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1、生产实习报告目 录第1章 生产实习的目的1第2章 工厂实习阶段22.1 实习工厂概况22.2 实习计划和学习目标32.2.1 实习计划32.2.2 学习目标32.3 工厂实习内容32.3.1 车间介绍32.3.2 DCS简介32.3.3 控制室相关知识52.3.4 生产现场相关知识6第3章 模拟仿真阶段83.1 模拟仿真时间安排83.2 仿真软件介绍83.3 仿真实习题目83.4 工业锅炉系统93.4.1 实习目的及要求93.4.2 装置介绍93.4.3 实习内容103.5 调试过程、图形及分析113.5.1 工业锅炉的冷态开车113.5.2上汽包水位的干扰实验123.5.3 过热蒸汽温度值的
2、干扰试验15收获和体会18参考文献19第1章 生产实习的目的生产实习是培养我们实践能力的主要教学环节，对于促进理论联系实际、了解自动化专业（仪表控制方面）发展现状、增强实践动手能力、提高我们的综合素质具有十分重要的作用。1、通过接触实际、了解社会，使我们对自动化专业生产、设计和相关课题研究等建立感性认识。2、巩固所学理论知识，同时了解生产实际知识和技能，学习先进的生产技术和企业组织管理知识，培养分析和解决工程实际问题的初步能力。3、了解社会和国情，直接向工人和工程技术人员、管理人员学习各种相关的实践知识，增强劳动观念，培养我们的事业心和责任感，为我们的即将毕业，走向工作岗位打下良好的基础。第2
3、章 工厂实习阶段我从2011年9月19日开始到吉林石化公司有机合成厂实习，到9月23日实习结束。在有机合成厂领导和同事的指导帮助下，我慢慢了解了有机合成厂的组织机构、经营状况、管理体制以及技术服务部的基本业务，特别是详细了解了仪表车间的相关知识，并学到了许多实际生产中的自动控制方案（DCS方面）、仪器仪表原理检测、更好的巩固所学的过程控制原理知识、锻炼实际动手能力、增长自己的阅历。 2.1 实习工厂概况吉林石化公司有机合成厂是国家“六五”期间兴建的大型石油化工企业，1973年11月开始筹建，1976年12月破土动工，1982年6月建成投产，其发展经历了四个历史阶段。60年代中期，在原“吉林三大
4、化”的基础上，经过不断的改造、扩建，建设成以煤化工为主的国有大型化工生产基地，完成了吉化发展史上的第一次创业。80年代初，年原油加工量250万吨炼油装置和年产11.5万吨乙烯及其配套装置建成投产，使吉化发展成为煤化工和石油化工两条原料路线并举的特大型国有企业，完成了吉化发展史上的第二次创业。90年代，以30万吨乙烯及其配套装置全部建成投产和淘汰了一大批落后生产装置为标志，完成了吉化发展史上的第三次创业。进入二十一世纪，在由计划经济向市场经济过渡的进程中，吉化遇到了前所未有的困难，从而开始了以重组整合、结构调整、强化管理、扭亏为盈为重点的第四次创业。吉林石化分公司2003年1月末总资产为229亿
5、元，生产装置104套，在册员工25796人，在岗员工17796人，所属二级单位共有20个。拥有原油一次加工能力530万吨，乙烯年生产能力53万吨，化工总生产能力465万吨。生产115个品种的石化产品，年生产商品量450万吨，其中ABS、乙二醇、苯胺、AES、醇醚、丁辛醇、醋酸、醋酐、苯乙烯、乙醇、乙丙橡胶等11套装置生产能力位居全国第一；苯酐、有机硅、聚乙烯等3套装置生产能力位居全国第二；苯酚丙酮、丙烯酸及脂、丁苯橡胶等3套装置生产能力位居全国第三，同时也是国内唯一的乙丙橡胶、MDI级苯胺、工业乙醇生产厂家。吉林石化分公司的产品全部采用国际标准或国内先进标准生产，质量体系完备，产品出厂合格率1
6、00%，大多数产品享有免检权，主要产品中7种获国家优质金牌奖，13种获国家优质银牌奖，31种获部优质产品奖，40种获省优质产品奖。吉林石化公司的产品畅销全国并远销世界十几个国家和地区，拥有相对稳定的国内外用户1000多家，具有良好的市场信誉和声望。该厂坚持运用生产、技术管理的合力控制理念，突出生产装置的效益最大化原则。一季度，针对橡胶装置岗位多、比较分散和管理流程长且交叉的实际，采取对日常发现的工艺技术问题进行闭环管理，要求装置运行工程师对班组生产运行的管理实时化，确保了管理人员对班组中、夜班各岗位的生产运行情况的全面掌握，在技术控制上，他们采取平稳控制釜温，合理调控加料水平，严格控制A线后处
