风量与炉膛压力控制系统设计马平

合集下载

风量与炉膛压力控制系统设计-马平

科技学院课程设计报告(2014——2015年度第1学期）名称: 过程控制课程设计题目: 风量与炉膛压力控制系统设计院系：专业：设计周数：姓名学号分工成绩成员日期：2015 年1 月14 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:指导教师:马平2015年1 月11 日一、课程设计的目的与要求“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、设计正文1．基本任务和要求：任务：1.保持烟气中的含氧量最佳值。

2。

维持炉膛负压一定。

要求:1.了解实现风量与炉膛压力控制的关键技术；2. 能够进行风量与炉膛压力控制系统的设计、仿真与工程实现（画出SAMA图)。

2．风量与炉膛压力控制系统对象的动态特性：①送风控制系统的动态特性：1。

送风控制系统动态特性分析：炉燃烧控制系统是火力发电机组主要的控制系统之一，而送风调节系统的调节作用是这一系统能顺利工作的前提。

第十章02协调控制系统中风量控制系统

四、直流锅炉给水控制系统直流锅炉一般不存在中间容器，所以不存在水位，直流锅炉一般不存在中间容器，所以不存在水位，一般依靠控制流量或中间温度来实现给水控制。一般依靠控制流量或中间温度来实现给水控制。即使是超临界机组，给水控制不当时，即使是超临界机组，给水控制不当时，也同样存在汽轮机水冲击。汽轮机水冲击。
被控制量一次风压，被控制量一次风压，两一次风压调节器，一次风压调节器，通过路独立测量，路独立测量，二求平均当两路一次风机都手动调节一次风机转速和一作为测量结果，作为测量结果，再通过后，此切换回路输出跟次风机入口档板来控制惯性滤波后形成一次风踪手动操作的一次风机一次风压。一次风压。压被控制量。勺管指令。勺管指令
2、二次风压控制系统、二次风组织炉膛燃烧，主要任务控制二次风量大小，二次风组织炉膛燃烧，主要任务控制二次风量大小，但二次风压不稳定时，二次风量也不容易调节。但二次风压不稳定时，二次风量也不容易调节。所以二次风调节主要由两个任务组成：以二次风调节主要由两个任务组成：二次风压调节和二次风量调节。和二次风量调节。二次风压通过调节二次风机入口动页角度来控制风量的大小；动页角度来控制风量的大小；二次风量则是控制二来自燃料主控的风量指次风进入炉膛的档板开度的大小来控制风量。次风进入炉膛的档板开度的大小来控制风量。令通过函数运行后的二次。
引风机档板偏置调节。引风机档板偏置调节。引风机档板档板控制自手动切换。动/手动切换。手动切换炉膛负压给定数值调节炉膛负压测量数值。炉膛负压测量数值。炉膛负压经过死区函数二次风量变化时前馈调运算后输出到负压调节节回路，器节回路，当二次风量增。加或减小时，加或减小时，引风机开大或关小以适应二次风量的变化。量的变化。

基于风机定风压控制实现高炉热风炉稳定换炉功能

基于风机定风压控制实现高炉热风炉稳定换炉功能摘要：在高炉炼铁中，每座高炉一般设有3-4座热风炉。

热风炉是加热蓄热送风是一个交替过程，因此在换炉过程中必须要保证无扰动换炉，由PID控制环节实现自动调节轴流风机风量、风压，从而解决换炉期间高炉由风压波动引起的炉况失衡问题。

本文通过历史工况数值进行计算得到PID的参数，从而满足现场需要，并能适用到更广的范围中。

概述：高炉炼铁是现代炼铁的主要方法，对于钢铁生产来说，高炉运行状况的好坏直接影响炼铁的质量，产量以及后续炼钢，轧钢等工序的质量，可以说是钢铁生产中至关重要的环节。

其中热风炉是为高炉加热鼓风的设备，是现代高炉不可缺少的重要组成部分。

热风炉是将鼓风机的供风加热至高炉冶炼所需的高温，每座高炉设有3-4座热风炉。

作为一种蓄热式换热器，需要加热进行蓄热，即在燃烧室燃烧煤气，产生高温废气通过格子砖并使之蓄热。

当格子砖充分加热后，关闭燃烧各阀，打开送风阀门。

当冷风通过格子砖时和格子砖发生热交换，得到所需温度的热风供高炉使用。

通过换炉实现加热和送风交替进行。

在热风炉换炉时，新热风炉的压力为正常大气压，必须先用风机对热风炉进行冲压使之升到一定的压力，在这段时间里，高炉内部的流量、压力就会呈现阶跃式下降。

通过在热风炉控制系统和风机控制系统之间联动实现控制，将热风炉换炉过程控制与轴流风机工艺参数控制调节通过PLC连锁控制，在换炉过程中，通过PID自动控制调节风机静叶角度，保证热风炉换炉期间高炉内部流量压力的稳定，不需要人工控制阀的动作，换炉操作更加规范、简单。

