锅炉自动控制系统共24页文档
船舶自动控制第四章第四节锅炉的自动控制系统14
第四節輔鍋爐自動控制系統一、控制流程圖(CONTROL FLOW DIAGRAM(for type: MA10SRAY)1.1系統備便時廢油泵(溫度)控制流程圖說明：(控制順序流程說明，參考方向︰由上至下；由右至左)1.廢油泵設定於自動控制情況下(W.O. PUMP “AUTO”)。
2.適合燃燒指示燈亮(RUNNING SIGNAL FROM BURNER “YES”)《如果不符合，廢油泵停止運轉》。
3.廢油泵啟動(W.O. PUMP “START”)。
4.廢油泵正常運轉(W.O. PUMP RUNNING NORMAL “YES”)。
5.若下達停止燃燒指令(STOP RUNNING SIGNAL FROM BURNER“YES”)。
6.廢油泵停止運轉(W.O. PUMP “STOP”)。
7.燃油溫度控制旁通開關脫離時(THERMOSTAT BY-PASS “OFF”)。
8.燃油溫度監測器檢測出廢油溫度低於設定值(THERMOSTAT “LOW”) 。
9.廢油泵啟動使廢油循環加熱(W.O. PUMP”START”)。
10.廢油泵正常運轉(W.O. PUMP RUNNING NORMAL “YES”)。
11.燃油溫度監測器檢測出廢油溫度高於設定值(THERMOSTAT“HIGH”) 。
12.廢油泵停止運轉(W.O. PUMP “STOP”)。
1.2系統備便時重油泵(溫度)控制流程圖(流程圖一)說明：(控制順序流程說明，參考方向︰由上至下；由左至右)1.主電源接上(MAIN SOURCE “ON”)。
2.操作電源接上(OPERATION SOURCE “ON”) 。
3.燃油溫度控制旁通開關脫離(THERMOSTAT BY-PASS “OFF”)，(使用清柴油時“ON”) 。
4.燃油加熱器接上(OIL HEATER “ON”)，(使用清柴油時“OFF”) 。
5.燃油溫度監測器檢測出廢油溫度低於設定值(THERMOSTAT “LOW”) 。
锅炉自动控制系统原理
锅炉自动控制系统原理由于控制器+变频调速装置在风机和泵类负载上的应用具有显著的节能效果，并且具有无冲击启动和软停起的优良控制特性，可极大地延长机械设备的使用寿命，减少设备的维护量，故随着新型电力电子器件和高性能微处理器的新型控制器应用及控制技术的发展，变频器的性能价格比也越来越高、体积越来越小、运行可靠性越来越高，并且集成了实用的PI调节功能、简易PLC、灵活的输入/输出端子、脉冲频率给定、停电和停机参数存储选择等功能，为变频控制装置纳入自动控制系统、降低系统成本、提高系统可靠性具有极大价值。
我公司的新型的STEC 控制器+变频器已广泛地应用于在冶金、电气、石化、供热和民用风机水泵的控制领域。
链条炉是一种应用最广泛的火床炉，至今已有100余年的历史。
煤在火床—水平运动的炉排上燃烧，空气从炉排下方自下而上引入。
煤从煤斗落到炉排上，经过炉闸门时被刮成一定的厚度，随后进入炉膛，在炉排上分段燃烧成渣。
目前在我国小型电厂及工、矿和供热企业中使用很普遍，运行经验也比较丰富。
