锅炉燃烧系统
锅炉的工作原理
锅炉的工作原理标题：锅炉的工作原理引言概述：锅炉是一种用于生产蒸汽或热水的设备，广泛应用于工业生产、供暖和发电等领域。
了解锅炉的工作原理对于提高锅炉的效率和安全性至关重要。
一、锅炉的基本构成1.1 锅炉本体：通常由炉膛、燃烧室、烟道、热交换器等部分组成。
1.2 燃料供给系统：包括燃料储存、输送、燃烧控制等设备。
1.3 控制系统：用于监测和调节锅炉的运行，保证其安全稳定。
二、锅炉的燃烧过程2.1 燃料燃烧：燃料在炉膛内燃烧产生热量，释放燃烧产物。
2.2 烟气排放：燃烧产生的烟气通过烟道排出锅炉，带走热量。
2.3 热交换：烟气在热交换器内与水接触，传递热量给水，使水被加热产生蒸汽或热水。
三、锅炉的蒸汽循环3.1 水循环：水从给水系统进入锅炉，通过循环泵被送至热交换器。
3.2 蒸汽产生：热交换器中的水受热变为蒸汽，蒸汽被送至用气系统。
3.3 蒸汽排放：蒸汽在用气系统中释放能量，用于驱动机械设备或供暖。
四、锅炉的安全保护4.1 过热保护：通过控制系统监测锅炉温度，防止过热损坏设备。
4.2 过压保护：控制系统监测锅炉压力，避免超压导致事故。
4.3 燃烧控制：控制系统调节燃料供给，保持燃烧稳定，防止爆炸。
五、锅炉的能效优化5.1 燃烧调节：优化燃烧过程，提高燃料利用率。
5.2 热交换优化：改善热交换效率，减少能量损失。
5.3 运行管理：合理调整锅炉运行参数，降低能耗，提高效率。
结论：锅炉的工作原理涉及多个方面，包括构成、燃烧过程、蒸汽循环、安全保护和能效优化。
只有深入了解锅炉的工作原理，才能更好地运行、维护和管理锅炉，实现安全高效的生产和供暖。
锅炉燃烧控制系统及燃烧调整的原则
一、燃烧控制系统的基本任务电站锅炉燃烧过程实质是将燃料化学能转变为蒸汽热能的能量形式转换过程。
燃烧过程控制的根本任务是使燃烧所提供的热量适应锅炉蒸汽负荷的需要，并保证锅炉安全经济运行。
1、维持蒸汽压力稳定锅炉蒸汽压力作为表征锅炉运行状态的重要参数，不仅直接关系到锅炉设备的安全运行，而且其是否稳定反映了燃烧过程中能量供求关系。
在单元机组中，锅炉蒸汽压力控制与汽机负荷控制是相互关联的，锅炉燃烧控制系统的任务是及时调整锅炉燃料量，使锅炉的能量输出与汽机为适应对外界负荷需求而需要的能量输入相适应，其标志是蒸汽压力的稳定。
2、保证燃烧过程的经济性保证燃烧过程的经济性是提高锅炉效率的重要方面，它是通过维持进入炉膛的燃料量与送风量之间的最佳比值来实现，即在有足够的风量使燃料得以充分燃烧的同时，尽可能减少排烟造成的热损失。
3、维持炉膛压力稳定锅炉炉膛压力是否稳定反映了燃烧过程中进入炉膛的风量与流出炉膛的烟气量之间的工质平衡关系。
若送风量大于引风量，炉膛压力升高，太高的压力会造成炉膛向外喷火；反之，送风量小于引风量炉膛压力下降，过低的压力会造成漏风而降低炉膛温度，影响炉内燃烧工况，经济性下降。
所以说，炉膛压力是否在允许范围内变化，关系到锅炉的安全经济运行。
锅炉燃烧过程的上述三项控制任务是不可分开的，它的三个被控参数（被调量）（即蒸汽压力、过剩空气系数或最佳含氧量、炉膛压力）与三个调节量（即燃料量、送风量、引风量）间存在着关联。
因此燃烧控制系统内的各子系统应协调动作，共同完成其控制任务。
二、汽压被控对象的动态特性燃烧率扰动下的汽压动态特性：燃料量扰动下的汽压对象的动态响应曲线。
汽机调门开度扰动下的汽压动态特性：锅炉燃料量不变，汽机调门开度阶跃变化。
三、燃烧控制系统组成的基本原则1、燃烧控制系统在外界负荷需求改变后应立即改变锅炉的燃料量，维持燃烧过程的能量平衡。
然而，主蒸汽压力对燃料量的响应呈现较大的迟延和惯性，特别是采用直吹式制粉系统的燃烧过程，如何迅速改变燃烧率至关重要。
锅炉燃烧控制系统
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。
锅炉设备及系统知识点总结
锅炉设备及系统知识点总结1. 锅炉的基本原理锅炉是一种用于产生蒸汽或热水的设备，它的基本原理是利用燃料燃烧产生热能，然后将热能传递给水，将水加热到一定温度或产生蒸汽。
