直流锅炉燃烧过程控制系统
350MW超临界机组直流锅炉的燃烧优化调整
350MW超临界机组直流锅炉的燃烧优化调整350MW超临界机组直流锅炉是大型燃煤电站的主要装备之一。
在其运行过程中，燃烧优化调整是非常重要的一项工作，可以有效提高锅炉的燃烧效率和节能减排。
本文将对350MW超临界机组直流锅炉的燃烧优化调整进行详细介绍。
一、燃烧优化调整的意义燃烧优化调整是指通过对燃烧系统的参数进行调整，使其能够在保证安全可靠的前提下，实现更高的燃烧效率和更低的排放。
通过燃烧优化调整，可以有效地减少锅炉的燃料消耗，提高能源利用率，降低运行成本，并且减少污染物的排放，保护环境。
对于350MW超临界机组直流锅炉来说，燃烧优化调整是非常重要的一项工作。
二、燃煤燃烧技术在350MW超临界机组直流锅炉中，所使用的燃料主要是煤炭。
燃煤燃烧是通过煤粉喷嘴将煤粉喷入燃烧室，然后与空气进行充分混合，并点燃燃烧，释放热能，最终将水转化为蒸汽。
在燃煤燃烧过程中，燃烧参数的优化调整是非常重要的，可以有效提高燃烧效率，降低排放，确保锅炉的稳定运行。
1、燃料配比优化在燃煤锅炉的运行过程中，燃烧需要适当的燃料供应，而燃烧过程中也需要适当的氧气供应。
通过对燃料和空气的配比进行优化调整，可以有效地提高燃烧效率，减少烟气中的未燃烧物质，降低排放。
2、煤粉颗粒大小优化燃煤锅炉中使用的煤粉颗粒大小对燃烧效率有着重要的影响。
通过对煤粉颗粒大小进行优化调整，可以使煤粉更易燃烧，提高燃烧效率，减少燃料消耗和排放。
3、燃烧温度优化燃烧温度是燃煤燃烧过程中的一个重要参数。
通过对燃烧温度进行优化调整，可以使煤炭更加充分燃烧，释放更多的热能，提高燃烧效率。
4、氧量调整5、燃烧空气分配优化6、燃烧过程控制系统的优化1、燃烧参数监测通过对燃烧参数进行实时监测，包括煤粉颗粒大小、燃烧温度、氧量、燃烧空气分配等，了解燃烧过程的实时情况。
通过对燃烧参数的监测数据进行分析，发现问题和不足，为后续的优化调整提供依据。
通过对燃烧参数进行优化调整，使其达到最佳状态，提高燃烧效率，减少排放。
直流锅炉控制
摘要锅炉超大容量、高参数发展，给水系统采用自动控制系统是必不可少的，它可以减轻运行人员的劳动强度，保证锅炉的安全运行。
对于大容量高参数锅炉，其给水系统是非常复杂和比较完善的。
直流锅炉将是国家未来的发展方向，给水系统是其中的重要环节。
随着火电机组容量的提高及参数的增加，机组在启停过程中需要监视的参数及控制的项目越来越多，超临界机组锅炉给水控制系统是超临界机组控制系统中的重点和难点。
近些年来，研究超临界机组给水的文献相应增多，火电机组越大，其设备结构就越复杂，自动化程度也要求越高。
本文介绍了直流锅炉的给水控制策略，包括对直流锅炉的发展历程、应用、结构特点、启动系统、给水控制系统的工作任务；同时还介绍了直流锅炉给水系统的控制原理,介绍了前馈、反馈、串级控制的特点和应用；主要通过对直流锅炉给水控制系统分析与研究，介绍了直流锅炉的给水控制系统的工艺流程，重点介绍了给水控制系统的控制回路，给水信号回路的测量，给水流量的控制回路，以及给水控制回路的指令形成和控制方法，还包括一些辅助回路的控制策略。
最后简略的介绍了直流锅炉给水控制的技术发展。
关键词: 超临界直流锅炉；给水控制系统；前馈-串级控制；给水泵AbstractThe boiler faces, the high parameter development large capacity, uses the automatic control system for the aqueous system is essential, It may reduce the movement personnel's labor intensity, guarantees boiler's safe operation. Regarding the large capacity high parameter boiler, it gives the aqueous system is very complex and perfect. The once-through boiler will be the national future development direction, for the aqueous system is important link. Along with thermal power unit capacity enhancement and parameter increase, unit, in opens stops the parameter which and the control project in the process needs to monitor are getting more and more, the supercritical unit boiler gives the water control system is in the supercritical unit control system's key point and the difficulty. Recent year, studies the supercritical unit to increase correspondingly for the water literature, the thermal power unitis bigger, its equipment structure is more complex, the automation also requests to be higher.This article introduced once-through boiler for the water control policy, including to once-through boiler's development process, applies, the unique feature, the initialize the system, to give the water control system's work mission; Simultaneously also introduced the once-through boiler for aqueous system's control principle, introduced the forward feed, the feedback, the cascade