第10章 燃烧控制系统分析及设计 [兼容模式]

燃烧控制系统课程设计SAMA一、教学目标本课程的目标是让学生掌握燃烧控制系统的基本原理、组成和调控方法。

通过本课程的学习，学生将能够：1.描述燃烧的基本过程和燃烧控制系统的功能。

2.识别和分析燃烧控制系统中的关键参数和调控手段。

3.设计和优化简单的燃烧控制系统。

4.评估燃烧控制系统的性能和安全。

二、教学内容教学内容将按照以下大纲进行和安排：1.燃烧基础：介绍燃烧的基本过程、燃烧类型和燃烧特性。

2.燃烧控制系统概述：讲解燃烧控制系统的基本组成、工作原理和分类。

3.燃烧调控技术：探讨燃烧调控的基本方法、技术和应用。

4.燃烧控制系统设计和优化：学习燃烧控制系统的设计原则、方法和步骤。

5.燃烧控制系统性能评估和安全：分析燃烧控制系统的性能指标、评估方法和安全隐患及处理。

三、教学方法为了激发学生的学习兴趣和主动性，将采用多种教学方法进行教学：1.讲授法：讲解燃烧控制系统的理论知识，引导学生掌握基本概念。

2.讨论法：学生针对燃烧控制系统的实际案例进行讨论，提高学生的分析能力。

3.案例分析法：分析燃烧控制系统的典型应用案例，让学生了解燃烧控制系统的实际应用。

4.实验法：安排学生进行燃烧控制系统的实验操作，培养学生的动手能力和实际操作技能。

四、教学资源为了支持教学内容和教学方法的实施，将选择和准备以下教学资源：1.教材：《燃烧控制系统》及相关参考书籍，提供理论知识的学习和巩固。

2.多媒体资料：制作课件、教学视频等，以图文并茂的形式展示燃烧控制系统的原理和应用。

3.实验设备：准备燃烧控制系统的实验装置，让学生进行实际操作和验证。

4.在线资源：提供相关学术文献、技术资料等，便于学生自主学习和拓展知识。

五、教学评估为了全面、客观地评估学生的学习成果，将采用以下评估方式：1.平时表现：通过课堂参与、提问、讨论等环节，评估学生的学习态度和课堂表现。

2.作业：布置燃烧控制系统的相关作业，评估学生的理解和应用能力。

3.考试：定期进行燃烧控制系统知识的考试，检验学生的掌握程度。

燃烧控制系统的设计(DOC)11页摘要：燃烧控制系统是一种具有广泛应用的系统。

本文从系统设计的角度，对燃烧控制系统进行分析，并结合实际案例进行设计。

关键词：燃烧控制系统；系统设计；案例分析；1.引言燃烧控制系统是一种将燃料和空气控制在一定比例下进行燃烧的系统。

燃烧控制系统具有广泛的应用，包括工业生产、家用电器等。

通过控制燃气的流量、温度和压力等参数，可以实现对燃烧过程的控制。

因此，燃烧控制系统的设计十分重要。

2.燃烧控制系统燃烧控制系统的设计包括三个方面：系统硬件设计、软件设计和参数控制设计。

2.1 系统硬件设计燃烧控制系统的硬件设计包括传感器、执行器和控制器等部分。

其中，传感器主要负责收集燃烧过程中的相关参数，如温度、压力、流量等。

执行器则根据控制信号控制燃气的流量和压力等参数。

控制器则在接收传感器和执行器的输入信号后，对燃气进行控制和调节。

具体的硬件设计要根据不同的燃烧设备和系统的实际情况进行设计。

燃烧控制系统的软件设计主要包括控制算法和程序设计。

控制算法主要用于计算燃烧过程中燃气回路和空气回路的气流量和热能等参数，并根据设计要求实现燃气的自动调节。

程序设计则是将控制算法实现成计算机程序，以便通过人机界面进行人工控制或实现自动化控制。

2.3 参数控制设计燃烧控制系统的参数控制涉及到多个参数，包括燃烧温度、空气比、燃气流量和燃气压力等。

在进行燃烧控制系统的参数设计时，需要考虑燃料的种类、规格和燃烧要求，以及系统的工作环境等因素。

同时，还需要将参数设置在合理的范围内，以保证燃气的安全和稳定性。

3.案例分析某公司需要制造一种热水锅炉，需要设计一套燃烧控制系统，以保证燃气的安全和稳定性。