蒸汽或热水可用于供暖、发电或其他工业过程中。
锅炉主要由燃料供给系统、燃烧系统、蒸汽/水系统、排烟系统、控制系统等几个部分组成。
2. 锅炉的分类按用途分类：工业锅炉、发电锅炉、供暖锅炉等。
按燃料分类：燃煤锅炉、燃油锅炉、燃气锅炉、生物质锅炉等。
按结构分类：火管锅炉、水管锅炉、双背压锅炉等。
根据工作压力和工作温度的不同，锅炉还可以分为低压锅炉、中压锅炉和高压锅炉。
3. 锅炉的性能参数常见的锅炉性能参数有：额定蒸发量、额定工作压力、额定蒸汽温度、燃料消耗量等。
4. 锅炉的燃料燃料是锅炉工作的必要条件，通常可以使用煤、燃油、天然气、生物质等作为锅炉的燃料。
选择合适的燃料需要考虑燃料的价格、供应能力、环保性等因素。
5. 锅炉的燃烧系统燃烧系统是锅炉的核心部件之一。
它包括燃料供给系统、空气供给系统、燃烧室、燃烧控制系统等。
其中，燃烧控制系统对于保证燃烧效率和安全性非常重要。
6. 锅炉的蒸汽/水系统蒸汽/水系统是锅炉的另一个重要组成部分。
它包括锅炉本体、水处理系统、蒸汽/水循环系统等。
蒸汽/水系统的设计和运行状态直接影响到锅炉的工作效率和安全性。
7. 锅炉的排烟系统排烟系统是用于排放燃烧后的废气的系统，它包括锅炉烟囱、除尘器、脱硫设备等。
排烟系统的设计和运行状态与环境保护密切相关，需要符合国家的排放标准。
8. 锅炉的控制系统控制系统是用于监测和控制锅炉运行状态的系统，它包括自动控制系统、安全保护系统、监测仪表等。
控制系统的设计和运行状态对于保证锅炉的安全性和稳定性至关重要。
9. 锅炉的操作与维护正确的操作和定期的维护对于保证锅炉的安全运行和延长使用寿命非常重要。
操作人员需要熟悉锅炉的工作原理和性能参数，严格按照操作规程进行操作。
维护人员需要检查和维修锅炉的各个部件，及时发现并排除故障。
燃气锅炉燃烧器工作原理图及系统构造
为使锅炉内燃料燃烧良好，有效地利用热量并使燃气与空气充分混合，这主要借助于燃烧器来实现。
燃烧器是燃气锅炉的配套辅机中的重要设备之一，燃烧器可分为天然气燃烧器、城市煤气燃烧器、液化石油气燃烧器和沼气燃烧器。
燃气锅炉燃烧器的工作原理：燃气锅炉通过燃烧器来控制燃烧，燃气锅炉燃烧器负责将燃料和氧气混合在锅炉内容，通过点火装置点燃，并持续燃烧加热锅炉内部的水。
燃烧器燃烧需要的空气由鼓风机输送，分为一次风和二次风。
一次风经过燃烧器的前风箱后形成多股状，与从燃烧器气环喷孔喷岀的多股状天然气形成混合气体，并通过燃烧器的稳焰盘向炉膛四周均匀扩散，一次风约占总风量的70%。
燃气锅炉燃烧器在正常工作情况下，天然气的压力为22～45kPa。
鼓风机的风压为4～6kPa。
燃烧器负荷不同时，天然气压力和鼓风机风压不同，但始终保证在此范围内变化，否则会影响燃烧器的正常燃烧。
燃气锅炉燃烧器系统构成燃气锅炉燃烧器作为一种自动化程度较高的机电一体化设备，可分为五大系统：送风系统、点火系统、监测系统、燃料系统、电控系统。
送风系统送风系统负责把外部新鲜的空气以一定的风速和风量输送到燃烧室内部，送风系统主要由风机壳体、风机动力马达、风机叶片、风枪火管、风门控制器、档板、凸轮调节机构、风机扩散盘等部分部件组成。
点火系统点火系统负责把燃料系统提供的燃料混合物点燃，主要由点火变压器、点火电极、电火高压电燃等部分组成。
并可根据用户需求调整火焰形状、长度、锥角。
燃料系统燃料系统的功能在于保证燃烧器燃烧所需的燃料。
燃气燃烧器主要有过滤器、调压器、电磁阀组、点火电磁阀组然、燃料蝶阀。
电控系统电控系统是以上各系统的指挥中心和联络中心，主要控制元件为程控器，针对不同的燃烧器配有不同的程控器，常见的程控器有：LFL系列、LAL系列、LOA系列、LGB系列，其主要区别为各个程序步骤的时间不同。
中正燃气锅炉燃烧器为适应炉内燃烧过程的需要，确保锅炉安全、经济运行，对燃烧器的技术要求是：1)燃烧效率高，在一定的调节范围内，燃气细面分布均匀，增大燃气与空气的接触面积。
锅炉系统介绍