control characteristic and the application; Mainly through to the once-through boiler for the water control system analysis and the research, introduced the once-through boiler gives the water control system's technical process, Introduced with emphasis for the water control system's control loop, for the water signal channel's survey, for the discharge of water control loop, as well as forms for the water control loop's instruction with the control method, but also includes some subsidiary loop's control policy. Finally brief introduction once-through boiler to water control technological development.Key word: Supercritical once-through boiler; Water control system; Forward feed-cascade control; Feed pump目录引言 10.1 论文研究的背景和意义 10.2 国内外研究动态及相关文献综述 20.3 论文的主要工作及难点 30.3.1 论文的主要工作 30.3.2 论文的难点 3第一章超临界机组系统简介 51.1 超临界直流炉特性简介 51.1.1 超临界机组的概况 51.1.2 超临界机组的发展历程 51.1.3 超临界机组在我国的应用 61.1.4 超临界机组的结构特点 71.1.5 超临界机组控制中存在的问题71.2 超临界直流锅炉给水全程控制系统 81.3 超临界直流锅炉给水系统的组成及运行 81.3.1 超临界直流锅炉给水系统的组成 81.3.2 超临界机组锅炉给水系统的运行 91.4 直流锅炉给水控制系统的工作任务 11第二章前馈串级调节系统122.1 前馈控制系统122.1.1 前馈控制概述 122.1.2 前馈控制的特点及结构形式 122.1.3 前馈控制原理 132.2 前馈—反馈控制系统 152.2.1 前馈-反馈控制系统原理152.2.2 前馈-反馈控制的设计原则162.3 串级控制系统172.3.1 PID控制概述172.3.2 串级PID控制 19第三章直流锅炉给水控制系统的分析与研究 233.1 火电厂直流给水系统介绍 233.1.1 直流锅炉给水控制系统介绍 233.1.2 直流锅炉给水控制系统的工艺流程243.1.3 给水系统信号回路的测量243.2 给水流量控制回路253.3 给水流量指令形成回路263.3.1 过热度的控制 263.3.2 主调节器温度给定值的设定 263.4 给水泵控制回路 283.4.1 给水泵的汽蚀及其解决措施 283.4.2 给水泵公用指令形成回路293.4.3 给水泵控制回路303.4.4 电动给水泵流量控制回路323.4.5 给水控制回路总结 323.5 给水阀控制回路 323.5.1 锅炉给水旁路调节阀控制343.5.2 给水泵最小流量再循环阀控制35第四章超临界直流锅炉给水控制技术发展374.1 四回路给水调节控制系统 374.1.1 四回路给水调节控制系统374.1.2 用蒸发器吸热及其焓增控制燃水比384.1.3 采用汽水分离器出口焓值校正燃水比失调 38 4.1.4 结论 394.2 直流炉的给水控制新思路 394.2.1 直流方式下给水的控制思路 394.2.2 直流方式下给水指令的分析 404.2.3 直流方式下的给水控制的投用414.3 基于中间点焓值校正的给水自动控制结构41 4.3.1 蒸发器理论吸热量计算 424.3.2 焓值控制回路 434.3.3 一级减温器前后温差控制回路434.3.4 基于中间点温度校正的给水自动控制结构 43 4.3.5 给水流量自动的超驰控制44结论45参考文献46谢辞48引言随着我国国民经济的高速发展，工农业生产和人民生活对电力的需求不断增长，电力工业通过引进、消化、吸收国外的先进技术和管理经验，得到了迅速的发展。
直流锅炉启动系统控制介绍
直流锅炉启动控制系统介绍2016.51带循环泵的启动系统1.1系统介绍对于配置带循环泵的启动锅炉，在锅炉的启动及低负荷运行阶段，炉水循环确保了在锅炉达到最低直流负荷之前的炉膛水冷壁的安全性。
当锅护负荷大于最低直流负荷时，一次通过的炉膛水冷壁质量流速能够对水冷壁进行足够的冷却。
启动系统主要由除氧器、给水泵、大气式扩容器、集水箱、启动循环泵、启动分离器等组成，具体流程图见图3在炉水循环中，由分离器分离出来的水往下流到锅炉启动循环泵的人口，通过泵提高压力来克服系统的流动阻力和省煤器最小流量控制阀(V-507)的压降，水冷壁的最小流量是通过省煤器最小流量控制阀来实现控制的，即使当一次通过的蒸汽量小于此数值时，炉膛水冷壁的质量流速也不能低于此数值。
炉水再循环提供了锅炉启动和低负荷时所需的最小流量，选用的循环泵能提供锅炉冷态和热态启动时所需的体积流量，在启动过程中，并不需要像简单疏水扩容器系统那样往扩容器进行连续地排水。
循环泵的设计必须提供足够的压头来建立冷态和热态启动时循环所需的最小流量。
从控制阀出来的水通过省煤器，再进人炉膛水冷壁，总体流程如图2所示，在循环中，有部分的水蒸气产生，然后此汽水混合物进人分离器，分离器布置靠近炉顶，这样可以提供循环泵在任何工况下(包括冷态启动和热态再启动)所需要的净吸压头，分离器的较高的位置同样也提供了在锅炉初始启动阶段汽水膨胀时疏水所需要的静压头。
在图3所示启动系统图中，循环泵和给水泵是申联布置，这样的布且具有以下优点:(1)进人循环泵的水来自下降管或锅炉给水管或同时从这两者中来; 这样的布置使得在各个启动过程中，总是有水流过循环泵，泵的流量恒定，无须设置任何最小流盆的泵循环回路及其必须的控制设备;(2)锅炉给水的欠熔可增加循环泵的净吸压头;当分离器由湿态转向干态时，疏水流量为0，但此时循环泵能从给水管道中得到足够的流量，可保证分离器平滑地从干态转向湿态，无须在此时进行循环泵的关停操作。
