燃煤锅炉自动优化控制系统

第1章绪论1.1课题背景根据国内实际情况和环保问题的考虑和要求，燃烧锅炉由于污染并效率不高，已经逐渐被淘汰；燃油和燃气锅炉也存在着燃料供应不方便和安全性等问题。

因些在人口密集的居民区、旅馆、医院和学校，电加热锅炉完全替代燃煤、燃油、燃气锅炉。

自70年代以来，由于工业过程控制的需要，特别是在微电子技术和计算机技术的迅猛发展以及自动控制理论和设计方法发展的推动下，国内外温度控制系统的发展迅速，并在智能化，自适应、参数整定等方面，以日本、美国、德国、瑞典等国技术领先，都生产出了一批商品化的、性能优异的温度控制器及仪表，并在各行广泛应用。

电加热锅炉采用全新加热方式，它具有许多优点，使其比其他形式的锅炉更具有吸引力：(1) 无污染。

不会排放出有害气体、飞尘、灰渣，完全符合环保方面的要求。

(2) 能量转化效率高。

加热元件直接与水接触，能量转换效率很高，可达95%以上。

(3) 锅炉本体结构简单，安全性好。

不需要布管路，没有燃烧室、烟道，不会出现燃煤、燃油、燃气的泄漏和爆炸危险。

(4) 结构简单、体积小、重量轻，占地面积小。

(5) 启动、停止速度快，运行负荷调节范围大，调节速度快，操作简单。

由于加热元件工作由外部电气开关控制，所以启停速度快。

(6) 可采用计算机监控，完全实现自动化。

其温度的控制都能通过微控制芯片完成，使锅炉的运行完全实现自动化，最大程度地将控制器应用于传统的锅炉行业。

本课题主要研究锅炉温度的过程控制。

新型锅炉是机电一体化的产品，可将电能直接转化成热能，具有效率高，体积小，无污染，运行安全可靠，供热稳定，自动化程度高的优点，是理想的节能环保的供暖设备。

加上目前人们的环保意识的提高，电热锅炉越来越受人们的重视，在工业生产和民用生活用水中应用越来越普及。

电热锅炉目前主要用于供暖和提供生活用水。

主要是控制水的温度，保证恒温供水。

随着计算机和信息技术的高速发展，单片机广泛的应用于工业控制中。

工业控制也越来越多的采用计算机控制，在这里我们采用51系列单片机来做控制器。

论燃气锅炉的运行控制摘要：我国目前在积极的推进可持续发展和绿色环保的发展战略。

如何提高燃气锅炉的使用效率和减少有害气体的排放有着重要的意义。

在燃气锅炉的实际使用过程中，系统所需要的总热量时刻在发生着变化，本为就如何提高燃气锅炉效率，对其运行控制展开了研究。

关键字：燃气锅炉；运行控制；优化1 引言我国的能源事业的不断发展为经济建设作出了重要的贡献，但是在很长的一段时间内我国的锅炉都是采用煤炭作为主要的燃烧物。

煤炭在燃烧过程中会产生大量的有害气体，对环境造成较大的污染。

另外目前我国大多数的燃煤锅炉的生产效率和控制自动化水平普遍不高。

近几年伴随着科学技术的不断进步，锅炉的燃料也在呈现多种多样的形式。

其中燃气锅炉的高效、环保、节能的优势得到了越来越多的重视。

燃气锅炉的体积要比燃煤锅炉小得多，而且可以更加容易的进行自动化控制。

燃气锅炉在应用方面具有更加广阔的前景。

锅炉控制系统的发展也是经历了从简单到复杂和逐渐向自动化控制不断迈进的过程。

2 燃气锅炉燃烧过程机理和能量的转换为了实现燃烧，必须有可燃物质.有燃烧所需要的足够数量的氧气;工程实际中，氧气一般来自空气。

有足够高的温度。

换言之，燃烧的基本条件为:可燃物质按一定的比例与氧分子状态混合;参与反应的分子必须具有一定的能量贮备，即具有一定的温度，以克服分子间的内力，即当分子碰撞时能够破坏起始物质的键，而后结合成稳定的新键，最后导致反应产物的生成;需要有一定的时间，以保证反应进行完毕.从能量守恒角度分析，进入锅炉系统的燃气释放的总能量Q应该等于从锅炉系统流出的总能量，包括炉水吸热量Q1，循坏水吸热量Q2，不完全燃烧损失Q3，散热Q4，排烟Q5。

