工业锅炉热工检测与过程控制PDF电子书下载

第一章 工业锅炉热工检测概述 1

第一节 工业锅炉生产热工检测的内容 1

一、锅炉生产的温度测量 1

二、锅炉生产的压力测量 3

三、锅炉生产的流量测量 3

四、锅炉生产的汽包水位测量 4

五、锅炉生产的烟气成分测量 4

第二节 锅炉生产热工检测是企业热平衡的基础 5

一、企业热平衡的概念 5

二、锅炉热工检测与企业热平衡的关系 5

三、企业热平衡的意义 6

第三节 锅炉生产热工检测是安全操作生产的必要手段 7

一、锅炉生产安全的重要性 7

二、锅炉常见事故及造成事故的原因 8

三、锅炉热工参数检测是防止事故的有效方法 10

第四节 锅炉生产热工检测是实现自动化的前提 10

一、工业锅炉是一个复杂的生产对象 10

二、锅炉生产热工检测是实现自动化的前提 11

三、工业锅炉生产自动化的展望 11

第二章 锅炉生产常用的温度检测仪表及变送器 13

第一节 温度检测仪表概述 13

一、温度检测仪表的种类 13

二、各种温度仪表的测量范围及特点 14

三、测量仪表的选择和应用 14

第二节 热电偶温度计 16

一、热电偶的组成及作用原理 16

二、热电偶的种类及性能 17

三、热电偶的冷端温度补偿 20

四、热电偶的测量线路及应用 22

五、热电偶的校验 24

第三节 热电阻温度计 25

一、热电阻的测温原理及常用热电阻 25

二、热电阻的组成及构造 27

三、测温热电阻的阻值测量 28

四、利用热电阻测量温度的常用线路 30

五、热电阻的校验 32

第四节 接触式测温仪表的安装及误差分析 33

一、管道内流体温度的测量 33

二、壁面温度的测量 34

三、高温气体温度的测量 36

第五节 热辐射测温技术及仪表 38

一、热辐射测温的基本原理 38

二、光学高温计 39

三、全辐射高温计 41

四、比色高温计 43

五、红外线测温仪 44

第六节 温度变送器 45

一、概述 45

二、电动温度变送器 47

三、气动温度变送器 56

四、气动电-气温度变送器 56

第三章 锅炉生产中常用的压力检测仪表及变送器 58

第一节 弹性压力仪表 58

一、弹性压力仪表中常用的弹性元件 58

二、弹性压力仪表 61

三、电接点压力表 62

第二节 压力差压变送器 63

一、气动压力、差压变送器 63

二、电动压力、差压变送器 64

第三节 压力测量仪表的选择和安装 68

一、压力测量仪表的选择 69

二、压力测量仪表的安装 69

第四节 压力测量仪表的校验和使用 70

一、压力表的校验 70

二、压力测量仪表的使用 72

第四章 锅炉生产中常用的流量检测仪表及变送器 73

第一节 测量流量仪表的类型及选用原则 73

一、测量流量仪表的分类 73

二、流量仪表的选用原则 73

第二节 容积式流量计 75

一、椭圆齿轮流量计 75

二、腰轮流量计 76

三、刮板流量计 76

四、容积式流量计的特性 76

第三节 速度式流量计 77

一、涡轮流量计 77

二、电磁流量计 82

三、激光多普勒流量计 85

第四节 差压式流量计 86

一、毕托管流量计 87

二、节流变压降流量计 88

三、靶式流量计 96

四、恒压降变截面流量计 98

第五节 质量式流量计 102

一、直接式质量流量计 103

二、推导式质量流量计 103

三、温度、压力补偿式质量流量计 104

第六节 流量测量仪表的标定 106

一、液体流量标定设备 106

二、气体流量标定设备 109

第五章 锅炉生产中常用的水位测量仪表及变送器 111

第一节 差压式水位计 111

一、平衡容器式水位传感器的改进 112

二、汽包水位信号的压力修正 113

第二节 电接点式水位计 114

