锅炉燃烧自动控制
锅炉自动控制
空气量之测定,一般常利用通风压力与燃 烧室间之压力差及空气加热器中之空气压 力损失等.对空气量之控制,常利用风门 之关闭,鼓风机进气翼片之调节及鼓风机 速度之控制等.其中以风门(Damper)之 控制最为简单,使用也最多,但在低负荷 时因增加鼓风机之阻力,效率不良.为除 去上述缺点,在鼓风机入口处设翼片以调 节之方法.
锅炉自动控制
锅炉自动控制
船用锅炉之采用自动燃烧控制(Automatic Combustion Control 以下简称ACC)乃最近 之事,由於他先被登陆上工业界所使用, 得到非常良好效果. 船用锅炉采用ACC应考虑之第一问题,除 操船外,应注意到负荷之变动,采取迅速 对燃油燃料率之适应.且所产生之蒸汽除 供主机外,另供副机及其他使用.该等之 动力仍须使船舶能保持机动,故必须具备 可测量蒸气消耗量及检测微小压力变动之 功能.
(ㄧ)自冷态升压控制
自冷态之自动升压,当火焰侦出火焰后,从 最低燃油压力设定器之讯号直接通入High Selector,出口经电/空压变流器,开启油调 节阀,以最低之开度使燃烧器燃烧,徐徐上 升压力,至於逆流空气量,自最低开度设定 器之信号,通过High Selector,经电气/空 压变流器,使风门开启最低开度让一定量之 空气送入.
ACC之主控制与主蒸气室结合 ,对锅炉负荷
产生蒸气压力之变化感觉须非常灵敏,能 立即指示并采对应之机能,且自动燃烧控 制装置,不论何种型式,必须具备下列功 能: 1. 燃烧控制能确定蒸汽平衡之热量输入,利 用调节进入供给锅炉之燃油量改变燃烧率 保持蒸气压力之一定. 2. 测定进入锅炉之燃油量及空气量,适当的 保持合理燃烧所需燃油及空气量之比例.
自动熄火
在最低燃油量燃烧下,锅炉所产生蒸汽量仍多於 蒸汽消耗时,炉内气压将徐徐上升,最后超过设 定压力.上升压力超过定值时,将切断主燃烧器 之燃油供应而熄火. 火焰眼於侦知燃烧器之火焰消失后,作动未驱气 顺序(Post purge sequence),其动作内容与前驱 气相同者多(驱气时间有达20秒以上者),未驱 气完毕后,停止鼓风机,直到蒸汽压力低於设定 压力后,再开始点火.
锅炉自动控制系统的实现
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。
锅炉的自动化控制
锅炉的自动化控制1-简介1-1 背景●锅炉的自动化控制是现代工业生产中一项重要的技术手段。
通过自动化控制，可以提高锅炉的效率、降低能源消耗，提高生产安全性。
1-2 目的●本文档的目的是介绍锅炉的自动化控制的基本原理、方法和应用技术，以供参考和学习。
2-基本原理2-1 控制系统组成●控制系统由传感器、执行器、控制器和人机界面组成。
传感器用于采集锅炉的各种参数，执行器用于执行控制命令，控制器用于处理信号和发出控制命令，人机界面用于操作和监控。
2-2 控制方法●控制方法主要分为开关控制和连续控制两种。
开关控制是根据设定值与实际值的差异进行开关动作，如启停燃烧器。
连续控制是根据设定值与实际值的差异进行连续调节，如调节燃烧器的燃料供给。
3-自动化控制系统的组成3-1 传感器●温度传感器、压力传感器、流量传感器等用于采集锅炉的各种参数。
3-2 执行器●燃烧器、阀门等用于执行控制命令，如调节燃料供给。
3-3 控制器●PID控制器、PLC控制器等用于处理传感器采集的信号，并发出控制命令。
3-4 人机界面●人机界面可以是触摸屏、计算机软件等，用于操作和监控锅炉的状态和参数。
4-自动化控制系统的应用技术4-1 控制策略●控制策略包括比例控制、积分控制和微分控制，结合起来可以实现更精确的控制效果。
4-2 故障检测与诊断●锅炉的自动化控制系统可以通过故障检测与诊断功能，及时发现和解决问题，保证系统的正常运行。