具体设计要求如下：（1）燃料种类：天然气（2）热量输出：10000千瓦（3）燃气流量：1000立方米/小时（4）燃气压力：50kpa（5）烟气排放：不超过30ppm如此，燃烧控制系统的设计方案如下：（1）硬件设计：利用压力传感器、温度传感器和流量计等传感器收集燃气的压力、温度和流量等参数；利用调压阀、进气门和排气门等执行器对燃气进行控制；利用控制器对传感器和执行器输出的信号进行处理和控制。

汽车发动机燃烧控制系统设计与实现汽车发动机燃烧控制系统是汽车动力系统中的核心部件。

它的设计与实现直接关系到汽车的动力性能和燃油经济性。

本文将结合汽车发动机燃烧控制系统的工作原理，深入探讨其设计与实现。

一、燃烧控制系统的工作原理汽车发动机的燃烧过程是指将燃料与氧气混合后，在火花塞的作用下发生自燃反应的过程。

燃烧控制系统就是指控制燃料喷射量、混合气浓度、进气量等因素，使发动机的燃烧过程更加充分、高效。

其工作原理如下：1、燃料喷射控制：在瞬间喷入恰当量的燃料，使其与空气充分混合。

2、点火控制：在燃料喷射后的短时间内点燃燃料，并在可控时间内完成燃烧过程。

3、进气控制：通过控制进气阀门的开闭，使进入发动机的空气量控制在恰当的范围内，以满足汽车发动机的动力需求。

二、燃烧控制系统的设计与实现燃烧控制系统的设计与实现需要考虑如下因素：1、选择合适的传感器燃烧控制系统中的传感器包括氧气传感器、节气门位置传感器、进气流量计、气压传感器等，都是起到收集数据和控制系统反馈的核心部件。

在选择传感器时，需要考虑到其采样速度、采样精度、输出特性等因素，以达成可靠性和稳定性。

2、设计合理的控制策略为了达到燃烧控制系统的设计目标，需要根据发动机运行状态以及传感器信息设计出合理的控制策略。

例如，在高海拔地区，需要降低空燃比，提高燃料喷射量；在高温环境下，需要加大进气量以保证发动机的工作安全。

3、优化气缸结构燃烧控制系统的实现还需要考虑到气缸结构的设计。

优化气缸结构可以提高燃烧效率，减少燃料消耗，同时还可以减少污染物的排放。

如增加气缸数量、改进缸内形状、调整进排气系统等，都是有效的优化方法。

4、采用电子控制单元（ECU）电子控制单元是汽车燃烧控制系统的核心部件，它可以通过处理传感器信息和程序控制指令，实现对发动机的精细控制。

在现代汽车中，涡轮增压、高压缩比和直喷技术的广泛应用使ECU的功能更加复杂和强大。

5、制定可靠的安全保护措施燃烧控制系统的设计与实现还需要考虑到汽车的安全问题。

中文摘要这次热工控制系统的课程设计是针对燃烧控制系统部份问题进行深切研究和探讨，设计内容包括燃烧自动控制系统的概述、燃料量控制系统和风量控制系统。

主要表现单元制机组在负荷工况变更下燃料量系统与风量系统是如何进行调节的，如何知足负荷变更要求的。

本次设计是通过我个人和组内每一个成员的精心设计论证完成的。

整个设计进程中，全面细致的考虑燃烧自动控制系统的任务，燃烧控制系统需要控制的内容及特点，最终完本钱设计方案。

通过完成此课程设计论文，对热工进程控制系统理论知识有了进一步领会和综合把握。

同时，对提高了对负荷变更下机组调节机制的全面理解。

对所学过的涉及到热工进程控制的内容有所深化。

关键字：燃烧进程自动控制、燃料量控制、风量调节目录总结 .............................................................................................................. - 20 -参考文献 ........................................................................................................ - 22 -1 引言燃烧进程自动控制的任务锅炉燃烧进程控制的大体任务是使燃料燃烧所提供的热量适应汽轮机负荷的需要，保证锅炉的经济燃烧和安全运行。