一、电接点式水位传感器的原理 114

二、电接点式水位传感器的结构 115

三、电接点式水位计的误差 116

四、电接点式水位计的信号显示 116

第三节 电极式水位测量控制器 116

一、电极式水位信号器 116

二、电极式水位控制系统 116

第六章 锅炉生产中常用的烟气成分分析仪表 118

第一节 氧化锆氧量计 118

一、氧化锆氧量计的工作原理 119

二、氧化锆氧量计的测量系统 121

三、氧化锆氧量计的使用条件和要求 121

第二节 热磁式氧量计 122

一、热磁式氧量计发送器的原理 122

二、热磁式氧量计的结构原理 123

三、热磁式氧量计的测量电路 124

四、热磁式氧量计的辅助系统 125

第三节 热导式气体分析仪 126

一、工作原理 126

二、热导池 127

三、测量线路 128

第四节 红外线气体分析仪 130

一、红外线气体分析仪的工作原理 130

二、红外线气体分析仪的组成 130

三、红外线气体分析仪的检测器 131

第五节 气相色谱分析仪 132

一、气相色谱仪的工作原理 132

二、气相色谱仪的组成及分析流程 133

三、气相色谱仪的检测器 134

第七章 锅炉生产控制系统中常用的调节仪表 136

第一节 常用调节器的调节规律及主要参数 137

一、调节器调节规律的定义及表示方法 137

二、比例(P)调节器的特性 139

三、比例积分(PI)调节器的特性 140

四、比例微分(PD)调节器的特性 141

五、PID调节器的特性 142

第二节 电动断续作用调节器 143

一、动圈指示调节仪 143

二、TA系列调节仪表 145

第三节 电动连续作用调节器 147

一、连续输出的PID电子调节器 147

二、DTL-121调节器 150

三、DTL-321型调节器 157

四、DDZ-Ⅲ型电动调节器 159

第四节 气动调节器 169

一、气动调节器的基本元件及组件 169

二、膜片式气动调节器 171

三、波纹管式气动调节器 176

第五节 改进的调节器 177

一、最佳氧量调节器 177

二、简易采样调节器 179

第八章 锅炉生产控制系统中常用的执行器 182

第一节 执行器的种类及作用 182

第二节 电动执行机构 183

一、电动执行机构的分类 183

二、电动执行机构的构成原理 183

三、伺服放大器 184

四、伺服电动机 187

第三节 气动执行机构 188

一、气动执行机构的特点 188

二、气动薄膜式执行机构 190

三、气动活塞式执行机构 190

第四节 调节机构 191

一、调节机构的种类 191

二、调节阀的流量特性 192

三、调节阀的流通能力 196

四、调节机构与执行机构的配合 198

第五节 阀门定位器 200

一、气动阀门定位器 200

二、电-气阀门定位器 201

三、阀门定位器的使用场合 202

第九章 锅炉生产控制系统的基本概念 203

第一节 控制系统的组成及分类 203

一、自动控制系统的组成 203

二、自动控制系统中常用的术语 204

三、自动控制系统的分类 204

第二节 控制系统的过渡过程及品质指标 206

一、自动控制系统的静态与动态 206

二、阶跃干扰 206

三、自动控制系统的过渡过程 206

四、控制系统的品质指标 207

第三节 被控制对象的特性 209

一、放大系数 209

二、时间常数 210

三、滞后时间 211

第十章 锅炉气包水位自动控制 213

第一节 锅炉汽包水位控制对象的特性 214

一、汽包水位在给水流量作用下的动态特性 214

二、汽包水位在蒸汽流量作用下动态特性 216

第二节 锅炉汽包水位单冲量控制系统 217

第三节 锅炉汽包水位双冲量控制系统 218