7、理负荷的办法，使三条橡胶生产线优级品率100。2.2 实习计划和学习目标2.2.1 实习计划时间安排：9月19日：由自动化专业系主任高老师，开动员大会及实习安排。9月20日：由厂区安全处处长介绍有机合成厂的情况和厂级安全教育，并进行现场安全答卷。9月21日：由仪表车间主任介绍仪表车间情况和车间级安全教育，并进行车间级安全答卷。9月22日：在高级工程师张工的带领下到控制室熟悉DCS控制台及厂区仪表实体认识，并对一些问题进行答疑。2.2.2 学习目标1、掌握进厂实习安全需知，熟悉厂区三级安全知识；2、了解有机合成厂的发展历史和目前的状况；3、认识DCS控制台，操作台以及盘柜，了解它们之间的联系，知
8、道其在生产过程中的作用；4、学习控制仪表在生产过程中的相关知识以及仪表安装注意事项；5、学习讨论监控室设备的相关知识，了解自动化仪表的工业应用方式。2.3 工厂实习内容本次实习我们主要是在仪表车间进行认识学习仪表及其自动化控制相关的知识，因此我们主要是实地参观现场和DCS控制室。2.3.1 车间介绍仪表车间是负责化工厂所有仪表维护的车间，仪表相当于人的眼睛，通过仪表我们能掌握设备的工作状况，及时发现设备是不是存在问题，仪表对生产而言还是很重要的。2.3.2 DCS简介DCS是分布式控制系统的英文缩写（Distributed Control System），在国内自控行业又称之为集散控制系统。即
9、所谓的分布式控制系统，或在有些资料中称之为集散系统，是相对于集中式控制系统而言的一种新型计算机控制系统，它是在集中式控制系统的基础上发展、演变而来的。它是一个由过程控制级和过程监控级组成的以通信网络为纽带的多级计算机系统，综合了计算机，通信、显示和控制等4C技术，其基本思想是分散控制、集中操作、分级管理、配置灵活以及组态方便。在系统功能方面，DCS和集中式控制系统的区别不大，但在系统功能的实现方法上却完全不同。首先，DCS的骨架系统网络，它是DCS的基础和核心。由于网络对于DCS整个系统的实时性、可靠性和扩充性，起着决定性的作用，因此各厂家都在这方面进行了精心的设计。对于DCS的系统网络来说，
10、它必须满足实时性的要求，即在确定的时间限度内完成信息的传送。这里所说的“确定”的时间限度，是指在无论何种情况下，信息传送都能在这个时间限度内完成，而这个时间限度则是根据被控制过程的实时性要求确定的。因此，衡量系统网络性能的指标并不是网络的速率，即通常所说的每秒比特数（bps），而是系统网络的实时性，即能在多长的时间内确保所需信息的传输完成。系统网络还必须非常可靠，无论在任何情况下，网络通信都不能中断，因此多数厂家的DCS均采用双总线、环形或双重星形的网络拓扑结构。为了满足系统扩充性的要求，系统网络上可接入的最大节点数量应比实际使用的节点数量大若干倍。这样，一方面可以随时增加新的节点，另一方面也
11、可以使系统网络运行于较轻的通信负荷状态，以确保系统的实时性和可靠性。在系统实际运行过程中，各个节点的上网和下网是随时可能发生的，特别是操作员站，这样，网络重构会经常进行，而这种操作绝对不能影响系统的正常运行，因此，系统网络应该具有很强在线网络重构功能。其次，这是一种完全对现场I/O处理并实现直接数字控制（DDC）功能的网络节点。一般一套DCS中要设置现场I/O控制站，用以分担整个系统的I/O和控制功能。这样既可以避免由于一个站点失效造成整个系统的失效，提高系统可靠性，也可以使各站点分担数据采集和控制功能，有利于提高整个系统的性能。DCS的操作员站是处理一切与运行操作有关的人机界面（HMI-Hu
12、man Machine Interface或operator interface）功能的网络节点。工程师站是对DCS进行离线的配置、组态工作和在线的系统监督、控制、维护的网络节点，其主要功能是提供对DCS进行组态，配置工作的工具软件（即组态软件），并在DCS在线运行时实时地监视DCS网络上各个节点的运行情况，使系统工程师可以通过工程师站及时调整系统配置及一些系统参数的设定，使DCS随时处在最佳的工作状态之下。与集中式控制系统不同，所有的DCS都要求有系统组态功能，可以说，没有系统组态功能的系统就不能称其为DCS。DCS自1975年问世以来，已经经历了二十多年的发展历程。在这二十多年中，DCS虽
