【文章內(nèi)容簡(jiǎn)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(dá)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(yùn)行在負(fù)壓狀態(tài)下，避免鍋爐爐膛向外噴火，同時(shí)也避免鍋爐熱量因?yàn)檎龎憾贿^(guò)多地隨排放的尾氣排放，保持鍋爐燃燒的經(jīng)濟(jì)性。遠(yuǎn)方控制及程序控制: 遠(yuǎn)方控制是通過(guò)開(kāi)關(guān)或按鈕，對(duì)生產(chǎn)過(guò)程中重要的調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)和截止機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離控制。程序控制主要是指機(jī)組(或局部系統(tǒng)、設(shè)備)在啟動(dòng)、停止、增減負(fù)荷、事故處理時(shí)的一系列基于邏輯的操作。自動(dòng)保護(hù):是利用自動(dòng)化裝置，對(duì)機(jī)組(或系統(tǒng)、設(shè)備)狀態(tài)、參數(shù)和自動(dòng)調(diào)節(jié)進(jìn)行監(jiān)視，當(dāng)發(fā)生異常時(shí)，送出報(bào)警信號(hào)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(dòng)保護(hù)對(duì)象主要有鍋爐、汽輪發(fā)電機(jī)本體、輔助設(shè)備、局部工藝系統(tǒng)以及自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)等。大型火電廠自動(dòng)化的任務(wù)是保證機(jī)組安全運(yùn)行，提高機(jī)組生產(chǎn)效率，滿(mǎn)足電網(wǎng)負(fù)荷要求，降低操作人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，因此要具有相應(yīng)的自動(dòng)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(chēng)為計(jì)算機(jī)監(jiān)視系統(tǒng)，包括數(shù)據(jù)采集與顯示、制表打印、報(bào)警、在線性能計(jì)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(guò)控制回路協(xié)調(diào)汽輪機(jī)和鍋爐工作狀態(tài)，同時(shí)給鍋爐自動(dòng)控制系統(tǒng)和汽輪機(jī)自動(dòng)控制系統(tǒng)發(fā)出指令，以達(dá)到快速響應(yīng)負(fù)荷變化的目的，盡最大可能發(fā)揮機(jī)組的調(diào)頻、調(diào)峰能力，穩(wěn)定運(yùn)行參數(shù)。它通常指機(jī)、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(hù)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(duì)氣、油、燃燒器進(jìn)行遙控或程控管理。順序控制系統(tǒng)(sequence control system, SCS):在生產(chǎn)過(guò)程中，對(duì)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(dòng)機(jī)、閥門(mén)、檔板的啟動(dòng)、停止、和運(yùn)行中的事故處理，按預(yù)先制定的序列(時(shí)間、判據(jù)等)進(jìn)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(jī)組級(jí)、組級(jí)順控、子組級(jí)順控和設(shè)備級(jí)控制等四級(jí)組成，實(shí)現(xiàn)整個(gè)機(jī)組中各主要設(shè)各的監(jiān)視操作、順序啟停和聯(lián)鎖保護(hù)等功能。機(jī)組級(jí)是最高一級(jí)的順序控制，也稱(chēng)機(jī)組自啟停系統(tǒng)，它能在少量人工干預(yù)下自動(dòng)完成機(jī)組的啟停。功能組級(jí)是操作人員發(fā)出功能組啟動(dòng)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(shí)間間隔自動(dòng)啟動(dòng)。以完成生產(chǎn)流程的一個(gè)特定功能目標(biāo)。根據(jù)命令請(qǐng)求可以自動(dòng)完成這些相關(guān)子組和設(shè)備的自動(dòng)順序操作聯(lián)動(dòng)、成組試驗(yàn)以及備用設(shè)備的選擇和自動(dòng)切換等。子組級(jí)順控是將某臺(tái)輔機(jī)及其附屬設(shè)備(如潤(rùn)滑油系統(tǒng)、相關(guān)擋板、閥門(mén))作為一個(gè)整體進(jìn)行控制。設(shè)備級(jí)(又稱(chēng)驅(qū)動(dòng)級(jí))控制包括了單臺(tái)設(shè)備的基本控制回路和聯(lián)鎖保護(hù)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(wèn)題描述，研究意思，并對(duì)系統(tǒng)的一些特點(diǎn)進(jìn)行了簡(jiǎn)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(guò)SIMULINK工具得出了各部分的波形。第5章 為展望和總結(jié)，對(duì)得出波形進(jìn)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(dòng)，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(shí)還用來(lái)儲(chǔ)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(guò)各個(gè)受熱面，將熱量傳遞給水以后，由煙囪排至大氣。 (3)過(guò)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(chēng)為過(guò)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(shí)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(jiǎn)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(jī)、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(jī)，而只利用煙囪的自然抽力來(lái)排除煙氣。 (2)送風(fēng)設(shè)備:由送風(fēng)機(jī)和風(fēng)道組成，用它來(lái)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(lái)克服給水管路的流動(dòng)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(tái)以上給水泵，并且采用氣動(dòng)和電動(dòng)兩種拖動(dòng)方式，起著相互備用的作用。 (4)水處理設(shè)備:其作用為用來(lái)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(jì)性和安全性。 (5)供汽設(shè)備:由過(guò)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(guò)過(guò)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(hù)。 (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(jī)械和自動(dòng)調(diào)節(jié)裝置組成。有的用氣壓作調(diào)節(jié)動(dòng)力，也有的用液壓，還有的用電作調(diào)節(jié)動(dòng)力。通過(guò)儀表和自動(dòng)記錄的反應(yīng)，對(duì)流量、壓力、溫度、液位指示、給煤、送風(fēng)、引風(fēng)等的變化來(lái)進(jìn)行調(diào)節(jié)，達(dá)到生產(chǎn)運(yùn)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(dòng)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(shí)還要保證經(jīng)濟(jì)燃燒和鍋爐的安全運(yùn)行。具體控制任務(wù)可概括為三個(gè)方面。 維持蒸汽母管蒸汽壓力不變，這是燃燒過(guò)程自動(dòng)控制的第一項(xiàng)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(xiàng)控制任務(wù)就稱(chēng)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(gè)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(duì)于單獨(dú)運(yùn)行的鍋爐相對(duì)來(lái)說(shuō)要簡(jiǎn)單些，對(duì)于并列運(yùn)行的鍋爐，在一母管上同時(shí)有幾臺(tái)鍋爐，因而保持母管蒸汽壓力不變，還必須解決好幾臺(tái)并列運(yùn)行鍋爐之間的負(fù)荷分配問(wèn)題。 維護(hù)鍋爐燃燒過(guò)程的最佳狀態(tài)和經(jīng)濟(jì)性是鍋爐燃燒過(guò)程自動(dòng)控制的第二項(xiàng)任務(wù)。燃燒的經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)難于直接測(cè)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(lái)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(dá)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(shí)，熱量損失直線上升。如果空氣過(guò)多，就會(huì)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(shí)燃燒工況，鍋爐房工作條件，爐子的維護(hù)及安全運(yùn)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(jī)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