第三章锅炉燃烧控制系统

锅炉安全控制技术——燃烧安全控制系统锅炉燃烧控制系统的基本任务是使燃料所产生的热量能够适应锅炉的需要，同时还要保证锅炉的安全经济运行。

燃烧控制的具体内容及控制系统的设计因燃料种类、制粉系统、燃烧设备以及锅炉的运行方式不同而有所区别，但大体来看都要完成以下几方面任务。

①主蒸汽压力的变化反映了锅炉生产的蒸汽量和汽机消耗的蒸汽量相适应的程度。

为此须设置蒸汽压力控制系统。

当负荷变化时，通过控制燃料量使蒸汽压力稳定。

②当燃料量改变时，必须相应地控制送风量，以保证燃烧过程的安全性。

③炉膛压力的高低关系着锅炉的安全经济运行。

燃烧控制系统必须使引风量(烟气量)与送风量相配合以保证炉膛压力为一定值。

1．气压对象的动态特性气压对象由一系列装置组成，如图18—10所示，它包括给煤机1、炉膛2、汽水系统3、过热器4、汽轮机进气阀5和汽轮机6。

相应的方块图18—11，图中方块1表示在燃料量和风量同时相应变化时对发汽量的影响，它基本上是一个纯滞后环节。

方块2是汽包的压力对象。

方块4是反映过热器的过热蒸汽压力对象。

它们都是积分环节，其他环节因动态滞后较小，均可看成比例环节。

需指出，气压(Pb或Pt)对象的动态响应特性是与汽机调速系统的运行情况有关的。

2．炉膛压力对象特性为了保证炉膛安全，一般要求炉膛压力略低于大气压力，所以炉膛压力一般称之为炉膛负压。

炉膛压力反映了引风量与送风量之间的平衡关系。

当送风量或引风量单独改变时，炉膛负压变化的惯性很小，故可将炉膛负压对象近似看成是一个时间常数很小的一阶惯性环节。

3．燃烧系统安全控制图18—12给出了燃烧控制系统的基本方案，PtC是蒸汽压力控制器，它的输出同时去改变燃烧量控制器PBC和进风量控制器FvC的设定值，使燃烧量和进风量成比例变化。

氧量控制器O2C的输出作为乘法器的一路输入，它可起到修改燃空比的作用。

氧量控制器的设定值应等于最佳含氧量，它应随负荷变化而有所变化。

PfC为炉膛负压控制器，因为对象滞后很小，一般用单回路控制即能满足要求。

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。

锅炉自动燃烧控制系统1、实时数据采集能够对锅炉本体和辅助设备各种运行数据(包括总供回水温度、压力、流量、省煤器进出口水温度﹑压力烟气温度、除尘器进出口烟气温度压力、鼓引风压力、炉膛温度压力含氧量、煤层厚度、室外温度、鼓引风炉排电机频率速度电流状态、除渣除尘状态) 等信号通过总线进行动态采集，控制中心能够实时监控到锅炉本体﹑锅炉上煤﹑除渣等辅助设备的运行情况。

2、完整的报警机制当锅炉调节系统发生异常情况时或报警时，上位机人机界面自动接受控制系统器发送报警信号，将报警状态及异常点在上位机上进行显示，并诊断提出相应问题大概原因，提供相应的处理办法提示，系统自动能把报警分为高中低三种报警级别，低级别的报警只做提示用，当发生低级别报警时不影响燃烧自动调节，中级别报警发生时需要做相应处理，高级别报警发生时系统能立即连锁停炉，并发出尖锐声光报警和相关提示信息，等待工程师处理后再次投入运行，所有报警系统会自动的写入永久数据库备份，供以后随时查询和故障诊断和决策处理。

报警内容有：系统报警包括DCS控制器自诊断硬件或致命软件命令错误自动启动燃烧失败通讯建立连接失败数据报警炉膛温度超高低报警炉膛负压超高低报警锅炉出口温度超高低报警锅炉出口压力超高低报警锅炉回水温度﹑压力超高低报警引风机风压高低报警鼓风机风压高低报警高级别报警引风机变频器（电流﹑电压﹑故障）超速等报警连锁控制保护报警鼓风机变频器（电流﹑电压﹑故障）超速等报警上煤系统综合保护报警炉排机变频器（电流﹑电压﹑故障）超速等报警除渣系统综合保护报警3、循环水控制系统循环水是锅炉系统与外界交互的接口，循环系统通过泵不断的把热水源源不断的输送给用户或热站，把经过热释放后的二次低温水循环到锅炉系统再加热。

我们采用保持循环水进、出口温差恒定，通过改变循环流量来控制热负荷的方式，是一种新方式。

热负荷Q为式中T为循环水进、出口温差；W为循环流量。

循环水泵采用变频运行方式，连续改变循环流量从而连续控制热负荷，循环泵控制系统框图如图1所示，图1中T※为循环水进、出口温差设定值。