【正文】 基本任務(wù)是使燃料燃燒所提供的熱量適應(yīng)外界對(duì)鍋爐輸出的蒸汽負(fù)荷的要求，同時(shí)還要保證鍋爐安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。 （54） iｓ——給水焓值，kJ/kg； 過(guò)熱器部分 (51)因此，簡(jiǎn)單又準(zhǔn)確的表達(dá)上述燃燒和傳熱的動(dòng)態(tài)關(guān)系較為困難，一般可用一個(gè)滯后環(huán)節(jié)(其中大部分是容積滯后)來(lái)表示，不致引起過(guò)大的誤差，所以環(huán)節(jié)1的傳遞函數(shù)可近似用一個(gè)帶有純滯后的比例環(huán)節(jié)來(lái)表示：根據(jù)其生產(chǎn)流程，可畫出壓調(diào)節(jié)對(duì)象的方框圖，如圖51所示。以使鍋爐的燃燒率與外界負(fù)荷相適應(yīng)。 爐膛負(fù)壓的大小對(duì)于節(jié)能影響很大。 根據(jù)以上對(duì)燃燒系統(tǒng)調(diào)節(jié)對(duì)象的分析，下面我們針對(duì)燃燒自動(dòng)控制系統(tǒng)三個(gè)任務(wù)對(duì)控制采用的方案進(jìn)行分析。由于送風(fēng)系統(tǒng)幾乎沒(méi)有延遲和慣性。但如果鍋爐出口的用汽閥門開(kāi)度不變，那么由于汽壓因燃料量擾動(dòng)而發(fā)生變化時(shí)，蒸汽流量也將發(fā)生變化。空氣經(jīng)過(guò)鼓風(fēng)機(jī)進(jìn)入空氣預(yù)熱器，在經(jīng)過(guò)空氣預(yù)熱器的過(guò)程中被由爐膛排出的煙氣預(yù)熱，變成熱空氣進(jìn)入爐膛。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)。 爐膛內(nèi)含氧量的控制主要通過(guò)調(diào)節(jié)空氣（即送風(fēng)量）和燃料的輸入成一定的比例來(lái)實(shí)現(xiàn)。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)。當(dāng)燃料和送風(fēng)需要增加時(shí)，爐膛負(fù)壓勢(shì)必會(huì)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(shì)必會(huì)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。 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(guò)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。通過(guò)這種方式使鍋爐的熱能得到節(jié)約。 用汽負(fù)荷擾動(dòng)下的汽壓變化特性 負(fù)荷階躍擾動(dòng)下，汽壓變化的動(dòng)態(tài)特性也有下列兩種情況：當(dāng)用汽閥門階躍擾動(dòng)時(shí)，對(duì)象表現(xiàn)出具有自平衡能力，沒(méi)有延遲，但有較大的慣性，并有一個(gè)與閥門變化成比例的啟始飛躍，飛升曲線如圖31(c)所示；當(dāng)用汽量階躍擾動(dòng)時(shí)，其飛升曲線如圖31(d)所示，此時(shí)對(duì)象沒(méi)有自平衡能力，如果不及時(shí)增加進(jìn)入鍋爐的燃料量，那么，汽壓將一直下降。風(fēng)煤比就是在當(dāng)前風(fēng)量下所能燃燒的煤的最大值。再把蒸汽壓力的差值信號(hào)送給爐排PI調(diào)節(jié)器，通過(guò)爐排PI調(diào)節(jié)單元計(jì)算出爐排變頻器的輸出大小。但由于負(fù)荷變化，需要改變給煤量和送風(fēng)量，隨之也要改變引風(fēng)量，以保證爐膛負(fù)壓的穩(wěn)定，但由于系統(tǒng)有一定的滯后時(shí)間，為避免鼓風(fēng)變化而引起爐膛負(fù)壓的波動(dòng)，系統(tǒng)中引入鼓風(fēng)信號(hào)作為前饋信號(hào)對(duì)引風(fēng)機(jī)進(jìn)行超前調(diào)節(jié)。 式中KB——燃料量B變化引起鍋爐爐膛熱負(fù)荷Qr變化的比例系數(shù)，kJ/kg；爐膛熱負(fù)荷的變化會(huì)引起汽包壓力Pb的變化，而汽包壓力Pb反映了流入熱量與流出熱量的平衡關(guān)系。 過(guò)熱器的進(jìn)口壓力是汽包壓力Pb，出口壓力為主蒸汽壓力PT，汽包壓力與主蒸汽壓力之差PbPT與過(guò)熱器流通阻力、蒸汽流量D有關(guān)，它們之間的關(guān)系可用一個(gè)比例環(huán)節(jié)來(lái)表示，其傳遞函數(shù)為： (53) 其中CM——主蒸汽管道容量系數(shù)，kg/MPa。同時(shí)應(yīng)使?fàn)t膛內(nèi)存在一定的負(fù)壓，以維持鍋爐熱效率、避免爐膛過(guò)熱向外噴火，保證了人員的安全和環(huán)境衛(wèi)生。燃料量控制是鍋爐控制中最基本也是最主要的一個(gè)系統(tǒng)。 送風(fēng)量控制系統(tǒng) 為了實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)燃燒，當(dāng)燃料量改變時(shí)，必須相應(yīng)的改變送風(fēng)量，使送風(fēng)量與燃料量相適應(yīng)。 引風(fēng)量控制系統(tǒng) 為了保持爐膛壓力在要求的范圍內(nèi)，引風(fēng)量必須與送風(fēng)量相適應(yīng)。由于爐膛負(fù)壓實(shí)際上決定于送風(fēng)量和引風(fēng)量的平衡，故利用送風(fēng)量作為前饋信號(hào)，以改善系統(tǒng)的調(diào)節(jié)性能。 圖71 硬件結(jié)構(gòu)圖根據(jù)系統(tǒng)的要求,選取西門子PLCS7200 CPU226 作為控制核心，同時(shí)還擴(kuò)展了2個(gè)EM231模擬量輸入模塊和1個(gè)CP2431以太網(wǎng)模塊。 圖81 軟件主框圖S7200PLC給出了一條PID指令,這樣省去了復(fù)雜的PID算法編程過(guò)程,大大方便了用戶的使用。因?yàn)槲宜鶎W(xué)的知識(shí)有限，所以在設(shè)計(jì)的過(guò)程就難免會(huì)很吃力并且出現(xiàn)很多錯(cuò)誤，這就需要我們有堅(jiān)韌的科學(xué)精神。經(jīng)過(guò)對(duì)這些資料的整理、理解和消化，使我對(duì)過(guò)程控制技術(shù)尤其是鍋爐的燃燒技術(shù)有了更深一層次