nvvaaa過程控制課程設(shè)計(jì)(已修改)
2025-08-16 18:40 本頁面
【正文】 遼寧工程技術(shù)大學(xué)過程控制與自動化儀表課程設(shè)計(jì)綜述鍋爐燃燒控制是一個(gè)非常復(fù)雜多變的過程，其特點(diǎn)是控制變量多、慣性與延遲大，非線性嚴(yán)重，而且在不同的負(fù)荷下的控制過程特性也隨之不同，無定性規(guī)律可循，故難以建立較為精確的數(shù)學(xué)模型。隨著火力發(fā)電機(jī)組容量和參數(shù)的不斷提高，該控制過程的多變性也變得更為復(fù)雜，從而對機(jī)組的可控性提出了更高的要求。因此，如何更全面有效地獲得燃燒信息，并及時(shí)、準(zhǔn)確地加以調(diào)節(jié)和控制，以避免和減少事故損失，提高機(jī)組的經(jīng)濟(jì)性，就變得更為必要。燃料量到蒸汽壓力這個(gè)通道是一個(gè)純滯后的對象，當(dāng)燃料量發(fā)生擾動時(shí)，將使蒸汽壓力產(chǎn)生波動，影響機(jī)組的正常運(yùn)行。選擇并引入適當(dāng)?shù)娜剂县?fù)反饋信號，是實(shí)現(xiàn)燃料控制系統(tǒng)調(diào)節(jié)精確性的重要環(huán)節(jié)，而燃料量信號準(zhǔn)確測量問題的解決，是實(shí)現(xiàn)燃料控制的基本前提。燃燒控制系統(tǒng)主要包括燃料控制系統(tǒng)、風(fēng)量控制系統(tǒng)、爐膛壓力控制系統(tǒng)。目前大部分的鍋爐燃燒控制系統(tǒng)仍然采用PID控制。燃燒控制系統(tǒng)由主蒸汽壓力控制和燃燒率控制組成串級控制系統(tǒng)，其中燃燒率控制由燃料量控制、送風(fēng)量控制、引風(fēng)量控制構(gòu)成,各個(gè)子控制系統(tǒng)分別通過不同的測量、控制手段來保證經(jīng)濟(jì)燃燒和安全燃燒。1 鍋爐燃燒系統(tǒng)的控制目標(biāo)和任務(wù) 鍋爐燃燒系統(tǒng)主要有三大控制目標(biāo) 主蒸汽壓力的控制主要通過調(diào)節(jié)輸入的燃料量和送風(fēng)量的多少來實(shí)現(xiàn)。當(dāng)“負(fù)荷流量”增加時(shí)，壓力會下降，為了保證流量的供應(yīng)，必須提高壓力使其返回到額定值，因此調(diào)節(jié)手段主要是增加燃料輸入量和送風(fēng)量；當(dāng)“負(fù)荷流量”下降時(shí)，壓力會上升，為了保證流量供應(yīng)，須降低壓力使其返回額定值，這時(shí)的調(diào)節(jié)手段主要是減少燃料輸入量和送風(fēng)量；當(dāng)“負(fù)荷流量”恒定時(shí)，保持壓力為額定值不變。 爐膛內(nèi)含氧量的控制主要通過調(diào)節(jié)空氣（即送風(fēng)量）和燃料的輸入成一定的比例來實(shí)現(xiàn)。一般情況下，燃料增加時(shí)，燃料耗氧量要增加，為了保證含氧量不致于過低，調(diào)節(jié)手段是必須相應(yīng)地增加一定比例的空氣量（送風(fēng)量）；燃料減少時(shí)，燃料耗氧量會減少，為了保證含氧量不致于過高，這時(shí)的調(diào)節(jié)手段應(yīng)該是成比例地減少一定的空氣量（送風(fēng)量）。 爐膛負(fù)壓的控制主要通過調(diào)節(jié)引風(fēng)機(jī)的引風(fēng)量來實(shí)現(xiàn)。當(dāng)燃料和送風(fēng)需要增加時(shí)，爐膛負(fù)壓勢必會向正壓的方向減小，為了保證負(fù)壓，調(diào)節(jié)手段應(yīng)該是先增加引風(fēng)量；當(dāng)燃料和送風(fēng)需要減少時(shí)，爐膛負(fù)壓勢必會向負(fù)的方向增大，這時(shí)的調(diào)節(jié)手段應(yīng)該是先減少引風(fēng)量。