13、然在系统的体系结构上没有发生重大改变，但是经过不断的发展和完善，其功能和性能都得到了巨大的提高。总的来说，DCS正在向着更加开放，更加标准化，更加产品化的方向发展。作为生产过程自动化领域的计算机控制系统，传统的DCS仅仅是一个狭义的概念。如果以为DCS只是生产过程的自动化系统，那就会引出错误的结论，因为现在的计算机控制系统的含义已被大大扩展了，它不仅包括过去DCS中所包含的各种内容，还向下深入到了现场的每台测量设备、执行机构，向上发展到了生产管理，企业经营的方方面面。传统意义上的DCS现在仅仅是指生产过程控制这一部分的自动化，而工业自动化系统的概念，则应定位到企业全面解决方案，即total s
14、olution 的层次。只有从这个角度上提出问题并解决问题，才能使计算机自动化真正起到其应有的作用。DCS具有以下特点： 1、高可靠性。由于DCS将系统控制功能分散在各台计算机上实现，系统结构采用容错设计，因此某一台计算机出现的故障不会导致系统其他功能的丧失。此外，由于系统中各台计算机所承担的任务比较单一，可以针对需要实现的功能采用具有特定结构和软件的专用计算机，从而使系统中每台计算机的可靠性也得到提高。 2、开放性。DCS采用开放式，标准化、模块化和系列化设计，系统中各台计算机采用局域网方式通信，实现信息传输，当需要改变或扩充系统功能时，可将新增计算机方便地连入系统通信网络或从网络中卸下，几
15、乎不影响系统其他计算机的工作。 3、国内DCS主要厂家有：上海新华，鲁能控制，国电智深，浙大中控，和利时，上海华文，上海乐华，浙江中自等。4、国外的有西屋（艾默生）、FOXBORO、ABB、西门子、霍尼韦尔、横河、山武霍尼韦尔公司、FISHER-ROSEMOUNT公司等。2.3.3 控制室相关知识2011年9月22日，在工厂技术人员曹工的带领下，我们来到了苯乙烯生产车间的仪表控制室，在这里，我们真正看到了我们所学知识在工厂的应用，DCS控制系统、PLC控制系统等都是我们所学知识。在主控室中，由个人计算机、电源控制卡、通信卡等一系列设备连接成的催化剂再生系统、辅助报警台这些远程观测系统，让我们体
16、验到了自动化过程控制在实际生产中的重要性。在这里，我们先后了解了Honeywell DCS、浙大中控DCS、和利时DCS，横河DCS。下面让我介绍一下横河DCS概况：1、硬件描述及控制功能：横河电机（YOKOGAWA）是专业从事控制系统产品的研发及制造的厂商，1975年在世界上第一个推出DCS产品。其DCS一向以高可靠性著称于世，在世界上已有十五万套横河电机的DCS在运行，其DCS在中国的市场占有率在50%以上。横河公司先进的DCS产品，它的灵活性，可靠性以及性价比非常高。其中处理器，电源，以太网络全部配置成冗余工作的方式，而且功能强大的操作软件及服务器软件可以保证控制系统的更好的运行。2、通
17、讯网络：本系统的网络结构分为主网，支网和I/O网络，详见网络结构图:主干网络是连接各控制室和中央控制室监控计算机的网络，采用冗余工业以太网，通讯速率10/100Mbps，此网络是先进的工业控制网络，具有速度快，效率高，数据实时性好，抗干扰性强，符合自动化系统发展的需要等特点。支网为各现场站的星型工业以太网，通讯速率10/100Mbps.I/O网采用先进的现场总线网络SN网，通讯速率128Mbps，通讯介质同轴电缆。负责控制单元与I/O的通讯，并且可以扩展I/O模板的数量。保证实时数据通讯。这样实现了中央控制室的监控站，可以对各个DCS站的数据进行采集控制，并且可以通过网络对DCS进行在线编程，
18、完成整个工厂的自动化控制功能。3、监控系统及操作软件：首先，为了保证工厂的正常、稳定运行，在控制室里设置一台配有服务器软件的计算机，完成软件开发、组态和监控功能。操作站配有客户端操作软件，进行图形监视、现场采集数据等功能，同时根据要求还配有其它功能软件，如报表软件、测试软件、趋势软件及文件生成软件等。因为全部采用横河公司的DCS控制系统，因此在数据通讯部分可以说是完全无缝的链接。经过简单的组态后，操作人员只需要简单的点击鼠标就可以很方便的监控现场的数据，完成对现场设备的控制和参数的修改。4、横河软件功能描述：（1）数据采集、监控、信息管理:监控系统软件向现场运行过程采集数据，并进行计算、整理、