燃烧控制的具体任务与该台锅炉的运行方式有关，运行方式不同，调节任务也有所区别。

另外燃烧控制系统方案是多种多样的，并无一个统一的模式，归纳起来讲，燃烧进程控制系统有以下控制任务。

1.1.1维持汽压的稳固（除汽轮机跟从锅炉运行方式外）锅炉出口压力或机前压力信号反映了燃料燃烧所释放的热量与蒸汽所携带热量间的平衡关系，汽压的转变表示二者间的失衡，这时必需相应地调节燃料供给量，以适应转变了的蒸汽负荷的需要。

目录一绪论...................................................................................................................................... 二燃烧控制系统的设计2.1燃烧过程控制任务2.2燃烧过程调节量2.3燃烧过程控制特点三燃料控制系统 ........................................................................................................................3.1燃料调节系统......................................................................................................................3.2燃料调节——测量系统......................................................................................................3.3给煤机指令.......................................................................................................................... 四600MW火电机组DCS系统设计4.1 电源部分4.2 通信部分4.3 系统接地4.4 软件部分五结论................................................................................................................................... 参考文献...................................................................................................................................一绪论目前，我国的电厂大多数是火力发电厂，煤是发电的主要燃料，锅炉燃烧是发电的重要环节之一。

锅炉燃烧过程控制系统设计摘要锅炉是化工、炼油、发电等工业生产过程中必不可少的重要的动力设备之一。

而锅炉燃烧所用的煤炭、重油等又是极其重要的战略资源,不可再生。

因此锅炉的燃烧控制相当重要,控制不好将造成资源浪费、环境污染和效益低下。

要使锅炉燃烧达到最佳的燃烧状态,锅炉燃烧控制系统对锅炉的燃烧过程进行自动化控制是至关重要的。

燃烧控制系统是电厂锅炉的主控系统，主要包括燃料控制系统、风量控制系统、炉膛压力控制系统。

目前大部分电厂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。

本文通过对整个燃烧系统的分析和研究，分别确定了锅炉燃烧控制系统中的主蒸汽压力控制系统和炉膛负压控制系统的控制方案，然后对其控制规律及参数进行选择和整定。

在仪表选型时，采用了先进的数字式仪表，井以PID控制来实现，最后可达到锅炉安全、经济、高效的运行。

论文详细介绍了锅炉控制系统的设计，其中包括硬件结构、系统主要功能、系统硬件配置、软件设计原则、主程序流程等。

系统投入运行后，锅炉的燃烧效率和稳定运行情况都有了明显改善，有利于锅炉高效稳定运行，实现增产降耗的目标。

关键词：锅炉；燃烧控制；PID控制Boiler combustion control system designAbstractBoiler is chemical, oil refining, power generation and other industrial processes essential to one of the important power equipment. Used in the boiler burning coal, heavy oil is an extremely important strategic resource, non-renewable. Therefore very important to the boiler combustion control, the control will not result in waste of resources, environmental pollution and low efficiency. To burn combustion to achieve the best state，Boiler combustion control system for automatic control of the combustion process is essential.Power plant boiler combustion control system is the main control system, Including fuel control systems, air volume control system, furnace pressure control system. Currently, most power plant boiler combustion control system still uses PID control. Combustion control system consists of main steam pressure control and combustion rate control cascade control system components, Which control the amount of