因此必须保证持续的送风才能保证高炉正常运作，热风炉稳定换炉控制采用的是通过压力信号控制风机静叶的开度，当投入自动时可以实现PID控制，始终保持压力设定值。

主要内容：风机控制系统采用GE PLC，上位机为配套系统iFix，通过GE驱动实现通讯，被控对象为排气压力，针对静叶实现PID控制，PID算法为工程人员通过功能块编写，为标准PID算法，参数设置采用比例带，积分时间，微分时间等。

开题报告 300MW机组炉膛压力检测控制系统设计

沈阳工程学院毕业设计开题报告300MW机组炉膛压力检测控制系统设计系部：专业：学生姓名：指导教师：开题时间： 2012年月日一、总体说明在开题报告中要求给出你对课题的理解，类似的研究在国内外的进展情况，你对系统设计的初步设想，主要需要解决的技术难题和解决思路，同时应给出课题的时间安排。

二、开题报告内容1.毕业设计课题的目的、意义、国内外现状及发展趋势2.课题主要工作（设计思想、拟采用的方法及手段）3.完成课题的实验条件、预计设计过程中可能遇到的问题以及解决的方法和措施4.毕业设计实施计划(进度安排)5.参考文献三、撰写要求1．报告字数不少于3000字纸打印2．报告内容一律用A43. 上交时间为毕业设计第三周周末。

一、毕业设计课题的意义、国内外现状及发展趋势1.锅炉炉膛压力检测系统控制的任务与意义本文设计的题目是300mw锅炉炉膛压力检测系统控制，炉膛压力控制系统的设计过程主要通过控制引风机动叶、挡板开度、引风机的转速来实现炉膛负压的控制过程。

引风控制系统的任务是保持炉膛负压在一定的范围内。

锅炉运行时，如果机组要求的负荷指令改变，则进入炉膛的燃烧量和送风量将跟着改变，燃料在炉膛中燃烧后产生的烟气量也随之改变，这时，为了维持炉膛内的正常压力，必须对引风量进行相应的调节。

对于负压燃烧锅炉，如果炉膛压力接近大气压力，则炉烟往外冒，影响设备与工作人员的安全；反之，如果炉膛压力太低，又会使大量的冷空气流进炉膛，降低了炉膛里的温度，增大了引风机的负荷，和烟气带走的热量损失，一般的炉膛压力维持在比大气压力低20-50帕左右。

[1]故而监视和控制炉膛负压对于保证炉内燃烧工况的稳定、分析炉内燃烧工况、烟道运行工况、分析某些事故的原因均有极其重要的意义。

2.锅炉炉膛压力检测系统控制的国内外现状目前国内火力发电厂锅炉风机大部分采用拖动电动机，其中95％左右为交流异步电动机直接拖动，恒速运行。

随着电力经济的发展等，使电厂中的锅炉风机在运行中出现了裕量较大的问题，另外根据电网调峰的需要，机组长时间处于低负荷运行状态，使锅炉的送、吸风机长期处于低参数下运行，对厂用电率造成一定影响。

