炉膛负压控制系统

Ｃｏ ｒ ｌＳ ｓｅ ｎｔｏ ｙ ｔ ｍ
ｔ ｈｅ Ｒｏ ａ ｙ ＫＩ ｇ ｔｖ ｅ ｓ ｒ ｏ ｔ ｔ ｒ ｉ Ｎｅ ａ ｉｅ Ｐｒ ｓｕ ｅ ｎ
ＤＯＮＧ Ｊ．ｉｎ ，Ｌ ｉ，Ｗ ＡＮ Ｍｅ ｇｘａ ，Ｔ ｉ ａ ＩＷｅ ｘ Ｇ ｎ ．ｉｏ ＡＮＧ Ｗｅ ｉ’
文献 标 志 码 ： Ａ 文 章 编 号 ：０ ５ ８ ５ ２ １ ） １ ０ ２０ １０ － ９ （０ ０ ０ － ５ －４ ２ ０ 中 图分 类号 ：Ｐ ７ Ｔ ２３
Ａｐｐ ｉａ ｉ ｎ Ｓ ｌ－ ｄａ ｉ ｅＰｒ ｄ ｃ ｔｎ 咖 ｌｅ ｔｏ ｅｆａ ｐｔｖ ｅ ｉａ ｉ ｇ
Ａｂ ｔａ ｔ Ａｌ ａｉｒ ｃ ｖ ｒ ｒ ｃ ｓ ｎ ｔ ｅ ｌ ｄ ｒ ｔｒ ｉ ｙ ｔｍ ， ａ ａ ｇ ｎ ｒｉ ｕ ｅ ｒ ｔ ｒ ａ ｉｎ ｎ ｏ ｌｎ ａ ｓ ｒ ｃ ： ｋ ｌ—ｅ ｏ ｅ ｙ ｐ ｏ ｅ ｓ ｉ ｈ ｉ ｍｕ ｏａ ｙ ｋ ｌ ｓ ｓｅ ｈ ｓ ｌｒ ｅ ｉ ｅ ｔ ｐ ｒ ｅａ ｄ ｔ ａ ｄ ｎ ｎ ｉ ｅ ｒ ｍｅ ｎ ａ ｏ
术。比较传统 ＰＤ控 制方法很难达到理想的效果 ， 出了一种 基于广义预测的 自适应 ＰＤ控制器 。 Ｉ 提 Ｉ 通过在 ＭＡ Ｌ Ｂ环境 ＴＡ
下的计算机仿真 ， 表明该控 制器具有响应迅速、 鲁棒性好、 自适应能力强等优点 。图 ２ ９ 参
关 键 词： 自动控制 ； 白泥回转窑 ； 炉膛 负压 ； 广义预 测控 制；Ｉ ＰＤ控制
ｃｕ ｂａ ｆｓ ｒｅ ｏｓ ， ｅｅ ｐｒ ｒ ａ ｃ ｏｇｓｌａ ａ ｌ ｉｔ ， ｔｅ ｒｃｃｌｙａ ａｉｉ ｈ ｏ ｌ ｏｔｉ ａｔ ｓ ｎｅ ｂｔｒ ｅ ｏｍ ｎｅ ｔ ｎ ｆ ｄｐａ ｌｙ ∞ ｈ ｐａｔａｉ ｎ ｖ ｌ ｔ ｏ ｉ ｄ ｎ ｅｒｐ ｔ ｆ ｓ ｒ ｅ－ ｂｉ ｉ ｔ ｄ ｄ ｙ ｆｔｓ

基于PLC的锅炉燃烧控制系统设计1 绪论1.1锅炉燃烧控制项目的背景改革开放以来，我国经济社会快速发展，生产力水平不断提高，在生产中，锅炉起着十分重要的作用，尤其是在火力发电中发挥重要作用的工业锅炉，是提供能源动力的主要设备之一。

锅炉产生的蒸汽可以作为蒸馏，干燥，反应，加热等各过程的热源，另外也可以作为动力源驱动动力设备。

工业过程中对于锅炉燃烧控制系统的要求是非常高的，要求锅炉燃烧控制系统必须满足控制精度高，响应速度快[1]。

作为一个非常复杂的设备，锅炉同时具有了数十个包括了扰动、测量、控制在内的参数，参数之间有着复杂的关系，并且相互关联[2]。

而锅炉燃烧过程中的效率问题、安全问题一直是大众关注的重要方面。

1.2锅炉燃烧控制的发展历史对于锅炉燃烧的控制，已经经历了四个阶段[3~5](1）手动控制阶段因为20世纪60年代以前，电力电子技术和自动化技术还没有得到完全发展，技术尚不成熟，因此，这个时期工业人员的自动化意识不强，锅炉燃烧的控制方式一般多采用纯手动的方法。

这种控制方法，要求进行控制的操作工人依靠他们的经验决定送风量，引风量，给煤量的多少，然后利用手动的操作工具等操控锅炉，该方法控制的程度完全取决于操作工人的经验。

因此，要求操作工人必须具有非常丰富的经验，这样无疑大大提高了操作工人的劳动强度，由十人的主观意识，所以事故率非常大，同时，也不能保证锅炉高效稳定的运行。

（2）仪器继电器控制阶段随着科技的不断进步，自动化技术以及电力电子技术快速提高，国内外以继电器为基础的自动化仪表工业锅炉控制系统也得到发展，并且广泛应用于实际生产过程。

在上个世纪60年代前期，我国锅炉的控制系统开始得到迅速发展;到了60年代的中后期，我国引进了国外全自动的燃油锅炉的控制系统；到了上个世纪的70年代末，我国逐渐自主研发了一些工业锅炉的自动化仪器，同时，在工业锅炉的控制系统方面也在逐步推广应用自动化技术。

在仪表继电器控制阶段，锅炉的热效率得到了提高，并且大幅度的降低了锅炉的事故率。

炉膛负压讲义当锅炉运行，机组负荷发生改变时，锅炉进入炉膛的总燃料量和一次风量、二次风量将相应发生改变，那么燃料在炉膛中燃烧产生的烟气也将随之改变。

为了保证锅炉炉膛内的正常负压，必须对引风量进行相应的调节。

因为当炉膛内负压过低，势必使炉膛、烟道系统的漏风量进一步加大，不仅燃烧损失增加，而且可能造成燃烧不稳、燃烧恶化而使锅炉灭火，还有可能引起过热器温度升高、增加受热面及引风机叶面的磨损；如果炉膛内负压过高，炉膛内的火焰和高温烟气就会向外喷泄，影响锅炉的安全运行。