fuel burn rate control, air volume control, volume control of the wind structure, Respectively, each in different sub-control system Measurement, control means to ensure economic and safe burning fire. Based on the entire combustion system analysis and research, respectively, the boiler combustion control system to determine the main steam pressure control system and the furnace pressure control system of the control scheme，And its control law and parameter selection and setting. In the selection of instruments, the use of advanced digital instrument, well the PID control to achieve, and finally reach the boiler safety, economy, efficient operation.Paper introduces the boiler control system design, including hardware structure, themain function of the system, hardware configuration, software design principles the main program processes. System put into operation, the boiler combustion efficiency and stability of operation has a significant improvement is conducive to efficient and stable operation of the boiler to achieve the target yield and reducing consumption.Keywords: Boiler; combustion control; PID control目录1 绪论 (1)1.1 锅炉燃烧的目的和意义 (1)1.2 锅炉燃烧的研究现状及发展 (1)1.2.1 锅炉燃烧研究现状 (1)1.2.2 锅炉燃烧控制系统优化方法 (2)1.3 锅炉燃烧的研究内容 (4)2 锅炉燃烧的工艺流程 (6)2.1 锅炉燃烧系统的组成 (6)2.2 锅炉燃烧系统的工作过程 (7)2.2.1 锅炉燃烧系统的工艺流程简介 (7)2.2.2 锅炉燃烧过程的基本问题 (9)3 锅炉燃烧控制系统设计 (10)3.1 锅炉燃烧控制系统的任务 (10)3.2 锅炉燃烧控制系统的组成 (10)3.2.1 主蒸汽压力控制系统系统 (10)3.2.2 炉膛压力控制系统 (11)3.3 锅炉燃烧控制系统中被控变量的选择 (12)3.4 锅炉燃烧控制系统的控制方案 (13)3.4.1 蒸汽压力控制系统和燃料空气比值控制系统方案的确定 (13)3.4.2 燃烧过程的烟气含氧量控制 (18)3.4.3炉膛压力控制系统控制方案确定 (20)3.4.3总体设计方案 (22)3.5 锅炉燃烧控制系统的实施 (23)3.5.1 锅炉燃烧控制系统控制器规律的选择 (23)3.5.2 炉膛压力控制系统控制方案确定 (24)3.5.3 炉膛压力控制系统控制器规律的选择 (24)3.6 锅炉燃烧控制系统中控制器的正、反作用的选择 (25)3.6.1 主蒸汽压力控制系统控制器正、反作用的选择 (25)3.6.2 炉膛压力控制系统控制器正、反作用的选择 (26)3.7 锅炉燃烧控制系统的参数整定 (26)3.8 仪表的选择 (29)3.8.1 变送器的选择 (29)3.8.2 控制器的选择 (30)3.8.3 调节阀的选择 (31)4利用MATLAB对锅炉燃烧控制系统仿真 (33)4.1建立数学模型 (33)4.2 控制系统参数整定 (33)4.3 控制系统Simulink仿真 (38)5总结 (40)参考文献 (41)谢辞 (42)附录 (43)1 绪论1.1 锅炉燃烧的目的和意义锅炉作为石油化工、炼油等工业生产过程中的主要动力设备，其产生的高压蒸汽，不仅可以为发电设备提供动力源，也可以为化学反应、蒸馏等过程提供热源[1]。

MW机组燃烧控制系统设计MW机组燃烧控制系统是指用于控制MW级别发电机组燃烧过程的系统。

该系统主要包括燃烧调节器、燃气控制器、燃烧风机控制器等组件，通过这些组件的协调工作，实现对燃烧过程的精确控制，从而保证机组的安全稳定运行。

首先，燃烧调节器是MW机组燃烧控制系统的核心部件之一，其主要功能是对燃气供应进行调节，确保供气量和压力符合机组的燃烧要求。

燃烧调节器采用先进的控制算法和传感器，通过监测燃气的流量和压力，实时调整燃气阀的开度，使得供应的燃气量和压力保持在合适的范围内。

其次，燃气控制器是控制燃气燃烧过程的重要组成部分，其主要功能是调节燃气与空气的混合比例，确保燃气燃烧的稳定性和效率。

燃气控制器也采用先进的控制算法和传感器，通过监测燃气和空气的流量和温度，实时调整燃气和空气的混合比例，以保证燃气燃烧的完全性和高效性。

最后，燃烧风机控制器是MW机组燃烧控制系统中的另一个重要部件，其主要功能是控制燃烧过程中的风量和风压，确保燃气和空气的充分混合。

燃烧风机控制器采用先进的控制算法和传感器，通过监测风量和风压的变化，实时调整风机的转速和叶片角度，以保证燃气和空气的充分混合和燃烧的充分性。

除了以上三个主要部件，MW机组燃烧控制系统还包括一些辅助设备，如燃气和空气的调节阀、燃气和空气的过滤器等。

这些辅助设备的作用是确保燃气和空气的质量和纯度，保证燃气燃烧过程的稳定性和效率。

总之，MW机组燃烧控制系统是保证发电机组安全稳定运行的关键系统之一、通过燃烧调节器、燃气控制器和燃烧风机控制器等组件的精确协调工作，实现对燃烧过程的高效控制，可以提高机组的燃烧效率，降低对环境的污染，保证机组的可靠性和经济性。

