鍋爐燃燒系統(tǒng)的控制系統(tǒng)設(shè)計

1、寧波工程學(xué)院過程控制期末論文1鍋爐燃燒系統(tǒng)的控制系統(tǒng)設(shè)計摘要：要：鍋爐是熱電廠重要且基本的設(shè)備，其最主要的輸出變量之一就是主蒸汽壓力。主蒸汽壓力的自動調(diào)節(jié)的任務(wù)是維持過熱器出口氣溫在允許范圍內(nèi)，以確保機(jī)組運行的安全性和經(jīng)濟(jì)性。鍋爐所產(chǎn)生的高壓蒸汽既可作為驅(qū)動透平的動力源[1]，又可以作為精餾、干燥、反應(yīng)、加熱等過程的熱源。隨著工業(yè)生產(chǎn)的規(guī)模不斷擴(kuò)大，作為動力和熱源的過濾，也向著大容量、高參數(shù)、高效率的方向發(fā)展。在控制算法上、綜合運用了單

2、回路控制、串級控制、比值控制等控制方法實現(xiàn)了燃料量控制調(diào)節(jié)蒸汽壓力、送風(fēng)量控制調(diào)節(jié)煙氣含氧量、引風(fēng)量控制爐膛負(fù)壓，并有效克服了彼此的擾動，使整個系統(tǒng)穩(wěn)定運行。關(guān)鍵詞：關(guān)鍵詞：鍋爐；蒸汽壓力；單回路控制；ControlsystemdesignoftheboilercombustionsystemAbstract:Theboilerisimptantbasicequipmentofthethermalpowerplantoneofthema

3、inoutputvariableisthemainsteampressure.Thetaskoftheautomaticadjustmentofthemainsteampressureistomaintainthesuperheateroutlettemperaturewithintheallowablerangetoensurethesafetyeconomyoftheunitoperation.Theboilersproducehi

4、ghpressuresteamcanbeusedasasourceofpowerdriventurbinebutalsoasadistillationdryingreactionheatingprocessheatsource.Withindustrialproductionexpingasafilterfpowerheatbutalsotowardthehighcapacityhighparameterhighefficiencydi

5、rection.Inthecontrolalgithmtheintegrateduseofsingleloopcontrolcadecontrolratiocontrolthecontrolmethodoffuelcontroltoadjustthevappressureairvolumecontroltoadjustthefluegasoxygencontentthewindcontrolthefurnacenegativepress

6、ureeffectivelyovercomeeachotherdisturbancessothatthewholestabilityofthesystem.Keywds:BoilerVappressureSingleloopcontrol引言隨著城市的快速發(fā)展，我們對用電的需求也越來越大，如何利用好有限的能源來保證供電是一個重要的話題，在能源的利用過程中如何更加提高能源的利用率是一個可研究性的話題，本文基于上述話題對電廠的燃燒鍋爐控制進(jìn)

7、行了研究?；鹆Πl(fā)電是我國電力能源的主要來源，大型火力發(fā)電機(jī)組是由鍋爐、汽輪發(fā)電機(jī)組等設(shè)備構(gòu)成，它利用鍋爐生產(chǎn)的過熱蒸汽來推動汽輪機(jī)運轉(zhuǎn)，帶動發(fā)電機(jī)發(fā)動。在火力發(fā)電廠中，鍋爐和汽輪發(fā)電機(jī)組采用一機(jī)一爐方式。它們作為蒸汽的供需雙方，必須保持一定平衡，并且作為一個整體分析，否則會影響系統(tǒng)的正常運行。綜上所述，火力發(fā)電生產(chǎn)過程的控制部分包括三部分：鍋爐控制、汽輪機(jī)控制、鍋爐與汽輪機(jī)之間的協(xié)調(diào)控制。1電廠生產(chǎn)過程火力發(fā)電廠的主要工藝如圖11所示可

8、以把它劃分為鍋爐和汽輪發(fā)電機(jī)組兩部分，其中鍋爐又可以劃分為燃料系統(tǒng)和汽水系統(tǒng)。寧波工程學(xué)院過程控制期末論文3燃燒量鍋爐設(shè)備蒸汽壓力送風(fēng)量過?？諝庖L(fēng)量爐膛負(fù)壓圖1212鍋爐的輸入鍋爐的輸入輸出變量示意圖輸出變量示意圖鍋爐設(shè)備是一個復(fù)雜的被控對象，主要輸入變量包括負(fù)荷的蒸汽需求量、給水量、燃料量、減溫水量、送風(fēng)量和引風(fēng)量等；主要輸出變量有鍋筒水位、蒸汽壓力、過熱蒸汽溫度、爐膛負(fù)壓、過剩空氣（煙氣含氧量）等，圖12所示為輸入變量與輸出變量之