所以锅炉炉膛负压调节系统就是维持炉膛压力在一定允许范围内，保证锅炉燃料能稳定燃烧。

定电公司的炉膛负压调节控制采用调整引风机入口动叶的位置，从而使引风量和送风量相适应，以维持炉膛负压等于设定值。

该机及炉膛负压控制系统为前馈一反馈调节系统，工作原理如图所示。

炉膛负压偏差信号的形成炉膛负压测量直径通过OM操作窗口，由运行人员设定。

炉膛负压测量值径由模块M2、M3、M4和M5组成的滤波后与炉膛负压给定值比较得到其偏差信号。

这里炉膛负压测量取三个测点，选中值作为实测值，如果一个信号故障，则取其它一值或平均值；若两个信号故障则取唯一的一个好信号；如三个信号故障则系统切手动。

1号炉是三个单独得高二值、三个单独得低二值压力开关，高低三值开关各一个，保护由压力开关3取2实现，2号炉由于压力开关不可靠等原因，目前由三个炉膛负压变送器判断高低值开关量3取2实现炉膛压力保护。

炉膛压力高二值2000Pa，高三值2500Pa，炉膛压力低二值-1500Pa，低三值-2000Pa，二值动作锅炉MFT，三值动作连跳引风机。

前馈信号为了在变负荷过程中，避免炉膛压力的大幅度波动，本系统引入了总风量信号的微分（M13模块）径大值和小值限幅后的前馈信号。

这样就可以在送风量信号变化时，及时调整引凤量，使炉膛压力不变或尽量少变。

当发生MFT (即主燃料跳闸)时，可通过对微分器M13的设定来取消总风量信号对控制回路的前馈调节作用。

出现在某个时期内锅炉燃烧稳定但运行不到一二个小时锅炉负压波动增大负荷下降于是运行人员开始增加磨煤机出力维持锅炉出力但随之而来的是锅炉负压波动更大最终导致锅炉因负压大燃烧不稳而灭火24各煤粉管道粉量偏差风煤比偏差较大锅炉每组燃烧器呈独立器间隔24炉内几乎为平行流场气流横向混合性能较差而影响风煤的后期混合过剩氧质量分数高于设计值且每组燃烧器的风煤配比均衡才能获得较高的燃尽度
（ １．山东菏泽发电厂， 山东 菏泽 ２７４０３２； ２．西安热工研究院有限公司， 陕西 西安 ７１００３２）
摘 要： 介绍了 “Ｗ”火焰锅炉燃烧系统的设计特点， 该锅炉运行过 程 中 出 现 了 炉 膛 负 压 波 动 大 、 燃 烧 不
稳定的问题。对该炉实际运行情况的分析研究表明： 锅炉控制系统的稳定性偏低、燃烧调整不平衡、燃煤
２．３ 煤质及负荷变化对燃烧影响较大
在实际运行中煤种变化是经常的， 有时偏离设 计值， 即使混煤时， 如果不均匀， 对负荷及燃烧影响 较 大 。目 前 机 组 在 一 次 调 频 、自 动 发 电 控 制 方 式 运 行 时间较长， 因此这种变化难以满足系统负荷需求， 使 一 次 调 频 、自 动 发 电 控 制 投 入 率 降 低 。从 燃 烧 不 稳 时 取得煤样看： 一种情况是挥发分较低时出现燃烧不 稳定的现象； 另一种情况是固定碳质量分数较高时 出现燃烧不稳定的现象。在挥发分较低时， 由于燃烧 推迟， 火焰下冲严重， 使着火困难， 出现燃烧不稳定 的情况， 引起炉膛负压波动明显增大。韶关电厂 １０ 号锅炉在调试初期， 未注意到煤种变化大， 以至经常 出现在某个时期内锅炉燃烧稳定， 但运行不到一二 个小时， 锅炉负压波动增大， 负荷下降， 于是运行人 员开始增加磨煤机出力， 维持锅炉出力， 但随之而来 的是锅炉负压波动更大， 最终导致锅炉因负压大、燃 烧不稳而灭火［２］ 。

D CS 、FCS 控制系统在锅炉控制中的应用Ξ石　卫(中海石油天野化工股份有限公司) 中图分类号:TK 32 文献标识码:A 文章编号:1006—7981(2010)20—0023—03 目前,我国有中小型锅炉十几万台,在使用中普遍存在调节手段有限、锅炉的产汽能力不能随外界负荷的变化而及时变化的现象。

由于炉膛温度偏低,排烟温度较高,风煤比不能及时调整,炉膛换热效率较低,从而降低了锅炉的效率。

中小型锅炉和负荷管网组成的系统是一个大滞后、大惯性、大不确定性的非线性系统,因其燃烧过程复杂,如煤质、风量、风煤比、负荷变化大等诸多因素都会对其产生影响,即干扰性比较大,所以,以传统的手工操作和仪表控制等手段组成的控制系统难以对锅炉进行有效的控制。

现在应用DC S 和FCS 控制系统所开发的锅炉控制系统,能够真正实现锅炉燃烧控制,使锅炉能长周期、稳定、经济地运行,在国内有很大的市场。

1　DCS 、FC S 系统1.1　DC S 系统DC S 系统为现代分散型控制系统,一般由管理级设备、监控级设备和过程级设备组成的多级体系,通过局部网络互相连接.过程级设备从过程对象采集实时数据,按预先组态的控制策略,并接受操作人员的控制指示,对过程对象进行实时控制,操作人员通过监控级设备,监视过程对象和控制装置的运行情况,并通过局域网,向过程级设备发出指令,干预过程对象的控制系统有监控级设备和过程级设备,通过通信网络互相连接而成。

为了使系统的构成灵活实用,能够提供单机系统、小型系统、中型系统、大型系统的任意选择和组合,过程级设备由过程控制器、数字调节器、可编程控制器PL C 等组成,监控级设备由简易操作站、局部操作站、监控操作站、监控计算机组成。

