锅炉自动燃烧控制系统

蒸汽锅炉的控制系统及其操作方法蒸汽锅炉是现代工业中最常见的用于产生高温高压蒸汽的设备之一。

它广泛应用于各种工业领域中，如发电厂、化工厂、食品工业、制药工业、纸业、纺织等。

然而，保证蒸汽锅炉运行的安全性和稳定性是至关重要的。

这就要求蒸汽锅炉具有可靠的控制系统，只有通过正确的控制，才能实现对蒸汽锅炉运行状态的实时监控和调整，从而提高锅炉的效率和安全性。

本文将介绍蒸汽锅炉的控制系统及其操作方法。

一、蒸汽锅炉的控制系统1.控制系统的构成蒸汽锅炉的控制系统主要由以下四个部分组成：（1）燃烧控制系统：燃烧控制系统用于实现蒸汽锅炉的燃烧过程的自动控制，包括燃料供给系统和风扇系统。

（2）水位控制系统：水位控制系统用于监测锅炉内的水位，当水位过高或过低时，控制系统会自动采取相应措施。

（3）压力控制系统：压力控制系统用于监测蒸汽锅炉的压力，当锅炉内的压力过高或过低时，会触发相应的控制程序。

（4）安全保护系统：安全保护系统旨在避免蒸汽锅炉运行过程中发生可能导致人身伤害和财产损失的异常情况。

2. 控制系统的工作原理在蒸汽锅炉的控制系统中，各个部分之间是相互协作的，共同完成对锅炉的监控和控制。

其中，水位控制系统和压力控制系统属于反馈控制系统，利用传感器和控制器进行数据采集和处理，从而实现对锅炉运行状态的实时监控和控制。

另一方面，燃烧控制系统和安全保护系统属于前馈控制系统，其控制程序是预设的，会在发生异常情况时自动启动。

例如，当火焰出现失稳、燃烧不充分或者烟气过热等情况时，燃烧控制系统会自动停止燃烧或者调整气流量，以达到安全和稳定的运行状态。

二、蒸汽锅炉的操作方法1. 蒸汽锅炉的启动在启动蒸汽锅炉之前，要进行准备工作，包括燃料、水、电源等的准备，以及对锅炉各部位的检查。

启动时，需要按照一定的步骤进行，例如加热管先加热炉水，再将火焰烧起到炉膛中。

一般的启动步骤如下：（1）根据需要填加足够的炉水（2）进入点火程序，开启风扇，将空气送至炉膛（3）给炉膛供应合适的燃料，并解除启动火焰控制（4）检查是否有烟气逸出（5）启动汽水循环泵，以确保锅炉正常运行（6）根据实际情况调整炉膛内的火焰和燃料供应量，以充分燃烧2. 蒸汽锅炉的维护和保养蒸汽锅炉的维护和保养是保证其良好工作和延长寿命的关键。

燃气锅炉的控制系统及其操作方法随着我国经济的快速发展，燃气锅炉的应用越来越广泛。

燃气锅炉控制系统是整个锅炉系统的关键所在，能够确保燃气锅炉的安全、高效、稳定地运行。

本文将对燃气锅炉控制系统及其操作方法进行探讨。

一、燃气锅炉控制系统的组成燃气锅炉控制系统主要由以下几个部分组成：自动控制系统、填料控制系统、液位控制系统、排污控制系统、加药控制系统、给水控制系统和燃气供应系统。