第三章 锅炉的组成及工作过程 锅炉的组成部分： 锅的组成部分： 汽包(锅筒)、水冷壁、过热器、省煤器； 炉的组成部分： 炉膛、燃烧器。 锅炉本体： 炉膛、燃烧器、锅筒、水冷壁、对流受热面、钢架和炉 墙等组成锅炉的主要部件，称为锅炉本体。 锅炉的其他重要辅机： 燃料输配送装置、送引风装置、给排水装置、水处理设 备及管道、除尘及除灰、脱硫脱硝系统、控制系统等
V 多，V挥发使煤的孔隙多，反应表面积大，反应速度加快 V 多，煤中难燃的固定碳含量少，煤易于燃尽
煤的常规特性对锅炉工作的影响
煤中M、A对锅炉工作的影响
水分M、灰分A M、A 高，煤中可燃成分相对减少，煤的热值低 M、A 高，M 蒸发、A熔融均要吸热，炉膛温度降低 M、A 高，增加着火热或包裹碳粒，使煤着火、燃烧
挥发分含量较高，约10～45%，着火及燃烧均 较容易
煤的分类
发电厂煤的分类及燃烧特性
贫煤 挥发分含量10～20%的烟煤
挥发份较少，性质介于无烟煤与烟煤之间，燃 烧性能方面比较接近无烟煤； 劣质烟煤 挥发份20～30%；但水分高，灰分 更高的烟煤 发热量低，为11000～12500 kJ/kg 这两种烟煤着火及燃烧均较困难
二 压强 压强：垂直均匀作用在物体单位面积上的压力，称为压强。 ——用符号P表示。 常用单位MPa。 *压强一词一般在学术上应用，工程上我们习惯的把压强称 为压力。 常用压力间的换算关系：1kgf/cm2=0.098MPa≈0.1 MPa 1 MPa＝10.2 kgf/cm2≈10 kgf/cm2 绝对压力：以压力等于零作为测量起点，称为绝对压力(P 绝 )。
4、锅炉型号
第二章
燃料分类
燃料及其燃烧特性
通过燃烧释放热能的可燃物质
循环流化床锅炉原理--燃烧系统
· 3．粗颗粒焦炭燃烧
· （5）氮（N） 氮是燃料的内部杂质。固体煤中含氮不高，通常仅约0.5％—2.5％。一 般情况下，氮不参加燃烧反应。燃烧后，它以游离状态转入燃烧烟气中。氮的存在也相 对减少了燃料中可燃物质的含量，对燃烧没有帮助。在高温条件下，氮可与氧反应生成 NO，这也是严重污染环境的有害气体。
· （6)灰分(A) 灰分指的是煤中所含的矿物杂质(主要是碳酸盐、粘土矿物以及微量稀土
示。
· Cd十Hd十Sd十Od十Nd十Ad＝100 (％)
· 为了获得干燥基组分，必须将燃料加热到超过100℃的温度，这样才 能将内在水分除去。燃料中的灰分也容易受到开采、运输和存放等条 件的影响。为了更确切地表示煤的化学组成特点，人们又引入干燥无 灰基组分。
· (4)干燥无灰基组分(Xdaf)
· 干燥无灰基组分是指除去水分和灰分之后剩下的燃料成 分，使用五种元素在燃料中的质量百分数来表示的成分， 即
同时给设备维护和操作带来困难。对于炼焦用煤来说，一般规定入炉前的灰分不超过
10％。
· （7）水分(W) 水分也是燃料中的杂质，它的存在降低了燃料中可燃质的含量，而且 在燃
· 烧时，它变成水蒸气，而水蒸气还要被加热，这都要额外消耗部分热量。
· 固体燃料中的水分包括外在水分和内在水分两部分。外在水分指的是附着在燃料表面 的
元素)在燃烧中经过高温分解和氧化而生成的固体残留物，其成分分布大致为；SiO2，
· 40％－60％；Al2O3， 15％—35％； Fe2O3， 5％—25％： CaO， 1％－15％；
·
MgO， 0.5％－8％：Na2O十K2O， 1％一4％。 灰分含量高不仅降低煤的热值，而且还容易造成着火困难、燃烧结渣、燃烧不完全，
锅炉燃烧过程控制系统仿真设计
锅炉燃烧过程控制系统仿真一、燃烧过程控制系统的基本理论燃油锅炉的燃烧控制主要有三个子系统构成：蒸汽压力控制系统、燃料空气比值控制系统和炉膛负压控制系统。
1．蒸汽压力控制和燃料空气比值控制系统燃油蒸汽锅炉燃烧的目的是生产蒸汽供应其他生产环节使用。
一般生产过程中蒸汽的控制是通过压力实现的，随着后续环节的生产用量不同，反应在燃油蒸汽锅炉环节就是蒸汽压的波动。
维持蒸汽压力恒定是保证生产正常进行的首要条件。
保证蒸汽压力恒定的主要手段是随着蒸汽压力波动及时调节燃烧产生的热量，而燃烧产生热量的调节是通过控制所供应的燃料量以及适当比例的助燃空气实现的。