1.2　FC S 系统现场总线是年代初期兴起的一种先进工业控制技术,与DC S 系统相比有许多优点。

它是一种全数字化、全分散型、全开放、可互操作和开放式互联网络的新一代控制系统,是计算机技术、通信技术和控制技术的综合和集成;它将通信线一直延伸到生产现场、生产设备,用于过程自动化和制造自动化的现场设备或现场仪表互连的现场通信网络;将传统的DC S 三层网络结构变成两层网络结构“工作站现场总线智能现场仪表”,降低了成本,提高了可靠性,实现了控制管理一体化的结构体系,所以自其诞生之日起,就对DCS 形成了强有力的挑战。

·油枪：使用机械雾化油枪。
·高能点火装置：由高能点火器（储能器）高压屏蔽电缆及高能半导体电嘴（点火枪）等三部分组成。
·就地点火控制系统：由就地点火程控柜、高能点火装置、火焰检测装置、油燃烧装置、推进执行器和球阀或三功能阀组成。系统具有自动和手动控制推进执行装置的进退操作；自动和手动控制高能点火装置的点火操作及自动和手动执行三功能阀的截止、吹扫、投油阀位状态切换三项功能。
①暖炉油母管跳闸阀开启；
②暖炉油温度正常；
③暖炉油压力不低；
④无MFT指令；
⑤火焰器冷却空气压力正常。
·油层启动
暖油枪是以层为单位投入运行的。同一层内六个油燃烧器按1-2-3-6-5-4的顺序自动投入。每一层的逻辑都相同，运行人员可通过画面启动油层。启动指令发出后，首先将油控制阀投自动，打开油再循环阀，然后按预定的程序依次投入各个燃烧器。各个油燃烧器启动的间隔时间为15秒。
引起主燃料跳闸原因有的是锅炉主保护项目，也有辅机运行（停运即事故掉闸）等。为防止事故进一步扩大，要即时切断进入炉膛中的燃料。
·炉膛压力保护
应分别设三个正压和负压取样点，在炉膛上独立开孔，并通过独立的取样管接至压力开关，同时必须考虑防堵措施。另外还要注意炉膛压力取样点应与吹灰器和看火孔有足够的距离，以免吹灰或开启孔洞时影响压力测量值。炉膛压力超过整定值时（高或低）经三选二逻辑延迟后发出MFT跳闸条件。
2、FSS保护系统
FSS保护系统是FSSS锅炉安全监控系统中的重中之重，它包括火焰火检、熄火保护系统，压力检测装置及保护逻辑控制子系统。
2.1火焰检测装置
燃料燃烧剧烈的化学反映过程中，将释放包括紫外线，红外线，可见光，热辐射和声波等电磁波能量。在火焰火检、熄火保护系统监视中，所有这些能量又构成了火焰是否存在及燃烧强弱的检测基础。本公司的锅炉安全监控系统配置了紫外线检测装置,红外线检测装置和可见光检测装置,视锅炉燃料的不同而选配不同的检测装置。

垃圾锅炉控制系统设计方案1、概述生活和工业过程中产生的废弃物和垃圾，这些垃圾中含有大量病菌、病毒和寄生虫等传染性病原体，通常我国都采用垃圾填埋，这样不仅需要大量的使用土地，也给以后带来不少的隐患，若管理不严或处置不当，极易成为传播病菌的源头，造成病毒感染，对环境和人民生命健康带来严重危害。

世界上发达国家如美国、欧洲各国及日本等，对垃圾的处理主要采用集中焚烧处理方法。

焚烧既可以高温灭菌消毒，又可以减容，无害化程度高，而且焚烧残渣性能稳定，便于处置。

由于垃圾中燃烧的热值不高，所以通常情况下都需要加入煤炭才能正常保证锅炉内部的燃烧，此外，影响系统运行的密封性、连续性等技术问题未能很好地得以解决，操作人员多暴露在危险性的环境之中。

所以只有使用自动控制系统才能减少操作人员的危险性。

流化床炉燃烧技术是本世纪六十年代初得到迅速发展起来的一种新型清洁燃烧技术。

采用该技术的焚烧炉的基本特征在于在炉膛下部布置有耐温的布风板，板上装有载热的惰性颗粒，通过床下布风，使惰性颗粒呈沸腾状，形成流化床段，在流化床段上方设有足够高的燃烬段（即悬浮段）。

