浅议工业蒸汽锅炉热工燃烧自动控制.doc

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1、浅议工业蒸汽锅炉热工燃烧自动控制　　论文关键词：蒸汽锅炉：热工燃烧；自动控制　　论文摘要：工业锅炉生产是一个复杂的控制调节过程，是多输入多输出、多回路、非线性的相互关联的对象，目前控制理论尚难以妥善解决对其的控制问题，其数学模型仍是半经验性的，本文就热工燃烧自动控制进行一些论述。　　　　1热工调节　　锅炉热工系统由给水系统、蒸汽系统、烟气系统、风系统等部分组成。工业锅炉热工燃烧控制系统实质是针对这几个系统的运行过程进行自动控制，其主要控制回路：锅炉汽包水位自动控制和锅炉燃烧自动调节系统两部分。　　1.1锅炉汽包水位自动调节　　锅炉汽包水是正常运行主要指标之一

2、，汽包水位是一个十分重要的调节参数。由于汽包水位在锅炉运行中占居首要地位，所以锅炉自动化都是从给水自动调节开始的。　　大于4t/h的锅炉，必须装设给水自动调节装置。给水自动调节的任务，是使给水量跟踪锅炉蒸发量并维持汽包中的水位在工艺允许的范围内。锅炉汽包水位的自动调节，是根据汽包水位的动态特性来设计的。引起水位变化的因素很多，但主要是给水量和蒸发量的阶跃变化，调节器就是依据水位信号、蒸汽流量和给水流量的偏差信号进行调节的。为保证锅炉运行安全，给水自动调节系统应选用可靠性较高的仪表和自动调节系统。　　20t/h以上的蒸汽锅炉，一般采用三冲量锅炉汽包给水自动调节

3、系统。三冲量锅炉汽包给水自动调节系统是以汽包水位为主调节信号，蒸汽流量为调节器的前馈信号，给水流量为调节器的反馈信号组成阿调节系统。由于采用蒸汽流量信号对给水流量进行前馈调节，克服外扰影响，用给水流量信号作为反馈信号，克服内扰影响，使给水调节质量波动幅度得到大大提高。　　装有三冲量给水自动调节装置的锅炉在运行时，由于引进了蒸汽流量和给水流量的调节信号，调节系统动作及时，抗干扰能力强，当蒸汽负荷突然发生变化，蒸汽流量信号使给水调节阀一开始就向正确方向动作，即如蒸汽流量增加，给水调节阀开大。抵销了由于虚假水位引起的反向动作，减少了给水流量的波动幅度，如果给水流量

4、减少，则调节器立即根据给水流量减少的信号开大给水阀门，使给水流量维持不变。　　1.2锅炉燃烧的自动调节　　容量较大的锅炉，根据节能和自动化水平的需要以及维护水平和投资允许时，可设置锅炉燃烧自动调节系统。3　　锅炉燃烧系统自动调节的基本任务，是使燃料燃烧所产生的热量，适应蒸汽负荷的需要，同时还要保证经济燃烧和锅炉的安全运行。调节的内容有三个，即维持蒸汽母管压力不变；保持锅炉燃烧的经济性；维持炉膛负压在一定范围内。这三项调节任务是相互关联的，它们可以通过调节燃料量、送风量和引风量来完成。对于燃烧过程自动调节在负荷稳定时，应使燃烧量、送风量和引风量各自保持不变，及

5、时地补偿系统内的内部扰动，这些内部的扰动包括燃料的质量变化，以及由于电网频率变化引起燃料量、送风量、引风量的变化等。在负荷变化的外扰作用时，则应使燃料量、送风量和引风量成比例的改变，既要适应负荷要求，又要使三个被调量：蒸汽压力、炉壁负压和燃烧经济性指标保持在允许的范围内。　　　　2微型计算机在锅炉热工燃烧自动控制上的应用　　2.1锅炉微机自动调节　　2.1.1汽包水位的自动调节　　工业锅炉汽包水位使正常运行的重要环节，水位过高会影响汽包的汽水分离，产生蒸汽带液现象，水位过低又会影响锅炉的汽水自然循环，如不及时调节就会使汽包水全部气化，可能导致锅炉烧坏和发生爆

6、炸事故。锅炉汽包水位不仅受给水量（进量）和蒸发量（出量）之间平衡关系的影响，同时还受到汽水循环管路，汽水容积变化影响，还有燃料量的变化，汽包压力的变化，给水、蒸汽量的扰动等诸多因素对水位均会产生影响。在手动状态下除采用DDZ－Ⅲ型仪表进行三冲量水位自动调节外，还在微机自控系统中采用三冲量汽包水位微机自动调节方式。三冲量微机调节系统的设计思想就是分析了影响水位调节对象动态特征的基础上，根据汽包水位这一调节对象有一定的延迟和惯性特点，即在蒸汽流量、给水量发生阶段变化时，调节对象不可能立即跟着做相反方向的变化，尤其在蒸汽流量发生阶段变化时，汽水容积跟着做相反方向的

7、变化，造成“虚假水位”现象。另一方面分析了采用DDZ－Ⅲ型仪表所组成的调节系统对出现的“虚假水位”所采取的措施达不到满意的效果，而采用微机利用其运算功能特长，以PID调节规律为其控制方法基础，再加上对“虚假水位”的判断程序，选择适当的延时环节，进行压力补偿、压差补偿运算，就能解决好水位调节这一关键任务。　　2.１.２锅炉燃烧系统的自动调节　　锅炉燃烧系统主要有汽包压力、蒸汽流量、鼓风量、给煤量、炉膛负压、烟气含氧量六个参量组成，调节的目的就是使燃烧所产生的热量适应蒸汽负荷的需要，需同时：（1）保证母管蒸汽压力维持不变；（2）保持锅炉燃烧的经济型；（3）维持炉

8、膛负压在一定的范围内。　　为完成上述任务，锅炉的微型