【正文】 要求。于是在圓筒型鍋爐的基礎(chǔ)上，從增加受熱面積入手，對鍋爐驚醒了一系列的研究和技術(shù)改造，從而使鍋爐得到迅速的發(fā)展。 本課題的提出與課題任務正是由于鍋爐應用日益廣泛，所以我們這次的畢業(yè)設計課題就定為設計一套完善的模擬鍋爐控制系統(tǒng)，即：工業(yè)鍋爐的微機 DDC 控制系統(tǒng)。（4）具有主要設備動態(tài)畫面顯示及報警功能。煤在火筒內(nèi)燃燒放熱。顯而易見，這類鍋爐的爐膛一般都較小。此外爐筒直徑大，既不易提高氣壓油增加鋼耗量，蒸發(fā)量也受到限制。第二個方向，實在鍋筒外部發(fā)展受熱面，形成水管鍋爐系列，大約到了 19 世紀中頁，鍋爐開始在爐筒外面在整設計各正經(jīng)較小的圓筒受熱面。水管鍋爐的出現(xiàn)，是鍋爐發(fā)展的一大飛躍，它擺脫了火筒，煙管鍋爐受熱筒尺寸的制約，無論在燃燃燒條件，傳熱效果和受熱面的布置等方面都得到了根本性的改善，為提高鍋爐的容量，參數(shù)和熱效率創(chuàng)造了良好的條件，金屬耗量也大為下降。電力，機械，冶金，化工，紡織，造紙，食品等工業(yè)和民用采暖都需要鍋爐供給大量的蒸汽。為了提高熱及效率，動力鍋爐向著高壓，高溫和大容量方向發(fā)展。在我國社會主義現(xiàn)代化的建設中能源的增長大大落后于生產(chǎn)的增長。通過加熱爐熱效率控制系統(tǒng)的調(diào)節(jié)，是燃料流量與空氣流量調(diào)節(jié)回路參照各自對應的實測流量，在允許范圍內(nèi)變化，達到動態(tài)時，能維持燃料流量與空氣流量恰當?shù)年P(guān)系，從而提高燃燒效率、節(jié)省燃料、起到節(jié)能、環(huán)保作用。所以鍋爐的中心任務是把燃料中的化學能有效的轉(zhuǎn)化為蒸汽的熱能。（3）爐膛：保證燃料的充分燃燒，并使水流受熱面積達到規(guī)定的數(shù)值。（6）過熱器：是將氣鍋所產(chǎn)生的飽和蒸汽繼續(xù)加熱為過熱蒸汽的換熱器。同時，由于提高了進入氣包的給水溫度，所以減少了因溫差而引起的汽包壁的熱適應力，從而延長了氣包的使用壽命。（10）送風設備：包括有鼓風機和分道組成。省煤器出口煙溫度高，裝上空氣預熱器后，可以進一步降低排煙溫度，也可改善燃料著火和燃燒條件，降低不完全燃燒所造成的損失，提高鍋爐機組的效率。此外，除了保證鍋爐的正常工作和安全，蒸汽鍋爐還必須裝設安全閥，水位表，高低水位報警器，壓力表，主氣閥，排污閥，止污閥等。 燃料的燃燒過程首先將燃料（這里用煤）加到煤斗中，借助于重力下落在爐排面上，爐排接電動機通過變速齒輪箱減速后由鏈輪來帶動，將燃料煤帶入爐內(nèi)。經(jīng)處理的水由泵加壓，先流經(jīng)省煤器而得到預熱，然后進入氣鍋。東北石油大學秦皇島分校畢業(yè)設計6蒸汽所產(chǎn)生的過程是借助于上鍋筒內(nèi)設的汽水分離裝置。而汽水混合物的分離設備則是保證蒸汽品質(zhì)和蒸汽過熱可靠工作的必要的設備。煙氣出煙窗爐膛出口）并略過防渣管后，就沖刷蒸汽過熱—一組垂直放置的蛇型管受熱面，使氣鍋中產(chǎn)生的飽和蒸汽在其中受煙氣加熱而得到的過熱。以上就是一般鍋爐工水的過程，一個鍋爐進行工作，其主要任務是：（1）要是鍋爐出口蒸汽壓力穩(wěn)定。為了完成上述三項任務，我們對三個量進行控制：燃料量，送風量，引風量。作為鍋爐控制裝置，其主要任務是保證鍋爐的安全、穩(wěn)定、經(jīng)濟運行，減輕操作人員的勞動強度。