19、存储、实时刷新显示等处理，以及将控制参数、指令等调节、控制信息下发给控制器（写回流程）等。（2）监控功能：监控系统能够提供各种图形显示、多媒体显示、视频动画等功能。并以图形、数字、符号等方式为运行人员提供动态模拟生产过程，CRT屏幕软键操作。在计算机操作员站上，运行人员直接对过程数据读/写操作或者只读操作，实现对现场的监控。（3）报表功能：可以组态定义报表，如报警信息、班报、日报、月报、年报，以及其它类型报表，如统计等。报表包含所属的实时、历史及人工录入的各类数据；支持报表显示和打印输出，数量不限，并可以在网上传送。（4）图形用户接口功能：支持多窗口图形显示，汉化人机界面，可在线组态开发。支持
20、以窗口图形的方式显示各种实时监测示意图，如工厂工艺流程、监控画面、厂站与调度相关的监测点实时数据、设备实时状态等参数的示意图。 支持灵活多样的画面调用方式，如画面切换、翻页和“激活”支持以对话窗口的方式实现报警和事件的记录的打印。（5）分布式的网络结构：监控软件支持分布式网络结构。网上各节点可以独立执行赋给它的任务。网络节点可以脱机而不影响整个网络的运行。网络信息资源共享，即网上的计算机、终端可以随时获取需要的数据、信息。（6）数据库：具有实时数据库功能并通过数据交换协议（如DDE、OPC、ODBC SQL）支持关系型数据库。 （7）自诊断功能：系统具有在线诊断系统内故障的能力。当到检测到设备
21、故障时产生相关的故障报警。因此它可以在厂级中央控制室，实现对全厂被控设备运行工况的监视和控制；可对现场DCS控制站的参数进行设定和修改；通过各种通讯方式可与上一级监控系统进行通讯联络。（8）显示功能：通过相应的组态，可以很方便动态的显示各种图形和数据。显示工厂的控制系统图、仪表系统图、配电系统图、工艺流程图、工艺区域图、各区域控制系统图、厂区平面图等等。还有各种参数的仪表图、棒型（柱状）图，趋势曲线图、系统报警值一览表等。2.3.4 生产现场相关知识调节阀（Control Valve）用于调节介质的流量、压力和液位。根据调节部位信号，自动控制阀门的开度，从而达到介质流量、压力和液位的调节。调节
22、阀分电动调节阀、气动调节阀和液动调节阀等。调节阀是最终控制元件的最广泛使用的型式。其他的最终控制元件包括计量泵、调节挡板和百叶窗式挡板（一种蝶阀的变型）、可变斜度的风扇叶片、电流调节装置以及不同于阀门的电动机定位装置。调节阀属于控制阀系列，主要作用是调节介质的压力、流量、温度等等参数，是工艺环路中最终的控制元件。调节阀按行程特点可分为：直行程和角行程。直行程包括：单座阀、双座阀、套筒阀、角形阀、三通阀、隔膜阀；角行程包括：蝶阀、球阀、偏心旋转阀、全功能超轻型调节阀。调节阀按驱动方式可分为：气动调节阀、电动调节阀和液动调节阀；按调节形式可分为：调节型、切断型、调节切断型；按流量特性可分为：线性、
23、等百分比、抛物线、快开。调节阀适用于空气、水、蒸汽、各种腐蚀性介质、泥浆、油品等介质。变送器输出为标准信号的传感器。这个术语有时与传感器通用。变送器种类很多，总体来说就是由变送器发出一种信号来给二次仪表使二次仪表显示测量数据。将物理测量信号或普通电信号转换为标准电信号输出或能够以通讯协议方式输出的设备。一般分为：温度/湿度变送器，压力变送器，差压变送器，液位变送器，电流变送器，电量变送器，流量变送器，重量变送器等。变送器遵循一个物理定律（或实验数学模型）将物理量的变化转化成420mA等标准信号的装置。变送器将传感信号转换为统一的标准信号：0/420mADC，15VDC，010VDC。变送器：除
24、有传感的功能之外还有放大整形的功能，输出为标准的控制信号，如：420mA。差压式流量计是根据安装于管道中流量检测件产生的差压，已知的流体条件和检测件与管道的几何尺寸来计算流量的仪表。差压式流量计由一次装置（检测件）和二次装置（差压转换和流量显示仪表）组成。通常以检测件形式对差压式流量计分类，如孔板流量计、文丘里流量计、均速管流量计等。二次装置为各种机械、电子、机电一体式差压计，差压变送器及流量显示仪表。它已发展为三化（系列化、通用化及标准化）程度很高的、种类规格庞杂的一大类仪表，它既可测量流量参数，也可测量其它参数（如压力、物位、密度等）。差压式流量计的检测件按其作用原理可分为:节流装置、水力
