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循环流化床锅炉培训模拟操作仿真研究

作　者: 陈淑鑫
导　师: 路义萍
学　校: 哈尔滨理工大学
专　业: 热能工程
关键词: 循环流化床锅炉分散控制系统模拟培训组态软件
分类号: TK229.66
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要

目前国内能源生产以煤为主,其中劣质煤、高硫煤及油页岩储量大,循环流化床锅炉为这类能源的利用提供了良好途径,被广泛应用到电力、供热等企业,即缓解我国动力煤紧张的局面,又克服燃煤带来的环境污染问题,实现了能源生产可持续发展。本文以130t/h循环流化床锅炉机组仿真模拟为例,借助计算机仿真技术,采用组态方法模拟锅炉运行工况培训循环流化床锅炉操作人员,进而避免和减少了运行人员发生误操作事故,增强运行人员在解决事故过程中遇到突发事件的处理能力。首先,依据循环流化床锅炉建模时风量、燃料量、炉膛负压和汽水系统特性,建立了PID回路调节燃烧系统及汽水系统控制,并设计了锅炉汽水系统、炉膛系统、风烟系统和母管制锅炉蒸汽负荷控制四个子系统,分析了机组负荷自动控制特点及设计规范。其次,在组态环境AdvanTrol-Pro下应用DCS系统设计循环流化床锅炉监控操作、过程判断、工况分析、日志管理以及事故处理等程序。并与运行组态程序交换信息,提供比较、查询、显示和打印等功能。最后,介绍了嵌入Visual C++语言编写优化监控模块,定义List类作为构造函数的公有继承使得程序变量高度规范、统一、模块调用简化,提高了程序可读性。综合设计后阐述了锅炉水位低报警,低限引起的紧急停炉事故处理仿真模型。充分运用了组态操作界面对CFBB系统工况全变量数字模拟,为培训人员提供了真实的模拟环境,本文研究方法及结论为推进了锅炉培训智能化进程及完善计算机辅助锅炉自动控制系统设计技术领域的建设提供理论指导。

全文目录

摘要  5-6
Abstract  6-11
第1章绪论  11-17
  1.1 课题研究目的及意义  11-12
  1.2 国内外研究现状  12-16
    1.2.1 循环流化床锅炉发展概况  12-13
    1.2.2 锅炉操作培训概述  13-14
    1.2.3 控制仿真组态技术现状  14-16
  1.3 课题来源及主要研究内容  16-17
第2章循环流化床锅炉概述及控制应用软件平台  17-28
  2.1 循环流化床锅炉概述  17-23
    2.1.1 循环流化床锅炉的主要优点  17-18
    2.1.2 循环流化床锅炉的主要炉型  18-19
    2.1.3 循环流化床锅炉系统基本构成  19-20
    2.1.4 130t/h 循环流化床锅炉示例简介  20-22
    2.1.5 循环流化床锅炉的燃烧原理  22-23
  2.2 循环流化床锅炉分散控制系统DCS  23-24
    2.2.1 数据采集处理系统DAS  23
    2.2.2 模拟量控制系统MCS  23-24
    2.2.3 辅机顺序控制系统SCS  24
    2.2.4 炉膛安全监控系统FSSS  24
  2.3 AdvanTrol-Pro 系统软件介绍  24-27
    2.3.1 软件支持的系统结构  25
    2.3.2 系统组态软件SCKey  25-26
    2.3.3 系统组态工作流程  26-27
  2.4 本章小结  27-28
第3章 130t/h 循环流化床模型研究与控制模拟  28-41
  3.1 循环流化床锅炉控制模型  28-34
    3.1.1 建立PID 调节器数学模型  28-29
    3.1.2 建立锅炉燃烧控制系统模型  29-32
    3.1.3 建立汽水系统控制模型  32-34
  3.2 循环流化床锅炉机组模拟控制应用  34-40
    3.2.1 汽水控制系统  34-36
    3.2.2 炉膛控制系统  36-38
    3.2.3 母管制锅炉蒸汽负荷控制系统  38-39
    3.2.4 风烟系统  39-40
  3.3 本章小结  40-41
第4章 130t/h 循环流化床模拟控制培训  41-58
  4.1 循环流化床装置模型流程图制作  41-42
    4.1.1 装置模型流程图数量及分配  41
    4.1.2 流程图制作总体要求  41-42
    4.1.3 流程图制作表示方式  42
  4.2 循环流化床锅炉模拟系统总貌  42-48
    4.2.1 锅炉风及制粉系统组态  42-44
    4.2.2 锅炉烟气系统组态  44-45
    4.2.3 锅炉水系统操作  45-47
    4.2.4 锅炉汽系统操作  47-48
  4.3 循环流化床锅炉模拟机组启动停炉培训  48-50
    4.3.1 锅炉机组启动操作  48-49
    4.3.2 锅炉升压操作  49-50
    4.3.3 锅炉机组停炉操作  50
  4.4 循环流化床锅炉燃烧控制系统培训  50-55
    4.4.1 锅炉燃烧器启动顺序  52
    4.4.2 锅炉床温控制系统  52-53
    4.4.3 锅炉床压（料层厚度）控制系统  53-54
    4.4.4 锅炉返料风及炉膛压力控制系统  54-55
  4.5 循环流化床锅炉机组运行监视和调整  55-57
    4.5.1 CFB 锅炉运行中水位调整  55-56
    4.5.2 CFB 锅炉运行中汽压和汽温调整  56
    4.5.3 CFB 锅炉运行中燃烧调整  56-57
  4.6 本章小结  57-58
第5章优化培训模块操作事故实例  58-70
  5.1 培训平台设计思路  58-59
  5.2 循环流化床锅炉控制调节程序  59-61
  5.3 循环流化床锅炉机组故障判断及事件处理规则  61-69
    5.3.1 报警数据采集处理操作  62-64
    5.3.2 循环流化床燃烧过程故障判断及处理规则  64-65
    5.3.3 循环流化床锅炉水位报警紧急停炉故障判断及处理操作  65-69
  5.4 本章小结  69-70
结论  70-71
参考文献  71-76
攻读硕士学位期间发表的学术论文  76-77
致谢  77

循环流化床锅炉培训模拟操作仿真研究

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