4-3 远程监控和管理●利用网络技术，可以远程监控和管理锅炉的状态和参数，提高运行效率和安全性。
5-附件本文档涉及以下附件：●锅炉自动化控制系统的结构图●控制策略示意图●故障检测与诊断算法流程图6-法律名词及注释●控制系统：指用于监测和控制设备或工程的系统，通常包括传感器、执行器、控制器和人机界面等组成部分。
●PID控制器：Proportional-Integral-Derivative Control的简称，比例-积分-微分控制，是一种常见的控制算法。
锅炉燃烧调整知识
锅炉燃烧调整知识01 锅炉燃烧过程自动调节的任务锅炉燃烧过程自动调节的任务如下：① 维持热负荷与电负荷平衡，以燃料量调节蒸汽量，维持蒸汽压力。
② 维持燃烧充分，当燃料改变时，相应调节送风量，维持适当风煤比例。
③ 保持炉膛负压不变，调节引风与送风配合比，以维持炉膛负压。
02 锅炉风量与燃料量配合风量过大或过小都会给锅炉安全经济运行带来不良影响。
锅炉的送风量是经过送风机进口挡板进行调节的。
经调节后的送风机送出风量，经过一、二次风的配合调节才能更好地满足燃烧的需要，一、二次风的风量分配应根据它们所起的作用进行调节。
一次风应满足进入炉膛风粉混合物挥发分燃烧及固体焦炭质点的氧化需要。
二次风量不仅要满足燃烧的需要，而且补充二次风末段空气量的不足，更重要的是二次风能与刚刚进入炉膛的可燃物混合，这就需要较高的二次风速，以便在高温火焰中起到搅拌混合作用，混合越好，则燃烧得越快、越完全。
一、二次风还可调节由于煤粉管道或燃烧器的阻力不同而造成的各燃烧器风量的偏差，以及由于煤粉管道或燃烧器中燃料浓度偏差所需求的风量。
此外，炉膛内火焰的偏斜、烟气温度的偏差、火焰中心位置等均需要用风量调整。
03 四角切圆锅炉二次风调整四角切圆锅炉二次风采用的是大风箱供风方式，每角的18只喷口连接于一个共同的大风箱，风箱内设有18个分隔室，分别与18个喷口相通。
各分隔室入口处均有百叶窗式的调节挡板。
二次风的调节依据是维持最佳氧量。
辅助风是二次风中最主要的部分。
它的作用是调整二次风箱和炉膛之间的压差(原则上不低于380Pa)。
从而保证进入炉膛的二次风有合适的流速，以便入炉后对煤粉气流造成很好的扰动和混合，使燃烧工况良好。
总二次风量按照燃料量和氧量值进行调节，各燃烧器辅助风的风门开度按相关规程要求的炉膛/风箱压差进行调节。
油层均有各自的油配风，油配风的开度有两种控制方式：油枪投入前，该油枪的油配风挡板开至20%以上；油枪停用时，则与辅助风一样，按炉膛/风箱压差进行调节。
自动化锅炉控制系统
自动化锅炉控制系统：提高能源利用率和安全性的重要手段随着科技的进步和环境意识的增强，煤、天然气和油等非可再生能源的使用面临越来越大的限制。
相对而言，太阳能、风能等可再生能源的发展还需要时间，因此，如何提高能源的利用率和安全性成为了亟待解决的问题。
在实现这一目标的过程中，的应用就显得尤为关键。
一、的基本原理及作用1.基本原理是由控制器、执行机构和传感器组成的。
其中，控制器作为系统的“大脑”，根据传感器采集到的锅炉温度、压力、流量等实时数据，通过执行机构对锅炉的燃烧、供水、汽水回路等进行调节，以实现智能化的控制。
2.作用的应用可以起到以下几点作用：(1)提高锅炉的热效率传统的手动调节方式中存在诸多问题，比如:调节不及时、误差过大等，这些都会影响锅炉的热效率和安全性。
而的应用可以实现更加精确和及时的调节，从而提高锅炉的热效率，减少能源的浪费。
(2)提高锅炉运行的安全性可以监测锅炉的各项参数，及时发现并报警处理锅炉中出现的问题，确保锅炉的运行安全性。
二、的发展状况在过去的几十年中，已经得到了广泛的应用，特别是在工业、热电站等领域。