但目前国内在链条炉运行中风机和泵类负载控制器+变频调速装置应用程度不够普遍，锅炉运行过程能源浪费严重，出力不能随着外界温度的变化而及时变化，炉膛温度低，排烟温度较高，负煤比不能及时调整，炉膛换热效率低，锅炉鼓引峥嵘还采用闸板控制风量，循环水泵、补水泵采用工频运行，炉排机、刮煤器采用差速装置等，因此用先进的新型以太网控制器来设计出合理化的控制方法，不管是对旧有锅炉的改造还是新炉的制造都具有很大的现实意义。
链条炉燃烧变频控制的基本任务既要使用权供热量适应负荷需要，还要保证燃烧的经济性和锅炉运行的安全性。
因而燃烧控制要通过复杂的数学运算来调节给煤量，保持锅炉分配到的负荷，调节送风量使其随时与给煤量保持恰当的比例，即风煤比，以保证燃料完全的燃烧和最小的热损失。
调节引风使其随时与送风相适应，保持炉膛负压在一定的范围内，可保证锅炉燃烧的安全性和燃煤燃烧的充分性。
锅炉自动控制系统
二、自动控制系统概述
有上图可以看出每个方框表示自动控制系统的一个组成部分，称 为一个环节，各个方块之间用箭头的直线表示其相互关系，箭头 方向表示信号是进入还是离开这个方块。
三、热注锅炉自动控制系统
热注锅炉的控制系统主要包括两部分:
I. 、锅炉程序控制系统 II. 、运行参数控制系统
三-1、热注锅炉程序控制系统
注汽锅炉的自动点火过程是保证注汽锅炉 能否安全、可靠运行的关键部分，由上图 可知它由点火启炉、火焰监测、停炉三部 分组成。
三-1、热注锅炉程序控制系统
(1)点火启炉 按照注汽锅炉操作规程进行完毕点火启炉前
的准备工作，按点火启炉瞬动按钮。如果无报 警输出时，运行连锁得电，则后吹扫计数器被 复位。3秒钟后给水泵交流接触器线圈得电启动 给水泵，延时5秒钟后鼓风机启动，前吹扫电磁 阀通电风门处于最大风门位置，调水电磁阀失 电，水量保持最大。同时前吹扫计数器开始计 数，5 分钟后点火程序器上电进入点火程序器 控制的点火过程，同时前吹扫电磁阀失电，风 门最小准备点火，调水电磁阀得电，处于调水 状态。
燃 料 阀
燃 料
蒸汽出口参数
三-2、锅炉参数控制系统
由上图可知，蒸汽干度的调节主要是通过 调节水量和火量（燃料阀和风门开度）来 实现的，干度控制仪通过蒸汽出口反馈来 的干度、压力等各参数量调节水量与火量， 最终保持干度不变。
三-2、锅炉参数控制系统
蒸汽参数控制系统是热注锅炉的新工艺新 技术的热点，目前各种参数控制系统都不 具普遍性，但其核心是干度控制系统，目 的都是为了提高热效率，节能降耗。
三-1、热注锅炉程序控制系统
锅炉程序控制系统的主要部件除了OMRON C200HPLC外,还有BC7000点火程序器、各 类报警开关、执行器等。
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。
工业锅炉自动控制
工业锅炉自动控制工业锅炉自动控制第一章锅炉自动调节的任务锅炉是工业生产的重要动力设备，工业锅炉的生产任务是根据负荷设备的要求，生产具有一定参数（压力和温度）的蒸汽和热水。
为了满足负荷设备的要求，保证锅炉本身运行的安全性和经济性，工业锅炉具有以下自动调节任务：一、保持汽包水位在规定的范围内锅炉汽包水位高度，关系着汽水分离的速度和生产蒸汽的质量，也是确保安全生产的重要参数。