这些系统在燃气锅炉的生产过程中，相互协调作用，以确保锅炉的安全、稳定、高效运行。

1.自动控制系统自动控制系统是燃气锅炉的核心，主要由控制器、执行机构、传感器和通讯线路等组成。

其主要功能是监测锅炉出水温度、烟气温度、压力等参数，根据这些参数来指挥燃烧器的工作，并对锅炉的运行状态进行调整。

自动控制系统可以实现批量自动生产，提高生产效率，降低人工干预的可能性，大大提高了燃气锅炉的安全性和稳定性。

2.填料控制系统燃气锅炉填料控制系统主要用于控制内部填料的加注量和压力，确保填料的均匀分布以及压力的平衡。

填料控制系统主要由控制器、执行机构、传感器和通讯线路等组成。

在锅炉生产过程中，系统可以根据锅炉负荷的变化来调整填料的量和压力，从而保证锅炉的工作效率和稳定性。

3.液位控制系统液位控制系统主要用于控制锅炉水位以及补给水的流量。

它主要由控制器、执行机构、传感器和通讯线路等组成。

它可以精确地控制锅炉内部水位，确保锅炉的充水量和污水排放的流量。

液位控制系统的合理设计和操作，可以保证锅炉的稳定性、安全性和高效性。

4.排污控制系统燃气锅炉排污控制系统主要用于控制废气排放和污水排放的流量。

它主要由控制器、执行机构、传感器和通讯线路等组成。

排污控制系统的作用非常重要，一般情况下污水和废气排放对环境造成的危害很大。

通过排污控制系统的运行，可以减少对环境的污染，保证锅炉运行环境的清洁和安全。

5.加药控制系统加药控制系统主要用于对锅炉内部水进行磷酸盐和硫酸盐等药品的添加。

PI4
燃料量调节机 送风机风量调节机
构
构
燃烧控制基本方案
引风机风量调节机 构
第一部分 燃烧控制系统概述
画一画燃 烧控制系 统总貌图
课程目录
第一部分 第二部分 第三部分 第四部分 第五部分
燃烧控制系统概述 被控对象的动态特性 燃烧控制系统设计要点 直吹式锅炉燃烧控制系统 锅炉燃烧控制系统实例
第二部分 被控对象的动态特性
从这张图我们受到什么启发？
一次风扰动 t
各种扰动下的磨煤机出粉特性
第四部分 直吹式锅炉燃烧控制系统
二、原则性方案1
BD
V1
M
＋
－
PI1
＋
－
PI2
O2
O2S
－
＋V
PI5
×
＋
－
PI3
ps
pss
f(x)
＋
－＋
PI4
一次风量V1 调节机构
给煤量M 调节机构
二次风量V2 调节机构
“一次风——燃料”系统
引风量VS 调节机构
由于直吹式锅炉特性， 燃烧过程控制的三个控制系统在直吹式锅炉燃烧过程控制 中已演变成六个控制系统：燃料控制系统、 磨煤机一次风量控制系统、磨煤机出口温 度控制系统、一次风压力控制系统、送风控制系统（又称风量控制系统）和炉膛压力 控制系统。
第四部分 直吹式锅炉燃烧控制系统
二、原则性方案
煤粉量
给煤量与一次风一起扰动 给煤量扰动
学习目标
本课程主要介绍火电厂锅炉燃烧控制系统。通过该课程学习，结合上海培 训基地DCS培训平台过程实验装置上的实操，使热工专业人员熟悉DCS组态软 件的使用，掌握燃烧控制系统的内容、相关逻辑的设计要点以及逻辑调试、参 数整定过程。

可根据BMS发出的逻辑指令，强制输出冷风门挡 板开度指令。
2．磨煤机一次风量控制 系统
煤粉管道中煤粉和空 气混合物的速度应保持在 一定范围内，流速太低会 使煤粉沉积在管道内，造 成磨煤机内煤的溢出，另 外，流速过低还会使着火 点移近燃烧器喷口，使燃 烧器过热或烧坏。流速过 高，带入炉膛的煤粉颗粒 度将过粗，使着火减慢， 煤粉和空气在炉膛的混合 度差，使不完全燃烧增加， 造成结渣。
四、炉膛压力控制系统
锅炉炉膛压力控制系统的主要任务是维持炉膛 压力在一定范围内变化，保证锅炉设备的安全运行。 大机组炉膛压力控制除设计有完善的调节系统外， 还加入了一些安全保护措施。在锅炉炉膛压力控制 的设计中，与以往常规的“前馈一反馈”控制方案 相比，还增加了一些防止锅炉内爆发生的防范措施。
(一)正常工况下的炉膛压力控制方式
(一)氧量校正及总风量指令形成回路
锅炉燃烧控制的主要任务是保证燃烧过 程的经济性和稳定性。在稳态时，应根据锅 炉主控指令的要求协调地控制燃料量和送风 量，保持最佳空气／燃料配比和最佳烟气含 氧量。
在动态时，保证升负荷时先增风后增燃料， 减负荷时先减燃料后减风，达到空气／燃料 交叉限制的目的。
锅炉在不同负荷时燃料量和送风量的最 佳配比是不同的。因此，希望有一个检查燃 料量和风量是否配合适当的指标来校正送风 量，这个指标就是烟气中的含氧量。
可根据BMS发出的逻辑指令，强制输出热风门挡 板开度指令。
三、风量控制系统 风量控制子回路用来满足锅炉主控制器
(BOIlER MASTER)发出的风量请求，并维持燃烧 稳定及保证合适的风、燃料配比。送风控制系统为 带氧量校正的串级控制系统，氧量校正调节器是主 调节器，风量调节器是串级控制系统的副调节器。
上下限限幅：确保任何工况下给煤机的转速控制 指令不会超出运行要求的范围。

