脉冲燃烧控制系统

脉冲式比例大小火燃烧控制系统

1、点火电极

2、控制器

3、监测电极

4、燃气烧嘴10、助燃风机13、反馈管

5、连接软管8、燃气电磁阀11、脉冲阀14、脉冲控制器

6、手动切断阀9、空/燃比例阀12、手动蝶阀15、温控表

7、手动调节阀16、热电偶

温度控制系统由热电偶、温控表、脉冲控制器等组成。热电偶16检测的实测温度与仪表15的设定温度比较，经过PID运算，输出相应4~20mA信号，此信号传给脉冲控制器14来精确控制烧嘴助燃空气脉冲阀11的动作控制助燃风大/小，通过空气反馈管13连锁空/燃比例9控制燃气的大/小，使之空燃比最佳供给烧嘴燃烧。达到高精度控温，对不同的工艺曲线，系统均能使烧嘴在最佳状态下工作，并使实际温度曲线和理论工艺曲线趋于一致。烧嘴采用脉冲大小火燃烧控制，从燃料燃烧的角度看，烧嘴只有三种工作状态，大火、小火，关闭。烧嘴总在最佳状态工作，燃料燃烧充分。烧嘴火焰的出口速度高，约100米/秒，在炉膛内对流换热系数大，传热效率高。高速的燃烧气流对炉内的气流进行充分的搅拌，强化气体的循环和对流传热，提高了炉温均匀性和传热效果，缩短了加热时间。可编程序脉冲控制器控制烧嘴实现大小火按时间比例交替、脉冲燃烧，以满足各种加热温度和速度的需要。升温时，温控表根据升温曲线输出信号，脉冲控制

烧嘴的大/小火。并可根据曲线中的低温段控制需要控制烧嘴的开关来辅助控温，达到精确控制。

燃烧器基本知识

燃烧器基本知识燃烧器作为一种自动化程度较高的机电一体化设备，从其实现的功能可分为五大系统：送风系统、点火系统、监测系统、燃料系统、电控系统。一、送风系统送风系统的功能在于向燃烧室里送入一定风速和风量的空气，其主要部件有：壳体、风机马达、风机叶轮、风枪火管、风门控制器、风门档板、扩散盘。 1．壳体：是燃烧器各部件的安装支架和新鲜空气进风通道的主要组成部分。从外形来看可以分为箱式和枪式两种，大功率燃烧器多数采用分体式壳体，一般为枪式。壳体的组成材料一般为高强度轻质合金铸件。（如图1-1）顶盖上的观火孔有观察火焰作用 2．风机马达：主要为风机叶轮和高压油泵的运转提供动力，也有一些燃烧器采用单独电机提供油泵动力。某些小功率燃烧器采用单相电机，功率相对较小，大部分燃烧器采用三相电机，电机只有按照确定的方向旋转才能使燃烧器正常工作。有带动油泵及风叶作用，电机一般是2800转(如图1-2) 3．风机叶轮：通过高速旋转产生足够的风压以克服炉膛阻力和烟囱阻力，并向燃烧室吹入足够的空气以满足燃烧的需要。它由装有一定倾斜角度的叶片的圆柱状轮子组成，其组成材料一般为高强度轻质合金钢，所有合格的风机叶轮均具有良好的动平衡性能。 4．风枪火管：起到引导气流和稳定风压的作用，也是进风通道的组成部分，一般有一个外套式法兰与炉口联接。其组成材料一般为高强度和耐高温的合金钢。有风速调节作用。5．风门控制器：是一种驱动装置，通过机械连杆控制风门档板的转动。一般有手动调节、液压驱动控制器和伺服马达驱动控制器三种，前者工作稳定，不易产生故障，后者控制精确，风量变化平滑。 6．风门档板：主要作用是调节进风通道的大小以控制进风量的大小。其组成材料有合金，合金档板有单片、双片、三片等多种组合形式。 7．扩散盘：又称稳焰盘，其特殊的结构能够产生旋转气流，有助于空气与燃料的充分混合，同时还有调节二次风量的作用。二、点火系统点火系统的功能在于点燃空气与燃料的混合物，其主要部件有：点火变压器、点火电极、电火高压电缆。8．点火变压器：分电子式和机械（电感）式两种,是一种产生高压输出的转换元件，其输出电压一般为：2 5KV、2 6KV、2 7KV，输出电流一般为15~30mA。有EDI、丹佛斯、国产丹佛斯、飞达这几种。油机跟气机的区别是：油机一般两个头气机一般一个头。分电子式和机械式两种 9．点火电极：将高压电能通过电弧放电的形式转换成光能和热能，以引燃燃料。一般有单体式和分体式两种。一般点火针是用不锈钢材料耐800度高温，而我们用的是镍铬丝能耐1500度高温。注意点火棒不能与金属接触 10．电火高压电缆：其作用是传送电能。可以耐150万伏电压。三、监测系统监测系统的功能在于保证燃烧器安全的运行，其主要部件有火焰监测器、压力监测器、外接监测温度器等。11．火焰监测器：其主要作用是监视火焰的形成状况，并产生信号报告程控器。火焰检测器主要有三种：光敏电阻、紫外线UV电眼和电离电极。 A、光敏电阻：多用于轻油、重油燃烧器上，其功能和工作原理为：光敏电阻和一个有三个触点的火焰继电器相连，光敏电阻的阻值随器接收到的光的亮度而变化，接收到的光越亮，阻值就越低，当加在光敏电阻两端的电压一定时，电路中的电流就越高，当电流达到一定值时，火焰继电器被激活，从而使燃烧器继续向下工作。当光敏电阻没有感受到足够的光线时，火焰继电器不工作，燃烧器将停止工作。光敏电阻不适用于气体燃烧器。 B、电离电极：多用于燃气燃烧器上。程控器给电离电极供电，如果没有火焰，电极上的供电将停止，如果有火焰，燃气被其自身的高温电离，离子电流在电极、火焰和燃烧头之间流动，离子电流被整流成直流，