9、間相互關(guān)聯(lián)。如果蒸汽負(fù)荷變化或給水量發(fā)生變化，會引起鍋筒水位、蒸汽壓力和過熱蒸汽溫度等的變化；而燃料量的變化不僅影響蒸汽壓力，還會影響鍋筒水位、過熱蒸汽溫度、過剩空氣和爐膛負(fù)壓?？梢?，鍋爐是一個具有多輸入多輸出變量，且變量之間相互關(guān)聯(lián)的被控對象，其主要控制系統(tǒng)如下。1）鍋爐鍋筒水位的控制：鍋筒水位時保證鍋爐、汽輪機(jī)安全運行的必要條件之一，是鍋爐正常運行的重要指標(biāo)。其控制目的是基于鍋筒內(nèi)部的物料平衡關(guān)系，使給水量滿足鍋爐的蒸汽量需求（即負(fù)

10、荷要求），并將鍋筒中水位維持在工藝允許的范圍內(nèi)。2）鍋爐燃燒系統(tǒng)的控制：通過控制燃料量、送風(fēng)量和引風(fēng)量，使燃料所產(chǎn)生的熱量適應(yīng)蒸汽負(fù)荷需要；使燃料量與空氣里保持一定的比例，以保證最經(jīng)濟(jì)的燃燒，提高鍋爐的燃燒效率使引風(fēng)量與送風(fēng)量的控制相匹配，以保持爐膛內(nèi)負(fù)壓在一定的范圍內(nèi)。3）過熱蒸汽系統(tǒng)的控制：維持過熱器出口溫度在允許范圍內(nèi)，并保證管壁溫度不超過允許的工作溫度。1.2單元機(jī)組的出力控制對電網(wǎng)來說，要求單元機(jī)組的出力能快速適應(yīng)負(fù)荷的需求，

11、而機(jī)組的出力大小事由鍋爐和汽輪機(jī)共同決定的。兩者在適應(yīng)負(fù)荷變化的能力上有很大的差別：鍋爐從給水到形成過熱蒸汽式一個慣性較大的熱交換過程，而汽輪機(jī)從蒸汽進(jìn)入到產(chǎn)生電能是一個反應(yīng)相對較快的環(huán)節(jié)。如何合理地控制鍋爐和汽輪機(jī)的各自出力[3]，使其彼此適應(yīng)，最終滿足負(fù)荷需求是出力控制的核心任務(wù)。2鍋爐燃燒過程控制鍋爐燃燒過程控制系統(tǒng)的基本任務(wù)是使燃料所產(chǎn)生的熱量能夠滿足蒸汽負(fù)荷的需求，同時要保證燃燒的經(jīng)濟(jì)性和鍋爐的安全性。為達(dá)到上訴目的，該系統(tǒng)劃

12、分為三個子系統(tǒng)，分別實現(xiàn)維持汽壓、保持最佳空燃比和保證爐膛負(fù)壓不變的控制任務(wù)。1）蒸汽壓力控制系統(tǒng)。蒸汽壓力反映了鍋爐生產(chǎn)的蒸汽量和汽輪機(jī)消耗的蒸汽量相適應(yīng)的程度。當(dāng)負(fù)荷變化時，通過調(diào)節(jié)燃料量使蒸汽壓力穩(wěn)定。2經(jīng)濟(jì)燃燒控制系統(tǒng)。當(dāng)燃料量改變時，必須按照一定的比例調(diào)節(jié)送風(fēng)量，以保證充分燃燒和經(jīng)濟(jì)性。3）爐膛負(fù)壓控制系統(tǒng)。爐膛壓力的高低關(guān)系到鍋爐的安全經(jīng)濟(jì)運行，燃燒控制系統(tǒng)必須配合引風(fēng)量與送風(fēng)量，以保證爐膛壓力穩(wěn)定。2.1主蒸汽壓力的動態(tài)特