锅炉自动控制系统原理
锅炉自动控制系统原理，是指通过改变给水量、燃料量和空气量等参数，以实现锅炉运行状态的自动调节和控制。

其基本原理如下：
1. 反馈控制原理：锅炉自动控制系统通过传感器获取锅炉各种参数的实时数值，如水位、压力、温度等，并将这些数值反馈到控制器中。

控制器根据设定的目标值和实际值之间的差异，计算出调节量，并将调节量输出到执行机构，对给水量、燃料量和空气量进行调节，使得锅炉保持在预定的运行状态。

2. 控制策略原理：锅炉自动控制系统采用不同的控制策略，以满足不同的运行需求。

常见的控制策略包括比例控制、积分控制和微分控制。

比例控制是根据实际值与目标值的差异，按比例调节输出量；积分控制是根据实际值与目标值的累积差异，按比例调节输出量；微分控制是根据实际值的变化速率，按比例调节输出量。

通过合理地组合这些控制策略，可以实现锅炉自动控制系统的精确调节和稳定运行。

3. 安全保护原理：锅炉自动控制系统在设计中考虑了安全保护功能。

当锅炉出现异常情况时，如超过安全压力、水位过低等，系统会发出报警信号，并采取相应的措施进行保护。

常见的安全保护功能包括水位控制、燃料气动比控制、过热保护等。

这些保护功能可以有效地避免锅炉的过载运行和危险事故的发生。

总之，锅炉自动控制系统原理主要包括反馈控制原理、控制策
略原理和安全保护原理。

通过科学合理地运用这些原理，可以实现锅炉自动控制系统的高效运行和安全保护。

控制系统。
三-2、锅炉参数控制系统
干度自控目前主要分为三种
双相流法 热焓法 在线电导仪法
除此三种之外还有模糊控制、曲线控制等等。
三-2、锅炉参数控制系统
无论采用哪一种控制方法其核心思路基本如下图
给水泵电机
0-50Hz
变频器
柱塞泵
差压信号 干度控制系统
干度信号 压力信号
执行器
风 门
燃 料 阀
三-1、热注锅炉程序控制系统
以上是锅炉程序控制系统的过程，其核心 就是通过PLC的输入输出接口与外部电路 及仪器仪表，配合点火程序器，完成对锅 炉启停及运行全过程的自动控制。
三-2、锅炉参数控制系统
锅炉参数控制系统主要包括以下几个方面
1、干度控制系统 2、压力控制系统 3、燃料控制系统 4、烟气控制系统 参数控制系统的新工艺较多，我们只介绍干度
在注汽锅炉的燃烧器上安装有一个紫外线 火焰监测器，它能监测接收光信号并将其转 化为电信号输出。如果在前吹扫期间发现炉 膛有火时系统将禁止点火，并发出报警停炉 信号：在注汽锅炉运行时，主燃火熄灭，时 序控制器发出停炉命令，锅炉进入后吹扫阶 段。
三-1、热注锅炉程序控制系统
(3)停炉
在正常运行中发生任何一种停炉信号，则 运行连锁断开，注汽锅炉进入后吹扫阶段， 同时主燃料阀断电关闭，发出报警。20分钟 后，给水泵、鼓风机停运，前吹扫计数器复 位。
三-1、热注锅炉程序控制系统
在注汽锅炉点火过程控制中，点火程序器 是一个十分重要的元件，它能自动执行点 火全过程。目前，油田注汽锅炉上使用的 点火程序器主要是BC7000点火程序器。 随着PLC的功能越来越强大，点火程序器 有被PLC的梯形图程序代替的趋势。
三-1、热注锅炉程序控制系统