第23讲燃烧控制系统概述

热工自动控制系统雷鸣雳 09年月日燃烧控制系统概述 The Steam Drum Boiler Combustion Control System 一、汽包锅炉燃烧自动控制的基本概念 1、控制系统的被调量和调节量燃烧自动控制系统是一个多变量耦合控制系统，其被控对象是一个多变量耦合的控制对象。系统的被调量有三个：主汽压力P t 、炉膛负压P f以及炉膛尾部烟道烟气中氧气的百分含量O2%；调节量也有三个：燃料量M 、引风量G以及送风量V。它们之间的关系如图5—1所示图5－1 系统的被调量和调节量通常，对这样的一个MIMO系统（多输入多输出系统），可以将它分解为三个SISO系统（单输入单输出系统），从而简化了问题，便于系统的设计和分析。 2、燃烧控制系统的组成

燃烧控制系统由三个子系统构成，即燃料量控制子系统、送风量控制子系统以及引风量控制子系统。三个子系统分别承担着不同的调节任务，相互配合，共同完成机组的燃烧控制任务。 1）燃料量控制子系统燃料量控制子系统的被调量是主汽压力P t，调节量是燃料量M，主要任务是通过调节燃料量M实现对主汽压力P t的调节，维持蒸汽压力稳定； 2）送风量控制子系统送风量控制子系统的被调量是氧气百分含量O2%，调节量是送风量V，主要任务是通过调节送风量V实现对氧气百分含量O2%的调节，保证经济燃烧； 3）引风量控制子系统引风量控制子系统的被调量是炉膛负压P f，调节量是引风量G，主要任务是通过调节引风量G实现对炉膛负压P f的调节，维持炉膛压力稳定；二、燃烧被控对象的动态特性 1、汽压被控对象的动态特性

（1）内扰作用下汽压对象的动态特性（2）外扰作用下汽压对象的动态特性

燃烧控制系统的设计(DOC)

目录一绪论...................................................................................................................................... 二燃烧控制系统的设计 2.1燃烧过程控制任务 2.2燃烧过程调节量 2.3燃烧过程控制特点三燃料控制系统 ........................................................................................................................ 3.1燃料调节系统...................................................................................................................... 3.2燃料调节——测量系统...................................................................................................... 3.3给煤机指令.......................................................................................................................... 四600MW火电机组DCS系统设计 4.1 电源部分 4.2 通信部分 4.3 系统接地 4.4 软件部分五结论................................................................................................................................... 参考文献...................................................................................................................................

600MW火电机组送风控制系统课程设计论文

1 引言 1. 1课题背景火力发电厂在我国电力工业中占有主要地位，是我国重点能源工业之一，大型火力发电机组在国外发展很快，是我国现以300MW机组为骨干机组，并逐步发展600MW以上机组。目前，国外已建成单机容量1000MW以上的单元机组。单元发电机组是由锅炉、汽轮发电机和辅助设备组成的庞大的设备群。由于其工艺流程复杂，设备众多，管道纵横交错，有上千个参数需要监视，操作或控制，而且电能生产还要求有高度的安全可靠性和经济性，因此，大型机组的自动化水平受到特别的重视。送风量就是其中一项需要监视的重要参数。本次设计题目是：600MW火电机组送风控制系统。 1. 2 课题意义锅炉送风量是影响锅炉生产过程经济性和安全性的重要参数。大型锅炉一般配有两台轴流式送风机，送风量是通过送风机的动叶来调整的。如果送风量比较大，送风量与燃料量的比例系数K（最佳比例值）随之增大，炉膛燃烧将不会充分，达不到经济性。如果送风量比较小，送风动叶开度就会比较小，临近送风机的喘振区，喘振危害性很大，严重时能造成风道和风机部件的全面损坏，而总风量小于25%时，就会触发MFT（主燃料跳闸）动作。所以，送风量、过高或过低都是生产过程所不允许的。为了保证锅炉生产过程的安全性、经济性，送风量必须通过自动化手段加以控制。因此，送风量的控制任务是：使送风量与燃料量有合适的比例，实现经济运行；使炉膛压力控制在设定值附近，保证安全运行。

2 送风自动控制系统 2. 1 送风量控制系统实现送风量自动控制的一个关键是送风量的准确测量。现代大型锅炉一般分设一次风和二次风，有些锅炉还有三次风，因此总风量是这三种风的流量之和。常用的风量测量装置有对称机翼型和复式文丘里管。一些简单的测量装置，有装于风机入口的弯头测风装置和装于举行风道的挡风板等。在协调控制中，氧量－风量控制是燃烧控制的重要组成部分，其对于保证锅炉燃烧过程的经济性和稳定性起着决定性作用。在稳态时根据锅炉主控指令的要求协调控制燃料量和送风量，保持适当的风煤比，即保证一定的炉膛出口过剩空气系数a，在动态调节过程中，必须保证增加负荷时先增加送风量再增加燃料量，降负荷时先减少燃料量再减少送风量，保证送风量大于给煤量，以达到空气与燃料交叉限制的目的。由于到目前为止，还没有找到一种有效的方法来准确地测量给煤量信号，工程实际中一般以烟气含氧量作为给煤量的一种间接反馈信号。烟气含氧量是一个非常重要的指标。氧量过低，证明燃料没有充分燃烧，浪费燃料又增加了有害气体排放，氧量过高，使送引风机的耗电量增加，造成烟气中的Nox、SO2排放量增多。锅炉运行中，当过剩空气量增多时，不仅使炉膛温度下降，而且也使最重要的烟气热损失增加。因此，过剩空气量要有一个最优值，即所谓的最经济燃烧，过剩空气量常用过剩空气系数a来表示，即实际空气量QP与理论空气量QT之比： A=QP/QT 过量空气系数α还可以用炉膛出口烟气中的含氧量 O2％来衡量，完全燃烧情况下空气系数α与O2％的关系为： α=21/(21- O2％) 由上式可知α和 O2％成反比关系，控制α就可以达到控制烟气中含氧量 O2％的目的，其中含氧量一般都控制在 5％左右，含氧量信号具有时间延迟短，对判断是否充分燃烧反映快等优点。因此，可将送风调节系统直接看成是氧量调节的过程送风控制系统一个带有氧量校正的串级回路控制系统，所谓串级回路控制系统，就是采用两个控制器串联工作，主控制器的输出作为副控制器的设定值，由副控制器的输出去操纵调节阀，从而对主被控变量具有更好的控制效果。

