统,它是专为在恶劣工业环境下应用而设计,它采用可编程序的存储器,用来在内部存储执行逻辑运算,顺序控制,定时,计数和算术等操作的指令,并采用数字式,模拟式的输入和输出,控制各种的机械或生产过程。 关键词:PLC 三相异步电动机可编程控制梯形图

Plc control with a three wire asynchronous motor is inverting design Abstract This paper designed the three-phase asynchronous motor PLC control circuit, is a three-phase asynchronous motor positive inversion control, compared with the traditional relay control, with high speed, high reliability, flexibility and other advantages. Very practical. The three-phase asynchronous motor is widely used, has the advantages of simple mechanism, high efficiency, easy control, reliable operation, easy to repair and low cost a little, almost covers the industrial and agricultural production and all aspects of human life, in these applications, three-phase asynchronous motor running in different environments, so the fault occurrence is also very frequently, so a correct and reasonable use of it. This paper studies the system control is the use of PLC programming language - ladder, ladder language is in the programmable controller in the most widely used language, because it is in the relay is added on the basis of the many functions, the use of flexible instruction, so that the logic relationship of a clear and intuitive, easy programming, readability is strong, the realization of the functions it considerably exceeds the traditional relay control circuit, the programmable controller is a digital electronic computing operating system, it is designed for use in harsh industrial application environment and design, it uses a programmable memory, used in the internal memory to perform logic operations, sequence control, timing, counting and arithmetic operations such as instruction, and the use of digital, analog input and output, the control of various mechanical or production process.

关于温度控制系统论文

前言 随着电子技术的发展、数字电路应用领域的扩展,现今社会,产品智能化、数字化已成为人们追求的一种趋势,设备的性能、价格、发展空间等备受人们的关注,尤其对电子设备的精密度和稳定度最为关注随着单片机技术的不断发展,控制设备也跟着不断变化,对产品试验环境的要求也越来越严格。鉴于此,环境温度是试验环境中的一项重点,环境温度的高低直接影响产品的电气和机械性能参数,环境温度的准确度对测试温度的方法要求越来越高,而对环境温度的控制更显的重要。温度检测的传统方法是使用诸如热电偶、热电阻、半导体PN结之类的模拟温度传感器。信号经取样、放大后通过模数转换,再交由单片机处理。被测温度信号从温敏元件到单片机,经过众多器件,易受干扰、不易控制且精度不高。为了准确的测试与控制环境温度,因此,本系统采用一种新型的可编程温度传感器DS18B20,它能代替模拟温度传感器和信号处理电路,直接与单片机沟通,完成温度采集和数据处理。DS18B20与AT89S52结合实现最简温度检测系统,该系统结构简单,抗干扰能力强,适合于恶劣环境下进行现场温度测量,有广泛的应用前景。

第一章绪论 随着信息时代的到来,智能化已是现代温度控制系统发展的主流方向。特别是近年来,温度控制系统已应用到人们生活的各个方面,但温度控制一直是一个未开发的领域,却又是与人们息息相关的一个实际问题。针对这种实际情况,设计一个温度控制系统,具有广泛的应用前景与实际意义。 温度是科学技术中最基本的物理量之一,物理、化学、生物等学科都离不开温度。在工业生产和实验研究中,像电力、化工、石油、冶金、航空航天、机械制造、粮食存储、酒类生产等领域内,温度常常是表征对象和过程状态的最重要的参数之一[1]。比如,发电厂锅炉的温度必须控制在一定的范围之内;许多化学反应的工艺过程必须在适当的温度下才能正常进行;炼油过程中,原油必须在不同的温度和压力条件下进行分馏才能得到汽油、柴油、煤油等产品。没有合适的温度环境,许多电子设备就不能正常工作,粮仓的储粮就会变质霉烂,酒类的品质就没有保障。因此,各行各业对温度控制的要求都越来越高。可见,温度的测量和控制是非常重要的。 单片机在电子产品中的应用已经越来越广泛,在很多的电子产品中也用到了温度检测和温度控制。 由于传感器能将各种物理量、化学量和生物量等信号转变为电信号,使得人们可以利用计算机实现自动测量、信息处理和自动控制,但是它们都不同程度地存在温漂和非线性等影响因素[2]。传感器主要用于测量和控制系统,它的性能好坏直接影响系统的性能。因此,不仅必须掌握各类传感器的结构、原理及其性能指标,还必须懂得传感器经过适当的接口电路调整才能满足信号的处理、显示和控制的要求,而且只有通过对传感器应用实例的原理和智能传感器实例的分析了解,才能将传感器和信息通信和信息处理结合起来,适应传感器的生产、研制、开发和应用[3]。另一方面,传感器的被测信号来自于各个应用领域,每个领域都为了改革生产力、提高工效和时效,各自都在开发研制适合应用的传感器,于是种类繁多的新型传感器及传感器系统不断涌现。温度传感器是其中重要的一类传感器。其发展速度之快,以及其应用之广,并且还有很大潜力。