即Q=Ql+Q2+Q3+Q4+Q5当回水温度或设定出口温度设定值(根据外界温度而变化)变化时，循环水的吸热量相应变化，需要的总热量值也随之变化。

因此，根据所需总热量的变化，适当调整燃气和空气进气量，可以使锅炉更经济有效地运行。

燃煤锅炉燃烧优化控制发展趋势张晓宇;范永胜;沈炯;李益国【摘要】在国家节能减排的严格要求下,如何有效提高锅炉效率和降低NOx排放已经成为各火电企业提高市场竞争能力的根本保证之一.锅炉燃烧优化技术是提高锅炉效率和降低NOx排放的有效方法,按技术发展的方向主要集中在三方面:基于燃烧过程重要参数测量技术的发展;基于燃烧设备的设计和改造;基于机组运行数据的分析和建模.结合电厂的应用案例介绍了几种技术的特点和发展趋势,重点阐述了利用机组运行数据进行燃烧优化的原理和应用前景.【期刊名称】《华北电力技术》【年(卷),期】2016(000)012【总页数】7页(P31-37)【关键词】锅炉燃烧优化;人工智能方法;多目标优化;节能减排;预测控制【作者】张晓宇;范永胜;沈炯;李益国【作者单位】神华国华(北京)电力研究院有限公司,北京100025;神华国华(北京)电力研究院有限公司,北京100025;东南大学能源信息与自动化系,江苏南京210096;东南大学能源信息与自动化系,江苏南京210096【正文语种】中文【中图分类】TM621.2;TK16电站锅炉是一个典型的多输入、多输出系统，通常各个变量之间存在非线性、强耦合的关系，且煤粉的燃烧涉及多个复杂的物理化学过程。

因此，锅炉燃烧优化是一项复杂的系统工程。

锅炉燃烧优化技术是发掘机组节能潜力，提高锅炉效率和降低NOx排放的有力措施。

通过锅炉燃烧优化，实现锅炉安全、高效和低排放运行。

锅炉和锅炉配套系统均存在一定的煤种适应范围。

由于我国大部分火电厂均存在燃用煤种变化大，且锅炉在实际运行中，由于设备改造、变负荷运行以及热力试验间隔时间长等原因，存在锅炉运行达不到最佳状态的现象[1]。

因此，迫切需要通过优化运行，在一定范围内提高机组经济性、安全性和环保性。

锅炉燃烧优化控制是通过对锅炉燃料供给和配风参数的调整，以及对其控制方式的改变等，保证送入锅炉炉膛内的燃料及时、安全、稳定和连续地燃烧，并在满足机组负荷变动需要的前提下，获得最佳燃烧工况。

目录目录 (I)摘要 (II)1 PLC的概述 (1)1.1可编程控制器的基本结构 (1)1.2可编程控制器的工作原理 (2)2 锅炉控制系统概况 (7)2.1燃油锅炉结构示意图 (7)2.2燃油锅炉工作原理 (7)2.3控制要求 (8)3 总体方案的确定 (9)3.1PLC控制系统与继电器控制系统的比较 (9)3.2PLC控制系统与微型计算机控制系统的比较 (9)3.3控制系统总体框架设计 (10)4 PLC的选型及硬件电路的设计 (12)4.1I/O地址分配 (12)4.2设计PLC的外部接线 (12)4.3主控制电路的设计 (13)4.4外部电路设计、器件选择 (13)5 软件的设计 (15)5.1程序设计流程图 (15)5.2梯形图及基本逻辑指令编程 (15)6 燃油锅炉控制系统的抗干扰措施 (20)6.1硬件抗干扰措施 (20)6.2软件抗干扰措施 (22)7 总结与展望 (23)致谢 (24)参考文献 (25)摘要锅炉是一次性能源煤炭石油天然气转换成二次能源蒸汽量的重要动力设备。