一般物料投入流化床后，颗粒与气体之间传热和传质速率高，物料在床层内几乎呈完全混合状态，投向床层的废弃物能迅速分散均匀。

由于载热体贮蓄大量的热量，可以避免投料时炉温急剧变化，床层的温度保持均一，避免了局部过热，因此床层温度易于控制。

同时它具有燃料效率高，负荷调节范围宽，污染物排放低，热强度高，适合燃用低热值燃料等优点。

可以说我国目前在中小城镇最有发展前景的垃圾焚烧炉为流化床炉。

尤其是我国的垃圾热值相对偏低，要实现其高效稳定燃烧，流化床焚烧技术无疑是最佳选择。

流化床焚烧炉的优点主要表现在如下几个方面：1．操作方便、运行稳定。

垃圾经破碎混合后，质地相对均匀，流化床床料为石英砂蓄热量大，因而避免了床的急冷急热现象，使燃料稳定。

垃圾的干燥、着火、燃烧与后燃烧几乎同时进行，无需复杂的调整，燃烧控制容易，并易于实现自动化，能在极短时间内完成起动或停止，因此可实现连续燃烧。

２ ３系统全 局数 据库技术 ： ． 系 统 全 局 数 据 库 核 心 技 术 即 “ 散 存 分 储 ，全局 管理 ” 。 系统 编 程软 件仅 为项 目 成一 个项 目文件 ，虽 然每 个控 制 器均开 辟一 定空 间 作为数 据 变量 存储 区 ，但在 系统 编程 软件 上仅 为一 个全 局 系统 变量 表操 作 员站与
一
摘要 ：为 了满足控制 要求，设 计的调 节系统均为复杂控制 系统 ，常规 的 自控 方案及 自控装置很难 收到理 想的控 制效果。鉴于此，锅炉的控帝 般 采用Ｄ 控制。我们 采用的是ＡＢ ＣＳ Ｂ的Ａ ０ Ｆ集散控制 系统 。 ＣＳ０ 关键词 ：ＡＣ８０ ０ Ｆ锅炉 自控 ＤＣ Ｓ
１锅炉 自控系统构成 ． 锅炉检测 回路一 般根据锅炉厂提供 的测 点 数 、测 点位 置及测 点的技术条件进行设计 。对 于控制 回路而 言 ，就要求设计人 员在深 入研 究 锅炉运 行机 理的基础上进行合理 的设计工程软 件 ，又同时 具 ） 及 有与 高档ＰＬ 指标 相 当的 高速逻 辑和 顺序 控 Ｃ 制性 能 。 系统 既可 连 接常 规 Ｉ Ｏ，又 可连 接 ／ Ｐｒ ｆｂｕ 、ＦＦ、ＣＡＮ、Ｍ ｏ ｂｕ 、等 各种现 ｏｉ ｓ ｄ ｓ 场总 线设 备 。系 统具 备 高度 的 灵活性 和极 好 的扩 展性 ，无论是 小 型生 产 装置 的控 制 ，还
过 程 站 之 间 的 数 据 交 换 无 须 数 据 库 的 转 换 编
程 为直接 存取 ，变量 的修 改与 检查 也是 系统 全局 ，系统 的过程 站 与操 作 员站的 组态 为一 套软件运 行在Ｗｉ ｄ ｗｓ ｎ ｏ ＸＰ ｒ ｆｓｉｎ ｌ Ｐ ｏｅｓｏ ａ操 作 系统 下 ，工程 师站 可在 不进 行组 态时 可兼 作操 作 员站 使 用。 工程 师站可 以 实现硬 件 编 锅炉 响应 由汽 机 蒸气 量 变化 引起 压 力偏 为过 程 级是 由一 个 或几 个过 程站 组 成 ，每个 辑 、过 程站 编 程 、操作 员站 组态 等一 体化 编 Ｃ ０Ｆ ／ ８０ 软 差， 去动作燃料 调节和总风量 调节 ， 最终维 持 过程站 由Ａ ８ ０ ￣扩 展Ｉ Ｏ ￥ ０ 单元组成 。 程 及调试 功能 。ＣＢＦ 件支 持现场 总线设 备 压力恒 定 ， 同时 引入 主蒸气流 量作 为蒸气 过程 站 ＣＰＵ可 以配 置为冗 余或 不冗余 系统 ， 的 数据 读取 与 编程 功能 。该 软件 也提供 用 户 量变化的前 馈信号 。 系统具 有各种 Ｉ ／Ｏ模块与现 场各种 类型过程 信 自定 义接 口，根据 用户 要求 开发 自定 义专 用 １ ３ 包水位控 制系统 采用 三冲量 为基础 号 相连 接 。系 统提 供 了两种 工业 标 准总 线 。 功 能块 。系统 采用 全局 数据 库 ，变量 实现 共 ．汽 的 串级控制 系统 。 过程 站总线用 于ｐＲＯＦＩ ＢＵＳ －ＤＰ 信 ；Ｉ Ｏ 享 ，该 全 局数据 库 完全 下装 到过 程站 ；该 软 通 ／ 三冲量水位控 制实现方式 ： 总线 用 于现场Ｉ Ｏ数据 通信 ，具 有较 高的安 件 可以离 线编 程 ，在线 修改 参数 ，被 修改 的 ／ 参 数具 备 自动 备份 功能 ，可 以恢 复 ；该软 件 １ ）采用 变Ｐ Ｄ参数的 三冲量 控制 。在异 全性 与较强数据 可靠性 。 Ｉ 常情 况下 ，如 液 位偏 离正 常值 较火 时 ，采 用 Ｄｉ ｉ ｔ ｇ ＮｅＳ系统 总 线 ： （ ｈ ｒ ｅ ）用 于 过 还 可以在 线调 试 ，可以 单步 运 行 、跟踪 、仿 Ｅｔ ｅ ｎ ｔ 规 则控制 ，可以 快速恢 复 水位 ，保 征锅 炉 的 程 级 与操 作级 ，通 信 传输 介 质可 以选择 同 轴 真 调试 。操作 员站安装Ｄ ｇ ｖ ｓ ．版中文软 ｉ ｉｉ ８０ 电缆 或 光 缆 。 安全稳定运 行。 件 ，该软件 显 示功 能支 持标 准预 定 义 示 。 该 系统 配备 ＿一 个 工程 师站 和 三 台操 作 Ｄ ｇ ｖ ｓ 件趋势 显示 功能 支持趋 势组态 ，趋 ｒ ２ 当水 位控 制和 主蒸汽 温 度控 制发 生 ） ｉｉｉ 软 矛 盾时 ，可 根据 矛盾 的主 要方 面 进行 两者 的 员站 ：工程 师站 使用 ＤＥＬＬ ＰＣ机 作为 工程 势 点数量 无软 件限制 ，同时支 持Ｆ ＴＰ 协议数 协调控 制。 师站 ；系统操 作 员站 运行在 ＰＣ 上 ，全 中文 据远 传功 能 ；Ｄｉ ｉ ｉ 还 可 以记录 现场 各种 机 ｇ ｖ ｓ ｉｉ ｉ 软 ｎｏ Ｘ 平 其图形 设 备的 报警 信息 ，在 操 作 员站 画 面上 进行 显 ３ 它包含 给水 流量控 制 回路 和汽包 水 Ｄ ｇ Ｖ ｓ 件包基于Ｗ ｉｄ ｗｓ Ｐ 台 ， ） 位 控制 回路 两个 控制 回路 ，实质 上是 蒸汽 流 操作 接 口增强 了系统 的使 用 与操 作 ． 而过 程 示 ，并 在报 警记 录表 中记 录 ， 可以很 方便地 Ｉ 量 前馈 与水 位 一流量 串级 系统组 成的 复合 控 站采 用双 机热 备份 的冗 余方 式 ，在控 制 器Ｅ 进行故障 查询 。 制 系统 。当蒸 汽流 量变 化时 ，锅 炉汽 包水 位 模 件都 可 以放 置 电池 ，当一 个控 制 器 出现 错 ２ ４ 放 的ＴＣＰ／ Ｐ协议 以 太 刚技 术 ： ．开 Ｉ 在 操作 员站 、 工程 师站 、和 过程 站之 间 控 制 系统 中的给 水流 量控 制 回路 可迅 速改 变 误 ，系 统会 自动 切换 列 另一 个控 制 器 ，实现 进 水量 以 完成粗 调 ，然 后再 由汽 包水 位 调节 主从Ａ Ｃ ０ Ｆ 制器之 间的平滑切换 及同步 ， 我 们采 用 以太 网的 方式 ：Ａ Ｃ ０ Ｆ Ｓ０ 控 ８ ０ 控制 器系 器完成水位 的细 调。 所 以整个系统安 全性很高 。 不仅控 制器可 以 统通讯 模板为标准ＴＣ ／ Ｐ Ｐ Ｉ 协议以太 网模件 ， １４ 主蒸汽温度控 制系统 ． 冗 余 ，所 有 的输 入 及输 出均 支持 冗 余配 置 ， 这 样使 系统 无须 增加 发 备就 可以 与 工厂局 域 主蒸 汽温 度调节 系统分 两级减 温调节 ： 改 这 样可 以进 一 步提 高 系统的 可靠 性 。但 如果 网连接 ，由于 系统支持 标 准０ＰＣ数据交 换标 变一级减 温水调节 阀开 度 ， 调节 一级过 热器 出 使 用输 入输 出 冗余 就 会增加 成 本 ，所 以使用 准 ，使 系统 与 各种 第三 方数 据库 或软 件 的数 口蒸汽温 度 。改 变二级 减温水 调节 阀开度 ， 调 了控 制 器 冗 余 ． 据 交换将更加 容易 。 ３ Ｓ ０ ｏ 站 的特点 ８０Ｉ ／ 节二级过热 器出 口蒸汽 温度 。 ２ １开放的现 场总线技 术 ： ． Ｉ ｄ ｓ ｒａ Ｔ ／ 模 件均为 自 Ｃ Ｕ ｎ ｕ ｔ ｉｌ Ｉ 的Ｉ ０ 带 Ｐ １ ５燃烧控 制系统 ． 在 软件方面Ａ Ｂ Ａ ８ ０ 控制器Ｐ ｏ Ｂ ｓ Ｂ Ｃ ０Ｆ ｒｆ ｕ ｉ 燃 烧 控制 系统是 一 个 多输 入 、多输 出 的 模板支持ＤＰ Ｖ１ 标准 ，与纯ＤＰ 标准模 件相 比 的智 能化 模件 ，主 要功 能是 进 行信 号调 理及 Ｄ、Ｄ Ａ转 换 、并 完 成 包括 线 性 化 、 工 ／ 耦 合 控 制 系统 ，检 测 量 分 别 为 炉 膛 出 口温 增加 了对 仪表 的 组态 能 力 ，这 样 我们 无须 安 Ａ／ 度 、省 煤 器前的烟 气 氧含 量 ，控制 手 段分 别 装各 种仪 表 的专 用组 态软 件 ，仅 导入 每个 仪 程单 位转 换在 内 的各 种数 据预 处理 。其 模件 为给 煤量 、一次风量 、二次 风量 。其特点 为 ： 表的设备参数文件 （ Ｓ 文件 ），就 可以实现 及接 线端 子 可任意 组 合 以适 用于不 吲空 间及 ＧＤ Ａ标 准的仪 应用要 求。￥ ０ Ｉ ０可通过Ｐｒ ｆｂｕ ＤＰ ８０ ／ ｏｉ ｓ 或 锅 炉主 控 系统来 的总 风量 与 补偿 总燃 料量 信 在统 一的系 统编程软 件下对 所有Ｐ Ｂ ＡＦ ０ 现场 总线实现 与高一级控制 系统 １０ 号取 大值作 为调节 器的设定 值 ， 以保 证 负荷 变 表 的参数 编程 组 态的 功能 ，该 功 能有 �

锅炉燃烧系统的控制系统设计摘要：锅炉是热电厂重要且基本的设备，其最主要的输出变量之一就是主蒸汽压力。

主蒸汽压力的自动调节的任务是维持过热器出口气温在允许范围内，以确保机组运行的安全性和气温在允许范围内，以确保机组运行的安全性和[1]经济性。

锅炉所产生的高压蒸汽既可作为驱动透平的动力源，又可以作为精馏、干燥、反可以作为精馏、干燥、反应、加热等过程的热源。

随着工业生产的规模不断扩大，作为动力和热源的过滤，也向着大容量、高参数、高效率的方向发展。

在控制算法上、综合运用了单回路控制、串级控制、比值控制等控制方法实现了燃料量控制调节蒸汽压力、送风量控制调节烟气含氧量、引风量控制炉膛负压，并有效克服了彼此的扰动，使整个系统稳定运行。

运行。

关键词：锅炉；蒸汽压力；单回路控制；关键词：锅炉；蒸汽压力；单回路控制；ControlsystemdesignoftheboilercombustionsystemAbstract:Theboilerisimportantandbasicequipmentofthethermalpowerplan t,oneofthemainoutputvariableisthemainsteampressure.Thetaskoftheauto maticadjustmentofthemainsteampressureistomaintainthesuperheateroutle ttemperaturewithintheallowablerange,toensurethesafetyandeconomyofth eunitoperation.Theboilersproducehighpressuresteamcanbeusedasasource ofpower-driventurbine,butalsoasadistillation,drying,reaction,heatingandprocesshe atsource.Withindustrialproductionexpanding,asafilterforpowerandheat,b utalsotowardthehigh-capacity,high-parameter,high-efficiencydirection.Inthecontrolalgorithm,theintegrateduseofsingle-loopcontrol,cascadecontrol,ratiocontrol,thecontrolmethodoffuelcontroltoadjustthevaporpressure,airvolumecontroltoadjustthefluegasoxygenconten t,thewindcontrolthefurnacenegativepressure,andeffectivelyovercomeeac hotherdisturbancessothatthewholestabilityofthesystem.Keywords:Boiler;Vaporpressure;Single-loopcontrol引言引言随着城市的快速发展，我们对用电的需求也越来越大，如何利用好有限的能源来保证供电是一个重要的话题，在能源的利用过程中如何更加提高能源的利用率是一个可研究性的话题，本文基于上述话题对电厂的燃烧锅炉控制进行了研究。