这些应用中，以数字控制系统为主流，相较于传统的模拟控制系统，数字控制系统可以更加精确和稳定的控制锅炉，提高了锅炉的热效率和运行安全性。
同时，数字化控制系统还具有易于维护，故障自诊断和可编程等特点，可以快速定位故障并进行调整优化。
三、未来的发展趋势随着技术的不断创新和行业的发展，也将会不断向以下几个方向发展：(1)智能化：整合人工智能技术，实现更加精细和智能化的控制，进一步提高锅炉的热效率和运行安全性。
(2)多元化：利用先进的通信技术，实现系统间的数据共享和融合，支持多种控制策略的切换，满足不同场景下的需求。
(3)模块化：应用模块化设计思想，提高系统的可扩展性和可维护性。
(4)绿色化：结合可再生能源的应用，实现锅炉能源的跨界融合，促进绿色能源的发展和利用。
四、结论的应用是提高能源利用率和安全性的重要手段，随着技术的发展和需求的增加，其发展也将会更加智能化，多元化，模块化和绿色化。
燃油锅炉自动控制原理
燃油锅炉自动控制原理燃油锅炉自动控制原理可以分为三个主要方面：燃烧过程控制、水位控制和温度控制。
1. 燃烧过程控制：燃油锅炉的燃烧过程控制是通过控制燃油和空气的供给来实现的。
燃油的供给通过调节燃油泵的转速来控制，空气的供给则通过调节引风机的转速来控制。
燃油和空气的比例决定了燃油的燃烧效率和锅炉的热效率。
燃油锅炉通常使用比例控制方式来控制燃烧过程。
所谓比例控制，就是使燃油和空气的供给量与锅炉的负荷量成正比。
一般来说，负荷越大，需要燃油和空气供给的越多，反之亦然。
为了实现比例控制，燃油锅炉通常采用一个燃烧器调节器，其中包括燃烧器阀门、传感器和控制器。
传感器用于测量锅炉的负荷量和燃烧器的燃烧效率，控制器则根据传感器的反馈信号，调节燃烧器阀门的开度，从而实现燃油和空气的比例控制。
2. 水位控制：燃油锅炉的水位控制是为了保证锅炉的安全运行。
水位过低会导致锅炉燃烧不稳定，水位过高则可能会导致水泵损坏和蒸汽质量下降。
燃油锅炉的水位控制通常使用两个浮子开关来实现。
其中一个浮子开关用于控制给水泵的启停，另一个浮子开关用于控制排放阀的开关。
当锅炉内水位过低时，浮子开关将发出信号，使给水泵启动，从而补充水量。
当锅炉内水位过高时，浮子开关将发出信号，使排放阀打开，排除多余的水分。
3. 温度控制：燃油锅炉的温度控制是为了保证锅炉的稳定供热。
温度过高会导致锅炉受损，温度过低则无法满足供热需求。
燃油锅炉的温度控制通常使用温度传感器和控制器来实现。
温度传感器用于测量燃烧室内的温度，控制器根据传感器的反馈信号，调节燃料供给和空气供给，控制燃烧室内的温度在设定范围内。
总结起来，燃油锅炉的自动控制原理是通过燃烧过程控制、水位控制和温度控制来实现的。
燃烧过程控制通过调节燃油和空气的供给来控制燃烧效率和锅炉的热效率。
水位控制通过浮子开关来控制给水泵和排放阀的启停，保证锅炉的安全运行。
温度控制通过温度传感器和控制器来调节燃料和空气供给，控制燃烧室内的温度在设定范围内。
燃烧过程自动控制系统
情况下热量信号的响应曲线
B µ 不变 T
µ T
(B不变)
0 Pd
t
0 Pd
t
0 dPd/dt
t
t 0 dPd/dt
0 D
t
0
D
t
0
DQ
t DQ 0
t
0
t
(a)
t 0
(b)
图 9-7 热量信号在各种扰动下的响应曲线
(3)直吹制粉设备控制中煤量的测量
(1) 当锅炉的负荷要求变化时，燃烧调节系统应使燃料量B、送 风量V、引风量G这三个调节量同时按比例地快速改变，以适应外界 负荷的需要，并使汽压PT、过剩空气系数A、炉膛负压SI基本不变； 当锅炉的负荷要求不变时,燃烧过程的三个调节系统应能保持各的 调节量稳定不变。 (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。