600MW直流锅炉DCS控制系统分析与研究
引言随着单机发电容量的增大和电网容量的迅速扩大，我国已进入大电网、大机组、高参数、高度自动化的时代。
并且由于300MW、600MW及以上大容量、高参数机组的新技术发展迅速，装机数量日益增多，机组对热工自动化水平的要求越来越高。
另外由于微电子技术的迅猛发展，大型自动化装备的现代化程度快速提高，促使大型火力发电厂现代热工自功化技术发展迅猛。
20 世纪70 年代中期，以计算机技术（Computer）、通信技术(Communication)、控制技术(Control)和显示技术为基础的计算机分散控制系统（DCS—Distributed Control System）的问世和其技术的日臻完善，分散控制系统广泛应用于大型发电机组的自动控制中，并将热工自动化水平推上了崭新的台阶，取得了十分显著的经济效益和社会效益。
我国建国以来，随着机组容量的增大，参数的提高，对于机组安全经济运行的要求越来越高。
火电厂的自动化系统迅速发展，其功能已从单台辅机和局部热力系统发展到整个单元机组的监测与控制，并且随着整个单元机组自动化的不断完善以及电网发展的要求，火电厂热工自动化的功能正和电网调度自动化相协调，以实现电网的自动化。
由于DCS具有可靠性高、系统配置灵活、使用维护方便等特点，新建大机组均采用分散控制系统，这不但保障了设备安全、提高了机组经济性、减轻了劳动强度、改善了劳动条件，而且为先进控制方法在热工过程控制中的应用提供了便利的条件。
DCS的结构按纵向划分，可分为过程控制级、过程管理级、生产管理级和经营管理级。
随着可编程控制器（PLC）性能不断完善，其在DCS中得到了广泛的应用。
近期又发展了新的全开放、全分散、可操作的系统—现场总线控制系统（FCS），已开始应用于DCS的过程控制层。
目前DCS的功能不断向上、下2个方向延伸,向上延伸到SIS，向下延伸到FCS,使DCS彻底分散。
由于开放式结构、集成技术以及工业控制出现的大统一趋势，极大地影响并推进了分散控制系统的发展。
600MW直流锅炉微油点火控制探析
600MW直流锅炉微油点火控制探析随着电力行业的迅速发展和电网的扩容升级，直流输电技术已经逐渐走入我们的视野。
直流输电可以克服电网距离远、容载能力小、输送效率低等弊端，是解决能源互联网建设关键技术之一。
直流锅炉微油点火控制是其中重要的环节。
本文将探析该技术的工作原理和应用场景。
一、工作原理1. 微油点火技术简介微油点火技术是指在点火过程中只使用少量的煤油或柴油，以点燃燃煤发电机组，之后自主燃烧完全依靠煤粉。
微油点火主要有两种类型：纯化油点火和混合一基准油点火。
纯化油点火是将煤油加热温度控制在60~80℃，分别引入到燃烧室主、副燃区进行点火。
混合一基准油点火是将煤油加热到200℃以上，再与一定比例煤粉混合后进入燃烧器点火。
与传统点火技术相比，微油点火技术节能、环保、资源利用率高，具有显著的经济、社会效益。
2. 直流锅炉微油点火控制系统概述直流锅炉微油点火控制系统主要由两部分组成：点火控制装置和点火工具。
其中点火控制装置负责控制煤炭供给、煤粉输送、减速器、风机变流器、点火输油系统和点火气缸等七个部位。
煤炭供给和煤粉输送分别将煤炭和煤粉送往点火地点，减速器设在输送链末端用于控制输送速度。
风机变流器负责控制空气流量和压力，将煤粉、空气均匀混合。
点火输油系统将煤油输送至点火器，即点火气缸，通过点火器将煤油喷入燃烧区，点燃混合气体达到点火。
3. 系统工作步骤（1）减速器启动首先要启动减速器，将煤炭和煤粉从输送链上送至点火地点，保持煤炭运行稳定。
（2）调节风量接着要调节风量，确保空气流量和压力稳定以满足煤粉燃烧需要，并使溶解煤和空气充分混合均匀。
然后启动点火器，点燃煤油，形成混合气体点火，加热燃烧室。
（4）煤粉自燃煤粉与空气混合后，在高温高压条件下自燃，产生大量热能。
（5）停止点火器等燃烧稳定后，点火器自动停止工作，热能继续释放。
二、应用场景直流锅炉微油点火控制系统适用于电力领域燃气化、煤化和炼制、天然气水合物开发等领域。
直流锅炉控制技术
二、直流炉的运行控制(一)直流锅炉汽压控制机组负荷增加时，汽机调门开大，蒸汽流量立即增加，使得汽轮机功率也同样立即增加。
由于锅炉给水流量和燃烧率均未变化，蒸汽流量和汽轮机功率的暂时增加是由于蒸汽压力下降而使锅炉放出蓄热引起。
由于直流锅炉蓄热能力小，压力下降的速度大一些。
稳定后汽压维持在偏低的数值。
(二)直流锅炉汽温控制直流锅炉不像汽包锅炉那样有汽包可以将蒸发受热面和过热器分开，由于直流锅炉给水和燃料单一的变化特性决定了将明显影响汽温。
为此必须保持燃水比不变，但即使保证燃水比作为调温的基本手段，过热器之间，往往仍需要喷水减温，以适应变动工况下调节汽温和保护过热器的需要。
运行中应使喷水调节阀开度处于中间位置，以备工况变动既能开大也能关小。
因此，直流锅炉汽温控制的基本措施就是保持燃水比，喷水减温只是临时措施。
通过控制中间点温度不变，就表示汽温变化稳定。
再热器温度的控制采用尾部烟道烟气挡板和冷再入口事故一级喷水减温。
主要影响因素为再热器出口汽温、机组负荷变化速度、喷水减温及低温再热器出口汽温的变化速度。
燃烧率和给水流量的比例变化1%，将使过热蒸汽温度变化10℃。
1.过热汽温控制。
过热蒸汽温度是由煤/水比和两级喷水减温来控制。
喷水取自高加出口，每级减温器喷水量为该负荷下的3%主蒸汽流量。
系统在35%～100%BMCR负荷范围内维持出口汽温在℃。
在20%BMCR 负荷以下不允许投一级喷水。
在10%BMCR负荷以下不投二级喷水。
如果喷水调节阀关闭超过10秒之后且过热汽温低于控制的目标值，则每个隔离阀自动关闭。
若隔离阀关闭则减温水控制阀自动关闭。
在失去控制信号和电源时喷水阀固定不动。
2.再热汽温控制。
滑压运行时，在50%～100%BMCR负荷之间，再热器出口蒸汽温度控制在569+5～10℃。
正常运行期间，再热蒸汽温度由布置在尾部烟道中的烟气挡板控制。
两个烟道的挡板以相反的方向动作。
烟气挡板的连杆有一个执行器，可调节满行程限制值，使之在关闭位置下至少有10%的烟气量通过。
直流锅炉燃烧控制系统设计
【 关键 词 】直 流锅 炉 ；燃 烧 控 制 系统 ；燃 料 量 ；送风 量 ；引风 量
文 章编 号 ： Ｉ Ｓ Ｓ Ｎ １ ０ ０ ６ －６ ５ ６ Ｘ（ ２ ０ １ ５ ） ０ １ － ０ ０ １ ９ ４ － ０ １