浅析燃烧控制系统的组成及自动控制的特点陈鹏滟发布时间：2021-05-28T14:39:42.350Z 来源：《建筑模拟》2021第2期作者：陈鹏滟[导读] 燃烧控制系统是电厂锅炉的主控系统，燃烧控制的实质是能量平衡，使锅炉燃烧提供能适应锅炉蒸汽负荷的需要的热量，同时保证锅炉的安全运行、经济运行。

它是以蒸汽压力作为能量平衡的指标，根据用汽量与压力的变化不断的调整燃料量与送风量。

锅炉的燃烧控制对整个发电过程的安全性与经济性起着重要的作用。

下面简要介绍下燃烧控制系统的组成和自动控制特点。

中国能源建设集团东北电力第一工程有限公司辽宁省沈阳市 110000 摘要：燃烧控制系统是电厂锅炉的主控系统，燃烧控制的实质是能量平衡，使锅炉燃烧提供能适应锅炉蒸汽负荷的需要的热量，同时保证锅炉的安全运行、经济运行。

它是以蒸汽压力作为能量平衡的指标，根据用汽量与压力的变化不断的调整燃料量与送风量。

锅炉的燃烧控制对整个发电过程的安全性与经济性起着重要的作用。

下面简要介绍下燃烧控制系统的组成和自动控制特点。

一、燃烧控制系统的组成燃烧控制系统包括：燃料控制系统、风量控制系统和炉膛压力控制系统（一）燃料控制系统燃料控制的任务在于通过产生的给煤量指令，控制进入锅炉炉膛的燃料量，以满足机组负荷的需求。

使进入锅炉的燃料量随时与外界负荷要求相适应。

根据锅炉主控指令所需的燃料量，通过给煤机的转速控制回路，控制进入磨煤机的煤量，最终控制进入炉内的煤粉量。

磨煤机入口的冷热风门控制，保证风量供给和给煤量相适应、温度在正常范围的一次风量，使进入磨煤机原煤能磨成细度合适的煤粉，并安全输送到燃烧器。

在负荷指令增加时，通过前馈信号先增加一次风量，吹出磨煤机中储粉，以适应负荷变化的需要。

燃料量控制的主要功能如下：1.风煤交叉限制：风煤交叉限制能较有效解决风量对象惯性大于燃料对象的特点，根据进行了一次交叉的实际燃料量和风量，来限制它们的设定值。

当机组升负荷时，要避免由于炉内空气不足而造成的燃烧不完全；当机组降负荷时，要避免了由于炉内的过剩空气过大，增加氮氧化物和二氧化硫的排放量。

赵云鹏中国矿业大学化工学院22第十章粗苯的精制粗苯精制有两种原料方案：一种是以粗苯为原料，原料的来源可能包括非本厂生产的粗苯，对于大型的粗苯集中加工装置，宜采用该方案；另一种是以轻苯为原料，该方案适合于焦化厂粗苯工段生产两种苯的配置，可以简化流程。

33表10-1粗苯或轻苯精制产品产率第十章粗苯的精制44粗苯精制的主要产品是苯、甲苯、二甲苯以及三甲苯等，它们相邻两组分之间的沸点差异较大，故可用精馏方法进行分离。

粗苯中还含有某些不饱和烃、饱和烃以及硫化物等，这些杂质组合与苯类产品的沸点很接近，不能通过普通精馏方法予以分离，特别是不饱和烃在高温加热过程中产生聚合，生成大分子产物给分离过程带来困难，因此，在粗苯进行精馏之前，必须用其他方法将此类化合物除去。

