课程论文--燃气锅炉燃烧控制系统

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1、山东建筑大学课程(设计说明书)论文题目：燃气锅炉燃烧控制系统课程：新能源自动化课程设计院（部）：热能工程学院专业：新能源科学与工程班级：能源111学生姓名：学号：指导教师：完成日期：2014年12月燃气锅炉燃烧控制系统山东建筑大学/热能工程学院，山东省济南市摘要随着社会经济的飞速发展，城市建设规模的不断扩大，以及人们生活水平的不断提高，对城市生活供暖的用户数量和供暖质量提出了越来越高的要求。燃气锅炉燃烧控制系统，是基于PID和PLC的技术的燃气锅炉燃烧控制系统。该控制系统由主蒸汽压力控制和燃烧率控制组成串级控制系统，其中燃烧率控制由燃料量控制、送风量控制、

2、引风量控制构成，各个子控制系统分别通过不同的测量、控制手段来保证经济燃烧和安全燃烧。系统运行稳定、可靠。采用锅炉的此控制不仅可大大节约能源，促进环保，而且可以提高生产自动化水平，具有显著的经济效益和社会效益。关键词：燃烧控制系统、汽压控制、炉膛压力控制0引言燃气蒸汽锅炉是用天然气、液化气、城市煤气等气体燃料作燃料，在炉内燃烧放出来的热量，加热锅内的水，并使其汽化成蒸汽的热能转换设备。而燃烧控制系统是锅炉的主控系统，主要包括燃料控制系统、风量控制系统、炉膛压力控制系统。目前大部分的锅炉燃烧控制系统仍然采用PID控制。燃烧控制系统由主蒸汽压力控制和燃烧率控制组

3、成串级控制系统，其中燃烧率控制由燃料量控制、送风量控制、引风量控制构成，各个子控制系统分别通过不同的测量、控制手段来保证经济燃烧和安全燃烧。燃烧过程自动控制系统的方案，与锅炉设备的类型、运行方式及控制要求有关，对不同的情况与要求，控制系统的设计方案不一样。将单元机组燃烧过程被控对象看作是一个多变量系统，设计控制系统时，充分考虑工程实际问题，既保证符合运行人员的操作习惯，又要最大限度的实施燃烧优化控制。1锅炉情况1.1工作原理燃气蒸汽锅炉是用天然气、液化气、城市煤气等气体燃料作燃料，在炉内燃烧放出来的热量，加热锅内的水，并使其汽化成蒸汽的热能转换设备。水在锅

4、（锅筒）中不断被炉里气体燃料燃烧释放出来的能量加热温度升高并产生带压蒸汽。由于水的沸点随压力的升高而升高，锅是密封的，水蒸气在里面的膨胀受到限制而产生压力形成热动力，严格的说锅炉的水蒸气是水在锅筒中定压加热至饱和水再汽化形成的，作为一种能源广泛使用。1.2燃气锅炉结构组成燃气锅炉主要是由燃烧器和控制器两个大的部分组成，其中燃烧器又能分为五个小的系统，分别为送风系统，点火系统，监测系统，燃料系统和电控系统。具体设备由主要部件和辅助设备组成，主要部件有炉膛、省煤器、锅筒、水冷壁、燃烧设备、空气预热器、炉墙构架组成；辅助设备主要有引风设备、除尘设备、燃料供应设备

5、、除尘除渣设备、送风设备、自动控制设备组成。2燃烧器选型2.1结构组成燃烧器作为一种自动化程度较高的机电一体化设备，从其实现的功能可分为五大系统：送风系统、点火系统、监测系统、燃料系统、电控系统。2.2性能特点在炉型结构、物料物性、燃烧器台数相同时，管式加热炉辐射室的传热量（QR）随火焰高度的降低而增加。辐射室传热量增加，对流室传热量必定下降。由于辐射室炉管平均表面热强度是对流室炉管平均表面热强度的2倍，辐射室传热量增加和对流室传热量下降必然使得全炉炉管平均表面热强度提高。2.3工作过程当可燃气体（城市煤气、天然气、液化石油气）由微电脑控制系统按程序控制进

6、入燃烧器的燃烧头内，由一次风与可燃气体混合，点火燃烧，二次风助燃，实现充分燃烧。燃烧状况由火焰自动跟踪系统检测控制燃烧，当燃烧出现故障（燃烧室缺氧、可燃气体欠压、可燃烧气体断流、气量不足等），控制系统发出指令，供气系统的电磁阀迅速关闭，切断气电源，燃烧器自动吹扫后停机，指示故障。2.4调节方式二级、比例调节式。二级燃烧器只有大火和小火之分；比例调节式燃烧器可以在任意一个负荷点工作。2.5燃烧器选择一台卧式三回程火管式燃气蒸汽锅炉，使用天然气为燃料，额定蒸发量2T/h，额定汽压1.25MPa，额定蒸汽温度194℃；额定耗气量160Nm³/h，排烟温度230℃

7、，热效率90%。水蒸气额定流量为：锅炉产生的水蒸气产生的热量为：锅炉所需的总热量为：燃烧器所需的功率为：综上计算，本设计选用威索(-weishaupt-)燃气燃烧器WM-G10/3-AZM3燃烧与汽压控制设计3.1燃烧过程特点燃料与空气按照一定比例送入锅炉燃烧室燃烧，生成的热量传递给蒸汽发生系统，产生饱和蒸汽，形成一点观其文的过热蒸汽，在汇集到蒸汽母管。过热蒸汽经负荷设备控制，供给负荷设备用，于此同时，燃烧过程中产生的烟气，除将饱和蒸汽变成过热蒸汽外，还经省煤器预热锅炉给水和空气预热器预热空气，最后经引风送往烟囱，排入大气。蒸汽压力对象的主要干扰是燃料量的

8、波动与蒸汽负荷的变化。当燃料流量和蒸汽负荷变动较小时，可采用利用蒸