25、阻力式、离心式、动压头式、动压头增益式及射流式几大类。检测件又可按其标准化程度分为二大类:标准的和非标准的。所谓标准检测件是只要按照标准文件设计、制造、安装和使用，无须经实流标定即可确定其流量值和估算测量误差。非标准检测件是成熟程度较差的，尚未列入国际标准中的检测件。差压式流量计是一类应用最广泛的流量计，在各类流量仪表中其使用量占居首位。近年来，由于各种新型流量计的问世，它的使用量百分数逐渐下降，但目前仍是最重要的一类流量计。第3章 模拟仿真阶段工厂实习之后我们进入了校内模拟仿真阶段，我们还是第一次接触这种仿真软件，但对于我们刚刚在工厂实习过却未动过手的学生来说，模拟仿真无疑是对我们最大的锻炼
26、。通过仿真能对工厂实习中的整个工艺流程及原理能有一个更全面的认识。3.1 模拟仿真时间安排9月25日：根据实习安排，熟悉仿真软件；9月2630日：进行锅炉的仿真开车操作。3.2 仿真软件介绍随着现代化生产过程控制技术飞速发展，生产装置大型化，生产过程连续化和自动化程度的不断提高，为保证生产安全稳定、长周期、满负荷、最优化地运行，职业教育和在职培训显得越来越重要。但是，由于一些工艺过程复杂、工艺条件要求十分严格，常伴有高温、高压、易燃、有毒、腐蚀等不安全因素，常规的职业教育和培训方法不能满足要求，而仿真技术，能利用计算机模拟真实的操作控制环境，给职业教育提供丰富生动的多媒体教学手段，为受训人员提
27、供安全、经济的离线培训条件。本套仿真教学软件适用于自动化专业进行实验，实习。本套仿真教学软件主要包含锅炉系统、压缩机系统、化工综合控制三个系统。通过对本软件的学习，可以了解大型生产装置工业锅炉、压缩机、化工反应器的结构组成，主要工艺流程和一般的操作方法。熟悉和掌握常用控制方案：单回路控制、双冲量控制、三冲量控制、负荷控制、防喘振控制、串级控制、比值控制、分程控制、选择性控制等。熟悉和掌握大型生产装置工业锅炉、压缩机、化工反应器的冷态开车步骤，控制系统的投运方法、步骤以及各控制回路PID参数的整定和对控制质量的影响。测试和比较在不同的控制方案下的控制质量和效果。软件内容：本软件包括了六个控制系统
28、：单水槽液位控制系统、换热器控制系统、压力罐控制系统、三水槽控制系统、锅炉系统、化工综合控制系统。本套软件主要功能可以让用户学习如何进行工控软件的组态；实际的工控装置的操作；控制算法的组态；控制系统的投运，PID参数的整定。每套控制系统的仿真操作部分，用户可以通过实际操作各种阀门，仪表，掌握仪表的使用，冷态开车的方法，比较各种控制方案下的不同控制效果，调节参数对调节质量的影响。3.3 仿真实习题目工业锅炉控制1、单冲量控制系统：结构简单，对于汽包内水的停留时间长、负荷变化小的小型锅炉，该控制系统可以保证锅炉的安全运行，该系统实际就是典型的单回路液位控制系统，但这种方案有其缺点，克服不了虚假水位
29、带来的严重后果。2、双冲量控制系统：针对单冲量控制系统不能克服虚假水位的影响，如果根据蒸汽流量来校正汽包水位控制器的输出，就可以纠正虚假水位引起的控制器的误动作，而且也能提前发现蒸汽负荷的变化，从而大大改善了品质。3、三冲量控制系统：双冲量控制系统对水干扰不能及时克服的问题仍然不能解决。此外，由于给水阀的工作特性不一定完全线性的，做到静态补偿也很难。为此，把给水流量信号引入，构成三冲量控制系统。4、锅炉燃烧过程的控制：蒸汽压力控制和燃料与空气比值控制系统；燃烧过程的烟气氧气含量的闭环控制；多种燃料时过剩空气及燃料配比控制。3.4 工业锅炉系统3.4.1 实习目的及要求1、了解工业锅炉的结构组成
30、、主要工艺流程和一般的操作方法。2、熟悉和掌握工业锅炉控制系统的构成和常用控制方案：汽包液位控制、蒸汽压力及温度控制、炉膛负压控制等。3、熟悉工业锅炉的开车过程；掌握控制系统的投运方法和步骤。4、掌握各控制回路PID参数的整定及对控制质量的影响。测试和比较在干扰作用下，同一控制参数在不同控制方案下的控制质量和效果。3.4.2 装置介绍1、工业锅炉的结构及工艺流程简介锅炉是将燃料燃烧释放出的热能传递给水，使水转变成为具有一定压力和温度的蒸汽（或水）的动力装置。锅炉分动力锅炉和工业锅炉两大类。动力锅炉用于动力发电等方面，所产蒸汽的量、压力及温度都较高。工业锅炉用于工业生产和采暖等方面，所产蒸汽的量
