【文章內(nèi)容簡介】 轉(zhuǎn)速和鼓風(fēng)量的配比，以使鍋爐燃料得以充分燃燒，達到最優(yōu)燃燒。(4)爐膛負(fù)壓控制:負(fù)壓控制即控制引風(fēng)量使鍋爐運行在負(fù)壓狀態(tài)下，避免鍋爐爐膛向外噴火，同時也避免鍋爐熱量因為正壓而被過多地隨排放的尾氣排放，保持鍋爐燃燒的經(jīng)濟性。遠(yuǎn)方控制及程序控制: 遠(yuǎn)方控制是通過開關(guān)或按鈕，對生產(chǎn)過程中重要的調(diào)節(jié)機構(gòu)和截止機構(gòu)實現(xiàn)遠(yuǎn)距離控制。程序控制主要是指機組(或局部系統(tǒng)、設(shè)備)在啟動、停止、增減負(fù)荷、事故處理時的一系列基于邏輯的操作。自動保護:是利用自動化裝置，對機組(或系統(tǒng)、設(shè)備)狀態(tài)、參數(shù)和自動調(diào)節(jié)進行監(jiān)視，當(dāng)發(fā)生異常時，送出報警信號或切除某些系統(tǒng)和設(shè)備，避免發(fā)生事故，保證生命和設(shè)備的安全?；痣姀S的自動保護對象主要有鍋爐、汽輪發(fā)電機本體、輔助設(shè)備、局部工藝系統(tǒng)以及自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)等。大型火電廠自動化的任務(wù)是保證機組安全運行，提高機組生產(chǎn)效率，滿足電網(wǎng)負(fù)荷要求，降低操作人員的勞動強度，因此要具有相應(yīng)的自動化措施與之相適應(yīng): 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)(data acquisition system, DAS)廣義稱為計算機監(jiān)視系統(tǒng)，包括數(shù)據(jù)采集與顯示、制表打印、報警、在線性能計算、操作指導(dǎo)。協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)(coordination control system CCS)或模擬量控制系統(tǒng)(modulating control system MCS):通過控制回路協(xié)調(diào)汽輪機和鍋爐工作狀態(tài)，同時給鍋爐自動控制系統(tǒng)和汽輪機自動控制系統(tǒng)發(fā)出指令，以達到快速響應(yīng)負(fù)荷變化的目的，盡最大可能發(fā)揮機組的調(diào)頻、調(diào)峰能力，穩(wěn)定運行參數(shù)。它通常指機、爐閉環(huán)控制系統(tǒng)總體，及其相關(guān)子系統(tǒng)。鍋爐爐膛安全監(jiān)控系統(tǒng)(furnace safeguard supervisory system,FSSS)或燃燒器管理系統(tǒng)(burner mangement system, BMS):主要功能是保護鍋爐爐膛的安全，避免發(fā)生爆炸事故，以及監(jiān)視鍋爐內(nèi)工況，對氣、油、燃燒器進行遙控或程控管理。順序控制系統(tǒng)(sequence control system, SCS):在生產(chǎn)過程中，對某工藝系統(tǒng)或某大型主設(shè)備及有關(guān)的輔助設(shè)備群，包括電動機、閥門、檔板的啟動、停止、和運行中的事故處理，按預(yù)先制定的序列(時間、判據(jù)等)進行相關(guān)和有序的邏輯控制。順序控制系統(tǒng)遞階式結(jié)構(gòu)，包括:機組級、組級順控、子組級順控和設(shè)備級控制等四級組成，實現(xiàn)整個機組中各主要設(shè)各的監(jiān)視操作、順序啟停和聯(lián)鎖保護等功能。機組級是最高一級的順序控制，也稱機組自啟停系統(tǒng)，它能在少量人工干預(yù)下自動完成機組的啟停。功能組級是操作人員發(fā)出功能組啟動指令后，同一功能組的相關(guān)設(shè)備按預(yù)先規(guī)定的操作順序和時間間隔自動啟動。以完成生產(chǎn)流程的一個特定功能目標(biāo)。根據(jù)命令請求可以自動完成這些相關(guān)子組和設(shè)備的自動順序操作聯(lián)動、成組試驗以及備用設(shè)備的選擇和自動切換等。子組級順控是將某臺輔機及其附屬設(shè)備(如潤滑油系統(tǒng)、相關(guān)擋板、閥門)作為一個整體進行控制。設(shè)備級(又稱驅(qū)動級)控制包括了單臺設(shè)備的基本控制回路和聯(lián)鎖保護邏輯。 文章論文章節(jié)安排本論文各章的組織結(jié)構(gòu)如下：第1章 為緒論部分。主要介紹了論文的研究背景，介紹了燃油蒸汽鍋爐和燃燒控制系統(tǒng)的問題描述，研究意思，并對系統(tǒng)的一些特點進行了簡單介紹和分析。第2章 為系統(tǒng)控制原理的研究，介紹了系統(tǒng)設(shè)備和結(jié)構(gòu)以及主要技術(shù)還有要求。