加热炉的工作分析毕业论文

加热炉的工作分析毕业论文 1蓄热式加热炉概况 蓄热式加热炉技术是自20世纪80年代发展起来并投入使用的一项新技术"它以蓄热室为基础来回收烟气 余热,从而实现余热的最大回收和助燃空气以及煤气的 高温预热"国外蓄热式加热炉的研究工作起步早!发展快,已经大规模地应用到工业中.我国的蓄热式加热炉研究 工作和应用起步较晚,但是发展速度快,到目前为止已有许多钢厂建成并投入使用了这种炉型,并达到了较好的 效果"。 目前由于能源和环境问题日益突出,要求各轧钢单位全面推行高效、清洁生产技术。而高效蓄热技术是目前世界上先进的燃烧技术。可以从根本上提高企业能源利用率,对低热值燃料进行合理利用,以最大限度地减少污染排放,很好的解决燃油炉成本高,污染重的难题根据工业炉燃烧的三高一低(高炉温、高烟温、高余热回收和低惰性)的发展方向以及节能环保的社会要求,采用分侧分段换向控制的烧嘴式蓄热燃烧技术,它便于控 制、安全可靠、长寿、余热极限回收与环境良好。 蓄热式烧嘴有以下优点: (1)供热调节灵活; (2)蓄热体更换方便; (3)不影响炉体的寿命;

(4)高温通道短,散热损失小; (5)每对烧嘴可根据需要单独开闭,炉温控制更加灵活。炉墙采用整体浇注复合式结构,炉顶采用整体浇注吊挂式复合结构,其重量通过锚固砖由钢结构承担。炉贴普通硅酸钙耐火纤维毡。这种结构保证了炉墙气密性和抗震性,保温良好,可减少温度波动对炉墙的影响。 为便于施工,炉顶设计成三段同样高。同时为减短均热时间,均热段全架空,实现双面均热。为减少装料端喷火现象,在预热段进行一定的抬高和加宽以降低出料端炉压,也可以降低钢坯与炉气的温差,避免加热缺陷。1.1加热炉的作用 是将热装或常温下冷装的连铸坯加热到轧制所需要的温度,以提高金属塑性,减少轧制变形抗力,机械和电 气负荷,同时消除钢坯中某些组织缺陷和应力,便于轧制,生产出满足用户要求的产品. 1.2加热炉的工艺流程分析 根据3500m m中厚板轧钢生产线的特点,将整个生产线划分为板加区、轧机区、冷床区、剪切区、精整区五部分。 板加区工艺流程简述:板坯加热包括板坯切割、称重、上料、加热以及出钢等工序。* 坯料自原料库吊到上料辊道上,然后在称重辊道上进行称重(需要改尺的坯料经火切机切割后称重),称重后坯料送到加热炉入炉辊道,经检查后,再由推钢机逐块推到加热炉加热,加热到1150-1250℃,加热好的钢