自动控制在火电厂中的燃烧控制燃烧控制是火电厂运行的关键环节之一，合理的燃烧控制可以保障锅炉的安全、高效运行。

随着科技的进步和自动化技术的应用，自动控制系统在火电厂的燃烧控制中扮演着越来越重要的角色。

本文将以火电厂燃烧控制为背景，介绍自动控制在火电厂中的应用及其优势。

一、自动控制系统的构成火电厂燃烧控制的自动控制系统主要包括传感器、执行机构、控制器和监控系统等组成部分。

1. 传感器：传感器是自动控制系统中的输入设备，用于感知燃烧过程中的关键参数，如燃烧温度、压力、燃料流量等。

传感器将这些参数转化为电信号，以供控制器进行处理和判断。

2. 执行机构：执行机构是自动控制系统中的输出设备，用于根据控制器的指令对燃料供给、空气调节等进行控制。

执行机构包括阀门、调节器等，通过改变燃料和空气的流量，实现燃烧的自动调节。

3. 控制器：控制器是自动控制系统中的核心部分，负责接收传感器信号、分析处理数据，并根据设定的控制策略产生相应的控制指令。

控制器可以采用模拟控制或数字控制，根据具体情况选择合适的控制算法，从而实现对燃烧过程的精确控制。

4. 监控系统：监控系统是自动控制系统中的重要组成部分，用于实时监测和记录燃烧过程中的各项参数，并将其显示到操作界面上。

监控系统可以提供火电厂运行状态的实时反馈，便于运行人员及时了解燃烧过程的情况，及时调整控制策略。

二、自动控制系统的优势相比手动控制，自动控制系统在火电厂的燃烧控制中具有以下优势：1. 精确性：自动控制系统可以根据丰富的传感器数据和精确的控制算法，实时调整燃烧参数，确保燃烧过程处于最佳状态。

相比人工操作，自动控制系统的精确性更高，可以更好地满足锅炉的燃烧需求。

2. 稳定性：自动控制系统能够实时对燃烧过程进行监测和调节，根据实际情况调整燃料供给和空气调节，保持燃烧负荷的平稳运行。

采用自动控制系统可以有效地减少燃烧波动，提高火电厂的稳定性和可靠性。

3. 安全性：火电厂的燃烧过程涉及到高温、高压等危险因素，采用自动控制系统可以避免操作人员直接接触到危险环境，减少操作风险。

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。

燃气锅炉燃烧控制系统摘要这篇文章主要介绍了锅炉燃烧控制系统的设计过程。

在设计过程中介绍了锅炉燃烧控制系统的控制任务和控制特点，对于燃烧控制系统的设计方案，根据不同的控制任务分别设计了蒸汽压力控制和燃料空气比值控制以及防脱火回火选择性控制系统，并在设计中给出了不同的设计方案，以对比各自的优缺点，选择最优的控制。

然后，把分别设计的控制系统组合起来，构成完整的锅炉燃烧过程控制系统。

最后，对设计好的控制系统进行仪表选型。

关键词：燃气锅炉，燃烧系统，比值控制，脱火回火0引言:大型火力发电机组是典型的过程控制对象，它是由锅炉、汽轮发电机组和辅助设备组成的庞大的设备群。

锅炉的燃烧控制过程是一个复杂的物理，化学过程，影响因素众多，并且具有强耦合，非线性等特性。

锅炉的自动化控制经历了三、四十年代的单参数仪表控制，四、五十年代的单元组合仪表，综合参数仪表控制，直到六十年代兴起的计算机过程控制几个阶段。

尤其是近一、二十年来，随着先进控制理论和计算机技术的发展，加之计算机各项性能的不断增强及价格的不断下降使锅炉应用计算机控制很快得到了普及和应用。

电厂锅炉利用煤或煤气的燃烧发热，通过传热对水进行加热，产生高压蒸汽，推动汽轮机发电机旋转，从而产生强大的电能。

在锅炉燃烧系统中，燃料供给系统，送风系统以及引风系统是燃烧控制系统的重要环节。

锅炉生产燃烧系统自动控制的基本任务是使燃料所产生的热量适应蒸汽负荷的需要，同时还要保证经济燃烧和锅炉的安全运行。

具体控制任务可分为三个方面：一，稳定蒸汽母管压力。

二，维持锅炉燃烧的最佳状态和经济性。

三，维持炉膛负压在一定范围（-20～-80Pa）。

这三者是相互关联的。

另外，在安全保护系统上应该考虑燃烧嘴背压过高时，可能使燃料流速过高而脱火；燃烧嘴背压太低又可能回火。

本次课程设计的题目为燃气锅炉燃烧控制系统的设计。

主要内容包括燃烧控制系统的概述；燃烧控制系统的基本方案；以及燃烧控制系统的仪表选型。

燃气锅炉燃烧控制系统李凯凯（山东建筑大学热能工程学院山东省济南市 250101）摘要：此次论文主要目的是以标准燃烧器为基本设备，结合汽包压力控制、炉膛压力控制的特点和需要，设计燃气锅炉燃烧控制系统。

主要方法是通过锅炉情况介绍、燃烧器类型选择、燃烧与汽压控制设计、节炉膛压力控制设计、仪表装置选型等步骤，逐一计算所需数据并选择设备类型，然后根据所得参数查阅有关资料按标准设计符合设备的控制系统。