如图1所示燃烧炉蒸汽压力控制与燃料比值控制系统2．炉膛负压控制系统锅炉炉膛负压力过小时，炉膛内的热烟、热气会外溢，造成热量损失、影响设备安全运行甚至会危及工作人员安全；当炉膛负压太大时，会使外部大量冷空气进入炉膛，改变燃料和空气比值，增加燃料损失、热量损失和降低热效率。
保证炉膛负压的措施是引风量和送风量的平衡。
如果负压波动不大，调节引风量即可实现负压控制；当蒸汽压力波动较大时，燃料用量和送风量波动也会较大，此时，经常采用的控制方案如图2所示。
炉膛负压控制系统3、控制方案：某锅炉燃烧系统要求对系统进行蒸汽压力控制。
本项目采用燃烧炉蒸汽压力控制和姗料空气比值控制系统，并辅以炉膛负压控制的方案，控制系统框图如图所示。
二、燃烧过程控制任务燃烧过程自动调节系统的选择虽然与燃料的种类和供给系统、燃烧方式以及锅炉与负荷的联接方式都有关系，但是燃烧过程自动调节的任务都是一样的。
归纳起来，燃烧过程调节系统有三大任务。
第一个任务是维持汽压恒定。
汽压的变化表示锅炉蒸汽量和负荷的耗汽量不相适应，必须相应地改变燃料量，以改变锅炉的蒸汽量。
第二个任务是保证燃烧过程的经济性。
当燃料量改变时，必须相应地调节送风量，使它与燃料量相配合，保证燃烧过程有较高的经济性。
第三个任务是调节引风量与送风量相配合，以保证炉膛压力不变。
锅炉燃烧系统的控制系统设计毕业论文
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。
锅炉燃烧控制系统
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。
锅炉的构造及工作原理
锅炉的构造及工作原理
锅炉是一种用于产生蒸汽或热水的设备，常用于供暖、发电和工业生产等领域。
它的构造和工作原理主要包括以下几个方面：
1. 锅炉的构造：
锅炉主要由炉膛、燃烧系统（包括燃烧器和燃烧室）、水循
环系统（包括水箱、水管、水泵等）和控制系统等组成。
2. 锅炉的工作原理：
当燃料被点燃时，燃烧产生的热能会传导到锅炉炉膛。
同时，炉膛内的水会被加热并转化为蒸汽或热水。
蒸汽或热水通过水循环系统输送到需要的地方，并用于供暖、发电或其他工业用途。
在水循环系统中，水由水泵推动，经过加热后通过管道输送，然后再经过散热器散发热量。
在整个过程中，控制系统会监测和调节温度、压力等参数，确保锅炉的安全和稳定工作。
3. 锅炉的热效率：
锅炉的热效率是评价锅炉性能的重要指标。
它通常指的是锅
炉从燃料中转化为蒸汽或热水的热量的比例。
提高锅炉的热效率可以减少能源消耗和环境污染。
为了提高热效率，锅炉常采用多级烟气换热器、经济烟气锅炉和废气余热利用等技术。
4. 锅炉的安全性：
由于锅炉工作时会涉及高温和高压等因素，因此安全是锅炉
设计和运行的重要考虑因素。
锅炉通常配备安全阀、水位控制器、压力传感器等安全设备，并且要定期维护和检修，以确保其安全可靠运行。
总之，锅炉作为一种常见的热能转换装置，其构造和工作原理是通过燃烧产生的热能将水加热并转化为蒸汽或热水，然后通过输送系统提供给需要的地方。
锅炉的性能和安全性对于工业生产和生活供暖等方面具有重要影响。
锅炉燃烧系统
分离后烟气 过热器 过热器 烟囱
稀相区
高温旋风分离
省煤器 省煤器 空预器 空预器 尾部 受热面 二次风
CFBB 炉膛
料腿
除尘器 引风阀返料装置 一次风 一次风机 一次风 二次风机 二次风
• 炉膛底部是布风板，布风板上嵌有大量的风帽，风帽上开 有许多小孔。布风板下面是风室。布风板一方面保证一次 风均匀穿过布风板进入炉膛对炉内物料进行均匀流化，另 一方面将固体颗粒限制在炉膛布风板以上，将物料与风分 隔开来，并对固体颗粒（床内物料）起支撑作用。下图是 典型的布风板结构图。 • The bottom of furnace is an air-distributor on which a lot of air caps are embedded. There are many orifices opened on the air caps. An air chamber is under the airdistributor. The air-distributor has not the only function that makes the primary air passes through it and enters into the furnace evenly so as to get a uniform fluidization, but also has the function to support the solid particles and also act as a separating board between the furnace and the air chamber. The following figure is a typical structure of the air-distributor:
锅炉燃烧系统的组成
锅炉燃烧系统的组成
锅炉燃烧系统主要由以下组成部分：
1.燃料供给系统：包括燃料仓或储油罐、输送管道、输送泵等。
这个系统的作用是将燃料输送到锅炉燃烧器内。
2.燃烧器：燃料在燃烧器内燃烧，释放热能。
根据燃料不同，燃烧器也会有不同类型和结构。
3.风机系统：包括引风机、排风机和强制通风机等。
引风机将大气空气引入燃烧器内，排风机将燃烧产生的烟气排出锅炉外，强制通风机则用于强制换气，保证燃烧空气的充足。
4.燃气调节系统：调节燃气的进气量和燃料的比例，保证燃烧过程控制在最佳状态下。
5.清灰系统：包括释放灰渣的设备和排出灰渣的管道。
6.排放系统：包括废气脱硝、除尘、脱硫等设备和排放管道，对燃烧产生的废气进行处理和净化，减少对环境的污染。
锅炉燃烧系统及设备概述
锅炉燃烧系统及设备概述煤粉锅炉的燃烧设备由燃烧室（炉膛）和燃烧器两部分组成。
煤粉炉的燃烧器包括作为主燃烧器的煤粉燃烧器、辅助燃烧的油燃烧器及点火装置或等离子点火燃烧器。
煤粉主燃烧器主要有直流燃烧器和旋流燃烧器两种。
一炉膛炉膛是燃料燃烧的场所，又是热交换的部件。
因此炉膛在保证燃料完全燃烧的同时，应合理布置受热面以满足锅炉容量的要求，保证炉膛出口烟气温度不超过允许值，使其后的对流受热面不结渣和不超过安全工作所允许的温度。
理论上，炉膛的结构应满足下列要求：1）具有良好的空气动力场。
2）具有合理的热负荷。
本工程600MW超临界本生直流锅炉炉膛尺寸大小，是依据所其燃用煤质的着火特性、结渣特性、燃尽特性、粘污特性等种种特性，以及要满足所规定的燃烧效率和控制NOX产生量，选定与燃烧器、容量、配置和其它各项相一致的各种部份尺寸。
炉膛的几何尺寸以及其计算数据（包括炉膛容积热负荷，炉膛断面热负荷，燃烧器区域热负荷等）以及炉膛布置将根据上述煤和灰的特性进行设计和选取的，当在所有工况下燃用特定的设计和校核煤种的时候，炉膛的设计和燃烧器的布置能确保水冷壁管屏的任何一部分，过热器和再热器不会被火焰冲刷，燃烧器之间也不相互影响。
炉膛的设计能保证燃烧完全，并且在炉膛内不发生不可控制的结渣。
当锅炉的出力为B--MCR的时候，炉膛出口的平均烟气温度将大大低于灰的初始变形温度。
沿炉膛宽度方向的对称点上，炉膛出口烟气温度的偏差不大于50°C o另一方面在设计负荷改变时热容量改变剧烈的超临界变压锅炉的时候，要能够适应负荷的高速变化、启动和停止等要求，以达到合理地确定炉膛尺寸、提高效率。
本工程的炉膛主二燃烧器燃烧器是锅炉的主要燃烧设备，其作用是布置燃料和空气的充分混合、及时着火和稳定燃烧。
燃烧器的型式很多，按出口气流的流动性可以分为直流燃烧器和旋流燃烧器。
直流燃烧器的出口射流是不旋转的直流射流和直流射流组，直流燃烧器一般都布置成四角切圆燃烧方式；旋流燃烧器的出口射流是一边旋转，一边向前作螺旋运动，旋流燃烧器均布置成墙式对冲燃烧方式。
锅炉燃烧系统 王鹏宇
大风箱
为使每个燃烧器的空气分配均匀，在锅炉前后墙燃烧器 区域对称布置有2个大风箱。大风箱被分隔成单个小风室， 每层燃烧器一个小风室。大风箱对称布置于前后墙，设计 入口风速较低，可以将大风箱视为一个等压风箱，风箱内 风量的分配取决于燃烧器自身结构特点及其风门开度，这 样就可以保证大风箱和燃烧器的载荷通过风箱的壳体，传 递给支撑梁；支撑梁的一端与壳体相连，另一端与固定在 钢结构上的恒力弹簧吊架相连。