随着科学技术的飞速发展，现代的锅炉要向蒸发量大，汽包容积相对减小方向发展。
这样，要使锅炉的蒸发量随时适应负荷设备的需要量，汽包水位的变化速度必然很快，稍微、不注意就容易造成汽包满水，或者烧成干锅。
在现代锅炉操作中，即使是缺水事故，也是非常危险的，这是因为水位过低，就会影响自然循环的正常进行，严重时会使个别上水管形成自由水面，产生流动停滞，致使金属管壁局部过热而爆管。
无论满水或缺水都会造成事故。
因此，必须对汽包水位进行自动调节，将水位严格控制在规定的范围之内二、稳定蒸汽的温度过热蒸汽的温度是生产工艺确定的重要参数，蒸汽温度过高会烧坏过热器水管，对负荷设备的安全运行带来不利因素。
因为新型的蒸汽锅炉，一般金属强度的安全系数设计得比较下，超高温严重还会使汽轮机或其他负荷设备膨胀过大，使汽轮机的轴向推力增大而发生事故。
蒸汽温度过低会直接影响负荷设备的使用，对汽轮机来说，会影响它的效率，一般情况，进汽温度每降低5℃，效率降低1％。
因此，从安全生产和技术经济指标上看，必须对蒸汽的温度进行自动调节，使蒸汽温度保持在额定值范围之内。
三、控制蒸汽压力的稳定蒸汽压力是衡量蒸汽供求关系是否平衡的重要指标，是蒸汽的重要工艺参数。
蒸汽压力过高或过低，对于金属导管和负荷设备都是不利的。
压力太高，会加速金属的蠕变，压力太低，就不可能提供给负荷设备符合质量的蒸汽。
在锅炉运行过程中，蒸汽压力降低，表明负荷设备的蒸汽消耗量大于锅炉的蒸发量；蒸汽压力升高，说明负荷设备的蒸汽消耗量小于锅炉的蒸发量。
锅炉智能控制系统说明书
锅炉智能控制系统说明书一、性能介绍1、系统采用工业控制单片计算机为中心控制单元(MCU)构成闭环控制，精度高、速度快、可靠性强。
2、设置全自动和手动运行两种操作方式，操作面板设有手动和自动转换开关，自动状态MCU可全自动稳定运行，转为手动状态后与普通锅炉一样可由手动完成全部运行功能。
二、控制方式：1、风机控制：锅炉水温≤60℃时，风机开，促进燃烧；水温≥80℃时，风机关。
2、循环泵控制：锅炉水温≥60℃时，循环泵开，向供热区供热；水温≤50℃时，循环泵关。
3、系统水位控制：系统在水位最高点设置3个水位监测点，分别为高位、低位和报警位，水位低于低位监测点时补水泵开，给系统补水；水位高于高位监测点时补水泵关，停止补水；水位低于报警位监测点时报警，蜂鸣器讯响，报警灯闪亮，停止补水，风机停，水泵停。
4、烟道电磁铁控制：风机运转时，电磁铁开(得电)，风机停转时电磁铁关(失电)。
5、引/鼓风电磁铁控制：开门按钮按下(给电)时，引/鼓风电磁铁开(得电)，为引风状态，延时10秒后开门灯亮，提示可以开门进行加煤除灰等操作；开门按钮按开(失电)时，引/鼓风电磁铁关(失电)，为鼓风状态。
三、系统配备：1、风机及循环泵温度设定可在面板直接调整，出厂时预设值是：风机高低限为80－60℃，循环泵高低限为60－50℃。
2、输出控制点4个：风机(＋烟道电磁铁)，循环水泵，补水泵，开门(吸/鼓风电磁铁)。
3、输入控制点5个：温度传感器，高水位液位传感器，低水位液位传感器，报警液位传感器，开门输入。
4、面板指示灯5个：电源，运行状态，循环泵，开门，补水。