(完整版)燃烧器技术协议(1版)

新疆黑山煤炭化工有限责任公司煤气发电项目2×65t/h锅炉低氮燃烧器及管路系统技术协议买(需)方：卖(供)方：

二O一五年八月

目录一、总则 (1) 二、供货范围、设计界限及设备性能介绍 (4) 三、技术资料及交付进度 (15) 四、进度 (15) 五、包装和运输 (16) 六、监造、检查和性能验收试验 (16) 七、技术服务 (16) 八、安装、调试和验收方案 (17) 九、质量保证及售后服务承诺 (18) 十、其它 (19)

技术协议 **有限公司(以下简称“买方”)与(以下简称“卖方”) 就新疆黑山煤炭化工有限责任公司兰炭尾气发电工程2×65t/h锅炉低氮燃烧器及管路的设计、制造、供货与技术服务相关事宜，经双方代表充分友好协商，达成以下技术协议。一、总则 1.1本技术协议按锅炉相关技术参数及要求编写。 1.1.1燃烧系统设计能保证大于20%负荷时，低氮燃烧器不发生回火、脱火、灭火事故。确保不发生煤气燃爆事故，不会造成停炉。 1.1.2低氮燃烧器设计能确保在各种工况下能稳定燃烧，并具有防止回火功能。 1.1.3点火系统实现程控及安全联锁。 1.1.4为保证燃烧安全，留有火焰检测装置接口，配置有完备的火检设备，并与煤气管道上的快速切断阀形成联锁控制，保证锅炉的安全。 1.1.5低氮燃烧器喷嘴的使用寿命不低于设备经安装试验合格后三年，且便于检修。 1.1.6低氮燃烧器在热态运行下，其调节装置不受热膨胀的影响而产生卡涩现象，应灵活可靠。的措施。 1.1.7低氮燃烧器的设计、布置考虑降低燃烧中产生NO X 1.1.8点火器装置在出厂前成套调试合格，并提供证明文件。 1.1.9就地安装柜及阀门均要求防爆。 1.1.10必须有同类产品运行业绩或型式试验证书。 1.2本技术协议中规定了最低限度的技术要求，并未规定所有的技术要求和适用的标准，卖方将提供一套满足本技术协议和所列标准要求的高质量产品及其相应服务。产品必须同时满足国家关于安全、环境保护的强制性标准和规范要求。 1.3供方须执行本协议所列标准。有矛盾时，按较高标准执行。卖方在设备设计和制造中所涉及的各项规程、规范和标准必须遵循现行最新版本的标准。

脉冲爆震火箭发动机的原理性试验

脉冲爆震火箭发动机的原理性试验Ξ 李　强,张　群,范　玮,严传俊 (西北工业大学动力与能源学院,陕西西安710072) 摘　要:阐述了脉冲爆震火箭发动机(PDRE)性能特点、结构和工作过程。采用航空煤油为燃料,氧气和压缩空气为氧化剂,分别进行了两相脉冲爆震火箭发动机原理性试验,所测得的爆震波压力接近充分发展的理想爆震波压力,说明采用煤油作为脉冲爆震火箭发动机的燃料是可行的。关键词:脉动式喷气发动机;燃料性能;爆震波试验+ 中图分类号:V231122 文献标识码:A 文章编号:100124055(2004)0520450204 An experimental study for pulse detonation rocket engine LI Qiang,ZH ANG Qun,FAN Wei,Y AN Chuan2jun (School of P ower and Energy,N orthwestern P olytechnic Univ.,X i’an710072,China) Abstract:　The performance characteristics,structure and w orking cycle of pulse detonation rocket engine(PDRE)were intro2 duced firstly.Then using kerosene as fuel,oxygen and compressed air as oxidizers,proof2of2principle experiments of PDRE were suc2 cess fully conducted.The results show that the measured detonation wave pressures are close to theoretical values.It als o indicate that using kerosene as the fuel of PDRE is feasible. K ey w ords:　Pulse jet engine;Fuel performance;Detonation experiments+ 1　引　言脉冲爆震发动机是一种利用脉冲式爆震波产生高温、高压燃气发出的冲量来产生推力的新型推进系统,若发动机自带氧化剂,以火箭模式工作则称为脉冲爆震火箭发动机(Pulse Detonation R ocket Engine),简称PDRE[1]。与目前常规推进系统中的爆燃波不同,PDRE中的爆震波由激波后面紧跟一道燃烧波组成[2],是以高超声速传播的。由于爆震波的传播速度很快,其燃烧过程可近似认为是等容过程,因而与以等压燃烧方式工作的常规火箭发动机相比,具有循环热效率高(在压比为6时,比等压循环高30%～50%)、燃料消耗率低的特点;由于爆震波能自增压[1],故PDRE最主要的优点就是能将推进剂增压到极高的压力,而不需要常规火箭发动机中既笨重又昂贵的高压涡轮泵。在典型的火箭发动机中,复杂的高压涡轮泵将燃料和氧化剂以高达130个大气压的压力压入发动机燃烧室,而PDRE的喷射压力仅为它的十分之一。因此,可以降低推进系统的重量、复杂性、成本及体积。同时, PDRE推力可从零连续调节到最大值。由于PDRE的上述优点,它已成为国内外航空航天界动力研究的热点[1～6]。 PDRE一般由推进剂供给系统、燃料氧化剂支管、精密流量控制阀、爆震激发和控制系统、爆震室、热保护系统和喷管组成,图1所示的是多管PDRE结构示意图[1]。 2004年10月第25卷　第5期推　进　技　术 JOURNA L OF PROPU LSI ON TECH NO LOGY Oct12004 Vol125　No15 Ξ收稿日期:2003209225;修订日期:2004203215。基金项目:国家自然科学基金(50106012,50336030);教育部优秀青年教师资助计划和西北工业大学毕业设计重点扶持项目的资助。作者简介:李　强(1981—),男,硕士生,研究领域为燃烧学。E2mail:liqstudy@vip1sina1com