第3章 為控制基本模型的建立，分三部分給出主要原理圖和框圖。第4章 為MATLAB環(huán)境下控制算法研究，通過SIMULINK工具得出了各部分的波形。第5章 為展望和總結(jié)，對得出波形進行分析，并提出以后的研究方向。 2 燃油蒸汽鍋爐燃燒控制系統(tǒng)控制原理 系統(tǒng)基本結(jié)構(gòu)與設(shè)備 (l)汽包由上下鍋筒和三組沸水管組成。水在管內(nèi)受外部煙氣加熱，發(fā)生自然循環(huán)流動，并逐漸汽化，產(chǎn)生的飽和蒸汽集聚在上鍋筒。為了得到干度比較大的飽和蒸汽，在上鍋筒中還裝設(shè)汽水分離設(shè)備。下鍋筒主要用于連接沸水管，同時還用來儲存水和水垢。 (2)爐膛是使燃料充分燃燒并釋放熱量的設(shè)備。得到的高溫?zé)煔庖来谓?jīng)過各個受熱面，將熱量傳遞給水以后，由煙囪排至大氣。 (3)過熱器是將鍋爐所產(chǎn)生的飽和蒸汽繼續(xù)加熱為合格蒸汽的換熱器件，亦稱為過熱蒸汽換熱器。 (4)空氣預(yù)熱器是繼續(xù)利用煙氣余熱，加熱燃料燃燒時所需的空氣的換熱器件。通常大、中型鍋爐均設(shè)有空氣預(yù)熱器，小型鍋爐由于力求簡單，一般不采用空氣預(yù)熱器。為保證正常工作，鍋爐還必須有一些輔助設(shè)備，包括以下幾部分: (l)引風(fēng)設(shè)備:包括引風(fēng)機、煙囪、煙道幾部分，用它將鍋爐中的煙氣連續(xù)排出。有些小型鍋爐不采用引風(fēng)機，而只利用煙囪的自然抽力來排除煙氣。 (2)送風(fēng)設(shè)備:由送風(fēng)機和風(fēng)道組成，用它來供應(yīng)燃料燃燒所需要的空氣。 (3)給水設(shè)備:由給水泵和給水管組成。給水泵用來克服給水管路的流動阻力和爐筒的壓力，把水送入鍋爐。為了安全，鍋爐房通常要有兩臺以上給水泵，并且采用氣動和電動兩種拖動方式，起著相互備用的作用。 (4)水處理設(shè)備:其作用為用來清除水中雜質(zhì)和降低給水硬度，防止鍋爐受熱面上結(jié)水垢和腐蝕鍋爐，從而提高鍋爐的經(jīng)濟性和安全性。 (5)供汽設(shè)備:由過熱器、減溫器、集汽包、供汽管路等組成。由鍋爐汽包引出的飽和蒸汽，通過過熱器把蒸汽的溫度提高一定程度，由減溫器控制所需溫度，再由蒸汽管道送至用戶。 (6)儀表設(shè)備:包括蒸汽、水流量、壓力、溫度、液位指示、給煤、送風(fēng)等機械和自動調(diào)節(jié)裝置組成。有的用氣壓作調(diào)節(jié)動力，也有的用液壓，還有的用電作調(diào)節(jié)動力。通過儀表和自動記錄的反應(yīng)，對流量、壓力、溫度、液位指示、給煤、送風(fēng)、引風(fēng)等的變化來進行調(diào)節(jié)，達到生產(chǎn)運行的要求。 主要控制技術(shù)及要求 鍋爐生產(chǎn)燃燒系統(tǒng)自動控制的基本任務(wù)，是使燃料燃燒所產(chǎn)生的熱量適應(yīng)蒸汽負(fù)荷的需要，同時還要保證經(jīng)濟燃燒和鍋爐的安全運行。具體控制任務(wù)可概括為三個方面。 維持蒸汽母管蒸汽壓力不變，這是燃燒過程自動控制的第一項任務(wù)。如果蒸汽壓力變了就表示鍋爐的蒸汽生產(chǎn)量與負(fù)荷設(shè)備的蒸汽消耗量不相適應(yīng)，因此，必須改變?nèi)剂系墓?yīng)量，以改變鍋爐的燃燒發(fā)熱量，從而改變鍋爐的蒸發(fā)量，恢復(fù)蒸汽母管壓力為額定值。這項控制任務(wù)就稱為汽壓控制或熱負(fù)荷控制。此外，保持汽壓在一定范圍內(nèi)，也是保證鍋爐和各個負(fù)荷設(shè)備正常工作的必要條件。穩(wěn)定蒸汽母管的壓力，對于單獨運行的鍋爐相對來說要簡單些，對于并列運行的鍋爐，在一母管上同時有幾臺鍋爐，因而保持母管蒸汽壓力不變，還必須解決好幾臺并列運行鍋爐之間的負(fù)荷分配問題。 維護鍋爐燃燒過程的最佳狀態(tài)和經(jīng)濟性是鍋爐燃燒過程自動控制的第二項任務(wù)。燃燒的經(jīng)濟性指標(biāo)難于直接測量，常用鍋爐煙氣中的含氧量，或者燃料量與送風(fēng)量的比值來表示。如果能夠恰當(dāng)?shù)乇３秩剂狭颗c空氣量的正確比值，就能達到最小的熱量損失和最大的燃燒效率。反之，如果比值不當(dāng)，空氣不足，結(jié)果導(dǎo)致燃料的不完全燃燒，當(dāng)大部分燃料不能完全燃燒時，熱量損失直線上升。如果空氣過多，就會使大量的熱量損失在煙氣之中，使燃燒效率降低。 爐膛負(fù)壓的變化，反映了引風(fēng)量與送風(fēng)量的不相適應(yīng)。通常要求爐膛負(fù)壓保持在20~40Pa的范圍內(nèi)。這時燃燒工況，鍋爐房工作條件，爐子的維護及安全運行都最有利。如果爐膛負(fù)壓太小，爐膛容易向外噴火，既影響環(huán)境衛(wèi)生，又可能危及設(shè)備與操作人員的安全。負(fù)壓太大，爐膛漏風(fēng)量增大，增加引風(fēng)機的電耗和煙氣帶走的熱量損。因此，需要維持爐膛壓力在一定的范圍之內(nèi)。這三