微機控制系統(tǒng)由機箱、通道箱、CRT 顯示器、打印機、鍵盤、報警裝置、低通濾波器及 I/V 轉(zhuǎn)換板等組成，能完成對給水、給煤、鼓風、引風等進行自動控制，使鍋爐的汽包水位、蒸汽壓力保持在規(guī)定的數(shù)值上，以保證鍋爐的安全運行，平穩(wěn)操作，達到降低煤耗、提高供汽質(zhì)量的目的，同時對運行參數(shù)如壓力、溫度等有流程動態(tài)模擬圖、光柱模擬圖等多幅畫面并配有數(shù)字說明，還可對汽包水位、壓力、爐溫等進行越限報警，發(fā)出聲光信號，還可定時打印出十幾種運行參數(shù)的數(shù)據(jù)。第二種是 16 位 STD 總線工業(yè)控制機為主機構(gòu)成的系統(tǒng)，由于其性能價格比較高，所以國內(nèi)用的較多，微機內(nèi)部一般采用總線式模塊結(jié)構(gòu)，組態(tài)靈活，維修方便，STD總線結(jié)構(gòu)很適于工業(yè)環(huán)境，按測量參數(shù)的多少和控制回路的數(shù)目選配相應的模板，在操作上，考慮到現(xiàn)場人員的技術(shù)水平，對開機操作，控制目標，控制參數(shù)的修改，手/自動切換等設置了最簡便的操作。燃燒控制實質(zhì)上是能量平衡系統(tǒng)，它以蒸汽壓力作為能量平衡指標，量出而入不斷根據(jù)用汽量與壓力的變化成比例地調(diào)整燃料量與送風量，同時保證燃料的充分燃燒及熱量的充分利用，其中保持合適的“空燃比”是一個重要因素。由于鍋爐水位系統(tǒng)是一個設有自平衡能力的被控對象，運行中存在虛假水位現(xiàn)象，實際應用中可根據(jù)情況采用水位單沖量、水位蒸汽量雙重量和水位、蒸汽量、給水量三沖量的控制系統(tǒng)。在供水鍋爐控制的過程中，我們用的了幾種基本的控制方式，有單回路的控制系統(tǒng)、前饋控制系統(tǒng)、串級控制系統(tǒng)等幾種方式。一個簡單控制系統(tǒng)方案的分析設計，應考慮以下幾個問題。圖 31 單回路控制系統(tǒng)方框圖其中 Y（S）為被控變量， Q（S）為操縱變量，F(xiàn)1 （S）……。東北石油大學秦皇島分校畢業(yè)設計10圖 32 多回路控制系統(tǒng)方框圖在串級控制系統(tǒng)中，對象被分為主對象 GP1 與副對象 GP2 兩部分。副控制器的設定值值 R2 就是主控制器的輸出 U1，顯然副控制器是在外設定情況下工作的，它的輸出 U2 操縱執(zhí)行器 GV通過改變單個操縱變量 Q 來滿足對主，副被控變量的某種組合所提出的要求。 串級控制系統(tǒng)的特點與簡單控制系統(tǒng)相比，串級控制系統(tǒng)由于在結(jié)構(gòu)上增加了一個副回路，所以具有以下幾個主要特點。（2）副回路可以按照主回路的需要更精確控制操縱變量的質(zhì)量流和能量流。（3）用于克服對象的非線性。（2）主 副控制器控制規(guī)律的選擇。 前饋控系統(tǒng) 前饋控制系統(tǒng)的概念 前饋控制系統(tǒng)就是一種直接根據(jù)所生產(chǎn)被控變量參數(shù)變化的原因進行控制的系統(tǒng)，其實質(zhì)上是一種抗擾動進行的開環(huán)控制系統(tǒng)方式，它通過前饋調(diào)節(jié)器來補償擾動對被控參數(shù)的影響。所謂頻繁，是指擾動出現(xiàn)的次數(shù)較多。（4）前饋控制只能克服那個可測而不可控的擾動量。 （代數(shù)和）我們通常將前饋控制與反饋控制（如圖 33）相結(jié)合起來，其優(yōu)點如下：a. 在前饋控制的基礎(chǔ)上設置反饋控制，可以大大簡化前饋控制系統(tǒng)，只須對影響被控參數(shù)最顯著的干擾進行補償，而對其他許多次要的干擾，可依靠反饋予以克服，這樣既保證了精度，又簡化了系統(tǒng)。而前饋—反饋控制則能實現(xiàn)高精度的控制，穩(wěn)定性好和控制及時的作用。