燃煤机组炉膛压力保护可靠性分析及改进措施

燃煤机组炉膛压力保护可靠性分析及改进措施朱延海;安思琪【摘要】对燃煤机组炉膛压力保护控制的可靠性进行探讨,结合案例对现场安装及保护设置等问题进行分析,提出了现场取样安装、管路防堵吹扫、管路和仪表防护、炉膛压力保护、调节控制等方面的防范和改进措施.【期刊名称】《南京工程学院学报（自然科学版）》【年(卷),期】2016(014)002【总页数】5页(P59-63)【关键词】燃煤机组;炉膛压力;保护;可靠性;分析;改进措施【作者】朱延海;安思琪【作者单位】神华江苏国华陈家港发电有限公司,江苏盐城224631;南京农业大学,江苏南京210031【正文语种】中文【中图分类】TM621炉膛压力是表征燃烧状况的重要参数.锅炉燃烧一旦发生故障，往往最先从炉膛压力上反映出来.从理想气体状态方程式PV/T=R(R为气体常数)可知，当炉膛内烟气容积V不变时，炉膛压力P将随炉内温度T的下降而降低，炉内将出现较大的负压.炉膛灭火后其温度迅速下降，炉膛内燃烧物的容积突然减小，导致炉膛内产生较大的负压［1］，产生“内爆”.当炉内有燃烧不稳或煤粉气流脱火发生爆燃现象时，积存的可燃混合物瞬间被点燃，生成的烟气容积猛然增大，来不及由炉膛出口排出，同时燃烧物释放大量的热量，炉膛内气体温度急剧上升，引起炉膛压力陡增，产生“外爆”.锅炉炉膛压力同时反映了燃烧过程中进入炉膛的送风量与炉膛出口烟气量之间的工质平衡关系.炉膛压力是否正常关系着锅炉的安全经济运行，如炉膛压力高于大气压力，会造成炉膛向外喷火、喷灰，进而损害设备;而炉膛压力过低，会增加炉膛漏风，不仅增加引风机耗电量，而且会降低炉膛温度，影响炉内燃烧状况［2］.炉膛压力保护可防止机组在运行过程中发生异常情况时导致的炉膛“内爆”、“外爆”.炉膛正压大是炉膛爆燃的前馈信号，炉膛负压大是锅炉灭火的前馈信号，正确检测炉膛内部的压力，并做出相应的、超前的保护联锁动作，使机组安全地停运，对避免炉膛损坏事故的发生起着积极重要的作用.因此，炉膛压力检测及保护设置的准确可靠至关重要［3］.压力开关响应速度快，故大多数炉膛压力保护所采用的测量元件为压力开关.目前FSSS中炉膛压力保护一般设置为炉膛压力高Ⅱ值(三取二)或炉膛压力低Ⅱ值(三取二)延时n秒，锅炉MFT动作.在燃煤机组运行中常发生压力开关取样管路堵塞，且无有效的监控手段，常以定期吹扫作为防堵手段(某电厂炉膛压力虽然装有防堵吹扫装置，但并不能完全保证取样管不堵塞，曾在168 h后一次临检时发现有一个取样管已堵塞);若发生取样管路堵塞，将可能造成保护拒动或误动，给机组运行造成安全隐患.1.1 炉膛压力取样管路堵塞及影响分析在锅炉正常运行期间，炉膛内压力是波动的，压力的波动会引起取样器内的气体流动，这样就有少量浮灰在气流的带动下进入取样器内部，并在取样器的内部沉积，长期运行，浮灰就把取样器堵塞.另外，炉内燃烧工况一旦发生变化，炉膛负压随即发生相应变化;如果炉膛正压，煤种水分又比较大，锅炉燃烧灰份含水也较大，在冬季环境温度较低时，炉外防堵装置本体温度也很低，取样管或防堵装置起着冷凝作用，这时炉膛正压喷出的热灰尘遇冷凝结，就会变成粘稠状的物质堵塞防堵装置;如果粘稠物硬化，就会变成水泥状坚硬物质堵塞取样管.近年来，因燃用煤质恶化，燃烧灰分增加，使得炉膛压力开关取样管路的堵塞情况越来越严重.由理想气体状态方程式PV/T=R(R为气体常数)可以推导出［4］当取样管正常通畅时，d V将随压力源压力和气体温度的变化而变化，使取样管内气体的压力变化d P跟随压力源的压力变化.当取样管路堵死时，取样管内没有气体交换，d V=0，则由式(1)可知d P=d T≈ 340 d T，即1℃的气体温度变化，引起静压变化约340 Pa.当取样管内气体温度发生骤变时，可能引起保护的误动，文献［4］列举了2起因测量取样管路堵塞引起炉膛压力保护误动案例;如果炉内压力发生骤变，又因取样管路的堵塞而不能导压，引起保护的拒动，造成设备的损坏.1.2 炉膛压力取样安装问题及分析1)取样点过于集中.