【正文】 有以下幾點： （ 1） 負荷急增時會有空氣先行增加 的控制，而負荷急減會有燃料先行減少的控制，從而防止了黑煙發(fā)生，節(jié)能效果好； （ 2） 可有效的防止供氣系統(tǒng)出現(xiàn)故障所造成的燃料過剩。 綜上所述可以看到，實際的空氣過剩率 ? 在正常狀態(tài)下與設(shè)定值 S? 相等，但在負荷急增的過渡狀態(tài)下，將下降到 1SK? （ 設(shè)定時 1K ＝ 2K ）而在負荷急降時，空氣過剩率 ? 的上升量僅取決于燃料系統(tǒng)和空氣系統(tǒng)的響應(yīng)速度之差。 從另一方面來看，由于空氣流量控制系統(tǒng)在負荷正常和負荷急劇上升的過渡狀態(tài)下有 A＞ C，所以空氣流量設(shè)定信號將選擇高值信號，于是有 ASq ＝ A。 圖 2 單 交叉燃燒控制系 統(tǒng) 觀察圖 2可知 ：在最初的正常狀態(tài)下有 A＜ B 的關(guān)系，所以燃料設(shè)定信號 FSq 選擇了 A，但在負荷急增使 A 急劇上升后，由于空氣流量控制系統(tǒng)的滯后，使得過渡狀態(tài)下出現(xiàn) B＜ A 而有 FSq ＝ B，PCFCALSqK 1qFCHSμ sqC K 2SPβ燃料fsBAas空氣Fq此后若重新進入正常狀態(tài)，主信號 A 將再次出現(xiàn)小于 B 的狀態(tài)而使 FSq ＝ A。顯然，燃 料 流量設(shè)定值不僅受 A 的影響，亦受 B的影響。在該控制方式下，燃料流量設(shè)定信號總是選擇主信號 A 和現(xiàn)空氣流量信號經(jīng)換算和設(shè)定發(fā)煙區(qū)域間隔 1K 后而求得的發(fā)煙臨界值，即燃料流量容許信號 B 的較小值。 第二章 循環(huán)流化床鍋爐結(jié)構(gòu) 循環(huán) 流化床鍋爐的結(jié)構(gòu)如圖 1所示： 圖 1 循環(huán)流化床鍋爐系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖 第三章 雙交叉限幅燃燒自動控制系統(tǒng) 在工業(yè)上對鍋爐的燃燒系統(tǒng)曾采用簡單的 單交叉限幅燃燒控制方案，該方案是以 汽壓 調(diào)節(jié)的輸出信號 A作為主信號對燃料流量和空氣流量控制系統(tǒng)的給定值進行設(shè)定。在此基礎(chǔ)上，對節(jié)能影響很大的鍋爐燃燒系統(tǒng)建立穩(wěn)態(tài)參數(shù)優(yōu)化模型，并求得鍋爐燃燒穩(wěn)態(tài)優(yōu)化模型參數(shù)。 Distributed Control System 第一章 設(shè)計思想 本文在基于對現(xiàn)場工藝的認識的前提下，提出設(shè)計 設(shè)想，采用 DCS（ Distributed Control System）系統(tǒng)構(gòu)建集散控制系統(tǒng)，建立鍋爐監(jiān)控系統(tǒng)，對系統(tǒng)狀態(tài)實施全面監(jiān)測。 Circulating Fluidized Bed Boiler。同時利用 MCGS 組態(tài)軟件對自動控制系統(tǒng)進行監(jiān)控。循環(huán)流化床鍋爐在汽溫控制和水位控制方面和煤粉鍋爐基本相同，而其燃燒系統(tǒng)與煤粉爐差別較大，循環(huán)流化床鍋爐在風量控制方面既要保證燃料與控制的比例又要保證床溫在一定的范圍內(nèi)，因此床溫控制系統(tǒng)和床壓控制系統(tǒng)是循環(huán)流化床鍋爐所特有的。因此發(fā)展新型燃燒技術(shù)，提高用能設(shè)備的運行效率具有十分重要的意義。在我國，能源利用很不合理，能源的利用效率低，浪費大，國民經(jīng)濟的單位產(chǎn)值能耗指標很高。 本科生畢業(yè)設(shè)計 說明書 （ 畢業(yè) 論文） 題 目： 基于 MCGS 的熱電廠鍋爐控制系統(tǒng) 組態(tài) 燃燒控制系統(tǒng) 學(xué)生 姓名： 學(xué) 號： 專 業(yè)： 班 級： 指導(dǎo)教師： 基于 MCGS 的熱電廠鍋爐控制系統(tǒng)組態(tài) —— 燃燒控制系統(tǒng) 摘 要 燃料燃燒技術(shù)在國民經(jīng)濟的發(fā)展，尤其在能源工程中起著十分重要的作用。人類社會對于能源的消耗，一直在穩(wěn)定的增長，現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展，更明顯的刺激了能源的消耗。造成 這種情況的原因是多方面的，燃燒設(shè)備的低效率是其中一個重要的因素。 循環(huán)流化床鍋爐（ CFBB）是近年來發(fā)展起來的新一代高效、低污染的清潔燃煤技術(shù)。 本設(shè)計以循環(huán)流化床鍋爐燃燒控制系統(tǒng)為研究對象，對燃燒過程采用交叉限幅燃燒控制系 統(tǒng)，應(yīng)用集散控制系統(tǒng)（ DCS）對燃燒控制進行研究與設(shè)計，對提高循環(huán)流化床鍋爐自動化水平做了有益的嘗試。 