前墙标高（m）
燃尽风（上） 燃尽风（下） 还原风
42.92 39.43 36.27
42.92 39.43 36.27
燃尽风，2层 每层8个风口 内二次风直 流外二次风 旋流 还原风，取 至下层燃尽 风箱，对应8 个燃烧器喷 口位置
贴壁风 喷口
还原 风喷 口
上层燃 烧器
贴壁风口，3 层，每层2个， 直流。
使用导流筒控制最外侧的三次风和火焰的 混合，加调节导轴和旋流器
旋流器制造高旋流的三次风，有效的 高旋流可降低NOx排放，最大限度的防 止降低燃烧效率。 通过调节导轴可以控制高旋的三次风 和火焰的混合。由于三次风的分离，形 成了衰减区，导致了焰内NOx还原。三 次风的高旋流促进了火焰和三次风的混 合，同时也可以获得高的燃烧效率。
未燃尽碳 NOx
•采用燃尽风，组织全炉膛
燃尽区
停留时间
的分级燃烧，进一步降低 NOx生成。
燃尽风口
NO 还原区
•多个燃烧区（主燃区、
NOX还原区、燃尽区）
燃烧器
燃烧器
主燃区
燃烧器
多方面 配合调整
NOx、未燃尽碳量
二、燃烧器及配风门的布置方式
锅炉燃烧系统采用前后墙对冲燃烧方式，采用低NOx新 型OPCC型旋流煤粉燃烧器。 燃烧系统共布置48只燃烧器喷口（前后墙各布置3层煤 粉旋流燃烧器，每层8只）。 32只燃尽风喷口（前后墙各布置2层燃尽风喷口，每层 8只）。 16只还原风喷口（前后墙各布置1层还原风喷口，每层 8只）。 12只贴壁风喷口（前后墙各布置3层贴壁风喷口，每层 2只，燃烧器层两侧墙位置）。
锅炉燃烧过程控制系统
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
（完整版）锅炉燃烧系统的控制系统设计
（完整版）锅炉燃烧系统的控制系统设计⽬录1锅炉⼯艺简介 (1)1.1锅炉的基本结构 (1)1.2⼯艺流程 (2)1.2煤粉制备常⽤系统 (3)2 锅炉燃烧控制 (4)2.1燃烧控制系统简介 (4)2.2燃料控制 (4)2.2.1燃料燃烧的调整 (4)2.2.2燃烧调节的⽬的 (5)2.2.3直吹式制粉系统锅炉的燃料量的调节 (5)2.2.4影响炉内燃烧的因素 (6)2.3锅炉燃烧的控制要求 (11)2.3.1 锅炉汽压的调整 (11)3锅炉燃烧控制系统设计 (14)3.1锅炉燃烧系统蒸汽压⼒控制 (14)3.1.1该⽅案采⽤串级控制来完成对锅炉蒸汽压⼒的控制 (14)3.2燃烧过程中烟⽓氧含量闭环控制 (17)3.2.1 锅炉的热效率 (18)3.2.2反作⽤及控制阀的开闭形式选择 (20)3.2.3 控制系统参数整定 (20)3.3炉膛的负压控制与有关安全保护保护系统 (21)3.3.1炉膛负压控制系统 (22)3.3.2防⽌回⽕的连锁控制系统 (23)3.3.3防⽌脱⽕的选择控制系统 (24)3.4控制系统单元元件的选择（选型） (24)3.4.1蒸汽压⼒变送器选择 (24)3.4.2 燃料流量变送器的选⽤ (24)4 DCS控制系统控制锅炉燃烧 (26)4.1DCS集散控制系统 (26)4.2基本构成 (27)锅炉燃烧系统的控制4.3锅炉⾃动燃烧控制系统 (31)总结 (33)致谢 (34)参考⽂献 (35)1锅炉⼯艺简介1.1锅炉的基本结构锅炉整体的结构包括锅炉本体和辅助设备两⼤部分。
1、锅炉本体锅炉中的炉膛、锅筒、燃烧器、⽔冷壁、过热器、省煤器、空⽓预热器、构架和炉墙等主要部件构成⽣产蒸汽的核⼼部分，称为锅炉本体。
锅炉本体中两个最主要的部件是炉膛和锅筒。
炉膛⼜称燃烧室，是供燃料燃烧的空间。
将固体燃料放在炉排上进⾏⽕床燃烧的炉膛称为层燃炉，⼜称⽕床炉；将液体、⽓体或磨成粉状的固体燃料喷⼊⽕室燃烧的炉膛称为室燃炉，⼜称⽕室炉；空⽓将煤粒托起使其呈沸腾状态燃烧、适于燃烧劣质燃料的炉膛称为沸腾炉，⼜称流化床炉；利⽤空⽓流使煤粒⾼速旋转并强烈⽕烧的圆筒形炉膛称为旋风炉。
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分离后烟气 过热器 过热器 烟囱
稀相区