指示灯与功能按钮为复合方式。
5、面板按钮5个：手动/自动转换，风机(＋烟道电磁铁)，循环水泵，补水泵，开门(引/鼓风电磁铁)。
该控制系统输入端可与强电信号（220V～380V）、小型浮球液位开关、电接点压力表及各种温度传感器连接，输出端可控制单相三相电机、高低速电机、电磁铁等设备，不改动硬件即可适用于各种不同工作方式的锅炉控制。
汽包锅炉给水控制系统(大学文档)
Δp 省 煤 器
αD
PID
αW
给 水 流 量 W
Kz
Δp
图12 单级三冲量给水控制系统
三. 串级三冲量给水控制系统
过热器 蒸汽流量D
D
汽包
Δp
αD
γD GHD(s)
Δp 省 煤 器 PID1
αD
HS ＋ － Gc1(s)
＋ ＋ －
W Gc2(s) KZ Kμ GHW(s)
H
αW
γW γH
PID2 αW
四、给水泵运行问题
保证泵的安全工作区是首先要考虑的问题。
图20 给水泵的安全工作区
因此，采用变速泵构成给水全程控制系 统时，一般会有：
（1）给水泵转速控制系统：根据锅炉负荷要求， 调节给水泵转速，改变给水流量； （2）给水泵最小流量控制系统：低负荷时，通过 水泵再循环办法来维持水泵流量不低于设计要求 的最小流量值，以保证给水泵工作点不落在上限 特性曲线的外边； （3）流量增加闭锁回路（或给水泵出口压力控制 系统），保证给水泵工作点不落在最低压力线下 和下限工作特性曲线之外。
图14 串级三冲量給水控制系统原理框图
给 水 流 量 W
Kz Δp 图13 串级三冲量给水控制系统
ΔW
＋ －
Gc2(s)
KZ
Kμ
W
αW
γW 图15 内回路方框图
＋ －
Gc1(s)
1/αWγW
W GHW(s)
H
γH 图16 主回路等效方框图
Gc1 ( s )
1
1
w W 1
(1
1 ) Ti1 s
1．测量系统
（1）汽包水位测量 （2）主蒸汽流量测量 （3）主给水流量测量
锅炉压力自动控制系统
第五节大型油轮辅锅炉蒸汽压力自动控制锅炉蒸汽压力自动控制也就是燃烧自动控制。
它根据汽压的高低自动改变进入炉膛的喷油量和送风量，维持锅炉汽压恒定或在允许的范围内波动。
由于船用主锅炉和大型油轮辅锅炉的蒸发量较大，汽压较高，往往需要保持稳定的汽压，一般都采用定值控制方案。
但对内燃动力装置货船的辅锅炉来说，不必保持稳定的汽压妥所以大多数采用较为简单的双位控制或比例控制方案。
本节主要介绍汽压定值控制系统的原理和方案。
一、蒸汽压力控制的特点由于燃烧自动控制系统中的被控量是汽压，所以首先要有蒸汽压力调节器，又称主调节器。
它在锅炉不同负荷下、接受汽压的偏差信号并瑜出一个控制信号，通过伺服器控制进入炉膛的燃油量和空气量，即控制炉膛内的燃烧强度，以便保持汽压为恒定值。
为完成这样的任务，主调节器一般采用比例积分调节器。
对于供应饱和蒸汽的锅炉，主调节器的输入信号管路都接在与汽包相连的蒸汽管路上。
如果主调节器采用比例调节器，在零负、荷时，调节器使汽包内保持额定汽压；在满负荷时，因比例调节器有静差，故汽包内的压力要比额定汽压低10％左右，但这对用汽设备不会有什么影响。
对于供应过热蒸汽的锅炉，主调节器的输入信号管路应接在过热器后面。
