锅炉的经济燃烧控制系统优化

《锅炉的经济燃烧控制系统优化》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、锅炉的经济燃烧控制系统优化：工业锅炉是一种重要的耗能设备，提高工业锅炉的热效率，降低能源消耗，实现其自动化节能，是人们关注已久的课题。　　关键词：燃烧分析系统优化控制原理　　燃煤链条锅炉燃烧系统实现经济燃烧必须完成以下两方面任务：　　1）保证入炉燃煤充分燃烧；　　2）锅炉的燃烧效率应尽量高，炉膛内未参与燃烧的过剩空气吸收的热量应尽量少。　　燃煤锅炉的燃烧，实际上是在一定的温度下煤中的炭和空气中的氧发生的氧化反应，产生和释放热量，其反应过程为：　　C+O2=CO2+409kJ/mol　　上式表明，为保证燃料的充分

2、燃烧，即氧化反应充分完成，燃料量和空气量之间的比例即风煤比必须合适。反过来，如果送风量过大，燃料在进行氧化反应时将剩余O2，该过剩氧气将吸收热量，排入烟道后又将带走有用热量，降低燃烧效率。为此，采取低过剩空气燃烧控制，是实现锅炉经济燃烧的关键所在。　　一、锅炉燃烧效率分析　　影响锅炉燃烧效率的因素是比较复杂的，其中负荷的匹配、排烟温度、燃烧充分与否均影响燃烧效率η，而烟道中烟气的成分（CO2，O2，CO含量）在一定程度上可以代表锅炉燃烧系统是否实现了经济燃烧。在烟道的烟气中，CO2的含量高，则说明燃料燃烧充分，

3、燃烧效率η高；反之亦然。但是CO2的含量随入炉燃煤的煤质和类型不同而不同，且CO2含量并不能正确地反应过剩空气系数α的值是大还是小。因此，采用分析烟道中CO2含量，来实现经济燃烧控制是不可取的。　　过剩空气系数α与烟气中O2含量成线性关系，用最佳含氧量反映锅炉燃烧经济与否是比较合理的。反过来，控制了空气过剩系数α值，也就控制了烟道中的O2的含量。实现最佳α值也就使燃烧效率提高了。　　二、锅炉经济燃烧控制方案分析　　锅炉的经济燃烧控制主要有两种方法：一种方法是在锅炉的实际运行中，保持空燃比为一定值，当负荷或煤种、

4、媒质变化后，凭经验人工调整空燃比。这种方法简单易行。但当负荷，煤种或媒质等经常变化时，人工很难将空燃比调整到最佳值。因为，经验是人们的一种模糊认识。第二种方法是氧量校正送风控制方法。从四十年代起，在锅炉燃烧控制中就已开始使用氧量校正方法。目前国内外微机控制系统中多采用该方法。其特点是测量并控制锅炉烟气中的含氧量，来修正与所给燃料成固定比例的送风量。烟气中O2的浓度越低，燃烧效率越高。低氧燃烧是节约燃料的好方法。　　燃烧状况的检测是燃烧过程控制的关键。目前日本某公司开发出一代火焰检测装置——光学映像火焰扫描器（O

5、PTIS），它采用摄像机和传像光纤直接拍摄火焰图像，并利用计算机处理来判别炉内燃烧状况。然而，由于这些装置价格昂贵、火焰检测缺少统一的判别标准而无法进行定量识别，使其目前仅适于炉膛安全保护系统的应用，而应用于锅炉燃烧过程控制以提高燃烧效率的作用是有限的。　　三、自寻优控制器原理及实现　　影响锅炉燃烧系统的工况参数很多，又存在纯时滞，很难建立起准确的数学模型，因此，采用理论上属于自适应控制范畴，但又不需要建立准确数学模型的自寻最优控制。目前锅炉燃烧系统多采用静态搜索法进行分析，由于静态寻优没有考虑锅炉的动态特性，

6、致使搜索时间较长，易产生振荡，因此采用动态寻优算法。　　最优控制方法有两种基本实现方式，一种是直接在对象上搜索最优状态，另一种是在建立好的数学模型上进行搜索。本论文采用前者，它的优点所在是不需要建立精确的数学模型（对锅炉燃烧系统控制而言，建立精确的数学模型是极为困难的）。最优化实现的关键是如何使系统快速准确地稳定在最佳工作点附近，它必然涉及到寻优参量的选择及算法优化的问题。　　1、寻优参量的选择　　根据给煤量在线测量来计算瞬时热效率有一定困难，加之考虑送风量与热效率的动态关系，故采用热量信号为寻优的目标函数。热

7、量信号表示为　　其中，DQ——热量信号；D——蒸汽流量；　　Cb——蓄热系数；Pb——汽包压力。　　由上式可知，单位时间内燃料供给锅炉的热量折算成蒸汽量以后，应与锅炉实际产生的蒸汽量与锅炉贮热量之和相等，该热量信号只反映燃烧率的变化，而不应反映用汽量的变化；当蒸汽负荷变化时，只要进入炉膛的燃料量不变，热量信号就应该没有变化，即蒸汽流量D的变化应该被汽包压力的变化所抵消。因而在实际应用热量信：工业锅炉是一种重要的耗能设备，提高工业锅炉的热效率，降低能源消耗，实现其自动化节能，是人们关注已久的课题。　　关键词：燃烧

8、分析系统优化控制原理　　燃煤链条锅炉燃烧系统实现经济燃烧必须完成以下两方面任务：　　1）保证入炉燃煤充分燃烧；　　2）锅炉的燃烧效率应尽量高，炉膛内未参与燃烧的过剩空气吸收的热量应尽量少。　　燃煤锅炉的燃烧，实际上是在一定的温度下煤中的炭和空气中的氧发生的氧化反应，产生和释放热量，其反应过程为：　　C+O2=CO2+409kJ/mol　　上式表明，为保证燃料的充分燃烧，即氧化反应充分完