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1目录1选题背景........................................................................................................................................21.1引言........................................................................................................................................21.2设计目的及要求....................................................................................................................22方案论证........................................................................................................................................32.1方案一....................................................................................................................................32.2方案二....................................................................................................................................43过程论述........................................................................................................................................53.1总体设计................................................................................................................................53.2详细设计................................................................................................................................63.2.1信号的测量部分............................................................................................................63.2.2单冲量控制方式..........................................................................................................103.2.3串级三冲量控制方式..................................................................................................113.3信号监测..............................................................................................................................123.3.1给水旁路调节阀控制强制切到手动..........................................................................123.3.2电动给水泵强制切到手动..........................................................................................133.3.3汽动给水泵强制切到手动..........................................................................................133.4工作方式..............................................................................................................................133.5切换与跟踪..........................................................................................................................133.5.1切换..............................................................................................................................133.5.2跟踪..............................................................................................................................143.6控制器选型..........................................................................................................................144结论.............................................................................................................................................145课程设计心得体会......................................................................................................................156参考文献......................................................................................................................................1521选题背景：1.1引言火电厂在我国电力工业中占有主要地位，大型火力发电机组具有效率高，投资省，自动化水平高等优点，在国内外发展很快，如今随着科技的进步，大型火力发电厂地位显得尤为重要。但由于其内部设备组成很多，工艺流程的复杂，管道纵横交错，有上千个参数需要监视、操作和控制，这就需要有先进的自动化设备和控制系统使之正常运行，并且电能生产要求高度的安全可靠和经济性。大型发电单元机组是一个以锅炉，高压和中、低压汽轮机和发电机为主体的整体。锅炉作为电厂中的一个重要设备，起着重要的作用，根据生产流程又可以分为燃烧系统和汽水系统。其中，汽包锅炉给水及水位的调节已经完全采用自动的方式加以控制。给水全程控制系统是一个能在锅炉启动、停炉、低负荷以及在机组发生某些重大事故等各种不同的工况下，都能实现给水自动控制的系统而且从一种控制状态到另一种控制状态的判断、转换、故障检测也常常靠系统本身自动完成。1.2设计目的及要求本次课程设计的要求是根据大型火电机组的生产实际设计出功能较为全面的300MW火电机组全程给水控制系统，该控制系统的设计任务是使给水量与锅炉的蒸发量相适应，维持汽包水位在规定的范围内。设计要求：(1)设计功能基本全面的全程给水控制系统，要求图纸采用SAMA标准图例，系统布局规范。(2)参考输入参数：汽包水位、汽包压力、给水流量、给水温度、汽机第一级压力、主汽温度、过热减温水流量等信号。(3)参考输出参数：A、B汽动泵转速、电动给水泵转速、给水旁路调节阀开度。(4)信号准确性：考虑汽包水位、给水流量和蒸汽流量等信号的修正。(5)信号监测与报警：重要信号需要监测与报警，同时注意信号的可靠性，3考虑冗余。(6)工作方式：给水旁路阀单冲量控制、电动泵单级单冲量控制、电动泵串级三冲量控制、汽动泵串级三冲量控制。(7)切换与跟踪：电动泵运行时大小给水阀门、电动泵、汽动泵之间；单、三冲量；单、串级之间的切换。跟踪原则：(1)电动泵单级单冲量工作时，电动泵三冲量副调跟踪单冲量调节器输出；(2)电动泵三冲量工作时，单冲量调节器跟踪阀位信号（电动泵手动）；(3)电动泵手动时，单冲量调节器跟踪副调输出（电动泵自动）；(4)汽动泵手动工作时，三冲量主调跟踪给水流量信号，副调跟踪阀位信号。(5)注意泵的安全经济工作区。(6)控制部分：控制方案考虑采用单回路、串级、前馈等控制，控制器的控制规律（PI、PID、PD、P）选择准确，调节器可共用。(7)逻辑关系准确全面。2方案论证2.1方案一给系统设计如图1。在这个方案中，低负荷时采用但冲量系统（PI1）高负荷时采用三冲量系统（PI2），而且都是通过改变调速泵转速来实现给水的调节。为了保证给水泵工作在安全工作区内，设计了一个给水泵出口压力调节系统（PI3），通过改变阀门开度来改变泵的出口压力。高压加热器出口分别取给水压力信号送入小值选择器。当机组正常运行时，高压加热器出口的给水压力总是低于泵的出口压力。这时，应选高压加热器出口给水压力作为压力测量值，使泵的实际工作点在泵下限特性曲线偏左一些，确保泵工作在安全工作区内。当机组热态启动时，高压加热器出口的给水压力高于泵的出口压力，小组选件输出为泵出口压力，保证泵出口给水压力升压过程中，两个调节阀门均处于关闭状态，直到泵出口压力大于高压加热器出口给水压力时才按高压加热器出口的给水压力进行调节，控制4两个阀门开度。图1方案一系统示意图这个方案结构合理，经济性好，切换较简单，安全可靠性也较好，不足之处是压力调节系统和水位调节系统互相影响，同时两个系统切换动作频繁，使调节阀磨损较快。2.2方案二如图2所示。这是一个一段调节的方案，在低负荷时采用PI1单冲量系统，GH1值经大值选择器来控制调速泵，是泵维持在允许的最低转速。此时给水量是通过改变调节阀开度来调节的。高负荷时，阀门开到最大，为了减小阻力，把并联的调节阀也开到最大，三冲量调节器PI2的输出大于GH1的值，故可直接改变调速泵转速控制给水量。在冷态启动时，GH1起作用，既让泵工作在最低转速。在热态启动时取决于Pd值，泵可以直接工作在较高的转速。该方案中午专门设计泵的出口压力安全调节系统，解决给水泵在安全工作取得办法是利用调速泵运行的自然特性，即在定压运行使用两台泵同时给水地方法，使每台泵的负荷不超过86%，可使泵工作在安全区内。5图2方案系统示意图该方案结构最简单，系统和调节段两种切换相互错开，Pd是开换调节，调节段是无触点自由过度，安全性能好，是一个好方案。3