由最终设计结果可知此方法可行。

关键词：燃气锅炉、燃气控制、汽包压力、炉膛压力0 引言近几年来，我国城市燃气结构有了很大变化，尤其是西气东输工程的加速实施，以及不断签署的燃气协议，为长期受限制的燃气锅炉的应用推广创造了条件。

一方面，燃气锅炉的燃料价格相对较高，因此应尽量提高燃料的利用效率；另一方面，气体燃料易燃易爆，燃气锅炉的危险性大，控制系统的生产保证和安全保障要求严格。

国外燃气锅炉的研究历史较长，燃气燃烧控制技术比较成熟，但是燃气锅炉的燃烧控制，多为单回路常规控制，远不能适应我国各地区及各部门条件多变的需要。

为了提高燃气锅炉的热效率和安全生产水平，有必要对燃所锅炉的燃烧控制技术进行研究。

1 锅炉情况本次论文采用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℃，热效率90%。

1.1 燃气蒸汽锅炉的组成结构组成：具体结构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、除尘除渣设备、送风设备、自动控制设备组成。

系统组成：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。

1.2 燃气蒸汽锅炉的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。

(2)燃烧过程的三个调节系统，一般可以有1、2、3三种组合方案， 如图7-16所示。这几种调节方案的最终调节结果并无差别，主要动 作的先后次序略有不同。
图7-16 燃烧调节系统组合示意图
三、汽压调节对象的生产流程及其动态特性
汽压调节对象生产流程示意如图7-17(b)所示。燃 料与相应的送风量进入炉膛，燃料燃烧产生的热量被布 置在炉膛四周的蒸发受热面吸收而产生蒸汽，蒸汽流经 过热器加热成过热蒸汽，过热蒸汽由蒸汽管道送入汽轮 机做功。
§7-3燃烧过程自动控制系统分析
一、燃烧过程自动调节的任务
锅炉燃烧过程自动调节的目的在于使进入锅炉的燃烧 的燃烧热量与锅炉的蒸汽负荷要求相适应，同时保证锅 炉燃烧过程安全经济地运行。因此，当负荷改变时，锅 炉将需要进行燃烧的调整。
锅炉燃烧调节需要包括下列几项内容： 1、燃料量调节 2、送风量调节 3、引风量调节
汽压对象之所以有自平衡能 力是因为汽压升高后，汽机调门 开度不动，而汽机的进汽量DT相 应地增加，自发地限制了汽压的 升高。汽包压力Pd与主蒸汽压力 PT之差△P是随着蒸汽流量增加 而增大的，因此△P2＞△P1。
∆P1 ∆µB
∆P2
µB
0
t
DT
0 Pd,PT
T
t Pd PT
t 0
τB
图 9-5 燃烧率扰动时汽压的阶跃响应曲线 (µT)不变
2．负荷扰动下汽压控制对象的动态特性
⑴在μT扰动时：
在μT扰动下汽包压力控制对象为一阶惯性环节,主蒸汽压力控制对 象为比例环节和一阶惯性环节的并联环节，阶跃响应曲线：
⑵在DT扰动时：
第三节 燃烧过程控制信号的测取 The Collection of Control Signal

串级三冲量给水控制系统图
燃烧率阶跃扰动下的水位响应曲线
在燃烧率Q阶跃变化时，水位的响应曲线如图2-8所示。水位变化的动态特 性用下列传递函数表示：
GHQ ( s)
——为迟延时间（s）。
H (s) K [ ]e s Q( s ) (1 Ts)2 s
上式与蒸汽流量的扰动影响下的传递函数相类似，但增加了一个纯迟延环节。
(4) 根据运行中汽包“虚假水位”现象的 情况。设定蒸汽流量信号强度系数 D 。如“虚假水位”现象严重，可适当加强蒸 汽流量信号，例如可使蒸汽流量信号强度为 给水流量信号强度的1～3倍。但若因此需要 减小给水流量信号强度，则需要重新修正主、 副调节器的整定参数。 (5) 进行机组负荷扰动试验，要求同单级三 冲量系统。
1） 串级三冲量给水控制系统的组成为： (1) 给水流量W、给水流量变送器 rw 和给水流量反馈装置 aw 、副调节器PI2、 执行机构 K Z 、调节阀 K 组成的内回路（或称副回路）。
(2) 由水位控制对象 W01 s 、水位变送器 rH 、主调节器PI1和内回路组成 的外回路（或称主回路）。 (3) 由蒸汽流量信号D及蒸汽流量测量装置 rD 、蒸汽流量前馈装置
本章主要学习模拟量控制系统中锅炉部分的各主要子控制系统：给水控制系统、气 温控制系统和燃烧控制系统。
一、 模拟量闭环控制系统（MCS）
主要包括以下子系统： 1．锅炉给水控制系统 锅炉给水控制系统是调节锅炉的给水量以适应机组负荷（蒸汽量）的变化， 保持汽包水位稳定（对于汽包锅炉）或保持在不同锅炉负荷下的最佳燃水 比（对于直流锅炉） 2．汽温控制系统 汽温控制的质量直接影响到机组的安全与经济运行。它包括主蒸汽温度控制和 再热蒸汽温度控制 （过热气温调节：喷减温水；再热气温调节：烟气挡板位置）