31、不是很大，一般是过热蒸汽和饱和蒸汽，或者是热水。本软件采用燃气、自然水循环、双汽包、产汽量65t/h过热蒸汽的工业锅炉为仿真实习装置，其控制系统流程图如图3-1所示。锅炉是由锅炉本体和辅助设备两大部分组成。锅炉本体主要包括（上、下）汽包、对流管、下降管、上升管、水冷壁、（上、下）联箱、蒸汽过热器、减温器、省煤器、空气预热器、火嘴（喷燃器）等。辅助设备包括通风设备、给水设备、除灰设备和锅炉附件等。蒸汽生产主流程为：除氧器V102中的水（约0.2MPa、105）用高压水泵P101抽出作为锅炉给水。一部分给水经减温器加热后与另一部分混合后进入省煤器，被烟气加热为248的饱和水后进入上汽包。上汽包中的
32、热水由对流管流到下汽包，再通过下降管、下联箱进入水冷壁，吸收炉膛辐射热后成为汽水混合物，经上联箱进入上汽包进行汽水分离。上汽包分离出的饱和蒸汽经过热器低温段、减温器、过热器高温段后，成为448、3.77Mpa的过热蒸汽送入中压汽网供用户使用。燃烧系统流程为：来自外部的高压燃料气在气罐V101中经稳压后（约0.3MPa），送入锅炉燃烧室壁侧的火嘴。另外空气由鼓风机P102升压后，经风门送入锅炉燃烧室。燃烧室内的燃气和空气经点火后燃烧释放出热能，成为高温烟气（温度可达900），其中大部分热能被水冷壁吸收。高温烟气经蒸汽过热器、上升管、对流管、省煤器、空气预热器等，被逐步吸收热量，温度逐渐降低（到排
33、烟段时降到180）。燃烧烟气最后经引风机P103送入烟囱，排入大气。炉膛负压由引风机控制烟气排出流量约为00.2KPa。 图3-1 工业锅炉控制系统流程图2、工业锅炉控制系统简介针对上述工艺流程，为满足工业锅炉安全、稳定、正常运行的要求，其控制系统一般都设计实现以下几个控制参数。另外为达到环保及经济效益指标，有的锅炉控制系统还设计有其他控制参数（如排烟氧含量）。上汽包液位的控制。这是保证工业锅炉安全、正常运行的最重要的一个控制参数。由于在蒸汽负荷变化及给水压力波动的情况下，工业锅炉都存在着“虚假液位”的现象，一般的汽包液位单回路控制方案不能有效地克服干扰，会出现锅炉水烧干甚至锅炉爆炸的严重事故
34、。因而针对性地产生了“双冲量”控制（蒸汽流量-汽包液位的前馈-反馈控制）及“三冲量”控制（蒸汽流量-汽包液位-给水流量的前馈-反馈-串级控制），这两种控制方案的控制效果和控制质量，比单回路控制得以提高，满足了生产工艺的要求。过热蒸汽压力及温度的控制。这是工业锅炉生产蒸汽产品的质量指标，达到蒸汽用户的要求。这两个控制参数一般都是单回路控制，控制质量要求高的，实现了串级控制。燃料气压力控制，这是保证燃料气稳定燃烧的重要指标。一般的单回路控制就可以满足要求。3.4.3 实习内容1、工业锅炉的开车直至产汽量达到额定负荷，锅炉进入正常运行状态，控制系统全部投入自动。2、在锅炉进入正常运行状态后，分别在单
35、回路、双冲量、三冲量三种控制方案下，分别通过改变蒸汽负荷和给水压力作为干扰，记录汽包液位参数值反应曲线。3、在锅炉正常运行状态时和汽包液位三冲量控制方案下，通过改变蒸汽负荷（或给水压力）作为干扰，记录过热蒸汽温度值和反应曲线。3.5 调试过程、图形及分析3.5.1 工业锅炉的冷态开车1、锅炉上水：在除氧器V102工作正常的条件下，启动给水泵P101，打开给水泵循环阀SV101，调节给水泵出口压力为5.0MPa。通过调节LIC101的输出值，手动控制给水调节阀LV101（注意：在上汽包液位三种不同控制方案时，给水调节阀LV101的手动操作），使给水流量约10t/h， 锅炉开始上水。稍后可加大给水
36、流量，并观察上汽包液位上升，直至达到50%左右。在下面的步骤中注意观察汽包液位的变化，随时进行调节，使液位稳定在50%左右。2、燃料系统的投运：手动调节PIC104输出值，缓慢打开调节阀PV104，燃料气进入缓冲气罐V101。当PIC104指示达0.3MPa时，将PIC104控制回路投自动，给定值设为0.3MPa。3、锅炉点火：全开上汽包放空阀SV103和过热蒸汽放空阀SV104。打开主汽阀SV102至80%开度。遥控全开鼓风机风门HV101、引风机风门HV102。启动鼓风机P102、引风机P103，先通风一段时间使炉膛内不含可燃性气体后，将鼓风机风门HV101、引风机风门HV102都调至20