引 言 我国电力行业正在 由计划经济体制逐 步向市 场经济体制过渡， 发 电企 业一方面面 临厂网分 开、竞价上 网的电力市场竞争， 另一方面 由 于能源紧张导致煤价上涨 ， 进一步加大 了发 电企业 的生产成本 。根据 我国电力 市场的实际情况和 国民经济发展 的需要 ，电站朝着 高参数 、 大容量 的方向发展 已成为大 势所趋…。直流锅炉 在火 电厂中 已得 到 越来越 广泛 的应用 。研究 锅炉燃 烧过程 的控制 ，提高其 控制 品质 ， 提高 锅炉 的燃 烧效 率 ，能够 带来 相当 可观 的经济 效益 。
一
、ห้องสมุดไป่ตู้
二、燃 烧控制对 象 的动 态特性
锅炉 的燃 烧过 程是 一个 能量 转换 、传递 的过 程 ，也就 是利 用 燃料燃烧 的热量产生 汽轮机所需蒸 汽的过程 。主汽压力是衡量 蒸汽 量与外界 负荷两者是 否相适应 的一个 标志 。因此 ， 要 了解燃烧 过程 的动 态特性 主要是弄 清汽压对 象 的动态特性 ［ ２ ］ 。
使汽压上升 。 ４ ．汽轮机调 门扰动 若汽轮机调 门开大 △Ｋ，而燃料量和给水量均不变 ，由于工况稳 定后汽 轮机排汽量仍等 于给水流量 ，并未 变化 ，汽压降低 。 （ 二 ） 汽 压 动 态特 性 １ ．燃 料 量 扰动 在其他条件不变的情况下 ，燃料量 Ｂ增加 △Ｂ 。蒸发量在短暂迟 延后 ， 先上升后 下降 ，最后稳定下来与 给水 量保持平衡 。 ２ ．给水 量扰动 在其他条件不变的情况下 ，给水量增加 △Ｇ。由于壁面热负荷未 变化 ，故热水段和蒸发段都要延长 。蒸汽流量逐渐增大到扰动后的给 水流量 ，汽压有 所升高 。 ３ ．功 率扰动 此处 功率扰动是指调速汽门动作取用部分蒸汽 ， 增加汽轮机功率 ， 而燃料量 、给水量不变 的情况 。
600MW直流锅炉微油点火控制探析
600MW直流锅炉微油点火控制探析随着能源需求的不断增加，燃煤发电厂在中国仍然扮演着重要的角色。
而直流锅炉微油点火控制技术作为现代燃煤发电厂的关键技术之一，对于保障燃煤锅炉运行安全和效率具有重要意义。
本文将对600MW直流锅炉微油点火控制进行探析，从而更好地理解其在燃煤发电厂中的作用和意义。
1. 直流锅炉微油点火控制技术概述直流锅炉是指锅炉内部的燃烧控制系统采用直流电源供电的锅炉。
在直流锅炉中，微油点火控制技术是用于点火和控制点火过程的一种技术，通过该技术可以实现对燃煤的点火和燃烧过程进行精确控制，从而提高锅炉的燃烧效率和安全性。
600MW直流锅炉微油点火控制技术采用先进的控制系统和设备，通过对锅炉内部燃烧过程的监测和调节，能够有效控制点火的时刻和燃煤的燃烧状态，以达到最佳的燃烧效果。
这一技术不仅可以提高锅炉燃烧的效率，同时也可以减少燃烧产生的污染物，达到节能减排的目的。
微油点火控制技术还可以提高锅炉的自动化水平，减少人工干预，降低人工成本，提高生产效率。
600MW直流锅炉微油点火控制技术相比传统的锅炉控制技术具有以下优势：（1）精准控制：微油点火控制技术可以实现对锅炉燃烧过程的精确控制，确保燃煤的燃烧效率和稳定性。
（2）节能减排：通过微油点火控制技术可以优化燃烧过程，提高燃烧效率，减少燃煤的消耗，降低排放的污染物，达到节能减排的目的。
尽管600MW直流锅炉微油点火控制技术具有诸多优势，但在实际应用中仍然面临着一些挑战和问题：（1）技术要求高：微油点火控制技术需要先进的控制系统和设备，对技术人员的要求也较高。
（2）成本较高：微油点火控制技术的实施需要投入较高的成本，包括设备采购、技术改造等方面。
（3）需要与其他系统协调工作：微油点火控制技术需要与锅炉其他控制系统进行协调工作，需要考虑系统之间的相互影响和配合。
（4）安全风险：微油点火控制技术如果失灵或者操作不当，可能会导致锅炉的安全隐患。
5. 发展趋势及展望随着能源环保要求的提高和技术的不断创新，600MW直流锅炉微油点火控制技术将会迎来更广阔的发展空间。
《大容量直流锅炉自动控制系统的设计与实现》
《大容量直流锅炉自动控制系统的设计与实现》一、引言随着工业自动化技术的快速发展，大容量直流锅炉自动控制系统在电力、化工、冶金等行业中得到了广泛应用。
本文将详细介绍大容量直流锅炉自动控制系统的设计与实现过程，包括系统架构、硬件设计、软件设计、控制策略及系统实施等方面。
二、系统架构设计大容量直流锅炉自动控制系统的架构设计主要包括硬件层、通信层、控制层和应用层。
硬件层包括各种传感器、执行器、PLC（可编程逻辑控制器）等设备；通信层负责数据传输和设备之间的通信；控制层负责接收数据并进行分析处理，制定控制策略；应用层则是人机交互界面，方便操作人员对系统进行操作和监控。
三、硬件设计硬件设计是大容量直流锅炉自动控制系统的关键部分。
系统采用高性能的PLC作为主控制器，配备各种传感器（如温度传感器、压力传感器、流量传感器等）和执行器（如电动调节阀、电磁阀等）。
此外，为了保障系统的稳定性和可靠性，还需考虑电源设计、接地保护、抗干扰措施等方面。
四、软件设计软件设计是大容量直流锅炉自动控制系统的核心部分。
软件系统采用模块化设计，包括数据采集模块、数据处理模块、控制策略模块、人机交互模块等。
数据采集模块负责从各种传感器中获取数据；数据处理模块对采集的数据进行分析处理，提取有用的信息；控制策略模块根据处理后的数据制定控制策略，通过执行器对锅炉进行控制；人机交互模块则提供友好的操作界面，方便操作人员对系统进行操作和监控。
五、控制策略控制策略是大容量直流锅炉自动控制系统的关键技术。
系统采用先进的控制算法，如PID（比例-积分-微分）控制、模糊控制、神经网络控制等。
根据锅炉的实际情况，制定合适的控制策略，实现对锅炉的精确控制和稳定运行。
同时，系统还具有故障诊断和保护功能，一旦出现故障，系统能够及时报警并采取相应的措施，保障系统的安全运行。
六、系统实施系统实施是大容量直流锅炉自动控制系统的重要环节。
在实施过程中，需要先进行现场调研和需求分析，了解锅炉的实际情况和操作人员的操作习惯。
锅炉燃烧过程控制系统设计方案
锅炉燃烧过程控制系统设计摘要锅炉是化工、炼油、发电等工业生产过程中必不可少的重要的动力设备之一。
而锅炉燃烧所用的煤炭、重油等又是极其重要的战略资源,不可再生。
因此锅炉的燃烧控制相当重要,控制不好将造成资源浪费、环境污染和效益低下。
要使锅炉燃烧达到最佳的燃烧状态,锅炉燃烧控制系统对锅炉的燃烧过程进行自动化控制是至关重要的。
燃烧控制系统是电厂锅炉的主控系统，主要包括燃料控制系统、风量控制系统、炉膛压力控制系统。
目前大部分电厂的锅炉燃烧控制系统仍然采用PID控制。
燃烧控制系统由主蒸汽压力控制和燃烧率控制组成串级控制系统，其中燃烧率控制由燃料量控制、送风量控制、引风量控制构成，各个子控制系统分别通过不同的测量、控制手段来保证经济燃烧和安全燃烧。