脉冲燃烧控制技术

自动化与仪器仪表 ZID ONGHUA YU Y I Q I Y IBI AO 2005年第5期(总第121期) 文章编号:1001-9227(2005)05-0003-03 脉冲燃烧控制技术兰　霄,田小果 (中冶赛迪技术股份有限公司　重庆,400013) 摘　要:脉冲燃烧控制技术被称为“未来工业炉控制技术的发展方向”。可广泛应用于冶金、陶瓷、石化等行业,对提高产品质量、降低能耗、减少污染发挥了重大作用。本文较全面地介绍了脉冲燃烧控制技术的原理和应用结果。关键词:脉冲射流;燃烧控制;工业炉 ABSTRACT:The pulse burning con tro l technique w as ca lled“the directi o n of future industr y fur nace con trol technique”and cou l d be used i n m e tallur gy,cera m ics and pe tr oche m ical industry.The t h eory and appli-cation effect is introduced in t h e paper. KEY WORDS:Pulse je t flo w;Burning con tro l;I ndustry fur nace 中图分类号:TF325.6文献标识码:B 0　概　述众所周知,工业窑炉内工件加热质量的提高与燃烧控制技术有着密切的联系。目前国内普遍采用比例控制、双交叉限幅控制等形式,但其实现往往受燃料量的测量和调节这一关键环节的制约,存在一些弊端。为了克服传统燃烧控制的弊端,近来国际上又出现了颇具革命性的脉冲燃烧控制技术,脉冲燃烧控制技术已经被称为“未来工业炉控制技术的发展方向” 1　脉冲射流机理为了更全面地开发脉冲燃烧控制技术,必须对脉冲射流的机理进行学习和研究。脉冲射流的基本特征是其产生的大尺度微团的振荡运动,这种运动对整个射流空间的动量、热量和质量传递起着决定性的作用。因为湍流能量主要是由大尺度微团携带的,在这些大尺度微团向射流下游及横向运动过程中,它们不断与周围流体进行能量交换,直至处于平衡状态。根据泰勒湍流扩散理论,脉冲射流极大地提高了射流区的压力波动水平。有研究表明:压力波动水平与脉冲频率成正比。在射流区轴线以外及射流边界附近,脉冲频率的作用尤其明显。与稳态射流相比,脉冲射流最大均方根脉冲压力分布沿射流区具有明显扩展。脉冲射流改变了射流区湍流结构,主要表现在各点压力具有不同程度的“方波”信号特征。任何受流体收稿日期:2005-01-25的动量、热量和质量制约的工业过程均可通过适当地采用脉冲射流技术加以强化。 2　控制原理脉冲燃烧控制采用间断燃烧的方式,使用脉宽调制技术,通过调节燃烧时间的占空比(通断比)来实现加热炉的温度控制。这个系统并不调节某个区域内燃料输入的大小,而是调节在给定区域内每个烧嘴被点燃的频率和持续时间。烧嘴的输入量是事先给定的,每个烧嘴按照事先给定的开度和热量需求成正比的频率开闭。所有的烧嘴并不同时点燃,而是按照一定的时序依次点燃。见图1 。脉冲燃烧控制理论的总体结构如图2所示。主要由调节单元、非线性处理单元和输出控制单元三部分组成。 (1)　调节单元主要完成对实测温度和设定信号进行处理。调节单元通常选择PI D控制,其输入和输出关系如下: 3

热风炉送风温度控制系统的设计说明

学号：课程设计题目热风炉送风温度控制系统设计学院自动化学院专业自动化卓越工程师班级自动化zy1201班姓名指导教师傅剑 2015 年12 月8 日

课程设计任务书学生：专业班级：自动化zy1201 指导教师：傅剑工作单位：理工大学题目: 热风炉送风温度控制系统的设计初始条件：炼钢高炉采用燃式热风炉,燃烧所采用的燃料为高炉煤气和转炉煤气。两种燃料混合后进入热风炉燃烧室,再与助燃空气一起燃烧,要求向高炉送风温度达到1350 ℃，则炉顶温度必须达到1400 ℃±10℃。要求完成的主要任务: 1、了解燃式热风炉工艺设备 2、绘制燃式热风炉温度控制系统方案图 3、确定系统所需检测元件、执行元件、调节仪表技术参数 4、撰写系统调节原理及调节过程说明书时间安排 11月3日选题、理解课题任务、要求

11月4日方案设计 11月5日-11月8日参数计算撰写说明书 11月9日答辩指导教师签名：年月日系主任（或责任教师）签名：年月日目录前言 (1) 1.热风炉工艺 (2) 1.1主要结构............................................................................. .. (2) 1.2工作方式 (3) 1.2.1 直接式高净化热风炉 (3) 1.2.2 间接式热风炉 (3) 1.3工作原理 (3) 1.4高炉炼铁、转炉炼钢工艺流程 (4) 2.热风炉温度控制方案设计 (7) 2.1熟悉工艺过程，确定控制目标 (7) 2.2选择被控变量 (7) 2.3选择操纵变量 (7)