如果输入信号管路仍接在与汽包相连的蒸汽管路上，则在满负荷时，除由于调节器静差使汽压降低10％左右外，蒸汽流经过热器管道后，汽压又会降低10％左右，这对用汽设备的工作是不利的。
要保证燃油的完全燃烧，在喷油量改变的同时，必须相应地改变进入炉膛的空气量。
从锅炉的热计算和热工实验中可以预先知道，在每一个喷油量下，喷油器前应保持多大的风压。
因此，燃烧自动控制系统还需设有空气压力或空气量调节器，它严格地根据喷油量的变动来控制进入炉膛的空气量。
这时空气量调节器得到来自蒸汽压力调节器的一个反映供油量大小的信号，即空气量调节器的给定值要根据不同的喷油量，按预先规定好的喷油量与空气量的配比关系来变化。
这种控制关系与保持恒定的被控参数的定值控制不同，在控制系统分类中，称为程序控制。
锅炉系统控制
1锅炉系统控制要求1.1主要监测参数1.2控制部分根据锅炉出口热水温度、热水流量、热水压力、炉膛压力、烟气含氧量自动调节锅炉给煤量、鼓/引风机风量，以保证锅炉处于最佳的燃烧状态，最佳热效率，控制调节系统采用西门子PCS7控制系统，并备有手动和自动操作模式。
1.3联锁控制部分此项目涉及到锅炉电机起停保护，原则为启动电机顺序一次是引风机、一次风机、二次风机、炉排电机、给煤机。
停止电机顺序一次是炉排电机、给煤机、一次风机、二次风机、引风机。
如果引风机停，必须停一次风机和二次风机，如果一次风机停，必须停二次风机和炉排电机和给煤机。
当锅炉运行中出现下列情况时，设置自动切断鼓、引风机的装置：●锅炉压力降低至0.4MPa时；●锅炉水温升高至140℃时；●锅炉出口流量低于420t/h；●循环水泵突然停止运行时；锅炉的引风机与鼓风机之间设置联锁：●启动：引风机－鼓风机－炉排●停止：炉排－鼓风机－引风机锅炉的炉排与除渣机之间设置联锁：●启动：除渣机－炉排停止：炉排－除渣机2锅炉自动控制特点锅炉的燃烧控制主要解决的是锅炉的热平衡问题。
当外网的负荷变化时，相应的一、二次风量分配也会变化。
因此，锅炉的燃烧控制即要控制给煤量，也要控制一、二次风的给风量。
也就是要根据外网的负荷变化情况来控制锅炉的给煤量。
根据锅炉燃料的供给速度来控制锅炉的一、二次风量，再根据锅炉的出口的烟气的含氧量对风/煤比进行自动调整。
锅炉自动控制系统将整个锅炉控制分成如下几个部分：燃烧过程控制、给水母管压力控制，除氧器控制。
燃烧过程控制又可以分成送风控制、炉排转速控制、炉膛负压控制，此三部分相互关联。
燃烧系统自动调节的第一个任务是维持锅炉出口热水温度保持稳定，克服自身燃料方面的扰动，保证负荷与出力的协调；第二个任务是使燃料量与空气量相协调（风煤比），保证燃烧的经济性；第三个任务是使引风量与送风量相适应，维持炉膛压在一定范围内。
由于锅炉在运行过程中负荷经常发生变化，这样必须随负荷变化及时调整燃料量，锅炉中，进出热量的平衡体现在锅炉出口热水温度，负荷调节即温度调节，温度调节通过燃料量的调节即炉排转速的改变来实现。
锅炉控制系统
锅炉控制系统⼯业锅炉⾃动化控制系统⼀、系统概述我国是以煤作为主要能源的国家，锅炉是耗能的主要设备，约占全国总能耗量的⼆分之⼀左右，按照国际先进⽔平衡量我国能源的利⽤率很低。
因此，节能的潜⼒很⼤。