本文通过对整个燃烧系统的分析和研究，分别确定了锅炉燃烧控制系统中的主蒸汽压力控制系统和炉膛负压控制系统的控制方案，然后对其控制规律及参数进行选择和整定。
在仪表选型时，采用了先进的数字式仪表，井以PID控制来实现，最后可达到锅炉安全、经济、高效的运行。
论文详细介绍了锅炉控制系统的设计，其中包括硬件结构、系统主要功能、系统硬件配置、软件设计原则、主程序流程等。
系统投入运行后，锅炉的燃烧效率和稳定运行情况都有了明显改善，有利于锅炉高效稳定运行，实现增产降耗的目标。
关键词：锅炉；燃烧控制；PID控制；Control System Design of Boiler Combustion ProcessAbstractBoiler is chemical, oil refining, power generation and other industrial processes essential to one of the important power ed in the boiler burning coal, heavy oil is an extremely important strategic resource, non-renewable.Therefore very important to the boiler combustion control, the control will not result in waste of resources, environmental pollution and low efficiency.To burn combustion to achieve the best state，Boiler combustion control system for automatic control of the combustion process is essential.Power plant boiler combustion control system is the main control system, Including fuel control systems, air volume control system, furnace pressure control system.Currently, most power plant boiler combustion control system still uses PID bustion control system consists of main steam pressure control and combustion rate control cascade control system components,Which control the amount of fuel burn rate control, air volume control, volume control of the wind structure, Respectively, each in different sub-control system Measurement, control means to ensure economic and safe burning fire.Based on the entire combustion system analysis and research, respectively, the boiler combustion control system to determine the main steam pressure control system and the furnace pressure control system of the control scheme，And its control law and parameter selection and setting.In the selection of instruments, the use of advanced digital instrument, well the PID control to achieve,and finally reach the boiler safety, economy, efficient operation.Paper introduces the boiler control system design, including hardware structure, the main function of the system, hardware configuration, software design principles the main program processes.System put into operation, the boiler combustion efficiency and stability of operation has a significant improvement is conducive to efficient and stable operation of the boiler to achieve the target yield and reducing consumption. Keywords: Boiler; combustion control; PID control;目录摘要 (I)Abstract (III)第一章引言 (1)第二章锅炉的组成及工作原理 (1)2.1 锅炉的基本构造 (1)2.2 锅炉的工作原理及过程 (3)2.2.1 燃料的燃烧过程 (4)2.2.2 水的气话过程 (4)2.2.3 烟气向水传热过程 (5)第三章锅炉燃烧控制系统设计 (1)3.1 锅炉燃烧控制系统的任务 (1)3.2 锅炉燃烧控制系统的组成 (2)3.2.1 主蒸汽压力控制系统 (2)3.2.2 炉膛压力控制系统 (5)3.3 锅炉燃烧控制系统中被控变量的选择 (6)3.4 锅炉燃烧控制系统的控制方案 (7)3.4.1主蒸汽压力控制系统方案的确定 (7)3.4.2 炉膛压力控制系统控制方案确定 (14)3.5 锅炉燃烧控制系统的实施 (17)3.5.1 锅炉燃烧控制系统控制器规律的选择 (17)3.5.2 主蒸汽压力控制系统控制器规律的选择 (18)3.5.3炉膛压力控制系统控制器规律的选择 (19)3.6 锅炉燃烧控制系统中控制器的正、反作用的选择 (20)3.6.1 主蒸汽压力控制系统控制器正、反作用的选择 (20)3.6.2炉膛压力控制系统控制器正、反作用的选择 (21)3.7锅炉燃烧控制系统的参数整定 (21)3.8仪表的选择 (25)3.8.1 变送器的选择 (25)3.8.2 控制器的选择 (26)3.8.3 调节阀的选择 (27)第四章利用MATLAB对锅炉燃烧控制系统仿真 (28)4.1建立数学模型 (28)4.2 控制系统参数整定 (29)4.3 控制系统Simulink仿真 (33)第五章总结 (35)参考文献 (36)致谢 (38)第一章引言工业锅炉在工业生产中，尤其在冶金、电力和化工生产中占有重要地位，其控制效果的好坏，效率的高低，一直倍受工业界的关注【1】。