超超临界火电机组燃烧控制系统设计

, 毕业论文（设计）题目：超超临界火电机组燃烧控制系统设计姓名林逸君学号201100170220 学院控制科学与工程学院专业测控技术与仪器年级 2011级指导教师刘红波 2015年 5 月 10 日

目录摘要 (3) ABSTRACT (4) 第一章绪论 (5) 1.1课题背景及意义 (5) 1.2 超超临界火电机组控制技术应用现状 (5) 1.3 毕业设计主要内容 (5) 第二章超超临界火电机组燃烧控制系统概述 (6) 2.1 机组工艺流程简述 (6) 2.2 机组燃烧过程控制系统任务 (7) 2.3 机组燃烧过程控制系统组成与特点 (8) 第三章超超临界火电机组燃烧控制方案设计 (9) 3.1常规控制方案 (9) 3.2改进控制方案 (10) 第四章控制方案仿真验证 (10) 4.1 MATLAB简介 (11) 4.2 控制方案的Simulink仿真验证............................... 错误！未定义书签。结论. (15) 致谢 (16) 参考文献 (17) 附录附录1 Controller design for a 1000 MWultra super critical once-through boiler power plant 附录2 文献翻译

摘要随着科学技术的进步，传统电厂的工作方式正在发生着革新，超超临界电厂得到了越来越广泛的应用。相比于传统电厂，超超临界电厂主要区别在于提高了锅炉内的工质，一般为水的压力，来提高电厂的发电效率。本文通过对电厂燃烧过程控制系统的改进来减少电厂控制变量之间的相互干扰，从而进一步提高电厂的发电效率。首先，根据电厂的工作原理分析出电厂各控制变量与各被控量之间的相互关系，建立电厂的简化数学模型。之后，根据各变量之间的相互作用关系采取PID增益控制、解耦等方式提出改进的控制方案。然后，根据从网上搜集到的超超临界电厂在实际工况下所采集到的数据完成数学模型的数据输入工作。最后，通过MATLAB下的Simulink工具箱对数学模型进行仿真实验，得出电厂输出量的波形图，通过对比研究改进后的控制方案的实际运行成果。关键词：超超临界电厂, 燃烧过程控制系统, 数学模型, MATLAB, Simulink仿真

脉冲爆震发动机现状及发展趋势

喷气推进是伊萨克·牛顿(Isaac Newton)爵士的第三运动定律的实际应用。该定律表述为：“作用在一物体上的每一个力都有一方向相反大小相等的反作用力。”就飞机推进而言，“物体” 是通过发动机时受到加速的空气。产生这一加速度所需的力有一大小相等方向相反的反作用力作用在产生这一加速度的装置上。喷气发动机用类似于发动机/螺旋桨组合的方式产生推力。二者均靠将大量气体向后推来推进飞机，一种是以比较低速的大量空气滑流的形式，而另一种是以极高速的燃气喷气流形式。这一同样的反作用原理出现于所有运动形式之中，通常有许多应用方式。喷气反作用最早的著名例子是公元前120年作为一种玩具生产的赫罗的发动机。这种玩具表明从喷嘴中喷出的水蒸气的能量能够把大小相等方向相反的反作用力传给喷嘴本身，从而引起发动机旋转。类似的旋转式花园喷灌器是这一原理更为实用的一个例子。这种喷灌器借助于作用于喷水嘴的反作用力旋转。现代灭火设备的高压喷头是“喷流反作用”的一个例子。由于水喷流的反作用力，一个消防员经常握不住或控制不了水管。也许，这一原理的最简单的表演是狂欢节的气球，当它放出空气或气体时，它便沿着与喷气相反的方向急速飞走。喷气反作用是一种内部现象。它不像人们想象的那样是由于喷气流作用在大气上的压力所造成的。实际上，喷气推进发动机，无论火箭发动机、冲压喷气发动机、或者涡轮喷气发动机，都是设计成加速空气流或者燃气流并将其高速排出的一种装置。当然，这样做有不同的方式。但是，在所有例子中，作用在发动机上的最终的反作用力即推力是与发动机排出的气流的质量以及气流的速度成比例的。换言之，给大量空气附加一个小速度或者给少量空气一个大速度能提供同样的推力。实用中，人们喜欢前者，因为降低喷气速度能得到更高的推进效率。脉动喷气发动机是喷气发动机的一种，也称脉冲喷气发动机，可用于靶机，导弹或航空模型上。脉动喷气发动机发明于法国但没有找到用途，纳粹德国在第二次世界大战的后期，曾用它来推动V-1导弹，轰炸过伦敦。这种发动机的结构如图所示，它的前部装有单向活门，之后是含有燃油喷嘴和火花塞的燃烧室，最后是特殊设计的长长的尾喷管。现在，用于喷气式（汽车）赛车的发动机。脉动喷气发动机工作时，首先把压缩空气打入单向活门，或使发动机在空中运动，这时便有气流进入燃烧室，然后油嘴喷油，火花塞点火燃烧。这时长尾喷管在燃气喷出后，由于燃气流的惯性作用，虽然燃烧室内的压强同外面大气的压强相等，仍会继续向外喷，所以在燃烧室内造成空气稀薄的现象，使压强显著降

正压送风余压控制系统技术方案

附件五、3正压送风余压控制系统技术方案

1、设计依据跟据中华人民国国家标准2015 年6 月1 号实行的建筑设计防火规 GJBT-1257 里面《高层民用建筑设计防火规》与2015 年发行的建筑防排烟系统技术规中明确指出： 8.3.1不具备自然排烟措施的防烟条件的防烟楼梯间、消防电梯间前室和使用前室，应设置独立的机械加压送风的防烟措施。 8.3.7：机械加压送风机的全压，除计算最不利环管道压头损失外，尚应有余压。其余压值应符合下列要求： 8.3.7.1：防烟楼梯间为40Pa 至50Pa。 8.3.7.2：前室、合用前室、消防电梯间前室、封闭避难层（间）为25Pa 至30Pa。 2、系统组成正压送风系统通常有正压送风机、通风管道、旁通泄压阀、旁通管道、旁通泄压阀控制箱、压差控制器、连接线等组成，其中压差控制器、泄压阀控制箱、连接线等是本次施工围。本公司采用浩捷PTJ601压差控制系统。