蓄热式连续加热炉的基本结构组成

蓄热室连续加热炉的基本结构组成 连续式加热炉由以下几个基本部分组成:炉子基础和钢结构、炉膛与炉衬、燃料燃烧系统、排烟系统、余热利用装置、冷却系统、装出料设备、检测及调节装置、计算机控制系统等。 1炉子基础和钢结构 炉子基础将炉膛、钢结构和被加热钢坯的重量所构成的全部载荷传到地面上。一般采用混凝土基础。 炉子钢结构是由炉顶钢结构、炉墙钢结构和炉底钢结构的一个箱形框架结构,用以保护炉衬和安装烧嘴。水梁、立柱及各种炉子附件的固定主要由型钢和钢板组成。 (1)炉膛与炉衬 炉膛是由炉墙、炉顶和炉底围成的空间,是对钢坯进行加热的 地方。炉墙、炉顶和炉底通称为炉衬,炉衬是加热炉的一个关 键技术条件。再加热炉的运行过程中,不仅要求炉衬能够在高 温和载荷条件下保持足够的温度和稳定性,要求炉衬能够耐受 炉气的冲刷和炉渣的侵蚀,而且要求有足够的绝热保温和气密 性能。为此,炉衬通常耐火层、保温层、防护层和钢结构几部 分组成。其中耐火层直接承受炉膛内的高温气流冲刷和炉渣侵 蚀,通常采用各种耐火材料经砌筑、捣打或浇筑而成;保温层 通常采用各种多孔的保温材料经砌筑、敷设、充填或粘贴形成,其功能在于最大限度地减少炉衬的散热损失,改善现场操作条 件;防护层通常采用建筑砖或钢板,其功能在于保持炉衬的气

密性,保持多孔保温材料形成的保温层免于损坏。钢结构是位于炉衬最外层的由各种钢材拼焊、装配成的承载框架,其功能在于承担炉衬、燃烧设备、检测设施、检测仪器、炉门、炉前管道以及检测、操作人员所形成的载荷,提供有关设施的安装框架。 A炉墙 炉墙分为侧墙和端墙,沿炉子长度方向上的炉墙成为侧墙,炉子两端的炉墙。整体捣打、浇注的炉墙尺寸可以根据需要设计。炉墙采用可塑料或浇注料内衬和绝热层组成的复合砌体结构。为了使炉子具有一定的强度和良好的气密性,炉墙外壁为5mm或6mm厚的钢板外壳。 蓄热式连续加热炉的炉墙上除了设有炉门、窥视门、烧嘴孔、测温孔等孔洞,还有蓄热室和高温通道(蓄热式烧嘴的蓄热室一再少嘴里),所以炉墙要能够承受高温。为了防止砌体受损,炉墙应尽可能避免直接承受附加载荷,所以炉门,冷却水管等构件通常都直接安装在钢材上。 B炉顶 加热炉的炉顶按其结构分为拱顶和吊顶两种。现在大多采用可塑料或浇注料内衬和绝热层组成的符合砌体吊顶结构。这种吊顶结构不受炉子跨度的影响且使用寿命长。 C炉底 炉底一般采用砖砌复合结构,高温炉底还要承受炉渣的化学侵

三项异步电动机的工作原理毕业论文

电动机技术现状及前景 电动机是利用电磁感应原理工作的机械。随着生产的发展而发展的,反过来,电机的发展又促进了社会生产力的不断提高。从19 世纪末期起,电动机就逐渐代替蒸汽机作为拖动生产机械的原动机,一个多世纪以来,虽然电机的基本结构变化不大,但是电机的类型增加了许多,在运行性能,经济指标等方面也都有了很大的改进和提高,而且随着自动控制系统和计算机技术的发展,在一般旋转电机的理论基础上又发展出许多种类的控制电机,控制电机具有高可靠性、好精确度、快速响应的特点,已成为电机学科的一个独立分支。 它应用广泛,种类繁多。性能各异,分类方法也很多。电机常用的分类方法主要有两种:一种是按功能用途分,可分为发电机、电动机,、压器和控制电机四大类。电动机的功能是将电能转换成机械能,它可以作为拖动各种生产机械的动力,是国民经济各部门应用最多的动力机械,也是最主要的用电设备,各种电动机消耗的电能占全国总发电量的60%~70%。另一种分类方法是按照电机的结构或转速分类, 可分为变压器和旋转电机. 根据电源电流的不同旋转电机又分为直流电机和交流电机两大类. 交流电机又分为同步电机和异步电机. 在现代化工业生产过程中,为了实现各种生产工艺过程,需要各种各样的生产机械。拖动各种生产机械运转,可以采用气动,液压传动和电力拖动。由于电 力拖动具有控制简单、调节性能好、耗损小、经济,能实现远距离控制和自动控制等一系列优点,因此大多数生产机械都采用电力拖动。 按照电动机的种类不同,电力拖动系统分为直流电力拖动系统和交流电力拖动系统两大类。 纵观电力拖动的发展过程,交,直流两种拖动方式并存于各个生产领域。在交流电出现以前,直流电力拖动是唯一的一种电力拖动方式,19 世纪末期,由于研制出了经济实用的交流电动机,致使交流电力拖动在工业中得到了广泛的应 用,但随着生产技术的发展,特别是精密机械加工与冶金工业生产过程的进步,对电力拖动在起动,制动,正反转以及调速精度与范围等静态特性和动态响应方面提出了新的,更高的要求。由于交流电力拖动比直流电力拖动在技术上难以实现这些要求,所以20 世纪以来,在可逆,可调速与高精度的拖动技术领域中,相当时期内几乎都是采用直流电力拖动,而交流电力拖动则主要用于恒转速系统。