關(guān)鍵詞： 燃燒控制系統(tǒng)；循環(huán)流化床； MCGS； DCS Control in Thermoelectricity Powerplant Boiler Based on MCGS —— Combustion Control System Abstract The technique of bustion plays a great important role in the development of national economy especially in energy engineering. The consumption of the energy is instability increasing of society and with the development of modern industry, the requirement of the energy bee more and more obvious. In our country, the means which the energy utilized is unreasonable to some extent together with low efficiency, high waste, and the energy consume for unit production of the national economy is very high. Researches indicate that the reason results in these is various, among which low function efficiency of the burning equipment is the most important factor. Therefore it is essential to develop the new burning technique and increase function efficiency of the equipment. CFBB is a new clean coal bustion technology that is of high efficiency and low pollution in the world. Compared with the pulverizedcoal boilers, they are the same in the steam temperature control and the steam drum level control. But there are obvious differences in the bustion control system, and in the air flow control of the CFBB it’s to be sure that the bed temperature is in certain bound as well as the proportion of coal to control. Therefore, the bed temperature control system and bed pressure control system are peculiar to CFBB. This design takes the CFBB bustion control system as research object， uses the cross and range limiting control scheme system for the bustion process, and uses the distributed control system (DCS) for the research and design of bustion control, The work provides a good trial on enhancing automation level of the CFBB. The following works are focused. And using MCGS software for automatic control system to monitor and control. Key words: Combustion control system。 MCGS。該系統(tǒng)可將監(jiān)測數(shù)據(jù)存入管理數(shù)據(jù)庫，以便操作人員快速準確地了解系統(tǒng)運行狀態(tài)，同時也便于管理人員能及時分析運行情況，做出生產(chǎn)管理決策，通過對一些主要的過程變量實施自動控制，使整個系統(tǒng)安全、穩(wěn)定、有效地運行。在這個優(yōu)化結(jié)果的指導(dǎo)下，進行鍋爐燃燒優(yōu)化控制。具體控制方框如圖 所示?？諝饬髁吭O(shè) 定信號 ASq 則是主控信號 A和現(xiàn)燃料流量信號 Fq 經(jīng)發(fā)煙區(qū)域間隔 2K 的設(shè)定后而求得的發(fā)煙臨界空氣流量容許信號 C的較大值再乘以換算系 數(shù) β 和空氣過剩率 S? 之后的信號。同理， 送風量 設(shè)定值不僅受 A的影響而且受 C的影響。