3、产品特点压差控制器的安装采用壁挂式，简单方便。采用四线制连接，安装时将每个单元中压差控制器并联在四根总线上（其中二根电源线，二根信号线）通过四根总线接入旁通泄压阀控制箱中，再通过控制箱控制旁通泄压阀打开或关闭进行泄压。在该系统中压差控制器均为独立工作，压差值正常时压差控制器亮绿色巡检灯，当压差控制器所在楼层压差超过设定值后，压差控制器红色指示灯亮同时发出蜂鸣报警声。压差控制器在整个巡检和报警过程中均为独立工作方式，任一处出现故障不会影响其他设备运行。压差控制器特点： ◆带一个绿色巡检指示灯，一个红色报警指示灯； ◆直接输出开关控制信号； ◆供电及信号输出采用总线制传输； ◆系统采用总线制连接（四线制），单机独立工作方式，任意一台故障不影

【CN110131071A】一种脉冲爆震发动机燃烧室及其起爆方法【专利】

(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201910376650.9 (22)申请日 2019.05.04 (71)申请人西北工业大学地址 710072 陕西省西安市友谊西路127号申请人西安石油大学 (72)发明人王治武　潘智刚　黄晶晶　伟力斯　王亚非　刘志　 (74)专利代理机构西北工业大学专利中心 61204 代理人陈星 (51)Int.Cl. F02K 7/02(2006.01) F02K 9/62(2006.01) F02K 9/95(2006.01) (54)发明名称一种脉冲爆震发动机燃烧室及其起爆方法(57)摘要本发明提出一种脉冲爆震发动机燃烧室及其起爆方法，将大尺寸的主爆震室分割成若干尺寸较小的分区，首先将空气和燃料填充到主爆震室，然后在靠近爆震室左端壁的第一列分区中用低能量点火，火焰在小尺寸的分区中经加速形成能量较大且含有大量活性基团的热射流进入主爆震室；随后，该射流与左端壁面碰撞导致激波聚焦，火焰速度加快、激波强度加强；接着，通过相应的时序控制用低能量点燃距离左端壁面较远的第二列分区中的混合燃料，此分区形成的射流进入主爆震室再次增加了点火能量。相比于普通点火，本发明将多点点火、射流点火、障碍物强化扰流、激波反射聚焦和小管道加速等原理和方法有机结合起来，爆震波会在更短的时间和距离内产生也就缩短了DDT的时间和距离。权利要求书1页说明书4页附图3页CN 110131071 A 2019.08.16 C N 110131071 A

权　利　要　求　书1/1页CN 110131071 A 1.一种脉冲爆震发动机燃烧室，包括主爆震室、燃油喷嘴和吸气阀门；燃油喷嘴布置在主爆震室壁面或端面上，能够向主爆震室内喷注燃料，吸气阀门布置在主爆震室壁面或端面上，能够向主爆震室内吸入氧化剂或空气；其特征在于：在主爆震室内壁面上沿轴向布置有两列分区，每一列分区由若干个独立的小分区组成，每个小分区为仅一端开口的密闭结构，开口方向朝向主爆震室内端面；在每个小分区内部安装有点火器，且同一列分区中所有小分区的点火器串联，能够同时点火。 2.根据权利要求1所述一种脉冲爆震发动机燃烧室，其特征在于：燃油喷嘴安装在主爆震室内端面与靠近主爆震室内壁面的一列分区出口位置之间的主爆震室壁面上，且若干燃油喷嘴沿主爆震室周向均匀分布；吸气阀门安装在主爆震室内端面上。 3.根据权利要求1所述一种脉冲爆震发动机燃烧室，其特征在于：每一列分区中的若干个独立小分区在主爆震室周向上均匀分布。 4.根据权利要求1所述一种脉冲爆震发动机燃烧室，其特征在于：独立小分区的轴向长度与主爆震室直径的比值不小于1。 5.根据权利要求1或4所述一种脉冲爆震发动机燃烧室，其特征在于：靠近主爆震室内壁面的一列分区出口位置和主爆震室内端面之间的轴向距离与主爆震室直径的比值为0.2～0.4。 6.根据权利要求5所述一种脉冲爆震发动机燃烧室，其特征在于：靠近主爆震室内壁面的一列分区后端和另一列分区出口位置之间的轴向距离与主爆震室直径的比值为0.2。 7.根据权利要求6所述一种脉冲爆震发动机燃烧室，其特征在于：靠近主爆震室内壁面的一列分区口径与主爆震室直径的比值为0.2。 8.根据权利要求7所述一种脉冲爆震发动机燃烧室，其特征在于：另一列分区口径为靠近主爆震室内壁面的一列分区口径的1.25倍。 9.权利要求1所述一种脉冲爆震发动机燃烧室的起爆方法，其特征在于：打开燃油喷嘴向主爆震室喷注燃料，同时打开吸气阀门引入氧化气体与燃油喷雾充分混合，待氧化气体和燃料充满整个主爆震室后关闭阀门；靠近主爆震室内壁面的一列分区中的点火器同时点火，点燃该列分区中的混合燃料，火焰在该列分区中加速燃烧，形成热射流从该列分区出口射出并进入主爆震室；而后按照设计的时序控制另一列分区中的点火器同时点火，点燃该列分区中的混合燃料，火焰在该列分区中加速燃烧，形成热射流从该列分区出口射出并进入主爆震室，再次加强了火焰能量，最终产生爆震波。 10.根据权利要求9所述一种脉冲爆震发动机燃烧室的起爆方法，其特征在于：通过时序控制所述另一列分区中的点火器同时点火的时刻，使所述靠近主爆震室内壁面的一列分区中形成的火焰前端激波经过主爆震室内壁面反射后，在所述靠近主爆震室内壁面的一列分区后端和所述另一列分区出口位置之间的位置，与所述另一列分区形成的火焰前端激波发生碰撞叠加。 2