单片机温度控制器设计毕业论文

摘要 随着微机测量和控制技术的迅速发展与广泛应用,以单片机为核心的温度采集与控制系统的研发与应用在很大程度上提高了生产生活中对温度的控制水平。本设计论述了一种以STC89C52单片机为主控制单元。该控制系统可以实时存储相关的温度数据。系统设计了相关的硬件电路和相关应用程序。硬件电路主要包括STC89C51单片机最小系统,测温电路、实时时钟电路、LED显示以及通讯模块电路等。系统程序主要包括主程序,读出温度子程序,计算温度子程序、按键处理程序、LCD显示程序以及数据存储程序等。 关键词: STC89C52单片机;DS18B20;显示电路

Abstract Along with the computer measurement and control technology of the rapid development and wide application, based on singlechip temperature gathering and control system development and application greatly improve the production of temperature in life level of control. This design STC89C52 describes a kind of mainly by MCU control unit, for temperature sensor DS18B20 temperature control system. The control system can real-time storage temperature data and record related to the current time. System design related hardware circuit and related applications. STC89C52 microcontroller hardware circuit include temperature detection circuit smallest system, and real-time clock circuit, LCD display circuit, communication module circuit, etc. System programming mainly include main program, read temperature subroutine, the calculation of temperature subroutines, key processing procedures, LCD display procedures and data storage procedures, etc. Keywords :STC89C52 microcontroller;DS18B20;display circuit

蓄热式加热炉

一、引言蓄热式加热炉是用于轧钢厂的一种新型的加热炉,具有高效燃烧、回收利用烟气及低二氧化碳排放等优点。在工业企业中广泛应用,对节能减排工作起着重要的促进作用。 二、蓄热式加热炉的工作原理及其特点蓄热式加热炉的高效蓄热式燃烧系统主要由蓄热式烧嘴和换向系统组成。它分为预热段、加热段和均热段三个主体。其原理是采用蓄热室预蓄热全,达到在最大程度上回收调温烟气的湿热,提高助燃空气温度的效果。新型蓄热式加热炉的蓄热室现在普遍采用陶瓷小球或蜂窝体作为蓄热体,其表面积大,极大的提高了传热系统,使蓄热室内的体积大大缩小。再加上新型可靠的自动控制技术及预热介质预热温度高,废气预热得到接近极限的回收。是一种新型的高效、节能的加热炉。参与控制的主要现场设备有:各段炉温测量热电偶;煤气预热器前后烟气温度测量热电偶;各段烟气及排烟机前烟气温度测量热电偶;各段煤气、空气及烟气流量测量孔板及差压变送器;各段煤气、空气及烟气流量调节阀;各段两侧烧嘴前煤气切断阀及空气/烟气三通换向阀;炉压测量微差压变送器及用于炉压调节的烟道闸板;用于风压调节的风机入口进风阀;煤气总管切断阀及压力调节阀;其它安全保护连锁设备等。三、换向原理换向装置是加热炉的重要部件,整个燃烧过程都是靠抽象向装置完成的。可以说它是整个加热炉的心脏。它的