超临界直流锅炉控制系统特点及控制方式研究
超临界直流锅炉控制系统特点及控制方式研究摘要：当前，随着电力系统的快速发展，超临界直流锅炉在电力行业中逐渐成为主要的运用设备，直流锅炉主要受两种特点的影响，一是直流运行；二是变参数运行，这两个特点会直接与临界气泡锅炉的运行方式产生一定的差异，而想要持续保证超临界直流锅炉的稳定、良好的运行，则必须要对其进行深入的分析与探讨。
鉴于此，本文通过超临界直流锅炉控制系统特点进行分析，对超临界直流锅炉控制方式进行研究，以期为电力系统的发展提供很好的理论意义。
关键词：超临界直流锅炉；控制系统特点；控制方式对于超临界机组而言，只能使用直流锅炉的设备，且其具备的各种能力与亚临界机组相比都相对较好。
所以，在我国众多电力公司都把600MW超临界机组作为主要的电力运行设备。
虽然超临界机组具有很多优势与优点，但是也依然有一些缺陷与不足，如锅炉无法储蓄太多的热能、惯性小，非常容易受到外界影响因素的干扰，并且在使用较长时间下很容易造成超温现象，所以为了保证超临界机组能够精确的输入与输出，就需要采取一些快速响应控制系统和控制策略，以此来全面保证机组正常的运行。
如何判断超临界锅炉是否正常的运行，则可以通过分离器有效的控制、分类系统的工作，而分离器主要由两个系统共同组成，一个是内置式分离器启动系统；另一个则是外置式分离器启动系统。
而在如今电力行业的发展下，超临界锅炉基本采用内置式的分离启动系统进行运行作业。
该系统的运行的方式属于联合变压的形式，如果机组出现启停的现象，或者工况发生较大改变的情况下，锅炉内水冷壁的的工质压力会发生大幅度的变化，而这种变化也会使工质各方面的能力发生相应的改变，如相变点、比容、温度、汽化潜热等。
1 超临界直流锅炉控制系统特点1.1 内置式汽水分离器湿态运行过程中的特点在超临界直流锅炉中，如果锅炉所承载的负荷要小于35%时，其锅炉冷水壁的水流量就会逐渐减小而其产生的蒸汽量也会随之变得更低，这时水分分离器则会以湿态来进行运行。
直流锅炉燃烧过程控制系统
Ⅱ A’ A” B A
动叶开度指令
Ⅰ
接近喘振区
C －22.5° 0° －30° 20°
T
A
动叶开度限制值
O
VA”
VA’ VC
VA
风机动叶开度指令
风量V
图12－40 风机的不稳工况与预防
图12－41风机防喘振方法
第五节 直吹式锅炉燃烧过程控制
直吹式锅炉的燃料系统没有中间煤粉储仓，由给 煤机将原煤送入磨煤机，原煤磨成煤粉后直接由 一次风送入炉膛燃烧，同时二次风送炉膛助燃。 对于600MW及以上机组，由于锅炉容量大，如果 采用中间储仓式制粉系统，则煤粉仓较大，会增 加投资，同时也不便于锅炉整体布置 。因此， 600MW及以上机组均采用直吹式制粉系统。
锅炉指令BD
△
Σ f(x) 1 5
×
f(x) x
PID
给煤机给煤指令 图12－31 增益自动调整回路
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。
V
－
＋
送风调节器
送风机风量调节机构
图12－26 送风控制系统
3．引风控制系统
pS V f(x) + － + pSS
引பைடு நூலகம்调节器
引风机风量调节机构
图12－27 引风控制系统
三、燃烧过程控制基本方案
O2 pT ― PI1 BD M ― po + ― PI5 × V + ― PI3 f3(x) + ― + PI4 pS D f1(x)
直流锅炉的控制和调节
600MW超临界机组的投产标志着我国火电机组的运行水平步入新境界，而直流锅炉也是大容量锅炉的发展方向之一。
众所周知，蒸汽温度过高可能导致受热面超温爆管，而蒸汽温度过低将使机组的经济性降低，严重时可能使汽轮机产生水冲击。
而这些现象在许多电厂均有发生，因此过热蒸汽温度与再热蒸汽温度直接影响到机组的安全性与经济性。
超临界直流锅炉的运行调节特性有别于汽包炉，煤水控制与汽温、汽压调节的配合更为密切。
下面针对襄樊电厂#5、#6机组所采用的SG1913/25.40-M957型号的锅炉，就机组启动至低负荷运行阶段，煤水控制与蒸汽参数调节浅谈一下自己的看法。
机组启动阶段：根据锅炉的型号不同，不同容量的锅炉其转干态直流运行的最低负荷有所不同，一般在25%～35% BMCR 之间，我厂为210MW左右负荷开始转干态，在湿态情况下，其运行方式与强制循环汽包炉是基本相同的。
汽水分离器及集水箱就相当于汽包，但是两者容积相差甚远，集水箱的水位变化速度也就更快。
由锅炉启动疏水泵将集水箱的水打至凝汽器,与给水共同构成最小循环流量。
其控制方式较之其它超临界直流锅炉有较大不同，控制更困难。
给水主要用于控制启动分离器水位，锅炉启动及负荷低于35%BMCR时，且分离器水位在6.2~7.2m之间时，由给水泵出口旁路调门和给水泵的转速共同来控制省煤器入口流量保证锅炉的最小循环流量574t/h，保证锅炉安全运行。
锅炉启动阶段汽温的调节主要依赖于燃烧主要控制，由旁路系统协助控制，通过投退油枪的数量及层次、调节炉前油压、减温水、高低旁的开度等手段来调节主再热蒸汽温度。
此阶段启动分离器水位控制已可投自动，但是大多数锅炉的水位控制逻辑还不够完善，只是单纯的控制一点水位，还没有投三冲量控制，当扰动较大时水位会产生较大的波动，甚至根本无法平衡。
此阶段要注意尽量避免太大的扰动，扰动过大及早解除自动，手动控制，以免造成顶棚过热器进入水。
锅炉启动初期需要掌握好的几个关键点： 1 工质膨胀：工质膨胀产生于启动初期，水冷壁中的水开始受热初次达到饱和温度产生蒸汽阶段，此时蒸汽会携带大量的水进入分离器，造成贮水罐水位快速升高，锅炉有较大排放量，此过程较短一般在几十秒之内，具体数值及产生时间与锅炉点火前压力、温度、水温度、投入油枪的数量等有关。
过程控制课程设计600MW超临界直流锅炉主汽温控制系统-主汽温控制-.