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原来越高的要求。

结合现状，本论文供暖锅炉监控系统，设计了一套基于PLC和变频调速技术的供暖锅炉控制系统。

该控制系统以一台工业控制机作为上位机，以西门子S7-300可编程控制机为下位机，系统通过变频器控制电机的启动，运行和调速。

上位机监控采用WinCC设计，主要完成系统操作界面设计，实现系统启停控制，参数设定，报警联动，历史数据查询等功能。

下位机控制程序采用西门子公司的STEP7编程软件设计，主要完成模拟量信号的处理，温度和压力信号的PID控制等功能，并接受上位机的控制指令以完成风机启停控制，参数设定，循环泵的控制和其余电动机的控制。

本文设计的变频控制系统实现了锅炉燃烧过程的自动控制，系统运行稳定可靠。

采用锅炉的计算机控制和变频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。

关键字：锅炉控制；变频调速；组态软件；PLCAbstractAlong with social economy’s swift development, the urban construction scale’s unceasing expansion , as well as the peple living standard’s unceasing enhancement , set more and more high request to the city life heating’s user quantity and the heating quality. The union present situation, the present paper heating boiler supervisory sysem, has designed a set based on PLC and the frequency conversion velocity modulation technology heating boiler control system.This control system takes the superior machine by one Industry cybertrons , west of family household S7-300 programmable controller for lower position machine ,system through frequency changer control motor’s start , movement and vclocity modulation .the superior machine monitoring software uses the three dimensional strength to control the WinCC design , mainly completes the system operation contract surface design ,realizes the system to open/stops functions and so on control ,parameter hypothesis ,warning linkage,historical data inquiry. The lower position machine control procedure uses Siemen’s STEP7 programming software design , mainly completes the simulation quantity signal processing , temperature and pressure signal functions and so on PID control , and receives the superior machine control command to complete the air blower to open/stops the control , the parameter hypothesis, the circulating pump control and other electric motor’s control.This article designs the frequency conversion processs automatic control, the systems operation is stable, is reliable. Uses boiler’s computer control and the frequency converseon control noe only may save the energy greatly, the promotion environmental protection moreover may raise the production automation level, has the remarkable economic efficiency and the social efficiency.Key Words：Boiler control；Frequency conversion velocity modulation ；Configuration Software；PLC目录摘要 0Abstract (1)第1章概述 (4)1.1 项目背景及课题的研究意义 (4)1.2 供暖锅炉控制的国内外研究现状 (5)1.3锅炉控制系统的发展趋势 (6)1.4本文所做工作 (7)第2章系统方案设计 (9)2.1锅炉控制研究简介 (9)2.2 总体设计思路 (9)2.3方案比较 (10)2.3.1方案1 (10)2.3.2 方案2 (10)2.4方案论证与方案确定 (11)第3章硬件设计 (12)3.1 用户系统框图 (12)3.2 锅炉系统的理论分析 (13)3.2.1变频调速基本原理 (13)3.2.2变频调速在供暖锅炉中的应用 (13)3.2.3变频调速节能分析 (14)3.3燃烧过程控制 (19)3.4锅炉控制系统设计 (20)3.5控制系统构成介绍 (21)第4章软件设计 (25)4.1 S7-300系列PLC简介 (26)4.2 PLC编程语言简介 (28)4.2.1 PLC编程语言的国际标准 (28)4.2.2复合数据类型与参数类型 (29)4.2.3系统存储器 (29)4.2.4 S7-300 CPU中的寄存器 (30)4.3 STEP7 的原理 (31)4.3.1 STEP7概述 (31)4.3.2 硬件组态与参数设置 (32)4.3.3 符号表 (36)4.3.4 逻辑块 (37)4.3程序设计 (38)4.4通信系统 (41)4.5人机界面 (43)4.5.1监控软件WinCC介绍 (43)4.5.2监控系统设计 (45)4.5.3锅炉监控界面设计 (49)第5章结论 (53)5.1 成果的创造性和先进性 (53)5.2作用意义（经济效益和社会意义） (53)5.3 推广应用范围和前景 (53)5.4 需要进一步改进之处 (54)参考文献 (55)外文资料翻译 (56)外文翻译原文 (56)外文翻译译文 (68)致谢 (75)附录 (76)附录1 程序清单 (76)附录2 I/O点数分配表 (96)附录3 物理参数比较表 (97)第1章概述1.1 项目背景及课题的研究意义工业锅炉是工业生产和集中供热过程中重要的动力设备。