⼀般来说⽣产过程中的节能有三⼤途径：（1）改造设备节能；（2）改进⼯艺节能；（3）提⾼应⽤管理和⾃控技术节能。
为了使锅炉⼯作稳定、安全、经济，需要提⾼对锅炉的监控品质，提⾼平均热效率，节省能源和减少污染，减轻操作⼈员的⼯作负担，提⾼锅炉的科学管理⽔平。
可以获得可观的经济效益。
应⽤管理和⾃控技术节能可做到少投⼊多产出，见效快，效果好。
⼀般采⽤⾃动化技术后，可以提⾼锅炉热效率3-5%，节煤5-8%，⾃动化技术的投资在2年左右时间既可收回。
⽤户既可以收到节约能源节省资⾦的效果，由于减少了⼤量原煤的燃烧，还净化了空⽓，美化了环境，节省了资源，在贯彻可持续发展战略的今天，具有特殊的意义，因此⽽产⽣的社会效益，将是⼗分重⼤⽽深远的。
锅炉控制通常是采⽤⼈⼯结合常规仪表监控，⼀般较难达到满意的结果，原因是锅炉的燃烧系统是⼀个多变量输⼊的复杂系统，影响燃烧的因素⼗分复杂，较正确的数学模型不易建⽴，以经典的PID为基础的常规仪表控制已很难达到最佳状态，如果靠⼈⼯⼿烧则要受⼈为因素（经验、责任⼼、⽩夜班）的影响，⽽计算机提供了诸如数字滤波，积分分离PID，选择性PID，参数⾃整定等各种充分发挥计算机这⼀智能化、多功能的优势，是常规仪表和⼈⼒难以实现或⽆法实现的，是提⾼⼯业锅炉⾃控⽔平和节能的重要措施。
本系统是针对链排式燃煤锅炉⽽设计开发，可以实现对⼀到五台锅炉及总供热系统进⾏⾃动控制和⾃动检测，能够实现锅炉系统的安全和经济运⾏，完成各项管理功能和报警保护功能，达到节约能源、减少环境污染、降低劳动强度的⽬的。
锅炉吨位可从4－150T/h。
整套系统设计合理，设备选型先进，控制功能完善，通⽤性强，具有⼿动/⾃动⽆扰切换功能。
控制设备可靠性⾼，拆装简便，维护⽅便，抗⼲扰能⼒强。
第十二章 锅炉的自动控制
18
第四节 辅助锅炉无触点式控制
一、PLC锅炉的自动控制 1．起动前的准备
1)检查锅炉机械装置有无异常； 2)接主开关，各主、控制电路接电源； 3) 锅炉控制面板进行操作； 4)当油温正常时，按下操作按钮42-8X
2．锅炉的自动控制过程 1）起动锅炉过程 2）正常燃烧阶段 3）停炉过程
2018/7/12 19
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2．时序控制元件
有触点和无触点时序控制器。 有触点时序控制器有多回路时间继电器和凸轮 式时序控制器和凸轮式时序控制器 。 1）多回路时间继电器结构原理 2）一种无触点式时序控制器是利用RC延时环节 来实现，常把RC充放电回路加在晶体管的基极 电路中，利用晶体管开关特性，使继电器通电 动作或断电释放。 3）无触点时序控制器也有利用PLC或者微机进 行控制
锅炉循环泵起动 HIGH
恒温器旁通/43Q OFF
正常运行 锅炉循环泵运行 YES NO
恒温器/23QPL LOW 燃烧器马达起动 正常运行
停炉指示
YES 锅炉循环泵停止 BRN.TRIP SIGN F．O．CIRC.PUMP F．O．PUMP（F.O.TEMP.） START SIGN. CONTROL FOR ST-BY F．O．CIRC．PUMP STOP SIGN.