课程设计报告(2013—2014年度第二学期)名称：过程控制技术与系统题目：600MW超临界直流锅炉主汽温控制系统院系：控制与计算机工程学院班级：姓名：学号：设计周数： 1 周日期： 2014 年6月30日《过程控制》课程设计任务书一、目的与要求“过程控制课程设计”是“过程控制”课程的一个重要组成部分。
通过实际工业过程对象控制方案的选择、控制功能的设置、工程图纸的绘制等基础设计和设计说明的撰写，培养学生基本控制系统工程设计能力、创新意识，完成工程师基本技能训练。
二、主要内容1．根据对被控对象进行的分析，确定系统自动控制结构，给出控制系统原理图；2．根据确定控制设备和测量取样点和调节机构，绘制控制系统工艺流程图（PID图）；3．根据确定的自动化水平和系统功能，选择控制仪表，完成控制系统SAMA图（包括系统功能图和系统逻辑图）；4．对所设计的系统进行仿真试验并进行系统整定；5．编写设计说明书。
三、进度计划四、设计（实验）成果要求1．绘制所设计热工控制系统的SAMA图；2．根据已给对象，用MATABL进行控制系统仿真整定，并打印整定效果曲线；3．撰写设计报告五、考核方式提交设计报告及答辩学生姓名：简一帆指导教师：张建华2014年 6月 30 日一、课程设计目的与要求1． 通过实际工业过程对象控制方案的选择、控制功能的设置、工程图纸的绘制等基础设计和设计说明的撰写，培养学生基本控制系统工程设计能力、创新意识，完成工程师基本技能训练。
2． 掌握过程控制系统设计的两个阶段：设计前期工作及设计工作。
2.1设计前期工作（1）查阅资料。
对被控对象动态特性进行分析，确定控制系统的被调量和调节量。
（2）确定自动化水平。
包括确定自动控制范围、控制质量指标、报警设限及手自动切换水平。
（3）提出仪表选型原则。
包括测量、变送、调节及执行仪表的选型。
2.2设计工作（1）根据对被控对象进行的分析，确定系统自动控制结构，给出控制系统原理图。
3-直吹式锅炉燃烧控制系统
10HFC10EC001 sh6/8
OR
5 sh 1
OR
sh 1
A
20%
10HFC10EC001 sh5/8 1 sh 1
A
NOT
6 sh 1
2s
10HFB10AF001A
A
10HFB10AF001ZS
A
&
7 sh 1
10HFE51AA701 sh1/2
A
10HFE41AA701 sh1/2
(10HFB10AF001 sh1/2)
设定值
PID
F(x)
PI
前馈 A层周界风 调节挡板指令 A磨热一次风指令
F(x)
F(x)
PID
前馈 AB层偏转油 风门挡板指令 F层周界风 调节挡板指令
一次风机A 入口导叶
一次风机B 入口导叶
A磨冷一次风指令
燃料主控
A B C D E F
10HFB10AF001ZZ
BAD
10HFB20AF001ZZ
正常运行时炉膛压力反映了送风量与引风量的平衡关系，炉膛压力的 变化表明引风量、送风量二者间出现失衡，故当送风量变化时，必须相应 地调整引风量的大小。另外炉膛压力大小还与炉内燃烧的稳定性密切相关， 直接影响机组的安全经济运行。
直吹式锅炉燃烧系统工艺流程图
1 11 25 23 2 25 10 24
M
5
一次风机动叶调节
B
sh 2 10
10HFD20AA700 sh1/2 2
Σ/2
2 1
T
7 sh 1 4 sh 1
B
10HFD20AA700 sh1/2
OR
NOT
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8
9 6 7 10
1
5 4
15 16 13
11
12
18
2 3 19 17
14
来自密封风 机 图12－53 正压冷一次风机直吹式制粉系统 1－原煤仓； 2－给煤机； 3－磨煤机；4－煤粉分离器；5—一次风风箱；6－煤粉管道； 7 燃烧器；8 锅炉；9－送风机；10－一次风机； 11－空气预热器； 12－二次风管道；13 －一次热风管道；14－一次冷风管道；15－二次风风箱；16－热风挡板；17－冷风挡板； 18－一次风门；19—密封门；
D
2．送风控制系统
O2 f(x )
M
MK V 0
V
_ 氧量调节器
+
K
M 1 V K
M
K +
σ + _
V
PI
送风调节器
最 佳 含 氧 量 O2
送风机风量调节机构
送风机风量调节机构 图12－24 送风控制系统
图12－23 送风基本控制系统
0 负荷
图12－25 最佳含氧量与负荷关系
O2
D
f1(x) _ 氧量调节器 σ × f2(x) BD +
锅炉指令BD
△
Σ f(x) 1 5
×
f(x) x
PID
给煤机给煤指令 图12－31 增益自动调整回路
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。
磨煤机磨出的煤粉由一次风送入炉膛，送粉能 力与一次风量有关；同时，一次风量对制粉系统 的正常工作影响很大，所以必须对进入磨煤机的 一次风量进行控制。 磨煤机出口温度与煤粉干燥度有关，出口温度 太低，会使煤得不到足够得干燥，影响煤粉的输 送，甚至会造成堵塞；出口温度太高，则容易发 生煤的自燃。因此，需对磨煤机出口温度进行控 制。 由于一般都是通过调节磨煤机入口热风挡板开 度控制磨煤机入口一次风量；通过调节磨煤机入 口冷风挡板控制磨煤机出口温度。为保证控制开 度与风量的一一对应关系，为此需设置一次风压 力控制系统。
四、燃烧过程控制特点
调节量 燃料量M 被调量 pT汽压或功率
送风量V
α 过剩空气系数
引风量VS
PS炉膛负压
图4
燃烧对象
第二节 被控对象动态特性
M ΔM
0 pT
pb
pT
t
Δpt
0
t
图15 μT不变时燃料量扰动下的汽压特性
t
M ΔM
0
t
pT
pT
0
τM 图16 DT不变时燃料量扰动下的汽压特性
t
二、烟气含氧量动态特性
KV GV ( s) 2 (Ts 1)