过程控制系统

《控制系统》课程设计课题：加热炉温度控制系统系别：电气与电子工程系专业：自动化姓名：学号：1214061（44、32、11）指导教师河南城建学院 2010年12月29日

成绩评定· 一、指导教师评语（根据学生设计报告质量、答辩情况及其平时表现综合评定）。二、评分（按下表要求评定）评分项目设计报告评分答辩评分平时表现评分合计（100分）任务完成情况（20分）课程设计报告质量（40分）表达情况（10分）回答问题情况（10分）工作态度与纪律（10分）独立工作能力（10分）得分课程设计成绩评定班级姓名学号成绩：分（折合等级）指导教师签字年月日

一、设计目的：通过对一个使用控制系统的设计，综合运用科学理论知识，提高工程意识和实践技能，使学生获得控制技术工程的基本训练，培养学生理论联系实际、分析解决实际问题的初步应用能力。二、设计要求：设计一个加热炉温度控制系统，确定系统设计方案，画出系统框图，完成元器件的选择和调节器参数整定。三、总体设计： 1．控制系统的设计思想串级控制系统采用两套检测变送器和两个调节器，前一个调节器的输出作为后一个调节器的设定，后一个调节器的输出送往调节阀。前一个调节器称为主调节器，它所检测和控制的变量称主变量（主被控参数），即工艺控制指标；后一个调节器称为副调节器，它所检测和控制的变量称副变量（副被控参数），是为了稳定主变量而引入的辅助变量。整个系统包括两个控制回路，主回路和副回路。副回路由副变量检测变送、副调节器、调节阀和副过程构成；主回路由主变量检测变送、主调节器、副调节器、调节阀、副过程和主过程构成。 2 .加热炉控制系统原理加热炉控制系统以炉内温度为主被控对象，燃料油流量为副被控对象的串级控制系统。该控制系统的副回路由燃料油流量控制回路组成，因此，当扰动来自燃料油上游侧的压力波动时，因扰动进入副回路，所以，能迅速克服该扰动的影响。由于炉内温度的控制不是单一因素所能实现的，所以，还要对空气的流量进行控制。空气的控制直接影响炉内燃烧的状况，不仅影响炉温，还直接影响了能源的利用率和环境的污染。所以，对空气的控制很有必要，其原理和燃料控制相同。

【精品】火电机组送风控制系统课程设计

1引言 1.1课题背景火力发电厂在我国电力工业中占有主要地位，是我国重点能源工业之一，大型火力发电机组在国内外发展很快，是我国现以300MW机组为骨干机组，并逐步发展600MW以上机组。目前，国外已建成单机容量1000MW以上的单元机组。单元发电机组是由锅炉、汽轮发电机和辅助设备组成的庞大的设备群.由于其工艺流程复杂，设备众多，管道纵横交错,有上千个参数需要监视，操作或控制，而且电能生产还要求有高度的安全可靠性和经济性，因此，大型机组的自动化水平受到特别的重视。送风量就是其中一项需要监视的重要参数。本次设计题目是：600MW火电机组送风控制系统。 1。2课题意义

锅炉送风量是影响锅炉生产过程经济性和安全性的重要参数。大型锅炉一般配有两台轴流式送风机，送风量是通过送风机的动叶来调整的。如果送风量比较大，送风量与燃料量的比例系数K（最佳比例值)随之增大,炉膛内燃烧将不会充分，达不到经济性。如果送风量比较小，送风动叶开度就会比较小，临近送风机的喘振区，喘振危害性很大，严重时能造成风道和风机部件的全面损坏,而总风量小于25%时,就会触发MFT （主燃料跳闸）动作.所以，送风量、过高或过低都是生产过程所不允许的。为了保证锅炉生产过程的安全性、经济性，送风量必须通过自动化手段加以控制.因此,送风量的控制任务是：使送风量与燃料量有合适的比例，实现经济运行；使炉膛压力控制在设定值附近,保证安全运行.

2送风自动控制系统 2.1送风量控制系统实现送风量自动控制的一个关键是送风量的准确测量。现代大型锅炉一般分设一次风和二次风，有些锅炉还有三次风，因此总风量是这三种风的流量之和. 常用的风量测量装置有对称机翼型和复式文丘里管。一些简单的测量装置，有装于风机入口的弯头测风装置和装于举行风道内的挡风板等。在协调控制中,氧量－风量控制是燃烧控制的重要组成部分,其对于保证锅炉燃烧过程的经济性和稳定性起着决定性作用。在稳态时根据锅炉主控指令的要求协调控制燃料量和送风量,保持适当的风煤比，即保证一定的炉膛出口过剩空气系数a，在动态调节过程中，必须保证增加负荷时先增加送风量再增加燃料量，降负荷时先减少燃料量再减少送风量，保证送风量大于给煤量，以达到空气与燃料交叉限制的目的。由于到目前为止，还没有找到一种有效的方法来准确地测量给煤量信号,工程实