预点火开始 变压器点火 主电磁阀工作/21QS
第十二章 锅炉的自动控制
第一节 辅助锅炉水位的自动控制
一、双位式水位自动控制
双位水位控制:锅炉水位允许在上下 限之间波动。
1Z C 3JY R
K1
3JY2
2Z
4JY C R
1CJ 3JY1 1CJ 停 手动 自动 1 2 3 电极室 电机
第二章 锅炉自动控制系统..共74页
2 给水控制的调节手段 （1）采用定速泵 （节流调节） 通过改变给水调节阀的开度来控制给水流量，称为给水流量的节流调节方式
特点：采用节流调节方式，方法简单可靠，缺点是节流损失大，增加泵消耗的 功率，同时调节阀门处在很高压力下工作，容易磨损和损坏，另外由于定速泵 起动转矩大，配置的电动机容量比水泵的额定容量大得多，很不经济。
泵全关
泵全开
最小流量 最大流量
节流调节系统示意图 （2）采用变速泵
节流调节原理图
通过改变水泵的转速控制给水流量，
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）
二．控制对象的动态特性
汽包水位决定于汽包中的贮水量和水面下的汽泡容积。引起汽包中贮水量和水面 下汽泡容积变化的因素很多，主要有锅炉的蒸汽负荷D、给水流量W和炉膛热负 荷Q等。 1．给水流量扰动下水位变化的动态特性
不考虑气泡容积变化的水位变化曲线
给水控制对象结构示意图
只考虑气泡容积变化的水位变化曲线
二 锅炉炉膛安全监控系统（FSSS）(或燃烧器管理系统——BMS）
FSSS的功能可分为锅炉保护和燃烧器控制两部分，具体包括：锅炉炉膛的吹扫、锅 炉点火、燃油泄漏实验、炉膛火焰监视、炉膛压力和灭火保护、燃烧器控制、磨煤 机组启停、磨煤机给煤机保护、主燃料跳闸（MFT）等。一旦在运行中出现危险时， 系统控制主燃料跳闸（MFT），切断进入炉膛的一切燃料。主燃跳闸后仍然维持炉 内通风、吹扫以及清除炉膛及尾部烟道中的可燃物气体。
锅炉自动燃烧控制系统
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。
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
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三-2、锅炉参数控制系统
干度自控目前主要分为三种
双相流法 热焓法 在线电导仪法
除此三种之外还有模糊控制、曲线控制等等。
三-2、锅炉参数控制系统
无论采用哪一种控制方法其核心思路基本如下图
给水泵电机
0-50Hz
变频器
柱塞泵
差压信号 干度控制系统
干度信号 压力信号
执行器
风 门
燃 料 阀
三-1、热注锅炉程序控制系统
以上是锅炉程序控制系统的过程，其核心 就是通过PLC的输入输出接口与外部电路 及仪器仪表，配合点火程序器，完成对锅 炉启停及运行全过程的自动控制。
三-2、锅炉参数控制系统
锅炉参数控制系统主要包括以下几个方面
1、干度控制系统 2、压力控制系统 3、燃料控制系统 4、烟气控制系统 参数控制系统的新工艺较多，我们只介绍干度
在注汽锅炉的燃烧器上安装有一个紫外线 火焰监测器，它能监测接收光信号并将其转 化为电信号输出。如果在前吹扫期间发现炉 膛有火时系统将禁止点火，并发出报警停炉 信号：在注汽锅炉运行时，主燃火熄灭，时 序控制器发出停炉命令，锅炉进入后吹扫阶 段。
三-1、热注锅炉程序控制系统
(3)停炉
在正常运行中发生任何一种停炉信号，则 运行连锁断开，注汽锅炉进入后吹扫阶段， 同时主燃料阀断电关闭，发出报警。20分钟 后，给水泵、鼓风机停运，前吹扫计数器复 位。
三-1、热注锅炉程序控制系统
在注汽锅炉点火过程控制中，点火程序器 是一个十分重要的元件，它能自动执行点 火全过程。目前，油田注汽锅炉上使用的 点火程序器主要是BC7000点火程序器。 随着PLC的功能越来越强大，点火程序器 有被PLC的梯形图程序代替的趋势。
三-1、热注锅炉程序控制系统
(2)火焰监测
三-1、热注锅炉程序控制系统