37、40%开度。手动调节PIC103输出值至5%左右，并立即持续按压住点火按钮点燃燃气，放开点火按钮，炉膛火焰点着后。手动控制调节阀PV103的开度，逐渐加大燃料气流量。注意在加大燃料气流量的过程中，用鼓风机风门HV101调整烟气出口氧含量值AI101在0.9%3.0%，用引风机风门HV102调整炉膛负压值PI106在0.10.25KPa。4、锅炉升压：严格按照锅炉的升压要求，继续手控调节器PIC103，使锅炉缓慢平稳地升压。当蒸汽压力PI102达0.70.8MPa时，关闭上汽包放空阀SV103和过热蒸汽放空阀SV104。当TIC101指示过热蒸汽温度达400时，手动调节TIC101输出值，逐渐开
38、启减温水调节阀TV101A使过热蒸汽温度达到正常值（448）。继续手控调节PIC103，使蒸汽压力逐渐平稳至3.7MPa后保持3分钟。确认蒸汽压力稳定在3.723.77MPa范围内，蒸汽温度不低于400，上汽包水位在50%左右。当蒸汽压力稳定到3.77MPa时，将PIC103投自动，给定值设为3.77MPa。5、负荷提升：逐渐开大主汽阀SV102，手控TIC101，当过热蒸汽温度稳定在448左右时，将TIC101投自动，给定值设为448。锅炉达到额定负荷（65t/h）后，将上汽包水位控制LIC101投入自动，给定值设为50%。注意在上汽包水位控制为三冲量控制方案时，主副回路投入自动的顺序。至此
39、，锅炉进入正常运行状态。注意：各冷态开车的步骤中各参数变化是相互影响的，所以要观察各参数的变化综合调节。锅炉调试稳定工况如图3-2所示：图3-2 工业锅炉的冷态开车仿真稳态图根据冷态开车步骤，调节器由手动到自动的投放顺序：PIC104、PIC103、TIC10、LIC101，全部都投自动以后，稳态时，蒸汽出口温度为448，蒸汽出口流量为65t/h，汽包水位为50%。稳态画面如图3-2所示。3.5.2上汽包水位的干扰实验1、在上述冷态开车步骤选定的控制方案下，在锅炉进入正常运行状态且各调节各系统全部投入自动后，瞬间减小蒸汽管网压力PI103A到3.62MPa，观察并记录汽包液位参数值反应曲线，直
40、至达到新的稳态。系统稳定时界面图形如下：根据冷态开车步骤，调节器由手动到自动的投放顺序：PIC104、PIC103、TIC10、LIC101，全部都投自动以后，稳态时，蒸汽出口温度为448，蒸汽出口流量为65t/h，汽包水位为50%。图3-3 工业锅炉的上汽包水位的干扰仿真稳态图图3-4 工业锅炉扰动运行中各参数变化曲线1由上图历史趋势组一可知，当给谁阀打开后，汽包水位开始上升。由于给水流量和给水出口压力是正相关，故给水流量与给水压力的变化步调一致，稳态时，两者趋势线重合；点火后，由于燃料调节器PIC104投自动，故燃料缓冲罐压力波动很小，稳态时，为一条直线；由于过热蒸汽压力和燃料气流量是正相
41、关关系，故其趋势线为上升的；由于在调节过程中，汽包水位变化受各个环节影响都较大，故其趋势线波动很大，稳态时，趋于直线；当过热蒸汽温度达到448左右时，打开减温水调节阀，控制温度趋于稳定。稳态时各个趋势都为直线。图3-5 工业锅炉扰动运行中各参数变化曲线2由上图历史趋势组二可知，当全开鼓风机和引风机时，炉膛压力由引风机控制在负压范围，引风机的调节阀开度越大，炉膛压力越低；鼓风机则是调节含氧量，其调节阀开度越大，含氧量越高。由于在整个调节过程中，炉膛负压和含氧量必须控制在指定范围内，故其波动很频繁，每调节一次燃料气流量，就要调节含氧量，故在燃料气增加的过程中，含氧量和炉膛压力总是在波动变化；通过燃
42、料气流量的增加以提高汽包压力，其二者趋势线是正相关的；省煤器入口烟温也与燃料气流量正相关，故其也是上升的；当燃料不在变化时，上述指标都不在变化，最终稳定。2、在整个装置再次进入稳态且各调节系统全部投入自动后，关小给水泵循环阀SV101到5%，使给水压力上升，观察并记录汽包液位参数值反应曲线，直至达到新的稳态。系统稳态时界面图形如图3-6所示。图3-6 工业锅炉的上汽包水位的干扰仿真稳态图图3-7 工业锅炉扰动运行中各参数变化曲线1根据干扰实验步骤，将管网蒸汽压力调到3.62时，由于调节器已经全部都投自动，所以此时直到稳态的过程中调节器自己进行调节。稳态时，蒸汽出口温度为448，蒸汽出口流量为7