µ B
在燃烧率扰动和汽机调门开 度保持不变时，主蒸汽压力和汽 包压力的动态特性为有迟延的惯 性环节，阶跃响应曲线：图9-5。 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。
3、引风量控制
二、燃料量控制子系统的各种基本策略
燃油锅炉为保证燃料的充分燃烧，采用加燃料先加风、
减燃料先减油的方法，使得燃料燃烧过程中始终 有富裕的风量。
a).钢球磨和中速磨（或竖开磨）装煤量的测量 b).风扇磨功率信号代替给煤量
（4）煤粉浓度的微机监测
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。
锅炉的保护装置与自动控制
锅炉的保护装置与自动控制锅炉的自动控制与保护装置是锅炉的重要组成部分, 对锅炉的安全运行起十分重要的作用。
它的作用主要有三点:1. 当被控对象的变化超过给定范围之后, 具有限制报警作用。
2. 当锅炉出现异常情况或操作失误时, 具有联锁保护作用。
3. 当锅炉正常工作时, 具有控制( 或测量、指示) 作用。
锅炉的自控保护装置, 其类型有多种分法, 而从上述三点作用出发, 亦可分为警报、联锁保护和自动控制三个系统。
一、锅炉的警报系统锅炉的警报系统是由水位、压力和温度的传感器与声光讯号装置相互串联而组成的一个电路系统。
当水位、压力和温度处于极限位置时, 指示灯将通过亮或灭、闪烁或颜色区别来显示相应的状态, 而音响信号装置则通过发声达到报警的目的。
( 一) 水位警报系统为了保持锅炉水位正常, 防止发生缺水或满水事故, 对蒸发量大于和等于2t/h 的锅炉, 除装设水位表外, 还需装设高低水位警报器。
它的作用是: 当锅炉内的水位高于最高安全水位或低于最低安全水位时, 水位警报器就自动发出报警声响和光信号, 提醒司炉人员迅速采取措施, 防止事故发生。
水位警报器是利用锅筒和传感器内水位同时升降而造成传感器浮球相应升降, 或者利用锅水能够导电的原理而制成, 它有安装在锅筒内和锅筒外两种。
前者因检修困难, 现在已较少应用; 后者常用的有磁钢( 铁) 式、电感式、波纹管式和电极式水位传感器四种。
1. 磁钢( 铁) 式水位传感器磁铁式水位传感器也称“ 浮子式水位传感器“, 见图4-30 。
主要由永磁钢组、浮球、三组水银开关和调整箱组件等部分组成。
当锅筒内的水位发生变化时, 浮球也随之变化, 从而带动永磁钢组上升或下降, 将高、低水位或极限低水位开关接通, 发出警报, 为了提高水位传感器的灵敏度和使用寿命, 有的单位使用干簧管取代水银开关, 收到了较好的效果。
磁钢式水位控制具有效率高, 结构简单, 无须调节仪表转换信号, 直接带动水泵工作的特点。
第二章+锅炉自动控制系统
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）
锅炉的自动化控制
锅炉的自动化控制1。
实现锅炉自动化控制的意义在于:(1)提高锅炉运行的安全性；(2）提高锅炉运行的经济性；(3）改善劳动条件；（4)减少运行人员，提高劳动生产率。
2。
锅炉的主要设备包括汽锅、炉子、炉膛、锅筒、水冷壁、过热器、省煤器、燃烧热备、引风设备、送风设备、给水设备、空气预热器、水处理设备、燃烧供给设备以及除灰除尘设备等。
锅炉的工作过程概括起来应该包括三个同时进行的过程:燃料的燃烧过程，烟气向水的传热过程，水的汽化过程。
3.主要调节任务(1）汽包中水位保持在一定范围内（2)保持锅炉燃烧的经济性和安全性(3)锅炉供应的蒸汽量适应负荷变化的需要或保持给定的负荷(4)锅炉供给用汽设备的蒸汽压力保持在一定的范围内（5）炉膛负压保持在一定范围内（6）过热器蒸汽温度保持在一定范围内为实现上述调节任务，将锅炉设备控制划为若干控制系统，主要控制系统如下：(1）液包水位控制系统受控变量是液包水位，操纵变量是给水流量。
