【正文】 展，高集成度、高可靠性、價(jià)格低廉的微型計(jì)算機(jī)、單板機(jī)、單片機(jī)、工業(yè)專用控制計(jì)算機(jī)的出現(xiàn)以及在我國(guó)的廣泛應(yīng)用，為鍋爐控制領(lǐng)域開(kāi)辟了一片廣闊的天地。80年代后期至今，一國(guó)內(nèi)己經(jīng)陸續(xù)出現(xiàn)了各種各樣的鍋爐微機(jī)測(cè)控系統(tǒng)，明顯地改善了鍋爐的運(yùn)行狀況，但還不夠完善，并對(duì)環(huán)境和抗干擾要求較高。各種形式的控制系統(tǒng)、智能控制器不斷地開(kāi)發(fā)和利用。專家控制系統(tǒng)與專家控制器。自尋優(yōu)模糊智能控制系統(tǒng)。基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的控制系統(tǒng)。通過(guò)對(duì)我國(guó)鍋爐控制現(xiàn)狀的分析，在硬件方面，很多鍋爐的控制仍然使用常規(guī)儀表、繼電器作為主要的控制手段，需要過(guò)多的人為參與，即使現(xiàn)在的儀表不少已趨于智能化，但對(duì)其使用也主要局限在檢測(cè)方面。鍋爐耗費(fèi)大量燃料的同時(shí)，還耗費(fèi)了大量的電能，如何提高鍋爐熱效率問(wèn)題，一直是專家學(xué)者所關(guān)注的問(wèn)題。 燃燒控制系統(tǒng)簡(jiǎn)介 現(xiàn)代燃燒控制系統(tǒng)指在無(wú)人直接參與情況下通過(guò)自動(dòng)化儀表和自動(dòng)控制裝置(包括計(jì)算機(jī)和計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò))完成熱力過(guò)程參數(shù)測(cè)量、信息處理、自動(dòng)控制、自動(dòng)報(bào)警和自動(dòng)保護(hù)。而其中最重要的是鍋爐、汽輪發(fā)電機(jī)組運(yùn)行的自動(dòng)化，它大致包含四個(gè)基本內(nèi)容:自動(dòng)檢測(cè) 指熱力過(guò)程中溫度、壓力、流量、液位、成分等熱工參數(shù)的測(cè)量由自動(dòng)化儀表來(lái)完成。自動(dòng)調(diào)節(jié)一般指正常運(yùn)行時(shí)，操作的自動(dòng)化，即在一定范圍內(nèi)，自動(dòng)地活應(yīng)外界負(fù)荷變化或其他條件變化，使生產(chǎn)過(guò)程自動(dòng)進(jìn)行。水位過(guò)低會(huì)影響汽水循環(huán)，使金屬局部過(guò)熱而爆管，導(dǎo)致重大事故。(2)汽包蒸汽壓力控制:維持蒸汽壓力恒定，蒸汽壓力是衡量鍋爐的蒸汽生產(chǎn)量與負(fù)荷設(shè)備的蒸汽消耗量是否平衡的重要指標(biāo)，是蒸汽的重要工藝參數(shù)。壓力過(guò)高，會(huì)加速金屬的蠕變，導(dǎo)致鍋爐受損。因此，控制蒸汽壓力是安全生產(chǎn)的需要，也是保證燃燒經(jīng)濟(jì)性的需要。(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。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。火電廠的自動(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。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)。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)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。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)。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。設(shè)備級(jí)(又稱驅(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。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。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。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。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。 (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。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。 (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。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。 (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。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。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。 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。 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)。這項(xiàng)控制任務(wù)就稱為汽壓控制或熱負(fù)荷控制。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。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。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。 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)。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。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。這三項(xiàng)控制任務(wù)是相互關(guān)聯(lián)的，它們可以通過(guò)控制燃料量、送風(fēng)量和引風(fēng)量來(lái)完成，對(duì)于燃燒過(guò)程自動(dòng)控制系統(tǒng)的要求是:在負(fù)荷穩(wěn)定時(shí)，應(yīng)使燃料量、送風(fēng)量和引風(fēng)量各自保持不變，及時(shí)地補(bǔ)償系統(tǒng)的內(nèi)部擾動(dòng)，這些內(nèi)部擾動(dòng)包括燃料的質(zhì)量變化，以及電網(wǎng)頻率變化引起的燃料量、送風(fēng)量和引風(fēng)量的變化等。綜上分析，使燃料量與空氣量之間保持一定的比值關(guān)系，是確保經(jīng)濟(jì)燃燒的根本問(wèn)題。對(duì)于空氣和氣體、液體燃料流量的正確測(cè)量，雖然也存在著一些具體問(wèn)題，但是，選用合適的方法是可以實(shí)現(xiàn)的。實(shí)現(xiàn)燃燒系統(tǒng)自動(dòng)控制，通常有兩種方法:()l把鍋爐設(shè)備看成是一只熱量計(jì)，用測(cè)量鍋爐內(nèi)蒸發(fā)量的變化，來(lái)間接地監(jiān)視和控制燃燒系統(tǒng)。(2)測(cè)量煙氣中的含氧量O2%，比較直接地監(jiān)視和控制燃燒系統(tǒng)。大家知道，當(dāng)燃煤的化學(xué)組分一定時(shí)，CO2%才與過(guò)?？諝庀禂?shù)成單值對(duì)應(yīng)關(guān)系，而在一般情況下，CO2量%與空氣過(guò)剩系數(shù)沒(méi)有一定的單值對(duì)應(yīng)關(guān)系，所以靜態(tài)誤差較大，加之測(cè)量?jī)x表可靠性較差和容量滯后很大，所以這種方法目前已基本趨于淘汰。實(shí)際上，爐膛中的過(guò)?？諝?，在評(píng)價(jià)整個(gè)燃燒過(guò)程質(zhì)量時(shí)，并不起決定性作用，起決定性作用的是燃料在剩余氧氣中的燃燒條件，即取決于自由氧的相對(duì)數(shù)量，所以選擇煙氣中的含氧量來(lái)控制空氣和燃料之比，從而控制燃燒過(guò)程，是比較合理而可行的，也是大有前途的。為此，下面分析一下在主要擾動(dòng)作用下，汽包蒸汽壓力變化的動(dòng)態(tài)特性。它的主要擾動(dòng)是燃料量的改變(稱為內(nèi)擾動(dòng))和蒸汽流量的改變(稱為外擾動(dòng))。而蒸發(fā)部分可以看作是一個(gè)儲(chǔ)熱量的容積，反映儲(chǔ)熱量多少的主要參數(shù)是汽包壓力P。 D蒸汽流量(用熱量表示)。鍋爐汽包壓力對(duì)時(shí)間的變化率。外擾有兩種情況，一種是負(fù)荷設(shè)備的蒸汽閥門開(kāi)度改變，另一種是負(fù)荷設(shè)備用汽量的突然增加(或減少)所產(chǎn)生的。