燃气锅炉的燃烧控制系统及其要素燃气锅炉作为一种重要的能源设备，在现代生活中扮演着不可替代的角色。

其中，燃烧控制系统是燃气锅炉的核心部件之一，对于燃气锅炉的性能、效率和安全性都起着至关重要的作用。

因此，了解燃气锅炉的燃烧控制系统及其要素是必不可少的。

本文将对燃气锅炉的燃烧控制系统作一详细解析。

一、燃烧控制系统的组成燃气锅炉的燃烧控制系统主要由点火系统、风机系统、燃气系统、火焰监测系统、温度控制系统等组成。

1. 点火系统点火系统是燃气锅炉的启动系统，其作用是将点火电流传递到点火电极上，使燃料被点燃。

点火系统由点火变压器、点火电极、高压电缆等组成。

2. 风机系统风机系统主要由鼓风机、风管等组成，其作用是将空气送入燃烧室，同时调节氧气的浓度和风量，以获取最佳的燃烧效果。

3. 燃气系统燃气系统主要由燃气阀门和燃气管道等组成，其作用是将燃气送入燃烧室中。

燃气阀门通过控制燃气的流量和压力，来调节燃烧室中的氧气浓度和燃料供应量，以达到最佳的燃烧效果。

4. 火焰监测系统火焰监测系统主要由火焰探测器、火焰信号放大器等组成，其作用是监测火焰的状态，以确保燃烧过程的安全和有效性。

一旦火焰出现问题，火焰监测系统就会发出警报，同时停止燃气供应，以保护燃烧设备和用户的安全。

5. 温度控制系统温度控制系统主要由温度传感器和温度控制器等组成，其作用是监测燃烧室内部的温度，并通过控制燃气、空气的配比和供应量，来调节燃烧室的温度，以满足用户的需求。

例如，在供暖场合下，温度控制系统可以根据室内温度的变化，自动调节燃烧室内的温度，以达到最佳的供暖效果。

二、燃烧控制系统的要素燃烧控制系统的要素主要包括燃气/空气比、火焰形态和火焰温度等。

1. 燃气/空气比燃气/空气比是指燃烧室中燃气和空气的配比，其配得过多或过少都会影响燃烧效果。

燃气/空气比过多会导致燃气未完全燃烧，产生有害气体和烟雾等物质，同时也会浪费燃料资源；而燃气/空气比过少则会导致缺氧燃烧，产生大量一氧化碳等有害气体，同时也会降低燃烧效率。

• 两台一次风机(各带50%的额定负荷)，分别向一次风母管 送风。母管中的风分成两股，一股直接送往各台磨煤机作为 调温风，密封风，辅助风；而另一股经过空气预热器加热后 成为热一次风。在磨煤机前调温风和热一次风按一定比例混 合后作为一次风，一次风量的大小对于直吹式制粉系统而言 体现为磨煤机的负荷大小。
燃烧控制系统由以下子控制系统构成： • 燃料主控系统； • 磨煤机一次风量控制系统； • 燃油压力/流量控制系统； • 一次风压控制系统； • 磨煤机煤位（负荷）控制系统； • 二次风量控制系统； • 辅助风挡板控制系统； • 炉膛负压控制系统。
燃料主控系统
燃料主控制系统是燃料控制系统与机组负荷控制系统之间 的接口。该系统的作用有两个方面： • 燃料主控制系统将来自负荷控制系统的锅炉负荷指令分配 给各台处于运行中的磨煤机一次风量控制系统。当运行磨煤 机均处于自动控制方式时，燃料主控用于同步各台磨煤机之 间的出力；当其中部分磨煤机处于手动运行方式时，燃料主 控将锅炉负荷指令的变化分配给正在处于自动方式的磨煤机。 • 燃料主控制系统根据二次风偏差信号决定是否对燃料指令 进行限制。当二次风偏差大于允许偏差时，将对燃料指令加 以限制，以实现富氧燃烧，避免冒黑烟现象的发生。
一次风量 送风量 锅炉负荷指令 燃煤总量 燃油流量
总风量
1 1 Ts
<
D
手动控制
IA
1 1 Ts
磨煤机投 自动的台数
f (x)
K
d dt
27 燃料主控制系统原理图
磨煤机一次风量控制系统
• 当锅炉负荷指令变化时，由燃料主控制系统将锅炉负荷指 令处理运算后得到相对于各台磨煤机的负荷指令信号。磨煤 机的负荷大小是通过调节进入各台运行磨煤机中的一次风量 来控制。

