燃煤锅炉燃烧控制系统与工程化应用介绍.doc

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1、燃煤锅炉燃烧控制系统的研究与工程化应用指导教师：冯江涛学生姓名：冯鑫泽、李帅、康永财、毛曙兵摘要：本文以实验室SMPT-1000为研究对象，在了解其工艺流程和控制需求的基础上进行了燃烧系统的动态特性分析，建立了数学模型，确定了控制方案，并以实验室西门子过程控制系统PCS7为控制装置，进行了工程实施。运行结果表明，该方案不仅能满足负荷需要，而且保证了锅炉的安全和经济运行。关键词：SMPT—1000；燃烧控制；PCS7；工程化应用Researchandengineeringapplicationofcombustioncontrolsystemforcoalfiredboile

2、rSummary:Inthispaper,wemadeSMPT-1000inthethelaboratoryastheresearchobject.Afterunderstandingitsprocessflowandcontrolrequirement,wedidsomeresearchondynamiccharacteristicsofcombustionsystem,setupmathematicalmodelandsettledcontrolscheme.Besides,weputitintoeffectonthebaseoftakingSiemensPCS7pro

3、cesscontrolsystemforcontroldevice.Therunningresultsshowedthatnotonlytheschemecanmeettheneedsofload,butalsoitcanensurethesafetyandeconomyofboileroperation.Keywords:SMPT-1000;combustioncontrol;PCS7;engirneeingapplication1、燃煤锅炉的半实物仿真对象SMPT-1000系统分析1.1工艺流程分析所选被控对象是流程工业领域常见的强制通风式锅炉，通过锅炉辐射与对流传热，

4、将一定流量的物料A加热到工艺要求的温度。图1-1锅炉工艺流程图如图1-1所示，待加热物料A经由上料泵P1101泵出，流量为FI1101,流量管线设有调节阀FV1101和旁路阀HV1101。待加热物料进入换热器E1101与热物料换热后，进入加热炉F1101的对流段。进入换热器E1101的待加热物料A走管程，一方面对热物料A的温度起到减温的作用，另一方面也能对待加热物料A起到一定的预热作用。加热炉对流段由多段盘管组成，炉膛产生的高温烟气自上而下通过管间，与管内的物料A换热，回收烟气中的余热并使物料A进一步预热。对流段流出的物料A全部进入F1101辐射段炉管，接受燃烧器火焰的辐射

5、热量，达到所要求的高温后出加热炉，进入换热器E1101，进行温度的微调并为冷物料预热，最后以工艺所要求的物料温度输送给下一生产单元。燃料经由燃料泵P1102泵入加热炉的燃烧器，流量为FI1103，压力为PI1101,燃料流量管线设调节阀FV1104，空气由变频鼓风机K1101送入燃烧器，流量为FI1104。为适应生产负荷的变化，燃烧过程中有最佳比例K，比例K是随不同负荷和燃料的变化而变化。衡量燃烧效率的高低可用烟气中的含氧量AI1101来评价。炉膛压力为PI1102，对流段的出口烟气温度为TI1105，在烟道内设有挡板DO1101。为了使炉膛内保证一定的负压，并且有效利用烟

6、气的温度，必须控制挡板在一个合适的开度，并且适应生产的变化。物料A出料口流量为FI1105，温度为TI1104，并且管道上设有阀FV1105，维持流量稳定和温度稳定是整个控制系统的最终目的。协同整个管道上调节阀的开度的变换，可使流量稳定，通过TI1104可作为反馈控制换热器的效果。1.2控制需求分析1.2.1满足生产指标的考虑在热物料A流量稳定的前提下，保证热物料A的出口温度维持在工艺要求范围之内。通过控制燃料和空气的比值，来控制锅炉的温度，结合换热器的出口温度控制，从而实现对物料A加热到所要求的温度，从而达到控制要求。所有操作要保证有序进行，工况要保持全程稳定，并要充分考

7、虑生产过程中可能出现的异常工况。1.2.2满足节能指标的考虑出于对效能、环境等因素的考虑，要求在控制系统的设计和实施中对燃料用量等能耗等指标予以充分考虑，通过实时的对加热炉加热物料流程的控制，可以有效的减少燃料浪费。1.2.3满足全自动控制的要求从生产单元冷态起，按照开车步骤实施全自动顺序控制，保证开车稳步进行，保证系统无扰投运。1.2.4满足系统安全控制的要求强制通风式锅炉在一般不加以安全联锁控制的情况下，可能会发生一些意向不到的事故，例如，物料上料不及时，导致锅炉干烧，从而可能导致爆炉；在开车前不及时检测炉膛内