差压变送器测量炉膛负压的过程通常遵循以下步骤：
1. 安装位置选择：
- 差压变送器的两个取压口分别连接到炉膛内和炉膛外（大气侧）的导压管。

一般情况下，一个取压口接在炉膛内部（即负压侧），用于感受炉膛内的压力；另一个取压口接至大气或参考压力点，作为正压侧。

2. 导压管布置：
- 导压管应尽量短且直，避免过多弯头以减少气体流动阻力及响应时间。

同时确保管道内径合适，避免堵塞或积灰，并使用合适的密封材料防止漏气。

3. 零点校准：
- 在未启动锅炉时，对变送器进行零点调整，使其读数为环境大气压值，这样可以保证在炉膛处于燃烧状态下的负压测量准确性。

4. 量程设定与标定：
- 根据炉膛工作时可能产生的最大负压范围，合理设置差压变送器的量程。

然后通过标准设备进行现场标定，确保变送器输出信号与实际压力成线性关系。

5. 安装方向：
- 确保变送器按照其设计要求正确安装，对于微差压变送器而言，可能会有特定的“高压端”和“低压端”，必须按要求将导压管接到正确的端口上，即正压端（H端）接大气，负压端（L端）接炉膛内。

6. 监控与维护：
- 安装完毕后，定期检查导压管是否有泄漏、堵塞等问题，保持变送器的稳定性和低温度漂移性能，确保长期准确可靠地测量炉膛负压。

7. 数据读取与应用：
- 变送器输出的电信号（如4-20mA或其它模拟信号，或者数字信号）被传送到控制系统中，用于实时监测和控制炉膛负压，维持理想的燃烧环境，防止负压过高或过低影响燃烧效率和安全性。

过程控制工程_华东理工大学中国大学mooc课后章节答案期末考试题库2023年1.随动控制系统的超调量σ是表征控制系统( )的指标。

答案:稳定性2.比值控制系统通常采用乘法器实现，因为除法器方案在回路中引入了非线性。

答案:正确3.大口径控制阀的增益与小口径控制阀增益相比，（）。

答案:大口径控制阀增益大4.过程输出变量和输入变量之间随时间变化时动态关系的数学描述，称为（）数学模型答案:动态5.按过程时间特性，过程动态数学模型可分为连续和（）两大类。

答案:离散6.过程输出变量和输入变量之间不随时间变化时的数学关系，称为过程的（）模型。

答案:静态7.根据过程内在机理，应用物料和能量平衡及有关的化学、物理规律建立过程模型的方法是（）答案:机理建模方法8.系统辩识方法建立的模型不具有放大功能，即不能类推到不同型号的放大设备或过程中。

答案:正确9.根据过程输入输出数据确定过程模型的结构和参数的建模方法称为( )答案:系统辩识方法10.精馏塔中上升蒸汽量越多，轻组分越容易从塔顶馏出，但消耗能量也越大.答案:正确11.前馈控制器的设计不需要过程对象的数学模型。

答案:错误12.温度变送器的量程由100C变为200C，则变送器的增益（）答案:减小13.衰减比是控制系统( )指标.答案:稳定性14.衰减比n=( )表明控制系统的输出呈现等幅振荡，系统处于临界稳定状态.答案:1:115.机理建模适用范围广，操作条件可进行类比，便于从小试进行扩展和放大处理。

答案:正确16.控制阀常见的流量特性有线性、（）、快开特性、抛物线特性等。

答案:对数17.Fail-close控制阀的增益是负的。

答案:错误18.Fail-open 类型的控制阀，其增益是正的。

答案:错误19.泵将机械能转化为热能，使液体发热升温，因此，在泵运转后，应及时打开出口阀答案:正确20.改变进口导向叶片的角度，主要是改变进口气流的角度来可以改变离心式压缩机流量答案:正确21.离心式压缩机不一定要设计防喘振控制系统。

炉膛负压控制的目的是什么？当锅炉运行时，机组负荷改变，会使燃料量、一次风量、送风量发生相应的改变，燃料燃烧后产生的烟气也发生改变，这些变化都会造成炉膛压力的改变。

如果炉膛压力过低，会造成炉膛和烟道的漏风加剧，燃烧恶化，燃烧损失增大，甚至燃烧不稳直至灭火。

如果炉膛压力过高，则会造成炉内火焰和高温烟气外泄，严重影响人员和设备安全。

以上原因，便是要将炉膛负压控制在合理范围的目的。

炉膛负压的控制策略是什么呢？炉膛负压的控制采用P I D控制，具体来说就是前馈-反馈控制和串级控制。

整体来说，可以看成是一个串级控制系统。

如图：图中红框即代表串级控制的两个P I D控制器，主调P I D1为对炉膛压力的偏差调节，副调P I D2是对引风机指令偏差的调节。

其中主调为P I调节，副调为I调节，是为了消除静态偏差。

说了半天串级调节，那么什么是串级调节呢？我们先对其结构有一个认识：顾名思义，串级调节系统是在自动控制系统中，用两套调节器串接起来，主调节器的输出作为副调节器的给定值，由副调节去操纵执行机构（这里是引风机动叶执行器）的调节系统。

串级调节系统的结构简图如下：串级调节系统的特点：串级调节系统从主环上看，是一个闭环负反馈系统，从副环看，是主环内的一个负反馈系统。

两个调节器串接在一起，无论干扰从哪个地方进入系统，都具有良好的可控性。

在干扰因数未能使主调节发生作用前，很可能就被副调节以“先调”、“快调”、“粗调”所克服。

剩余的干扰作用，再由主调、慢调、细调来克服。

由于引入了一个副回路，能及早克服进入副回路的干扰对主参数的影响，又能保证被调的主参数在其它干扰作用下及时被调节，因此能大大提高调节系统的质量，以满足生产的要求。

该系统主要应用于：对象的滞后和时间常数很大、干扰作用强而频繁、负荷变化大、对控制质量要求较高的场合。

回到正题，继续介绍我们的炉膛负压控制。

我们对炉膛负压的串级控制作具体说明，便于大家的理解。

炉膛负压控制的副调P I D2对引风机动叶的扰动进行调节，保证引风机总指令的动态平衡。

锅炉的自动化控制1。

实现锅炉自动化控制的意义在于:(1)提高锅炉运行的安全性；(2）提高锅炉运行的经济性；(3）改善劳动条件；（4)减少运行人员，提高劳动生产率。

2。

锅炉的主要设备包括汽锅、炉子、炉膛、锅筒、水冷壁、过热器、省煤器、燃烧热备、引风设备、送风设备、给水设备、空气预热器、水处理设备、燃烧供给设备以及除灰除尘设备等。