鍋爐燃燒控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)是為了使燃料燃燒產(chǎn)生的熱量適應(yīng)蒸汽負(fù)荷的要求,同時(shí)保證鍋爐的經(jīng)濟(jì)、安全運(yùn)行 鍋爐燃燒自動調(diào)節(jié)的任務(wù)鍋爐燃燒的過程是一個(gè)將燃料的化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮?，燃燒自動調(diào)節(jié)的任務(wù)是使燃料所提供的熱量適應(yīng)蒸汽負(fù)荷的需要，同時(shí)保證鍋爐經(jīng)濟(jì)、安全運(yùn)行。每臺鍋爐燃燒控制系統(tǒng)的選擇，是根據(jù)燃料種類、制粉系統(tǒng)的類型、燃燒設(shè)備的結(jié)構(gòu)以及鍋爐的運(yùn)行方式不同而有區(qū)別。一般來說控制系統(tǒng)任務(wù)包括以下幾個(gè)部分。 維持主蒸汽壓力穩(wěn)定主蒸汽壓力的變化反映了發(fā)電機(jī)的輸出能量與鍋爐的輸入能量之間能量不平衡。燃料量調(diào)節(jié)目的是調(diào)節(jié)進(jìn)入鍋爐的燃料燃燒所產(chǎn)生的蒸汽量與外界需求的蒸汽量相適應(yīng)。 保證鍋爐燃燒的經(jīng)濟(jì)性燃料量變化時(shí)也應(yīng)該相應(yīng)改變進(jìn)入爐膛的空氣量以保證燃料的完全燃燒和排煙損失最小，減少未燃盡損失，同時(shí)要防止鍋爐金屬煙氣側(cè)的腐蝕和減少對空氣的污染。所以送風(fēng)量調(diào)節(jié)的目的是保證鍋爐燃燒過程的經(jīng)濟(jì)性。 維持爐膛壓力的穩(wěn)定目的是使引風(fēng)量與送風(fēng)量相適應(yīng)，并保持爐膛負(fù)壓在要求的范圍內(nèi)，鍋爐爐膛壓力反應(yīng)了燃燒過程中進(jìn)入爐膛的風(fēng)量與流出爐膛的煙氣量之間的工質(zhì)之間的平衡關(guān)系，這關(guān)系到的安全、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。以上三項(xiàng)控制任務(wù)是相互關(guān)連的，在設(shè)計(jì)燃燒控制系統(tǒng)去完成上述三項(xiàng)調(diào)節(jié)任務(wù)時(shí)，可以用三個(gè)調(diào)節(jié)器去控制三個(gè)調(diào)節(jié)變量（燃料量、送風(fēng)量和引風(fēng)量）以維持三個(gè)被調(diào)量（主蒸汽壓力、過剩空氣系數(shù)和爐膛壓力）2 鍋爐控制系統(tǒng)的一般結(jié)構(gòu)與工作原理鍋爐控制系統(tǒng)，一般有蒸汽壓力、汽包液位、爐膛負(fù)壓、除氧器水位、除氧器壓力等控制系統(tǒng)。鍋爐的燃燒控制實(shí)質(zhì)上是能量平衡系統(tǒng)，它以蒸汽壓力作為能量平衡指標(biāo)，不斷根據(jù)用汽量與壓力的變化調(diào)整燃料量與送風(fēng)量，同時(shí)保證燃料的充分燃燒及熱量的充分利用。 常見的鍋爐系統(tǒng)如圖11所示。首先除氧水通過給水泵進(jìn)入給水調(diào)節(jié)閥，通過給水調(diào)節(jié)閥進(jìn)入省煤器，冷水在經(jīng)過省煤器的過程中被由爐膛排出的煙氣預(yù)熱，變成溫水進(jìn)入汽包，在汽包內(nèi)加熱至沸騰產(chǎn)生蒸汽，為了保證有最大的蒸發(fā)面因此水位要保持在鍋爐上汽包的中線位置，蒸汽通過主蒸汽閥輸出。空氣經(jīng)過鼓風(fēng)機(jī)進(jìn)入空氣預(yù)熱器，在經(jīng)過空氣預(yù)熱器的過程中被由爐膛排出的煙氣預(yù)熱，變成熱空氣進(jìn)入爐膛。煤經(jīng)過煤斗落在爐排上，在爐排的緩慢轉(zhuǎn)動下煤進(jìn)入爐膛被前面的火點(diǎn)燃，在燃燒過程中發(fā)出熱量加熱汽包中的水，同時(shí)產(chǎn)生熱煙氣。在引風(fēng)機(jī)的
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