换向原理是:初始状态下,换向装置处于某一固定状态时,向炉子一侧的燃烧器输送煤气、空气,在炉内实现混合燃烧,同时从炉子另一侧的燃烧器排出烟气,经过一个周期(120s-180s)改变方向,实现周期换向。换向装置一般采用双气缸、二位四通换向阀,它内有四个通道,每次动作开启两具通道,同时关闭两个通道以实现供气和排水气的周期性换向。四、自动控制系统蓄热式加热炉控制系统一般有:⑴换向控制系统;⑵炉温控制系统;⑶炉内压力控制系统;⑷安全保护控制系统;⑸烟空比控制;⑹HMI人机对话界面的功能。1、换向控制系统设备的选型换向控制是整个加热炉燃烧、控制系统的重中之重,是燃烧控制的关键控制系统。也就是说换向控制系统的正常运行决定着整个加热炉的正常燃烧和炉温的控制。所以在控制系统上采用计算机控制系统,由传感器采集各种变量PLC,再由PLC根据设定控制方式和目标值,分别驱动相应的换向装置和相应的执行机构,调节过程变量,实现对温度、压力、流量的调节控制。操作人员可通过键盘和鼠标经工控机HMI界面来设定炉子的各项热工参数,计算机根据设定的参数送上工控机处理,并在HMI上显示.同时随时可查看各种历史参数和打印各种生产报表。声光报警系统可即时对故障进行报警,并向操作者提示处理方法是目前较先进、实用的计算机控制系统。2、换向控制换向控制系统设有自动、手动控制两部分。在正常的运行过程中

异步电动机设计文献综述

本科毕业设计(论文) 文献综述 院(系):电气信息学院 专业:电气工程与自动化 班级:2010级 学生姓名:学号: 2013 年12 月18 日本科生毕业设计(论文)文献综述评价表

75KW三相鼠笼异步电动机设计1前言: 现在社会中,电能是使用最广泛的一种能源,在电能的生产、输送和使用等方面,作为动力设备的电机是不可缺少的一部分。电机是各个行业生产过程及日常生活中普遍使用的基础设备,它是进行电能量和机械能量转换的主要器件。它在现代工业、现代农业、现代国防、交通运输、科学技术、信息传输和日常生活中都得到最广泛的应用。 三相异步电动机在生产和交通运输中得到广泛使用,例如,在工业方面,它被广泛用于拖动各种机床、水泵、压缩机、搅拌机、起重机械等。在农业方面,他被广泛用于拖动排灌机械、脱粒机及各种农产品的加工机械。在家用电器和医疗器械和国防设施中,异步电动机也应用十分广泛,作为拖动各种机械的动力设备。随着电气化和自动化程度的不断提高,异步电动机将占有越来越重要的地位。而随着电力电子技术的不断发展,由异步电动机构成的电力拖动系统也将得到越来越广泛的应用。异步电动机与其它类型电机相比,之所以能得到广泛的应用是因为它具有结构简单、制造容易、运行可靠、效率较高、成本较低和坚固耐用等优点。 电动机是把电能转化为机械能,电动机作为各种用途的生产机械的动力元件,功率从几瓦到几万千瓦,每分钟转速从几十到几千转,应用十分广泛。电动机主要分为同步电动机、异步电动机与直流电动机三种,分别应用于不同的场合,而其中以三相异步电动机的使用最为广泛。 2 主题: 提高国内电机的可靠性和经济性指标被列为“十五”计划基本任务的两项重要内容。国内电机质量和技术水平差距的其中两个体现方面就可靠性差,经济指标落后。对电机进行细微的失效机理分析,采用新的设计方案、新的原材料及加工工艺是提高电机可靠性和经济指标的根本途径。 国外公司注重新产品开发,在电机的安全、噪声、电磁兼容等方面很重视。国外的先进水平主要体现在电机的可靠性高,寿命长,通用化程度高,电机效率不断提高,噪声低,重量轻,电机外形美观,绝缘等级采用F级和H级。国内市场供大于求,只能去发展特殊、专用电机,开发新产品,满足配套主机行业的特殊需要;国外市场由于普通中小型电机特别是小型电机是传统工业产品,耗用原材料及工时多而获利少,是劳动密集型产品,工业发达国家普遍不愿意生产,纷纷