第四节 锅炉汽包水位三冲量控制系统 220

第五节 锅炉汽包水位控制系统的投运和整定 223

一、汽包水位控制系统的投运准备 223

二、汽包水位控制系统的投运 225

三、汽包水位控制系统的参数整定 225

第十一章 锅炉过热蒸汽温度自动控制 230

第一节 锅炉过热蒸汽温度控制对象的特性 231

一、蒸汽温度在减温水量扰动作用下的动态特性 231

二、烟气热量扰动下蒸汽温度对象的动态特性 232

三、蒸汽流量扰动下蒸汽温度对象的动态特性 232

第二节 锅炉过热蒸汽温度的自动控制 232

一、改变烟气热量控制过热器出口蒸汽温度的方法 232

二、改变减温水的流量控制过热器出口蒸汽温度的方法 233

第三节 锅炉过热蒸汽温度控制系统的整定 235

一、过热器蒸汽温度串级控制系统的投运 235

二、过热蒸汽温度串级控制系统调节器的选型 235

三、过热器蒸汽温度串级控制系统的整定方法 235

第十二章 锅炉生产过程燃烧系统自动控制 239

第一节 锅炉生产燃烧系统自动控制的任务 239

一、稳定蒸汽母管的压力 239

二、维护锅炉燃烧的最佳状态和经济性 239

三、维持炉膛负压在一定范围内 239

第二节 锅炉燃烧系统控制对象的特性 240

一、燃料量改变时蒸汽压力变化的动态特性(内扰特性) 241

二、蒸汽流量改变时蒸汽压力变化的动态特性(外扰特性) 242

第三节 锅炉燃烧过程的自动控制 244

一、“燃料-空气”燃烧过程的自动控制 244

二、采用热量信号的燃烧过程自动控制 244

三、采用氧量计的燃烧过程自动控制 246

第四节 燃油锅炉燃烧系统的自动控制 247

一、单独运行锅炉的控制 247

二、并列运行锅炉的控制 248

第五节 锅炉燃烧控制系统的整定 249

一、蒸汽压力串级控制系统的整定 250

二、空气-燃料比值控制系统的整定 252

三、氧量校正控制系统的整定 255

四、炉膛负压控制系统的整定 256

五、给煤控制系统的整定 257

六、一次风控制系统的整定 261

第十三章 锅炉生产过程微型计算机控制 262

第一节 锅炉生产过程微型计算机控制 262

一、微型计算机在锅炉生产控制方面的职能 262

二、微型计算机在锅炉生产中的应用方式 263

三、锅炉生产微型计算机控制的设计原则和步骤 265

四、锅炉生产应用微型计算机控制的选型问题 268

第二节 锅炉生产微型计算机的监督控制 269

一、锅炉生产过程微型计算机监督控制概述 269

二、锅炉生产正常工况的微型计算机监督控制 270

三、锅炉点火启动的微型计算机监督控制 271

第三节 锅炉生产微型计算机的直接数字控制(DDC) 272

一、直接数字控制系统的概述 272

二、采样器和采样定理 273

三、保持器 274

四、Z变换和Z传递函数 275

五、数字控制系统的稳定性 280

第四节 直接数字控制系统的设计 283

一、计算机实现PID调节规律的控制系统的设计 284

二、具有最快响应数字控制系统的设计 286

三、具有纯延迟对象的数字控制系统的设计 288

第五节 工业锅炉汽包水位微型计算机控制 289

一、锅炉汽包水位三冲量微型计算机控制的设计思想 289

二、锅炉汽包水位微型计算机控制系统的硬件设计 292

三、锅炉汽包水位微型计算机控制系统的应用软件设计 293

第六节 工业锅炉燃烧系统微型计算机控制 295

一、锅炉燃烧过程微型计算机控制的作用 295

二、锅炉燃烧过程微型计算机控制系统的组成及应用硬件设计 296

三、锅炉燃烧过程微型计算机控制系统的软件设计 297

四、锅炉生产微型计算机控制系统投运前的实验及性能分析 305

附录一、常用热电阻分度表 309

附录二、常用热电偶分度表 310

参考资料 312