家庭取暖燃气锅炉温度控制系统设计开题报告

吉林农业大学本科毕业论文 开 题 报 告

题目：家庭取暖燃气锅炉温度控制系统设计 姓名：刘艳秋 学号：12083310

专业年级：08级电子信息科学与技术 指导教师：李士军 职称：副院长

1毕业论文(设计)题目及题目来源(科研、生产、教案、

其他)；

题目：家庭取暖燃气锅炉温度控制系统设计 题目来源：教案

2毕业论文(设计)的研究目的、意义、国内外发展现状及发展趋势

(1)研究目的：在中国，采用锅炉取暖主要以煤为燃料，不

仅是锅炉取暖，我国能源的供应也是以煤为主。但是能源的需求量增大以后，以煤作主要能源的弊端日益显现，必须寻找其他能源替代煤炭作为主要能源。我国是一个缺乏原油的国家，从整个世界范围来看石油的可利用前景也不是十分乐观,所以不应将燃料政策定位在以燃油为主。另外，当人们的生活提高到一定程度，必然对大气环境提出较高的要求，大气环境的好坏不仅直接影响人们的身体健康和寿命的长短，而且也标志着一个国家的发展状况和文明程度。影响环境质量的因素很多，在我国北方，影响冬季大气环境质量的最重要因素就是采暖所用的燃料形式。用燃气代替燃煤采暖是改善北方地区冬季环境质量的重要措施。 我国北方城市多年来一直采用集中供热方式，国内外的运行情况说明，这种供热方式技术上成熟，也是比较经济的。但近年来随着经济的发展、体制的改革，使集中供热面临着一些社会矛盾，主要是

包

烧费收缴困难及因此带来的供热质量得不到保证。因此，家庭燃气采暖方式（以燃气为气源，每户自己采暖）就必然会被人们接受而得到发展。

(2)研究意义：锅炉汽包燃烧系统是工业蒸汽锅炉安全、稳

定运行的重要指标，温度过高，会使蒸汽带水过多，汽水分离差，使后续的过热器管壁结垢，传热效率下降，过热蒸汽温度下降，严重时将引起蒸汽品质下降，影响生产和安全；温度过低又将破坏部分水冷壁的水循环不能满足工艺要求，严重时会发生锅炉爆炸。尤其是大型锅炉，一旦控制不当，容易使汽包满水或汽包内的水全部汽化，造成重大事故。因此，在锅炉运行中，保证温度在正常范围是非常重要的，总结为以下三点：

1提高锅炉运行的安全性 2提高锅炉运行的经济性 3 提高燃烧效率

(3)国内外发展现状及发展趋势：目前，中国的燃气锅炉市

场才刚刚开始，仍然具备很大的发展潜力。在日前举办的中国北京供热供暖通风空调制冷暨燃气技术设备展览会上，一种家庭用的单体燃气锅炉引起了人们的关注。它是深圳市保元实业发展有限公司经销的韩国大宇产品，其适用供暖面积在80至260平方M之间。这种燃气锅炉在发达国家和地区的暖通行业已占主导地位，在我国北方地区也有很多居民小区采用了此种供热方式。国内生产燃气锅炉

的厂家较多，上海四方锅炉厂、苏州锅炉厂、杭州锅炉厂、四川锅炉厂等。为其配套的燃气锅炉自控系统的单位也较多。基本上模仿或引进国外技

术建立，控制系统方案，改进不大。

在国外，法国富丽凯公司（FRISQUET）生产燃气锅炉历史要

追溯到1929年。是唯一一家应用工业锅炉技术生产民用锅炉产品的欧洲燃气锅炉品牌。FRISQUET所创立的多项高级技术如全铜质火管加热体、内置低温供暖结构、鼓风式平衡烟道系统、卫生热水恒温混水阀、遥控节能系统、平焰燃烧器等至今仍为法国富丽凯独家拥有，在欧洲乃至全世界燃气锅炉行业独树一帜。长期以来，FRISQUET锅炉的安全、节能、环保等主要指标均居于同行业产品之首，代表了家用锅炉技术的最高水平。国外生产燃气炉的厂家非常多。北京地区大部分都引进法国、西德、日本等国家生产的燃气锅炉。在对北京地区引进的锅炉进行了调研， 觉得国外引进的燃气锅炉工艺成熟，整体配套性好(锅炉本体与自控系统)。所采用的检测元件、控制设备、执行器简单、可靠。自动控制系统中所采用的设备是专门为燃气锅炉配套制作的，英国、法国基本上采用转鼓控制器，即采用步进马达带动转鼓，转一个角度就执行一步程序。西德等国家采继电器组合，完成系统逻辑控制。完全满足燃气锅炉的工艺要求。但是引进的燃气锅炉在使用几年后，由于我国的燃气(天燃气、煤气)较脏，含杂质较多，经常造成检测元件，执行器失灵，出现故障。而且备品备件在国内又无法解决，这是目前急需解决的问题。目前国内市场上，价格在5500元—8000元／台之间的高价位

产品约占到45％的份额，年销量大约为45000台，但此价位产品在未来几年内趋于萎缩。4200元—5500元／台的中档价位产品目前市场年销量为35000台，因合理的性价比其市场占有率在不断攀升；韩国品牌及少部分国产品牌因较低的价位

占领了中低档市场，年销量约10万台，现阶段的市场占有率最大，但质量问题较为突出。如今欧洲天然气用户的普及率已达到了24％，但中国的普及率不及2.3％。欧洲壁挂锅炉的年销量为500万台，中国目前年销量只有20万台，因此未来中国市场前景非常好。

3毕业论文(设计)的主要内容、重点解决问题、研究的可行性、创新之处、预期结果和成果；

设计的主要内容：系统结构如下图。选取炉出口温度位主被

控参数，选取炉膛温度为副被控参数，把炉出口温度调节器的输出作为炉膛温度调节器的给定值。温度信号可输入温度信号采集电路，进入到计算机控制系统。其中，计算机系统包括A/D转换器、 PLC工控机、D/A转换器组成。本系统是以CMP2A为核心的温度串联控制系统的设计，在设计中采用高精度的铂电阻传感器燃气锅炉的水温进行实时精确测量。控制部分采用PID算法，经过PID运算产生的控制信号是数字信号，将其送入D/A转换，此时在输出端形成了模拟信号，将此模拟信号送入温度控制器。实时控制输出参数，控制可控硅，最终实现对炉温的高精度控制。