43、2.53t/h，汽包水位为50%。稳态画面如图3-6所示。由图4-7历史趋势组一可知，当给谁阀打开后，汽包水位开始上升。由于给水流量和给水出口压力是正相关，故给水流量与给水压力的变化步调一致，稳态时，两者趋势线重合；点火后，由于燃料调节器PIC104投自动，故燃料缓冲罐压力波动很小，稳态时，为一条直线；由于过热蒸汽压力和燃料气流量是正相关关系，故其趋势线为上升的；由于在调节过程中，汽包水位变化受各个环节影响都较大，故其趋势线波动很大，稳态时，趋于直线；当过热蒸汽温度达到448左右时，打开减温水调节阀，控制温度趋于稳定。稳态时各个趋势都为直线。图3-8 工业锅炉扰动运行中各参数变化曲线2由上图历
44、史趋势组二可知，当全开鼓风机和引风机时，炉膛压力由引风机控制在负压范围，引风机的调节阀开度越大，炉膛压力越低；鼓风机则是调节含氧量，其调节阀开度越大，含氧量越高。由于在整个调节过程中，炉膛负压和含氧量必须控制在指定范围内，故其波动很频繁，每调节一次燃料气流量，就要调节含氧量，故在燃料气增加的过程中，含氧量和炉膛压力总是在波动变化；通过燃料气流量的增加以提高汽包压力，其二者趋势线是正相关的；省煤器入口烟温也与燃料气流量正相关，故其也是上升的；当燃料不在变化时，上述指标都不在变化，最终稳定。3.5.3 过热蒸汽温度值的干扰试验在汽包液位三冲量控制方案下和锅炉正常运行状态时，通过关小主汽阀SV102
45、，使用户蒸汽用量减小到55 t/h左右，观察并记录过热蒸汽温度参数值反应曲线。并注意观察该分程控制中的两个调节阀（TV101A和TV101B）的动作过程。仿真界面图形如下：图3-9 工业锅炉的过热蒸汽温度值的干扰仿真稳态图根据干扰实验步骤，将管网蒸汽压力调到3.62时，由于调节器已经全部都投自动，所以此时直到稳态的过程中调节器自己进行调节。稳态时，蒸汽出口温度为448，蒸汽出口流量为72.53t/h，汽包水位为50%。稳态画面如图3-9所示。图3-10 工业锅炉扰动运行中各参数变化曲线1由上图历史趋势组一可知，当减小管网蒸汽压力的干扰加入后，汽包水位最先开始上升，这是由于管网蒸汽压力减小，蒸汽
46、负荷增大，蒸汽流量增加，出现“假水位”现象，进而导致给水量减小，给水出口压力增大，减温水减少。一段时间后，“假水位”消失，汽包水位下降，给水量增加，蒸汽流量减少，温度降低，此时，减温水先增大将省煤器中的热水送到汽包，而后，减温水流量持续减少，以提高汽包蒸汽温度，最终趋于稳定。图3-11 工业锅炉扰动运行中各参数变化曲线2由上图历史趋势组二可知，当减小管网蒸汽压力的干扰加入后，由于负荷加大，导致炉膛烟温开始上升，以达到快速加热汽包进水，进而消耗更多的空气（氧气），导致炉膛压力下降，进而导致燃烧不充分，出口含氧量上升；汽包出现“假水位”，汽包压力出现小波动。收获和体会生产实习是与课堂教学完全不同的
47、教学方法，在教学计划中，生产实习是课堂教学的补充，生产实习区别于课堂教学。课堂教学中，教师讲授，学生领会，而生产实习则是在教师指导下由我们自己向生产向实际学习。通过现场的讲授、参观、座谈、讨论、分析、作业、考核等多种形式，一方面来巩固在书本上学到的理论知识；另一方面，可获得在书本上不易了解和不易学到的生产现场的实际知识，使我们在实践中得到提高和锻炼。通过生产实习，首先使我了解了生产劳动应注意的安全事项，特别是化工有机合成领域；其次让我们了解了Honeywell DCS的特性，为以后工作中的应用打下了理论基础。将理论与实践结合起来，巩固和深化了学习内容，开阔了眼界，更加明白了实践环节的重要性。了
48、解了自动化专业在仪表控制领域的应用和发展前景。加强了我们的团队合作精神，维护了我院的形象，给有机合成厂留下了较好的印象。两周的实习，我们不仅巩固了理论知识，而且学到了书本上学不到的东西，同时也锻炼了自己的综合能力。上机仿真让我们学习了通过上位机软件去调节和控制系统的稳态运行，以及干扰对系统的影响等，我感受到了系统中各变量之间的互锁关系，让我认识到实际生产生活中与理论知识之间的差异。使我的思维得到了拓展，也锻炼了我的实际操作能力。通过这次生产实习，把自己在学校学习的到理论知识运用到社会的实践中去。一方面巩固所学知识，提高处理实际问题的能力；另一方面为顺利进行毕业设计做好准备，并为自己能顺利与社会接轨做好准备。最后衷心感谢吕春兰老师和朱建军老师以及有机合成厂领导和技术人员张工对我的支持和帮助，我会继续努力的。参考文献1 李元春.计算机控制系统M.北京:高等教育出版社,2011.52 张毅,张宝芬.自动检测技术及仪