三、炉膛负压动态特性
第三节 燃烧过程控制基本方案
一、燃烧过程控制的基本构成
从燃烧过程控制任务来看，燃烧过程控制应具有如下功能： （1）迅速改变炉膛燃烧率，适应外部负荷变化。 （2）控制系统能迅速发现并消除燃烧率扰动。燃烧率扰动 通常指燃料量和燃料热值的变化扰动。 （3）确保燃料、送风和引风等参数协调变化。保证燃烧经 济性。 （4）确保燃烧过程的稳定性，避免炉膛压力大范围波动。
二、 直吹式锅炉燃烧过程控制的原则性方案
煤粉量 给煤量与一次风一起扰动
给煤量扰动
一次风扰动
t
图12－55 各种扰动下的磨煤机出粉特性
1. “一次风——燃料”系统
O2 O2S － PI5 ps f(x) × pss ＋
BD
V1
M
V
＋
PI1－＋ PI2－＋PI3－
＋
－ PI4
＋
一次风量V1 调节机构
此外，用于输送煤粉的一次风最终也是属于助 燃的风量，但帮助燃料在炉膛内完全燃烧的主要 还是由送风机提供的二次风。因此，燃烧过程的 经济性主要是通过调节二次风量来保证。 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。
图1
锅炉跟随控制方式
2．汽机跟随控制方式
BD
锅炉 主控器
＋ P0 — — PE
锅炉控制 系统
汽轮机 主控器
TD 汽轮机控制 系统 p0
锅炉
+ pT
μT 汽轮机 调节阀 ~ 发电机
燃烧率μB 图2 汽机跟随控制方式
3．机炉协调控制方式
BD 锅炉主控器 汽轮机主控器 TD 锅炉控制 系统 ＋ — 锅炉 燃烧率μB 调节阀 p0 pT μT 汽轮机 汽轮机控制 系统 — ＋ P0 PE
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
TD ＋ — PE P0
BD
锅炉 主控器
汽轮机 主控器
锅炉控制 系统 ＋ p 0 — pT 锅炉
汽轮机控制 系统
μT
汽轮 机
~ 发电机
调节阀 燃烧率μB
出口压力p
出口压力p
30° 0° B －75° C A
A
B
C
0°
20°
－30°
O
VC
VB
VA
风量V
O
VC
VB
VA
风量V
图12－37 入口导叶调节
图12－38 动叶调节
（2）动叶调节（轴流式风机）： 通过改变风机叶片的角度，改变风机的特性曲线，实 现改变风机运行工作点和调节风量。采用这种调节方法时， 运行经济性和安全性均较好，且每一个叶片角度均对应一 条性能曲线，叶片角度与风量的变化几乎成线性关系，便 于采用自动调节，因此在大容量轴流式风机中得到广泛采 用。
给煤量M 调节机构
二次风量V2 调节机构
引风量VS 调节机构
图12－56 “一次风——燃料”系统
2．“燃料——风量”系统 虽然600MW机组的锅炉容量大，磨煤机 台数增加，但相对装煤量却减小，这样会 使磨中蓄粉减少，因此采用改一次风量暂 时增加进入炉膛的煤粉量对于600MW机组 的较大负荷变化来说，其吹出的粉量还是 不够的，因此600MW机组的燃烧过程控制 均采用 “燃料——风量”系统形式。
燃油量O
给煤机A给煤量
给煤机F给煤量 LAED LAG6
总给水流量
LAED LAG1
……
∑1
A
ko
× ×
Mc
f(x) kMQ
DQ △ ＋ －
∫
＋
∑3
M
图12－30 基于给煤量修正的总燃料量测量
M ko O kMQ Mc
二、增益自动调整
总燃料量M SA SB S C SD SE SF 增益调整回路
Ⅱ A’ A” B A
动叶开度指令
Ⅰ
接近喘振区
C －22.5° 0° －30° 20°
T
A
动叶开度限制值
O
VA”
VA’ VC
VA
风机动叶开度指令
风量V
图12－40 风机的不稳工况与预防
图12－41风机防喘振方法
第五节 直吹式锅炉燃烧过程控制
直吹式锅炉的燃料系统没有中间煤粉储仓，由给 煤机将原煤送入磨煤机，原煤磨成煤粉后直接由 一次风送入炉膛燃烧，同时二次风送炉膛助燃。 对于600MW及以上机组，由于锅炉容量大，如果 采用中间储仓式制粉系统，则煤粉仓较大，会增 加投资，同时也不便于锅炉整体布置 。因此， 600MW及以上机组均采用直吹式制粉系统。
调节燃料量使入炉燃料燃烧所产生的量能与锅炉外部负荷需求的量 能相适应。
2．送风量调节
燃料量改变时，送风量也应改变，以保证燃料的完全燃烧和排烟热 损失最小。调节送风量的目的是保证锅炉燃烧过程的经济性。
3．引风量调节
调节引风量的目的是使引风量与送风量相适应，以保持炉膛压力在
要求范围内，以保证燃烧过程稳定性。
出口压力p
B
A
O
VB 图12－35 风机出口节流调节
VA
风量V
（2）进口节流调节：
节流挡板设置在风机的 进口 管 路 上 ， 通 过改变风 机进 口 节 流 挡 板 的 开度 ， 来改 变 风 机 进 口 压 力和性 能曲线，使风机工作点移 动，达到调节风量目的。
进口节流调节要比出口 节流调节的运行经济性为 好 ，但 挡 板 开 度 与 风量变 化不 成 线 性 关 系 ，不宜采 用自 动 调 节 ， 调 节性能较 差，因此大容量风机也不 采用这种调节方式。
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 叉限制。
锅炉指令BD 锅炉指令BD
f1(x) 风量
f1(x) 燃料量 f3(x) 风量 f2(x) ＜ 30％ × ＞ 氧量校正 燃料量 f3(x)
+
f2(x) + PI2
pSS
燃料量调节机构
送风机风量调节机构
引风机风量调节机构
图12－28 燃烧控制基本方案
第四节 燃烧控制中的几个问题
一、燃料量测量
基于给煤量修正的总燃料量（发热量）测量
给煤机控制装置有给煤量测量功能，测量值求 和后就代表入炉总煤量Mc。但由于煤种和水分不 同，煤的发热量不同，因此需将总煤量Mc信号进 行修正以构建一个既能反映燃料量变化又能反映 出煤的热值变化的燃料量（发热量）信号。