锅炉的工作过程概括起来应该包括三个同时进行的过程:燃料的燃烧过程，烟气向水的传热过程，水的汽化过程。

3.主要调节任务(1）汽包中水位保持在一定范围内（2)保持锅炉燃烧的经济性和安全性(3)锅炉供应的蒸汽量适应负荷变化的需要或保持给定的负荷(4)锅炉供给用汽设备的蒸汽压力保持在一定的范围内（5）炉膛负压保持在一定范围内（6）过热器蒸汽温度保持在一定范围内为实现上述调节任务，将锅炉设备控制划为若干控制系统，主要控制系统如下：(1）液包水位控制系统受控变量是液包水位，操纵变量是给水流量。

它主要考虑汽包内部的物料平衡, 使给水量适应锅炉的蒸发量, 维持汽包水位在工艺允许的范围内，是保证锅炉汽轮机安全运行的必要条件之一,是锅炉正常运行的重要指标。

（ 2）锅炉燃烧控制系统有三个被控量，蒸汽压力、烟气中含氧量、锅炉负压; 操纵变量也有三个, 即燃料量、送风量和引风量.蒸汽压力或负荷烟气成分反映燃烧经济性指标和炉膛负压，其控制目的是使燃料燃烧所产生的热量适应蒸汽负荷的需要。

常以蒸汽压力为受控变量，使燃料与空气量之间保持一定的比值，以保证经济燃烧；常烟气中含氧量以为受控变量, 提高锅炉的燃烧效率；使引风量与送风量相适应, 以使锅炉负压保持在一定的范围内。

( 3) 过热器蒸汽温度控制系统被控变量是过热器出口温度, 操纵变量是减温器的喷水量。

过热蒸汽温度是锅炉生产工艺的重要参数, 过热器温度控制的任务是将汽包出来的饱和蒸汽加热到一定温度，形成过热蒸汽, 然后送往汽轮机去做功.过热蒸汽温度过高会影响过热管道的寿命, 甚至烧坏汽温；过低则会直接影响负荷设备的运行, 因此, 应该维持过热器出口温度在允许的范围内，并保证管壁温度不超过允许的工作温度。

炉膛负压自动调节系统扰动试验方案批准：审核：会审：编制：河南华润电力古城有限公司2012年03月12日一、试验目的优化炉膛负压自动调节系统参数，提高自动调节品质。

品质指标要求如下（按火力发电厂模拟量控制系统品质指标要求）：控制系统定值扰动衰减率Ψ最大超调量M1 稳定时间Ts 稳态偏差δ炉膛负压控制150pa 0.75－0.9 130pa 1min 100pa二、试验要求1、锅炉燃烧稳定，机组负荷≥210MW；2、加热器运行正常，炉膛负压自动投入正常；三、试验前检查项目及准备工作1、炉膛负压信号正常；2、炉膛负压开关动作正常；3、炉膛负压自动调节系统运行正常；4、炉膛负压自动调节系统手/自动无扰切换正常；5、锅炉MFT 保护回路投入正常；6、DCS系统历史趋势记录功能正常；7、DCS系统历史趋势打印功能正常；8、热控人员在工程师站做好相关参数曲线配置工作，至少包含以下参数：a、炉膛负压设定值；b、炉膛负压测量值；c、调节器输出；四、试验步骤炉膛负压稳定在当前设定值15min后，开始按下列步骤进行定值扰动试验：一）、第一次扰动试验：1、由运行人员将当前炉膛负压设定值阶跃改变＋100pa；2、观察系统动作情况及炉膛负压的变化趋势；3、计算并记录炉膛负压最大动态偏差、最大稳态偏差、稳定时间等指标；二）、第二次扰动试验：1、由运行人员将当前炉膛负压设定值阶跃改变－100pa；2、观察系统动作情况及炉膛负压的变化趋势；3、计算并记录炉膛负压最大动态偏差、最大稳态偏差、稳定时间等指标；每次扰动试验结束后，若调节品质指标满足要求则不需要对调节系统参数修改，若不满足要求则对调节系统的PID参数进行相应修改，修改完毕后重新进行扰动试验，满足要求后结束试验。

五、试验注意事项1、试验前要通知发电部锅炉专工、技术支持部热控主任工程师到场；2、所有人员要服从当值值长的指挥，不具备试验条件不得进行；3、试验过程中所有操作由当值运行人员操作，其他人不得干预；4、试验过程中一旦出现异常情况，运行人员应立即终止试验；5、试验结束后要填好相关记录表格并打印相应曲线。

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你说吸风机出口是负压的情况我觉得应该是有可能产生的，当风机流量较大，风机产生的全风压中，动压占的份额较大，那么静压提高的就会较小，这时出口风压虽比风机入口侧高，但也可能升不到正压状态。
吸入口有负压,和出口的负压,二者之差为△P是通过引风机来建立的
并不是说,是负压,就不要引风机了
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因为△P要较大,以维持风量和炉膛负压( x+ w) ?; ]( @为燃烧工况的变化，在吸、送风机保持不变的情况，由于燃烧工况的变化总有小量的变化，故炉膛负压总是波动的，当燃烧不稳定时炉膛压力将产生强烈波动，炉膛负压即相应作出大幅度的剧烈的波动。当炉膛压力发生剧烈脉动时，往往是灭火的前兆，这时必须加强监视和检查炉内燃烧工况、分析原因，并及时运行调整和处理。同时，烟气流经各对流受热面时，要克服流动阻力，故沿烟气流程烟道各点的负压是逐渐增大的。在不同负荷时，由于烟气量变化，烟道各点负压也相应变化，如负荷升高，烟道各点负压相应增大；反之，相应减小。在正常运行中，烟道各点负压与负荷保持一定的变化规律，当某段受热面发生结渣，积灰和局部堵灰时，由于烟气流通断面减小，烟气流速升高，阻力增大，于是其出入口的压差及出口负压值相应增大，故通过监视烟道各点负压即烟气温度的变化，可及时发现各段受热面的积灰、堵灰、漏泄等缺陷或发生二次燃烧的事故。所以，在正常情况下，炉膛负压和各烟道的负压都有大致相同的变化范围。运行中，如发现数值上有不正常的变化时，应进行全面分析，查明原因，及时处理，避免各种异常及事故生，保证炉的安全运行。
控制和监视炉膛负压的意义
炉膛负压是反映燃烧工况稳定与否的重要参数，是运行中要控制和监视的重要参数之一。炉内燃烧工况一旦发生变化，炉膛负压随即发生相应变化。当锅炉的燃烧系统发生故障或异常时，最先将在炉膛负压上反映出来，而后才是火检、火焰等的变化，其次才是蒸汽参数的变化。因此，监视和控制炉膛负压对于保证炉内燃烧工况的稳定、分析炉内燃烧工况、烟道运行工况、分析某些事故的原因均有极其重要的意义。大多数锅炉采用平衡通风方式，使炉内烟气压力地与外界大气压力，即炉内烟气负压，炉膛内烟气压力最高的部位是炉堂顶部。所谓炉膛负压：即指炉膛顶部的烟气压力。当炉负压过大时，漏风量增大，吸风机电耗，不完全燃烧损失、排烟热损失均增大。甚至使燃烧不稳定甚至灭火炉负压小甚至变为正压，火焰及飞灰将炉膛不严处冒出，恶化工作燃烧造成危及人身及设备安全。故应保持炉膛负压在正常范围内。

