炉膛负压控制系统

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。

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。

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。

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。