据有关数据统计，目前我国有各类工业锅炉约25万多台。

每年耗煤量占全国产量的1/3，同时还消耗大量的石油和天然气。

工业锅炉是生产过程中重要的动力设备。

在石油化工领域，它的主要作用是向生产装置提供所需要的合格蒸汽，其控制质量的优劣不仅关系到锅炉自身运行的效果，而且还将直接影响道相关装置生产过程的稳定性。

现代燃油燃烧机多为自动控制的燃烧机，一般采用工业程序控制器、火焰检测器以及温度传感器等组成自动控制系统。

燃油锅炉和建筑物自备发电机随着城市发展而越来越多地应用。

以前使用燃煤锅炉由于其在燃烧时产生大量的CO2和粉尘污染环境而逐渐被淘汰，相对应的用燃油锅炉来代替燃煤锅炉已被广泛用于宾馆、大型商场等建筑。

由PLC组成的燃油锅炉控制系统适用于配用各种进口及国产燃烧器的燃油锅炉，对锅炉实行全自动控制，包括锅炉水位、蒸汽压力、燃烧系统的参数检测、指示、报警、调节等进行控制。

浅析发电厂燃煤锅炉高能耗原因及优化措施摘要：当前煤电依然占据中国发电市场大部分份额，燃煤锅炉应用非常广泛，“降本增效”是电厂的一项长期进行的工作，降低锅炉能耗是这项工作中的重中之重，本文从各方面分析燃煤锅炉能耗高原因，提出了一系列降低能耗的措施，通过华能阳逻电厂#5、#6锅炉的优化案例加以佐证。

关键词：燃煤锅炉；高能耗；锅炉运行1.燃煤锅炉高能耗的主要原因1.1排烟温度高造成热损失在燃煤锅炉运行过程中，排烟热损失是影响锅炉效率的最重要原因，温度越高，锅炉效率越低。

排烟温度每升高12～15℃,排烟热损失约增加1%，降低排烟温度是提高燃煤锅炉经济性的关键所在。

仅就锅炉而言，排烟温度由风、粉、煤和设备的健康状况几大因素共同决定，降低排烟温度可以从这几个方面着手，分析造成排烟温度高的具体原因，采取有针对性的技术措施，另外，有明显提高经济效益的技改还是有必要的。

过分追求排烟温度低有可能增加烟道阻力，提高厂用电率，甚至引起低温腐蚀。

所以，降低排烟温度应结合经济型与安全性综合考虑。

1.2炉渣和飞灰含碳量过高炉渣和飞灰含碳量指炉渣和飞灰中碳的质量占炉渣和飞灰质量的百分比，是锅炉的第二大热损失，很大程度上影响了锅炉的热效率。

炉渣和飞灰含碳量每升高1%，机组的供电煤耗将升高0.7g/kW·h，很大程度上决定炉渣和飞灰含碳量高低的因素在于煤种和燃煤的配煤方式，煤粉细度和配风方式也有很大影响。