智能温度控制系统毕业设计开题报告

毕业设计开题报告 题目名称智能温度控制系统设计 学生姓名郑如顺专业电气信息工程班级10级一、选题的目的意义 温度控制无论是在工业生产过程中,还是在日常生活中都起着非常重要的作用,而当今,我国农村的锅炉取暖等大多数都没有温度监控系统,部分厂矿,企业还一直沿用简单的温度设备和纸质数据记录仪。无法实现温度数据的测量与控制。随着社会经济的高速发展,越来越多的生产部门和生产环节对温度控制精度的可靠性和稳定性等有了更高的要求。传统的温度控制器控制精度普遍不高,不能满足对温度要求较为苛刻的生产环节。 在温度控制中,由于受到温度被控对象特性(如惯性大、滞后大、非线性等)的影响,使得控制性能难以提高,有些工艺过程其温度控制的好坏直接影响着产品的质量,因而设计一种较为理想的温度控制系统是非常有价值的。 此次的智能温度控制系统的设计基于此而设计,针对一些大型公共场合,为达到对其温度的良好控制,从实用的角度以AT89C51为核心设计一套温度智能控制系统。其控制温度不是一个点,而是一个范围。系统以AT89C51单片机为核心,组成一个集温度的采集、处理、显示、自动控制为一身的闭环控制系统。利用单片机采集环境温度值,以数字量的形式存储和显示,可以独立作为一种设备对温室温度进行有一定精度的控制,经过简单的运算发出各种控制命令,并能动态的显示当前温度值,设定目标控制温度值。同时,也可以作为数据采集装置,为上位机进行复杂运算决策提供数据来源。 该智能温度控制系统功耗低,本系统运行情况良好且经济可靠。能利用最少的资源对不同温度进行高精度的测量,信息性能可靠、操作便利,复杂的工作通过软件编程来完成,可以方便的获取结果,在实际的使用中获得了理想的效果。

蓄热式加热炉(教学参考)

蓄热式加热炉 一、蓄热式加热炉的分类和特点: 1、分类 蓄热式加热炉按预热介质种类分为如下两种方式:同时预热空气和煤气式和空气单预热方式。 按结构型式来分,则蓄热式加热炉分为烧嘴式和通道式。其中烧嘴式又分为全分散换向和群组换向两种;通道式也可分为单通道和双通道两种方式。 按运料方式来分,蓄热式加热炉分为推钢式和步进式。 全分散换向烧嘴式蓄热式加热炉能够实现单个烧嘴自动控制,与常规加热炉操作类似,能够满足各钢种对炉温的不同要求,实现炉温的灵活控制;群组换向蓄热式加热炉一般将某一段的烧嘴作为一个整体进行集中控制,这种控制方式能够实现各段炉温的灵活控制,也能满足大多数钢种对炉温的不同要求;通道式蓄热式加热炉一般是全通道整体控制,不能实现炉温的灵活调整,只能满足少数钢种(如普碳钢)的加热要求,而不能满足大多数钢种(如合金钢)加热的需求。 2、蓄热式加热炉的优点 蓄热式加热炉有如下优点: ①能将空气、煤气预热到800~1000℃的高温,有利于低热值燃料的利用; ②充分利用烟气余热,节约燃料; ③排烟温度低,氮氧化物含量少,环境污染少; ④每对烧嘴交替燃烧,炉内温度均匀,可提高钢坯加热质量。 二、蓄热式加热炉燃烧系统简介 1、蓄热式加热炉的蓄热体 蓄热式加热炉的蓄热体有两种型式,一种是陶瓷小球,另一种是陶瓷蜂窝体。蜂窝体单位体积的换热面积大,在相同条件下,蜂窝体的传热能力是陶瓷小球的4~5倍。同样换热能力时,蜂窝状蓄热体的体积只需陶瓷小球蓄热体1/3~1/4。采用蜂窝体的烧嘴结构紧凑轻巧。 蜂窝体体内气流通道是直通道,而陶瓷小球蓄热体的通道是迷宫式的,因此蜂窝体的阻力较小,陶瓷小球蓄热体阻力较大,前者仅为后者的1/3左右。 蜂窝体壁薄,仅为0.5~1.2mm,透热深度小,蓄热放热速度快,换向时间仅需40~80秒,换向时间短,被预热介质的平均温度高,热回收效率高。由于换向时间短,因此换热

毕业设计-电加热炉控制系统设计

密级: NANCHANG UNIVERSITY 学士学位论文 THESIS OF BACHELOR (2006 —2010 年) 题目锅炉控制系统的设计 学院:环境与化学工程系化工 专业班级:测控技术与仪器 学生姓名:魏彩昊学号:5801206025 指导教师:杨大勇职称:讲师 起讫日期:2010-3至2010-6

南昌大学 学士学位论文原创性申明 本人郑重申明:所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外,本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果。对本文的研究作出重要贡献的个人和集体,均已在文中以明确方式表明。本人完全意识到本申明的法律后果由本人承担。 作者签名:日期: 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定,同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版,允许论文被查阅和借阅。本人授权南昌大学可以将本论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索,可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。 保密□,在年解密后适用本授权书。 本学位论文属于 不保密□。 (请在以上相应方框内打“√”) 作者签名:日期: 导师签名:日期:

锅炉控制系统设计 专业:测控技术与仪器学号:5801206025 学生姓名:魏彩昊指导教师:杨大勇 摘要 温度是流程工业中极为常见的热工参数,对它的控制也是过程控制的一个重点。由于加热过程、加热装置特殊结构等具体原因,使得过程对象经常具有大时滞、非线性、难以建立精确数学模型等特点,利用传统的PID控制策略对其进行控制,难以取得理想的控制效果,而应用数字PID控制算法能得到较好的控制效果。 本文主要阐述了一种改进型的加热炉对象及其工艺流程,采用了PLC控制装置设计了控制系统,使加热炉的恒温及点火实现了自动控制,从而使加热炉实现了全自动化的控制。此种加热炉可广泛应用于铝厂、钢厂等金属冶炼、金属加工行业以及化工行业。 此设计以工业中的电加热炉为原型,以实验室中的电加热炉为实际的被控对象,采用PID控制算法对其温度进行控制。提出了一种适合电加热炉对象特点的控制算法,并以PLC 为核心,组成电加热炉自适应控制系统,其控制精度,可靠性,稳定性指标均远高于常规仪表组成的系统。 关键词:温度;电加热炉;PLC;控制系统

加热炉控制系课程设计

第1章加热炉控制系统 加热炉控制系统工程背景及说明 加热炉自动控制(automatic control of reheating furnace),是对加热炉的出口温度、燃烧过程、联锁保护等进行的自动控制。早期加热炉的自动控制仅限控制出口温度,方法是调节燃料进口的流量。现代化大型加热炉自动控制的目标是进一步提高加热炉燃烧效率,减少热量损失。为了保证安全生产,在生产线中增加了安全联锁保护系统。 影响加热炉出口温度的干扰因素很多,炉子的动态响应一般都比较迟缓,因此加热炉温度控制系统多选择串级和前馈控制方案。根据干扰施加点位置的不同,可组成多参数的串级控制。使用气体燃料时,可以采用浮动阀代替串级控制中的副调节器,还可以预先克服燃料气的压力波动对出口温度的影响。这种方案比较简单,在炼油厂中应用广泛。 这种控制的主要目的是在工艺允许的条件下尽量降低过剩空气量,保证加热炉高效率燃烧。简单的控制方案是通过测量烟道气中的含氧量,组成含氧量控制系统,或设计燃料量和空气量比值调节系统,再利用含氧量信号修正比值系数。含氧量控制系统能否正常运行的关键在于检测仪表和执行机构两部分。现代工业中都趋向于用氧化锆测氧技术检测烟道气中的含氧量。应用时需要注意测量点的选择、参比气体流量和锆管温度控制等问题。加热炉燃烧控制系统中的执行机构特性往往都较差,影响系统的稳定性。一般通过引入阻尼滞后或增加非线性环节来改善控制品质。 在加热炉燃烧过程中,若工艺介质流量过低或中断烧嘴火焰熄灭和燃料管道压力过低,都会导致回火事故,而当燃料管道压力过高时又会造成脱火事故。为了防止事故,设计了联锁保护系统防止回火和温度压力选择性控制系统防止脱火。联锁保护系统由压力调节器、温度调节器、流量变送器、火焰检测器、低选器等部分组成。当燃料管道压力高于规定的极限时,压力调节系统通过低选器取代正常工作的温度调节系统,此时出料温度无控制,自行浮动。压力调节系统投入运行保证燃料管道压力不超过规定上限。当管道压力恢复正常时,温度调节系统通过低选器投入正常运行,出料温度重新受到控制。当进料流量和燃料流量低于允许下限或火焰熄灭时,便会发出双位信号,控制电磁阀切断燃料气供给量以防回火。 随着节能技术不断发展,加热炉节能控制系统正日趋完善。以燃烧过程数学模型为依据建立的最佳燃烧过程计算机控制方案已进入实用阶段。例如,按燃烧过程稳态数学模型组成的微机控制系统已开始在炼油厂成功使用。有时利用计算机实现约束控制,使加热炉经常维持在约束条件边界附近工作,以保证最佳燃烧。

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