引风控制系统是带有送风前馈的单回路调节系统，设定值由操作员直接给定。

根据炉膛负压设定值与测量值的偏差,同时引入送风机入口动叶位置作为前馈信号，通过调节引风机入口静叶维持炉膛负压在给定值；3.3.4.1 操作员通过CRT控制画面，可分别对两台引风机进行手自动投切，当两台风机均在自动方式时，操作员可通过改变偏置值同时对两侧的风机控制指令进行增减，以保持两台风机出力的平衡。

在手动方式下，操作员可直接通过操作端手动改变引风机的入口静叶开度。

3.3.4.2 为减少系统的扰动量，在投自动时，两侧风机的开度应尽量一致。

下列情况下引风机入口静叶控制强制手动：RB未发生且炉膛负压设定值与实际值偏差超过(+/-)500Pa；引风机停止；炉膛压力故障；顺控来关引风机静叶。

当锅炉炉膛负压达到-600Pa闭锁引风机增加，当锅炉炉膛正压达到+600Pa闭锁引风机减少。

B风机运行且A风机停止，则关A静叶；A风机运行且B风机停止，则关B静叶。

RB发生时，若风机在自动，则运行风机导叶超迟开跳闸风机开度，若风机在手动，则超迟开到80％。

7.4.7.1RB种类1)引风机RB：锅炉主控输出大于46%（212t/h），RB功能投入，二台引风机运行，一台引风机运行中跳闸，触发RB。

2)送风机RB：锅炉主控输出大于46%（212t/h），RB功能投入，二台送风机运行，一台送风机运行中跳闸，触发RB。

3)一次风机RB：锅炉主控输出大于43%（198t/h），RB功能投入，二台一次风机运行，一台一次风机运行中跳闸，触发RB。

4)汽动给水泵RB：锅炉主控输出大于43%（198t/h），RB功能投入，二台汽泵运行，发生一台汽泵跳闸，触发RB。

5)燃料RB：a.单台磨跳闸RB发生条件：1、负荷大于95%；2、燃料主控在自动；3、未发生50%RB；4、任意磨跳闸且煤量指令大于24t/h；5、运行磨台数大于5台。

b.2台磨跳闸RB发生条件：1、负荷大于85%；2、燃料主控在自动；3、未发生50%RB；4、任意磨跳闸且煤量指令大于24t/h；5、运行磨台数大于4台。

一种掉焦工况下炉膛负压调节优化方法摘要：针对锅炉配煤掺烧后结焦严重，频繁掉焦导致灭火的情况，根据锅炉燃烧特点，结合目前炉膛负压调节逻辑，提出一种掉焦工况下炉膛负压调节优化方法，有效地稳定了锅炉燃烧，减少了锅炉掉焦灭火事件的发生。

关键词：炉膛负压调节，掉焦灭火，水冷壁振动测点一背景某厂锅炉掉焦时炉膛负压大幅波动，先负后正，极端情况下会触发炉膛负压高II值动作引起锅炉灭火。

通过查阅历史曲线，对历次锅炉掉焦灭火事件进行分析：掉焦后负压基本呈微负压后立即变正，以冒正压为主[1]。

这是因为焦块偏疏松，掉落后立即变为粉末状，在极短的时间内对水封槽内的水进行放热和汽化。

一般炉膛维持负压状态的时间在4s～5s，随后炉膛压力快速升高至正压状态，且维持的时间较长。

此过程存在的风险是当掉焦后炉膛压力先微负向变化，引风机动叶逐渐关小，随后由于水蒸汽短时集中释放炉膛压力迅速升高，但引风机动叶调节相对迟缓，未能及时开大从而易触发高Ⅱ值导致锅炉灭火。

[2]目前锅炉水冷壁底部四个角的膨胀记录仪上装设有振动测点，以记录掉焦时的水冷壁底部振动值。

通过不同位置的振动值的大小区别，来判断掉焦部位。

通过一年来的观察，水冷壁振动测点能够准确的反应出锅炉掉焦的情况。

主要呈现两个特点：1、锅炉除了发生掉焦情况外，其它扰动基本不会引起振动测点的变化；2、当锅炉真实的掉焦后，总是振动测点先有变化，随后炉膛压力变负，延时约4～5s，负压测点才会快速变正，达到最高值。

二原负压闭环调节回路介绍1.该厂炉膛负压调节回路为单回路调节系统，分别由负压信号惯性回路、微分回路、大偏差回路以及送风前馈回路、超驰回路、平衡回路等环节组成。

2.三个炉膛负压测量信号三取平均后，经惯性滤波（消除负压频繁反复小幅波动），微分前馈（提高负压快速变化时的调节品质）作为实测值。

3.负压设定值与实测值偏差经动态补偿后形成主偏差信号。

4.送风量信号经微分、死区、增益、限幅后叠加到主偏差信号，使引风机动叶在送风量变化时提前调节，提高动态响应速度。