在負荷急劇減少時， A將迅速下降，此時由于空氣流量控制系統(tǒng)的滯后而使 B呈現(xiàn)大于 A的狀態(tài)所以此與正常狀態(tài)下一樣有 FSq ＝ A。當負荷急劇減小時，將由于燃料控制系統(tǒng)的滯后，而在過渡過程中出現(xiàn) A＜ C，于是選擇高值信號而有 ASq ＝ C，再度進入正常狀態(tài)時又將出現(xiàn) A＞ C，而有 ASq ＝ A。 系數(shù)設(shè)定一般取 1K ＝ 2K ，空氣過剩率 S? 的設(shè)定應(yīng)使 1SK? 與燃燒發(fā)煙限制值相吻合，具體數(shù)值可在現(xiàn)場整定，變換系數(shù) ? 可根據(jù)所選的變送器量程上限求得，有 ,max,maxFAq aq? ?? 式中： ,maxFq 為燃料流量測量范圍上限， 3/Nm h ； ,maxAq 為空氣流量測量范圍上限， 3/Nm h ；a為燃料的單位理論空氣量， 33/Nm m 。 但該方案存在的問題是在負荷急劇下降時，空氣過剩 處 于一種完全不能控制的自由狀態(tài)，由此致使： （ 1） 過渡狀態(tài)下會存在過?？諝馑斐傻臒釗p失； （ 2） 燃料流量調(diào)節(jié)閥關(guān)閉情況下，將出現(xiàn)瞬時空氣大量過剩而使爐溫下降。 雙交叉限幅燃燒自動控制系統(tǒng)（如圖 3所示）。 雙交叉燃燒控制實際上是以爐壓調(diào)節(jié)為主回路，以燃燒流量和空氣流量調(diào)節(jié)并列為副回路的串級調(diào)節(jié)系統(tǒng)，加上高、低信號選擇器、高低信號限制器組成的帶有邏輯功能的比值調(diào)節(jié)系統(tǒng)。由圖可知，由空氣流量測量值 F2 和負偏置 ( k2) 確定燃料流量的下限值 B。 由燃料流量的測量值 F1 和正偏置 k4 確定了空氣流量 ( 折合到燃料流量當量 ) 的上限值 B′ 。下面分三種情況進行討論： 圖 3 雙交叉限幅燃燒自動控制系統(tǒng) 當系統(tǒng)穩(wěn)定工作時，爐壓穩(wěn)定在給定值上 ,爐壓調(diào)節(jié)器的輸出信號經(jīng)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 HSE LSE1 和空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)的 HSE LSE2，相應(yīng)地加到燃料流量調(diào)節(jié)器 FC1 和空氣流量調(diào)節(jié)器 FC2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，從而保證爐壓維持在給定值上。 當爐負荷 A 急劇下降時 ,A信號與 B 在高值選擇器 HS1 比較后 ,取大信號 B, 然后 B 與信號 C 在低值選擇器 LS1 比較選擇其中的小信號 B 作為燃料流量設(shè)定值 ,即燃料量取下限值 。由于空氣流量設(shè)定值在動態(tài)過程中按信號 C′變化 ,但信號 C′大于 A ,因而限制了負荷急劇下降時剩余空氣系數(shù)的上限值。與此同時 , A 與信號 B 在高選擇器 HS1 比較 ,選擇較大的信號 A, 然后 A 與 C 通過低選器 LS1 比較選擇小者 C( 按空氣流量確定的燃料流量的上限值 ) 作為燃煤流量的給定值。 實踐結(jié)果表明 ,k1 ～ k4 的取值與系統(tǒng)的負荷響應(yīng)性能和節(jié)能效果有關(guān)。此外 ,由于燃料、空氣流量測量系統(tǒng)中測量值的隨機波動是不可避免的 ,為了防止由此而引起的高低值選擇器不必要的頻繁切換給系統(tǒng)帶來的擾動 , 因此系統(tǒng)必須設(shè)置相應(yīng)的死區(qū) , 即需有相應(yīng)的 k3 和 k4 值。一般取 k1= k3 ,k2= k4 。若 S? ＝ , 取 k1= ,k3= , 則 ≤ ? ≤ ,即在最佳燃燒區(qū) ,這就是說 ,雙交叉限幅控制能夠既在靜態(tài)又在動態(tài)過程中始終保持空燃比在 最佳范圍內(nèi) ,無論負荷如何變化 ,剩余空氣系數(shù)總能控制在確定的范圍內(nèi) ,在最佳的低氧燃燒區(qū)。這是一個以煙道中氧含量為控制目標的燃燒流量與空氣流量的變比值控制系統(tǒng)，也稱煙氣氧含量的閉環(huán)控制系統(tǒng)。 在整個生產(chǎn)過程中保證最經(jīng)濟的燃燒，必須使得燃料和空氣流量保證最優(yōu)比值。因為，其一，在不同的負荷下，兩流量的最優(yōu)比值不同；其 二，燃料的成分（如含水量、灰分等）有可能會變化；其三，流量測量的不準確。為了改善這一情況 ，最簡單的方法是有一個指標來閉環(huán)修整兩流量的比值。 （ 1） 鍋爐的熱效率 鍋爐的熱效率主要反映在煙氣成份和煙氣溫度這兩個方面。最簡單的方法是用煙氣中含氧量 OA 來表示。而實際上完全燃燒所需要的空氣量 PQ ，要超過理論計算的量，超過理論空氣量的這部分稱為過?？諝饬?。因此，過剩空氣量對不同的燃料都有一個最優(yōu)值，以滿足最經(jīng)濟燃燒的要求，如圖 4所示。 圖 4 過剩空氣量與能量損失的關(guān)系 過?？諝饬砍Ｓ眠^?？諝庀禂?shù) ? 表示，定義為實際空氣量 PQ 和理論空氣量 TQ