锅炉程序控制系统的主要部件除了OMRON C200HPLC外,还有BC7000点火程序器、各 类报警开关、执行器等。
C200PLC
压力变送器
差压变送器
吹扫电磁阀 调火电磁阀
阀门定位器
点火程序器
光电管
火花塞
三-1、热注锅炉程序控制系统
目前热注锅炉的自动化改造较多，很多地方已经采用触摸屏控制，还有些
燃 料
蒸汽出口参数
三-2、锅炉参数控制系统
由上图可知，蒸汽干度的调节主要是通过 调节水量和火量（燃料阀和风门开度）来 实现的，干度控制仪通过蒸汽出口反馈来 的干度、压力等各参数量调节水量与火量， 最终保持干度不变。
三-2、锅炉参数控制系统
蒸汽参数控制系统是热注锅炉的新工艺新 技术的热点，目前各种参数控制系统都不 具普遍性，但其核心是干度控制系统，目 的都是为了提高热效率，节能降耗。
三、热注锅炉自动控制系统
热注锅炉的控制系统主要包括两部分:
I. 、锅炉程序控制系统 II. 、运行参数控制系统
三-1、热注锅炉程序控制系统
锅炉程序控制系统也称为时序控制系统，用来 完成锅炉启动、运行、停止等过程的控制和安 全保护
由于可编程序 控制器具有体积小、功能强、可 靠性高和较大的灵活性等特点，可以避免常规 的继电器控制中的大量硬接线，给方案更改及 故障检查提供了极大的方便。近年来，可编程 序控 制器在油田注汽锅炉时序控制中发展迅速 并逐步取代了常规的继电器控制，成为最常用 的注汽锅炉时序控制器。
目录
1、二2、热热三、一注 锅、 自控注、四锅 炉热 动制炉 参安、锅注 控系程 数锅 制统 全结炉序控炉系组提论控 制自自 统成示制 系动 概动系 统述统控制系统 的组成及关联控制
一、安全提示
1、操作人员必须持证上岗 2、岗位人员必须三穿一戴 3、严禁违章操作
二、自动控制系统概述
自动控制系统是用仪表等自动化装置替代 人的手工操作，主要有两大部分组成： 一部分是起调节作用的仪表，称为自动调 节装置，包括测量元件及变送器，调节器 及执行器等。 另一部分是调节装置所控制的生产设备， 称为调节对象。
注汽锅炉的自动点火过程是保证注汽锅炉 能否安全、可靠运行的关键部分，由上图 可知它由点火启炉、火焰监测、停炉三部 分组成。
三-1、热注锅炉程序控制系统
(1)点火启炉 按照注汽锅炉操作规程进行完毕点火启炉前
的准备工作，按点火启炉瞬动按钮。如果无报 警输出时，运行连锁得电，则后吹扫计数器被 复位。3秒钟后给水泵交流接触器线圈得电启动 给水泵，延时5秒钟后鼓风机启动，前吹扫电磁 阀通电风门处于最大风门位置，调水电磁阀失 电，水量保持最大。同时前吹扫计数器开始计 数，5 分钟后点火程序器上电进入点火程序器 控制的点火过程，同时前吹扫电磁阀失电，风 门最小准备点火，调水电磁阀得电，处于调水 状态。
站的PLC型号也不完全是C200系列，但是其核心的控制思路基本没有变化，其
顺序控制如下图 启动/ 复位
前吹扫 5ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱin到？
引燃灯亮
排除故障
有无 报警？
点火程序器 启动
主燃灯亮
延长引燃
前吹扫5min 开始
柱塞泵启动
预吹扫30s
预吹扫30s 到？
火花塞、引燃 电磁阀点火
引燃灯灭 允许调火 开始运行
三-1、热注锅炉程序控制系统
四、结论
热注锅炉自动控制系统主要由程序控制系 统和参数控制系统组成
程序控制系统主要完成锅炉启动、运行、停 止等过程的控制和安全保护
参数控制系统主要对蒸汽参数进行控制，其 目的是提高锅炉热效率。
谢谢！
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二、自动控制系统概述
自动控制系统的方框图
在研究自动控制系统时，为了更清楚的表示 出系统各个组成部分之间的相互影响和信号 联系，一般都用方框图来表示自动控制系统 的组成和作用。
二、自动控制系统概述
有上图可以看出每个方框表示自动控制系统的一个组成部分，称 为一个环节，各个方块之间用箭头的直线表示其相互关系，箭头 方向表示信号是进入还是离开这个方块。