它主要考虑汽包内部的物料平衡, 使给水量适应锅炉的蒸发量, 维持汽包水位在工艺允许的范围内，是保证锅炉汽轮机安全运行的必要条件之一,是锅炉正常运行的重要指标。
（ 2）锅炉燃烧控制系统有三个被控量，蒸汽压力、烟气中含氧量、锅炉负压; 操纵变量也有三个, 即燃料量、送风量和引风量.蒸汽压力或负荷烟气成分反映燃烧经济性指标和炉膛负压，其控制目的是使燃料燃烧所产生的热量适应蒸汽负荷的需要。
常以蒸汽压力为受控变量，使燃料与空气量之间保持一定的比值，以保证经济燃烧；常烟气中含氧量以为受控变量, 提高锅炉的燃烧效率；使引风量与送风量相适应, 以使锅炉负压保持在一定的范围内。
( 3) 过热器蒸汽温度控制系统被控变量是过热器出口温度, 操纵变量是减温器的喷水量。
过热蒸汽温度是锅炉生产工艺的重要参数, 过热器温度控制的任务是将汽包出来的饱和蒸汽加热到一定温度，形成过热蒸汽, 然后送往汽轮机去做功.过热蒸汽温度过高会影响过热管道的寿命, 甚至烧坏汽温；过低则会直接影响负荷设备的运行, 因此, 应该维持过热器出口温度在允许的范围内，并保证管壁温度不超过允许的工作温度。
基于PLC的锅炉燃烧控制系统的设计-毕业论文
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。
燃烧过程自动控制系统的任务
燃烧过程自动控制系统的任务设计锅炉燃烧自动控制系统的目的是控制燃烧过程,使燃料燃烧所提供的热量适应外界对锅炉输出的蒸汽负荷的需求,同时保证锅炉的安全经济运行。
锅炉燃烧过程自动控制主要包括三项控制内容:1．控制燃料量。
当外界对锅炉蒸汽负荷的要求变化时,必须相应地改变锅炉燃烧的燃料量(单位时间内送入炉膛的燃料重量)。
2．控制送风量。
为了实现经济燃烧,必须相应地调节送风量,使送风量(单位时间内送入炉膛的空气重量)与燃料量相适应。
燃烧过程的经济与否可以从过剩空气系数是否合适来衡量,过剩空气系数通常可用烟气中的含氧量来间接表示。
也可通过使风量与燃料量成一定比例的方法实现经济燃烧。
控制送风量也是为了实现安全运行,若风量相对于燃料量太少的话,亦可能导致熄火事故。
3．控制引风量。
为了保持炉膛压力在要求的范围内,引风量(单位时间内从炉膛引出的烟气重量)必须与送风量相适应。
炉膛压力的高低也关系着锅炉的安全、经济运行。
炉膛压力过低,会使大量的冷风漏入炉膛,将会增大引风机的负荷和排烟损失,炉膛压力太低甚至会引起内爆;反之,炉膛压力高且高出大气压力时,会使烟气冒出,不仅会影响环境卫生,甚至可能影响设备和人身安全。
相应地,由三个(子)控制系统,即燃料量控制系统、送风量控制系统、引风量控制系统,来实现上述三项控制。
三个控制系统之间存在着密切的相互关联,要控制好燃烧过程,必须使燃料量、送风量及引风量三者协调变化;锅炉正常运行时,燃料量、总风量两者必须成适当比例,代表这两个成适当比例的量的变量被定义为锅炉的燃烧率。
燃料量控制系统燃料量控制系统的任务是根据机组负荷协调控制系统输出的或由运行人员手动给定的燃烧率指令来控制燃料量。
1．燃料量的测量与热量信号燃料量控制系统中,燃料量信号作为按燃烧率指令进行控制的反馈信号,应能及时地反映实际燃料量的变化。
正确及时地测量燃料量,是燃料量控制系统的关键问题。
对于液体和气体燃料,可以直接测量进入炉膛的燃料量,但是对于固体燃料(电厂锅炉主要以煤作燃料),直接测量进入炉膛的燃料量是较困难的,通常采用间接测量方法。
燃煤锅炉燃烧过程自动控制的应用研究