乘法器为燃料调节对象的一部分，选择合适的函数f(x)，则可以做到不管给煤 机投入的台数如何，都可以保持燃料调节对象增益不变，这样就不必调整燃 料调节器的控制参数了。增益调整与平衡器（GAIN CHANGER & BALANCER），就是完成该功能。
三、风煤交叉限制
为了在机组增、减负荷动态过程中，使燃料得到充分燃烧就要保证有足够的风 量。需要保持一定的过量空气系数，因此，在机组增负荷时，就要求先加风 后加煤；在机组减负荷时，就要求先减煤后减风。这样就存在一个风煤交叉
~ 发电机
Pem
3UI
cos
3
EqU Xd
sin
2．汽机跟随控制方式
锅炉控制 系统
燃烧率μB
锅炉
BD
汽轮机 主控器
TD 汽轮机控制 系统
锅炉 主控器
- p0
+ pT
μT 调节阀
汽轮机
图2 汽机跟随控制方式
＋
P0
— —
PE
~ 发电机
3．机炉协调控制方式
BD
锅炉控制 系统
燃烧率μB
锅炉
锅炉主控器
锅炉燃烧过程控制系统
第一节 概述
一、单元机组的基本控制方式
(1)锅炉跟随控制方式 (2)汽机跟随控制方式 (3)机炉协调控制方式
1．锅炉跟随控制方式
BD
锅炉控制 系统
锅炉 主控器
燃烧率μB
锅炉
＋ p0 —
pT
TD
汽轮机控制 系统
μT 调节阀
汽轮机 主控器
汽轮 机
图1 锅炉跟随控制方式
＋ P0
— PE
GV
(s)
KV (Ts 1)2

4.1.2 燃烧双交叉控制
双交叉燃烧控制是以维持合适的空气、燃烧比值为手段，达到燃烧时始终维持低过剩空气系数，从而保证了较高的燃烧效率，同时也减少了排烟对环境的污染。
双交叉燃烧控制实际上是以炉温调节为主回路，以燃烧流量和空气流量调节并列为副回路的串级调节系统，加上高、低信号选择器组成的带有逻辑功能的比值调节系统。它的主要作用是当炉子负荷变化，以维持炉温在给定值上，而且使燃烧工况始终处于低过剩空气系数的经济合理状况。
2.2 汽水系统
锅炉汽水系统流程如下：除氧器→高压给水泵→省煤器预热→锅炉汽包→生成不饱和蒸汽→I级过热器→I级过热器集箱→喷水减温器→II级过热器→II级过热器集箱→生成饱和的过热蒸汽→用户。
2.3 烟风系统
空气由送风机送至空气预热器进行预热成为热风，热风送至烧嘴与煤气混合燃烧，生成高温烟气，烟气由引风机牵引经过过热器、省煤器、预热器至烟囱排放，并将锅炉燃烧产生的不饱和蒸汽加热成高温高压饱和蒸汽。
锅炉是利用燃料或其他能源的热能把水加热成为热水或蒸汽的机械设备。下面是小编为你带来的 燃气锅炉自动控制系统实现与应用论文，欢迎阅读。
摘 要：武汉钢铁集团鄂钢公司富裕煤气发电项目新建两台150t/h燃气锅炉控制系统采用浙大中控DCS控制软件实现了设备维护及生产操作人员的远距离访问和监视。本文介绍了燃气锅炉燃烧控制系统、汽包水位控制系统、锅炉送风自动控制系统及锅炉炉膛安全监控系统等的主要特点和控制流程。实践证明，该系统达到了锅炉燃烧工况良好、节能降耗的工艺要求，且运行稳定可靠。
锅炉控制系统分为燃烧系统、汽水系统、烟风系统及减温减压系统，控制系统主要完成设备操作、设备状态及生产参数的监控功能，汽包水位自动控制调节功能，炉膛负压控制调节功能，锅炉送风风量控制调节功能及热风烧嘴和煤气烧嘴控制调节功能，锅炉上位系统实现了画面显示、设备操作、报警、历史趋势记录及报表打印等功能。