第十章粗苯的精制55根据净化方法的不同，粗苯精制工艺分为硫酸洗涤净化法和加氢精制法两种。

加氢精制法具有苯收率高、质量好和“三废”污染少的特点，但投资大、流程复杂、对设备技术要求高。

硫酸净化法流程较为简单、设备投资小，国内普遍采用这种方法，但产品质量较差，正逐步淘汰。

第十章粗苯的精制66第一节酸洗净化法粗苯精制第二节粗苯加氢精制第十章粗苯的精制77第一节酸洗净化法粗苯精制一、轻苯的初馏二、初馏分酸洗净化三、已洗混合分的精馏88一、轻苯的初馏轻苯中所含的低沸点不饱和化合物和二硫化碳与苯类物质沸点差异较大，可通过初步精馏方法除去。

初馏塔塔顶馏出物称为初馏分，主要成分有二硫化碳(25％～35％)、环戊二烯、戊烯等不饱和化合物(50％～60％)和苯(5％～15％)。

塔底残油又称为末洗混合分，为苯、甲苯、二甲苯等的混合分。

初馏分的要求：干点≯70℃；苯含量≯15％。

塔底混合馏分的初馏分的干点>82℃；溴价<9g/100mL；二硫化碳含量<0.08％；不含水。

99一、轻苯的初馏干点（KK）：当油品蒸馏到最后达到最高汽相温度称为终馏点或干点。

比如，把100毫升汽油放在一个带有支管的小烧瓶里，插上温度计进行加热蒸馏，当蒸出第一滴油时温度计所指示的温度，叫做初馏点，当蒸出物的体积达到10毫升时的温度，叫做10%点，依次可以得到20%点、30%点……直到蒸出最后一滴的温度，叫做干点。

设计题目：燃烧过程控制系统一、燃烧过程控制系统的基本理论燃油锅炉的燃烧控制主要有三个子系统构成：蒸汽压力控制系统、燃料空气比值控制系统和炉膛负压控制系统。

1．蒸汽压力控制和燃料空气比值控制系统燃油蒸汽锅炉燃烧的目的是生产蒸汽供应其他生产环节使用。

一般生产过程中蒸汽的控制是通过压力实现的，随着后续环节的生产用量不同，反应在燃油蒸汽锅炉环节就是蒸汽压的波动。

维持蒸汽压力恒定是保证生产正常进行的首要条件。

保证蒸汽压力恒定的主要手段是随着蒸汽压力波动及时调节燃烧产生的热量，而燃烧产生热量的调节是通过控制所供应的燃料量以及适当比例的助燃空气实现的。

如图1所示图 1 燃烧炉蒸汽压力控制与燃料比值控制系统2．炉膛负压控制系统锅炉炉膛负压力过小时，炉膛内的热烟、热气会外溢，造成热量损失、影响设备安全运行甚至会危及工作人员安全；当炉膛负压太大时，会使外部大量冷空气进入炉膛，改变燃料和空气比值，增加燃料损失、热量损失和降低热效率。

保证炉膛负压的措施是引风量和送风量的平衡。

如果负压波动不大，调节引风量即可实现负压控制；当蒸汽压力波动较大时，燃料用量和送风量波动也会较大，此时，经常采用的控制方案如图2所示。

图 2 炉膛负压控制系统二、燃烧过程控制任务燃烧过程自动调节系统的选择虽然与燃料的种类和供给系统、燃烧方式以及锅炉与负荷的联接方式都有关系，但是燃烧过程自动调节的任务都是一样的。

归纳起来，燃烧过程调节系统有三大任务。

第一个任务是维持汽压恒定。

汽压的变化表示锅炉蒸汽量和负荷的耗汽量不相适应，必须相应地改变燃料量，以改变锅炉的蒸汽量。

第二个任务是保证燃烧过程的经济性。

当燃料量改变时，必须相应地调节送风量，使它与燃料量相配合，保证燃烧过程有较高的经济性。

第三个任务是调节引风量与送风量相配合，以保证炉膛压力不变。

对于一台锅炉，燃烧过程的这三项调节任务是不可分隔的，对调节系统设计时应加以注意。

三、燃烧系统调节对象的特性锅炉燃烧过程自动控制的基本任务是既要提供热量适应蒸汽负荷的需要，又要保证燃烧的经济性和锅炉运行的安全性。