ａ ｄ ｔａ ｉｏ ａ ｏ ｔｏ ｔｏ ｎ ｒ ｄｔ ｎ ｌｃ ｎｒｌｍｅｈ ｄ，ｔ ｅｆａ ｉｉｉ ｎｄ ｓ ｐ ｒ ｒｔ ｆｔｅ ｎ ｗ ｔ ｏ ｒ ｅｉ ｅ ． Ｔ ｓｉ ｘ ｅｌｎ ｕｄ ｎ ｅ ｆｒｉ ｒ ｖｎ ｏ ｔｏ ｉ ｈ ｅ ｓｂｌｔ ａ ｕ ｅ ｉｉ ｙ ｏ ｈ ｅ ｍｅｈ ｄ ａｅ ｖ ｒｆ ｄ ｈｉ ｓｅ ｃ ｌｅ ｔｇ ｉａ ｃ ｏ ｍｐ ｏ ｉｇ ｃ ｎｒｌ ｙ ｏ ｉ
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的差异 以及对 控制要 求的改变等 ， 因此 ， 需要对控 制量 进行 实时的调整 ， 使被 控量达 到最佳 的控 制状态 。然 而， 在调 整过程 中， 由于控 制量 存在较 大 的滞 后性 ， 使
得传 统的控制很难对被控变量进行准确 、 时的调整 ， 及 从 而影 响整个 锅炉 的生 产过 程。 因此 ， 本文针 对这 些 问题 提出了一种新的控制方案 。
作人员 的安全 ； 如果 负压 太大 ， 炉膛 漏风量 增大 ， 增 会 加 引风机 的电耗 和烟气 带走 的热 量损 失。 因此 ， 需要 将 炉膛压 力维持在一定范 围内。
该 系统利用神经 网络 强大 的 函数逼 近 能力 ， 非 对 线性 系统的传 递函数进行 辨识 ， 后将 锅炉生 产 中 已 然 有 的数 据归纳 在一起作 为系统 的辨识 量 ， 再利 用神 经 网络 的 自学 习能力 ， 除一些偏差很 大的数 据 ， 终得 剔 最 出一个合适 的数 学模 型。 由于控 制 系统本 身很复 杂 ， 导致得 出的数 学模 型不一 定适合 现有 的控制 模式 ， 因
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
燃气锅炉自动控制系统实现与应用论文
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。
燃烧控制系统介绍
主调节器 No.1 B + plt0 B + V + plt -
燃料量 控制系统 执行器 B
送风 控制系统 执行器 V (a)
引风 控制系统 执行器 G
燃料量 控制系统 执行器 B
送风 控制系统 执行器 V (b)
引风 控制系统 执行器 G
上面介绍的两种控制系统存在以下两点不足： 不能保证燃料量和送风量的最佳比例，使燃烧处于最佳状态； 引风量变化落后于送风量，造成炉膛压力的较大波动。 针对以上两点不足，改进后的并列运行锅炉燃烧过程自动控 制系统如下图所示：
（一）中储式锅炉燃烧过程自动控制系统
D pT PI σP + < PI B V G
热 量 信 号
pb O2 Δ f (t) D Σ - + PI V + PI f2 (t) + PI D plt
σP0
> Qr
f1 (t)
在系统中，以热量信号代替燃料量信号，不但可以反映燃料 量的变化，而且还可以克服燃料单位发热量变化对燃烧过程的影 响，从而提高锅炉运行过程的稳定性。
6.3 风量控制系统 风量控制系统有一次风和二次风两个 相互独立的系统，一次风主要用于将煤 粉从磨煤机输送到燃烧器，二次风主要 用来帮助燃料在炉膛中完全燃烧。
（ 一 ） 一 次 风 压 力 控 制 系 统
（ 二 ） 二 次 风 量 （ 送 风 ） 控 制 系 统
采用直吹式制粉系统，燃烧控制系统主要 包括6个子控制系统，即燃料控制系统、磨 煤机一次风量、磨煤机出口温度、一次风 压力、二次风量、炉膛压力控制系统。
6.1 燃料控制系统
6.2磨煤机风量、温度控制系统
（ 一 ） 磨 煤 机 一 次 风 量 控 制 系 统
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摘要
本文研究了燃煤锅炉燃烧系统的自动控制问题。
首先简述了燃煤锅炉的工艺流程、特点及调节系统的任务；分析了燃烧系统调节对象的特性。