高温旋风分离
省煤器 省煤器 空预器 空预器 尾部 受热面 二次风
CFBB 炉膛
料腿
除尘器 引风机
煤石 灰 石
密相区
一次风室 U型阀返料装置 一次风 一次风机 一次风 二次风机 二次风
• • • • • •
燃烧装置： 流化床布风板采用水冷布风板结构，有效面积为9.1m2 ; 布风板上布置了299只钟罩式风帽，风帽 间风板上填保温混凝土和耐火混火混凝土。 空气分为一次风及二次风，一、二次风之比为55：45，一次风从炉膛水冷风室二侧进入，经布风 板风帽小孔进入燃烧室。二次风在布风板上高度方向分二层送入。 布风板上布置了二只Ф219的放渣管（每只放渣管另接一只Ф219事故放渣管），可接冷渣机（用 户自理）。 建议：运行时，冷渣机可根据压差，断续排渣。 水冷风室底部还布置了二只Ф108的放灰管，用于定期清除水冷风室中的积灰
• 大型CFB锅炉布风板及其下的风室往往由水冷壁 管弯制而成，形成水冷风室和水冷布风板结构， 以防止其高温变形（尤其是采用床下点火方式 时）。 • The big capacity CFB boiler will has a large size in structure, which provides a possibility to manufacture the air distributor and air chamber with curved water wall, so as to form the water cooled air chamber and air distributor which can reduce the possibility of distortion in high temperature (especial when adapting the belowbed igniting systes a critical part which ensures the normal material fluidization on the bed and prevents the solid particles from flowing reversal into the air chamber. This function is mainly realized through a design of a special structure of the air cap and orifices on it. The design of air distributor and air cap influences directly the fluidized status of material on the bed. Therefore, it should have a proper resistance to ensure the even fluidization of the material on bed and avoid the resistance from becoming too big so as to reduce much pressure head of the PA fan. At the same time, the designer should pay more attention to prevent material from dropping into air chamber. For the different function and discriminating characteristics slightly, the are many kind of caps used in industry, such as bell covered type, mushroom type, T type, figure 7 shaped oriented air cap. Nowadays, the most widely used and has the best effect is bell covered type.