进炉煤粉的挥发分（Vad）高，灰分（Aad）少、细度高，飞灰和含碳量就低。

煤粉细度一般不能调整，磨煤机出口旋转分离器在磨煤机安装时已设定好。

在锅炉燃烧过程中的一次风速、风温，送风量和辅助风风门开度，对不同工业分析的煤种有其针对性的的调整，合理的配风能延长煤粉在炉膛中的燃烧时间，使燃烧更加彻底。

1.燃煤锅炉高耗优化策略2.1加强设备治理对锅炉及其附属设备进行维护和合理的技改，可以有效降低锅炉排烟温度。

全面检查锅炉及其附属设备，对于漏风现象要及时发现，并且采取有效措施来控制，制粉系统各风压、风量和风粉温度测点要坚持维护，保证其可靠性。

燃煤锅炉运行影响因素分析和性能优化方法燃煤锅炉是我国传统的重要能源设备之一，但其运行过程中存在能耗高、污染物排放量大等问题，影响着环境和能源利用效率。

因此，对燃煤锅炉的运行影响因素和性能优化方法进行深入研究具有重要的现实意义。

本文将从以下几个方面进行分析。

一、燃煤锅炉的运行影响因素1.煤种品质燃煤锅炉的燃料是煤，选择不同品质的煤会直接影响到锅炉的运行效果。

品质好的煤可使锅炉的效率提高，良好的煤质还可以减少锅炉氧气需求量，降低排放量。

2.煤粉粒度煤粉粒度的大小是锅炉运行的重要因素之一。

如果煤粉粒度过大会导致燃烧不充分，影响锅炉的效率和排放量；煤粉粒度过细则会增加气力输送能耗和粉尘量，造成输送管道堵塞。

3.燃烧温度燃烧温度是锅炉燃烧过程中的重要参数之一，它直接影响燃烧效率和排放水平。

燃烧温度高可以提高燃烧效率和减少排放物的含量，但如果超过了炉壁、管道和冷凝器的耐受温度，会对设备产生不良影响，导致故障率增加。

4.燃烧空气比燃烧空气比是指进入锅炉的氧气和颗粒物的比例。

较佳的燃烧空气比可以提高燃烧效率和降低排放物的含量，但如果空气比过低，就会使得煤粉在炉膛内大量积累，煤界面升高，从而增加了锅炉的阻力和运行转换等成本。

5.排烟温度排烟温度是位于锅炉炉膛防止烟气中二氧化碳等有毒有害气体进入炉膛的烟气处理设备中获得的烟气温度。

适当提高排烟温度可以增加热效率，提高能源利用效率。

二、燃煤锅炉性能优化方法1.煤机、输粉煤机和输粉是直接影响锅炉运行效率的关键部件，因此需要对这些部件进行优化和改变。

比如采用高效煤粉磨机、智能输粉系统等等。

2.炉排炉排的运行状态直接影响炉内气流、煤粉燃烧位置和时间等问题，会影响到锅炉的燃烧效率和排放性能，因此需要对炉排进行优化设计，并对排灰系统进行升级。

3.燃烧调控燃烧调控是燃煤锅炉运行中的关键环节，通过对燃烧空气比、煤粉粒度、燃烧温度、燃烧时间等参数进行控制和调节，可以使锅炉运行更加稳定和高效。

电厂锅炉燃烧运行优化策略分析1. 引言1.1 燃烧运行优化的重要性燃烧运行优化是电厂锅炉运行中至关重要的环节，它直接关系到电厂的燃煤利用率、节能减排和经济效益。

通过优化燃烧运行，可以提高锅炉燃煤燃烧效率，减少燃煤消耗量，降低燃煤成本，减少烟气排放，提高环保水平，延长设备寿命，提高电厂运行稳定性。

燃烧运行优化还可以降低电厂运行维护成本，提高设备利用率，减少故障停机时间，提高电站经济效益。

多年来，电厂锅炉运行一直处于节能减排的重要位置，燃烧过程的调控和优化对于提高电厂的竞争力和长期发展至关重要。

加强对电厂锅炉燃烧运行优化的研究和实践，不仅是电厂节能减排的需要，更是提高电厂运行效率、降低成本、保障环境的必然要求。

在当前能源环境日益严峻的形势下，燃烧运行优化显得更加迫切和重要。

1.2 燃烧运行存在的问题1. 燃烧效率低下：由于锅炉燃烧过程受到多种因素的影响，如燃料特性、炉内空气分布不均等，导致燃烧效率低下。

低效率燃烧不仅会浪费能源资源，也会增加排放物的生成，对环境造成污染。

2. 燃烧稳定性差：锅炉燃烧过程中，煤粉或其他燃料的供给不稳定，空气与燃料的混合比例不均匀等问题会影响燃烧的稳定性，容易出现燃烧不完全、燃烧不均匀等现象，影响锅炉的正常运行。

3. 燃烧系统老化：随着锅炉使用时间的增长，燃烧系统中的设备会出现老化、损坏等问题，影响燃烧效率和稳定性。

老化设备的使用还会增加维护成本，降低锅炉的可靠性和安全性。

4. 燃烧过程监控不足：部分电厂在燃烧过程中缺乏有效的监控手段，无法及时发现和解决燃烧问题，导致燃烧运行不稳定、效率低下。

电厂锅炉燃烧运行存在的问题主要表现为燃烧效率低、燃烧稳定性差、燃烧系统老化和燃烧过程监控不足等方面，需要寻找有效的优化策略来解决这些问题。

1.3 研究目的研究目的是为了深入探讨电厂锅炉燃烧运行优化策略，解决当前燃烧运行存在的问题，提高电厂锅炉的燃烧效率和环保性能。

通过对燃烧过程进行分析，探讨不同的优化策略，并结合实际案例进行应用和评估，以验证优化策略的有效性。