燃烧器基本介绍

燃烧器常见故障现象的原因分析及排除方法国内燃烧器由于利雅路，威索，百得，威特等众多国际化品牌的参与，使得使用和维护更加的复杂。所以我们整理了一些燃烧器常见故障现象的原因分析及排除方法和大家交流。 1.能够正常点火但着火几十秒钟后自行熄灭这种故障现象的典型原因是燃烧器配件的火焰传感器脏污。火焰传感器是一个光敏电阻当受光照射时其自身电阻值下降呈低阻抗状态当无光照射时电阻值上升呈高阻抗状态。燃烧器中的控制器根据火焰传感器的电阻值来判断燃烧过程是否持续若燃烧停止火焰传感器呈高阻抗则立即停止供油以防止未燃烧的柴油积存。火焰传感器探头位于燃烧器的风道内，由于冒黑烟、回火、送风尘土等原因其表面很容易脏污从而失去感光功能。检查传感器探头，必要时用酒精或清洗剂清洁其表面。 2.着火正常但排气烟色不正常喷入燃烧器的柴油是一边混合一边燃烧的当送风量合适时雾化CO2和水蒸气排气是无色的。当送风量不足时会造成柴油不完全燃烧生成CO和碳粒从而出现排气冒黑烟现象。但如果进风量过大强大的风力可能会把来不及燃烧的油雾吹走，形成白色烟雾排出。排气冒黑烟的常见原因是燃烧的进风门开度过小，冒白烟的见原因是进风门开度过大，这两种情况均应重新调整进风门。调整时可一边观察排气烟色一边调节风门的开度直到排气烟色接近于无色。排气冒黑烟还有一种原因是柴油雾化不良，油雾中含有较大的液滴，不能与空气充分混合由于局部燃烧不完全而产生黑烟。造成柴油雾化不良的原因有： 1)喷嘴老化或堵塞使其雾化量能力严重下降; 2)油泵出油压力过高或过低。油泵压力过低则喷嘴出油压力低当然雾化效果差，但油泵出油压力过高，也会造成喷油压力低。这是因为，油泵的输油量与输油压力是成反比的，油压过高，出油量必然降低由于喷嘴的量孔是不变的所以喷嘴两端的压力差减小，造成喷油常伴有冒黑烟现象，这是因为供油雾化不良。可根据排气烟色对油泵的出油压力进行调节，顺时针拧动调压螺钉压力升高出油量下降;反之压力下降出油量上升。油泵压力的正常范围是0.98~1.18MPa，使用中不可随意调节。

脉冲燃烧技术在工业炉上的应用

脉冲燃烧技术在工业炉上的应用工业炉的燃烧控制水平直接影响到生产的各项指标，例如：产品质量、能源消耗等。目前国内的工业炉一般都采用连续燃烧控制的形式，即通过控制燃料、助燃空气流量的大小来使炉内的温度、燃烧气氛达到工艺要求。由于这种连续燃烧控制的方式往往受到燃料流量的调节和测量等环节的制约，所以目前大多数工业炉的控制效果不佳。随着工业炉工业的迅猛发展，脉冲式燃烧控制技术也应运而生，并在国内外得到一定程度的应用，取得了良好的使用效果。 1 工业炉行业采用脉冲燃烧的必要性目前高档工业产品对炉内温度场的均匀性要求较高，对燃烧气氛的稳定可控性要求较高，使用传统的连续燃烧控制无法实现。随着宽断面、大容量的工业炉的出现，必须采用脉冲燃烧控制技术才能控制炉内温度场的均匀性。 2 脉冲燃烧控制的原理和优势故名思义，脉冲燃烧控制采用的是一种间断燃烧的方式，使用脉宽调制技术，通过调节燃烧时间的占空比（通断比）实现窑炉的温度控制。燃料流量可通过压力调整预先设定，烧嘴一旦工作，就处于满负荷状态，保证烧嘴燃烧时的燃气出口速度不变。当需要升温时，烧嘴燃烧时间加长，间断时间减小；需要降温时，烧嘴燃烧时间减小，间断时间加长。控制图见图1。

图1 工业炉窑脉冲燃烧温度控制示意图

脉冲燃烧控制的主要优点为： ?传热效率高，大大降低能耗。 ?可提高炉内温度场的均匀性。 ?无需在线调整，即可实现燃烧气氛的精确控制。 ?可提高烧嘴的负荷调节比。 ?系统简单可靠，造价低。 ?减少NOx的生成。普通烧嘴的调节比一般为1：4左右，当烧嘴在满负荷工作时，燃气流速、火焰形状、热效率均可达到最佳状态，但当烧嘴流量接近其最小流量时，热负荷最小，燃气流速大大降低，火焰形状达不到要求，热效率急剧下降，高速烧嘴工作在满负荷流量50%以下时，上述各项指标距设计要求就有了较大的差距。脉冲燃烧则不然，无论在何种情况下，烧嘴只有两种工作状态，一种是满负荷工作，另一种是不工作，只是通过调整两种状态的时间比进行温度调节，所以采用脉冲燃烧可弥补烧嘴调节比低的缺陷，需要低温控制时仍能保证烧嘴工作在最佳燃烧状态。在使用高速烧嘴时，燃气喷出速度快，使周围形成负压，将大量窑内烟气吸人主燃气内，进行充分搅拌混合，延长了烟气在窑内的滞流时间，增加了烟气与制品的接触时间，从而提高了对流传热效率，另外，窑内烟气与燃气充分搅拌混合，使燃气温度与窑内烟气温度接近，提高窑内温度场的均匀性，减少高温燃气对被加热体的直接热冲击。燃烧气氛的调节是提高工业窑炉性能必不可少的一个环节，而传统的连续燃烧控制只能通过在线测量烟气残氧量，反馈给燃烧气氛控制器，然后实时调节控制助燃空气流量执行器的输出，才能精确控制炉内的燃烧气氛。由于检测烟气残氧的氧化锆传感器的可靠性、寿命和价格的原因，在工业现场的使用往往不理想。有些窑炉自控系统干脆采用一台比例跟随器，使助燃空气的流量与燃料的流量成固定的比例，但这种方法不得不将助燃空气的富余量留得很大，达不到最佳的节能和控制过剩氧含量（或过剩空气系数）的要求。采用脉冲燃烧控制方式，可以将油压和风压一次性调整到合适值，在系统投人运行后，只需保持这两个压力稳