此外，由于前饋算式的輸出不直接加在調(diào)節(jié)閥上而作為副控制器的給定值，這樣便降低了對閥門特性的要求。圖 前饋控制系統(tǒng)的補償曲線東北石油大學秦皇島分校畢業(yè)設計14第 4 章 工業(yè)鍋爐的微機 DDC 系統(tǒng)的控制在鍋爐的燃燒過程中,由于空氣和燃燒之間有著一定的比值關(guān)系,既有一定的燃燒則就需要一定的空氣,還有煙道中空氣過剩系統(tǒng),即空氣(煙囪中)氧氣的含量等等,都影響著鍋爐的燃燒,如果燃燒不當,不但會污染空氣,而且會可能危及到工作人員的,因此便有了工作鍋爐的微機 DDC 控制系統(tǒng). 直接數(shù)字控制 DDC 系統(tǒng) 直接數(shù)字控制 DDC 系統(tǒng)（Direct Digigtal Control）是工業(yè)生產(chǎn)計算機控制系工業(yè)過程參數(shù)進行檢測采集外,它不容代替模擬調(diào)節(jié)系統(tǒng)中的模擬調(diào)節(jié)器,按預定的調(diào)節(jié)規(guī)定進行調(diào)節(jié)運算,然后將運算結(jié)果通過過程輸出通道輸出并作用于執(zhí)行機構(gòu)。因此,確定合適的采樣周期和 A/D、D/A、轉(zhuǎn)換器的字長是提高系統(tǒng)控制精確,減少轉(zhuǎn)換誤差的關(guān)鍵。對工業(yè)鍋爐主要參數(shù)進行直接控制是微機 DDC 控制的主要功能之一。 對空氣和燃料的控制:東北石油大學秦皇島分校畢業(yè)設計17鍋爐用水經(jīng)省煤器預熱后,注入鍋爐內(nèi),在進水管道內(nèi),用一流量傳感器檢測到流量信號后,經(jīng)流量變松器把流量信號這一物理量變換成相應的統(tǒng)一的標準信號,送入儀表、運算器、調(diào)節(jié)器中,其中為了使儀表的輸出信號同流量信號呈線形關(guān)系,我們在中間加入一個開方器,同時,在進水端檢測出它的進水溫度(預熱后),送給調(diào)節(jié)器,然后,再從出水端檢測出出水溫度,用一減法器計算出溫度,將前面所測得的流量乘以(乘法器)溫差,即可求得進水管道中所注入的水所,溫度調(diào)節(jié)電路將它在與人工設定值水平 SP 之間進行控制計算,將輸出信號作為結(jié)果輸出,將前面原料加熱所需要的熱量加到該輸出信號中,作為燃料流量的設定值,與燃料流量這一小閉環(huán)所檢測出此時燃料的流量值,做一差值計算,從而調(diào)節(jié)燃料控制閥的大小,進而進行熱量控制. 燃燒雙交叉控制工業(yè)鍋爐的微機 DDC 控制系統(tǒng)的雙交叉控制原理圖如附圖（二）所示雙交叉燃燒控制是以維持合適的空氣、燃燒比值為手段，達到燃燒時始終維持低過?？諝庀禂?shù)，從而保證了較高的燃燒效率，同時減少了排煙對環(huán)境的污染。（1）穩(wěn)定工況時：爐溫穩(wěn)定在給定值上，爐溫調(diào)節(jié)器 TIC 的輸出信號 I0 通過高、低限模塊HLM、LLM 后，又分別通過燃料調(diào)節(jié)系統(tǒng)的高、低選模塊 HSELSE1 和空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)的 HSELSE2，相應地加到燃料流量調(diào)節(jié)器 FIC1 和空氣流量調(diào)節(jié)器 FIC2 作為它們的給定值，使燃料流量和空氣流量自動調(diào)節(jié)到正常數(shù)值上，從而保證爐溫維持在給定值上?？諝馓崃亢?， （FA/F6K5）值增加，使 I0′小于（FA