• 1—内管 2—外罩 3—环形底 板 • 1—inner pipe 2-external cover 3-annular base plate • 图 水冷布风板及钟罩式风帽 • Figure Water-cooled distributor and bell covered air cap • 风帽是保证床内物料正常流化和隔绝固 体颗粒向风室倒流的关键部件，主要通 过特殊的风帽及风帽小孔结构设计来实 现。布风板及风帽设计的好坏直接影响 床内颗粒的流化情况，它应当有一定的 阻力以保证整个床面流化的均匀同时应 尽量控制阻力不致过大以减小阻力损失， 同时，风帽设计还特别强调防止炉膛内 向风室的漏渣。从风帽的功能出发，实 际采用的风帽有多种型式，如钟罩型、 蘑菇型、T型、7字型定向风帽等，目前 应用最广泛效果相对较好的是钟罩型风 帽）。
循环流化床锅炉三大核心部件
循环流化床锅炉三大核心部件 —燃烧室、分离器、回料阀
分离器
燃烧室
回料阀
GotoLast
• 1.炉膛。 • 也叫流化床燃烧室，是供燃料燃烧的地方。由炉墙和水冷壁围成的空间，燃 料在其内呈现流化状态燃烧。炉膛包括下部锥段和上部直段两部分，分为密 相区、过渡区和稀相区。流化床燃烧室是流化床燃烧系统的主体,完成大约50 ％燃料释热量的传递吸收过程。它既是一个燃烧设备，也是一个热交换器和 脱硫、脱氮装置，集流化过程、燃烧、传热与脱硫、脱硝反应于一体。
• 1. Furnace. • It is also called the fluidized bed combustion chamber where the fuel burns. The fuel burns in the fluidized state in the chamber surrounded by the insulated wall and water wall. The furnace includes the lower conical section and the upper straight section, which are divided into the dense region, transition region and dilute region by the difference of consistence of material. The CFB combustion chamber is the main part of CFB combustion system, and about 50% of heat releasing, heat transferring and absorbing process are finished in it. It is not only a combustion device, but also a heat exchanger, desulfurization and denitration device, and it concentrates all the technologies of the fluidization, combustion, heat transfer, desulphurization, and denitration.
The combustion device:
The fluidized air distributors adopt the water-cooling air distributor structure, and the effective area is 9.1m2. The air distributor is equipped with 299 bell wind caps, the insulating concrete and the refractory concrete could be filled on the air plates. Air is divided into the primary air and the secondary air. PA: SA is about 55: 45. The primary air is sent from two sides of the water-cooled wind chamber, then it goes into the combustion chamber through the hood holes on the air distributors. The secondary air is distributed by two layers on height direction of the air distributor. Two(Ф219) slag-discharging tubes are arranged on the air distributor (besides, every slagdischarging tube is connected with one (Ф219 ) accident slag-discharging tube), and the slag cooler can be linked here (supplied by the user). Suggestion: During the operation process, the slag cooler can discharge slag discontinuously according to differential pressures. Bottom of the water-cooling air chamber is equipped with two (Ф108) slag- discharging tubes, so that the fouling in the water-cooling air chamber could be removed regularly.