根据工艺特点，把燃烧控制分成主汽压控制、燃烧经济性控制和炉膛负压控制三部分，分别进行讨论。
针对主汽压控制系统这一复杂对象，结合模糊逻辑控制理论，提出了FUZZY—SMITH控制算法，并且与传统PID控制和PID—SMITH控制相比较，仿真结果表明该算法具有良好的动静特性及很强的鲁棒性。
根据现场采集到的数据分析，在锅炉实际生产中，蒸汽压力一定的情况下，热效率和送风量存在着二次曲线的关系。
由于二次曲线存在极值，这个极值就是我们要寻求的燃烧最优点。
本论文以热量信号为寻优的目标函数，采用动态自寻优控制方法，使系统不断向最优工作点靠近，提高了热效率。
其次，由于寻优是一个连续不断的过程，所以算法可以适应由于煤质变化或工况变化等引起的最佳工作点的漂移，具有较好的实用性。
炉膛负压的控制采用传统的PID控制。
关键词
PID控制SMITH预估控制模糊控制燃煤锅炉燃烧控制
自寻优
1．1课题来源
工业锅炉已被广泛地应用于国民经济各个部门。
通常蒸发量较小的用来供热或提供循环热水，蒸发量大的用来驱动蒸汽轮机和蒸汽机，使热能转化为机械能，或进而转换为电能。
一台锅炉要能安全、可靠、有效地运行，运行参数达到设计值，除了锅炉本身设备和各种辅机完好外，还必须要求自动化仪表工作正常和自动控制系统方案正确。
通过调研我们发现，我国的工业或民用采暖锅炉的运行普遍存在自动化程度不高，靠人工经验来控制燃烧的问题。
这些问题导致锅炉效率不高，能量浪费。
同时，生产现场蒸汽用量经常变化，且没有规律，而供汽量目前都采用人工调节的办法来满足热用量的变化，这种人工调节的办法，使供汽的“量”存在浪费的问题，且供汽的“质”也难以保证。
因此，锅炉的自动控制成为一个不容忽视的研究课题。
随着科学技术的不断发展以及对节省能源和自动控制要求的不断提高，对实现自动控制的手段也提出了更高的要求。
这样就为计算机在自动控制中的应用提供了迫切性，而计算机技术本身的迅速发展也为其应用提供了可能性，利用计算机来实现生产过程的自动控制是目前自动控制技术发展的方向。
本课题为内蒙古重点攻关项目。
1．2课题发展状况
1．2．1工业锅炉简介
一、工业锅炉的工作过程[1]
图1.1为锅炉结构和工艺流程示意图。
燃烧的煤层厚度通过闸板控制，炉排转速可由交流变频调速电机控制。
尾部受热面有省煤器和空气预热器。
图1.1 10t/h锅炉结构和工艺流程示意图
给水通过省煤器预热后给锅炉上水，空气经空气预热器后由炉排左右两侧6个风道进入，烟气通过除尘器除尘，由引风机送至烟囱排放，主蒸汽经过过热器送至汽柜和用汽部门。
鼓风机、引风机都是由交流变频器来控制，通过调节鼓风机、引风机的速度来实现控制鼓风量、引风量。
二、锅炉自动控制的主要任务[2]
（一）锅炉汽包水位的控制
汽包水位是锅炉安全运行的主要参数之一。
水位过高会导致蒸汽带水进入过热器并在过热器管内结垢，影响传热效率，严重的将引起过热管爆管；水位过低又将破坏部分水冷壁的水循环，引起水冷壁局部过热而爆管。
尤其是大型锅炉，例如，30万KW机组的锅炉蒸发量为1024t/h，而汽包容积较小，一旦给水停止，则会在十几秒内使汽包内的水全部汽化，造成严重的事故。
（二）过热蒸汽温度的控制
大型锅炉的过热器是在接近过热器金属管的极限高温条件下工作的，金属管道强度的安全系数很小，过热蒸汽温度过高会使金属管道的强度大为降低，影响设备安全；温度过低则使全厂热效率显著下降。
所以过热蒸汽温度是有关安全和经济性的重要参数。
过热蒸汽温度自动调节的任务是维持过热器出口汽温在允许范围内，以确保机组运行的安全性和经济性。
（三）锅炉燃烧过程的控制
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。