如图1所示，某600 MW机组的锅炉炉膛压力取样，单侧集中布置，不能准确反映炉膛压力变化，运行过程中如果出现测点上方发生大块塌焦、测点定期吹扫、堵焦后处理等情况，会影响信号的正确测量，甚至会导致炉膛压力保护的拒动和误动.2)炉膛压力取样点距离吹灰器太近.为了达到吹灰效果，同时为吹灰器在炉膛内提供足够的冷却源，吹灰蒸汽压力一般都控制在1.5～2 MPa.如果炉膛压力取样点离吹灰器太近，在锅炉吹灰时会造成附近的炉膛压力波动，甚至造成炉膛压力开关动作触发MFT，存在安全隐患.如某电厂锅炉吹灰时发生炉膛压力保护误动，导致在锅炉吹灰时必须退出炉膛压力保护才能进行吹灰.吹灰蒸汽携带粉灰进入压力取样管路后，在炉外取样管内迅速冷却，加剧取样管路的堵塞.3)炉膛压力开关(变送器)低于取样点.如图2所示，某600 MW机组炉膛压力开关安装位置低于取样点约15 m，中间存在U型弯，容易使取样管内积水、积灰，造成管路堵塞，引起信号的误动或拒动;取样管路太长且中间有几处弯角，对于炉膛压力导压有较大阻尼，信号采集滞后.1.3 压力开关可靠性及分析压力开关检定后受温度、振动等环境因素的影响可能会引起定值漂移的问题，如某一锅炉炉膛压力保护开关，在一次因炉膛压力保护高动作造成锅炉MFT的事故分析中发现，拆检的3个压力开关定值都有一定的漂移，其中一检定定值为2 180 Pa(原始记录检定定值为2 500 Pa)，漂移量为320 Pa.通过分析，定值的漂移可能与产品的质量和现场环境温度、振动有一定关系.1.4 逻辑保护延时时间及分析炉膛压力信号由信号测量和传输、信号采样和转换、逻辑运算三个部分组成，信号测量和传输将现场信号由物理量转换成电信号并传输至DCS，以及通过I/O模件的多路切换开关和12位A/D转换器完成信号采样和转换，其间存在的延迟可忽略不计;由于I/O模件转换精度要求在0.5%以内，对于多数炉膛压力定值为2 000 Pa的机组，转换误差为2 000 Pa×0.5%=10 Pa，可以忽略;炉膛压力保护动作时，压力以秒级的速度快速上升或下降，炉膛压力的变化速率甚至达到1 000 Pa/s ［5］，对于逻辑运算(模拟量处理周期一般为250 ms，开关量处理周期一般为100 ms)，开关量回路的计算周期为100 ms，即采用开关量信号作为保护信号存在100 ms的延迟，100 ms(0.1 s)延迟误差为:1 000 Pa/s×0.1 s=100 Pa，因此将开关量信号用于炉膛压力保护控制时，将产生100 Pa左右的延迟误差.综上分析可知，如果保护延时超过3 s，将可能产生超过3 000 Pa的延迟误差.若取样管路过长、弯头较多，炉膛压力导压将产生较大的阻尼，延迟误差将更大，不利于快速切断燃料.1.5 采用模拟量作为保护及分析文献［5］中将变送器产生的模拟量信号经过转换作为炉膛压力保护，其忽略了变送器存在0.5～1.0 s阻尼系数，有的甚至设置更大.模拟量用于保护时，为了防止信号回路的干扰，也会增加1～3 s的延迟或滤波，所以用模拟量作为保护，会产生较大的延迟误差.试验表明，如果在炉膛压力缓慢变化的情况下，引发模拟量和开关量动作的速度差不多，但对于锅炉灭火或爆燃时产生的炉膛压力变化，开关量保护要快于模拟量保护.如某640 MW超临界机组因爆燃而导致炉膛压力保护动作(开关量定值为2 500 Pa，逻辑中无延时)时DCS上炉膛压力显示为1 836 Pa(模拟量)，说明在炉膛压力快速变化时，开关量信号动作速度要快速于模拟量信号.炉膛压力保护除应采用“三取二”等冗余配置方式，保护信号遵循从取样点到输入模件全程相对独立的原则外，还应做好改进和优化.2.1 测量回路的改进和防护1)如果现场为图2所示安装方式，应将压力开关(或变送器)移至取样管上部，且取样管路不宜太长，如图3所示.炉膛压力取样管不允许集中取样且共用一个取样管，其取样点应合理置于锅炉前墙、左墙及右墙，并通过独立的取样管接至不同的压力开关或变送器;取样点与人孔、看火孔和吹灰器间应有足够的距离;取样管直径应不小于60 mm，与炉墙间的夹角小于45°为宜.2)增加补偿式风压防堵吹扫装置.补偿式风压防堵吹扫装置利用连续在测点内通风的方法使测点防堵，并利用流体力学的动压补偿方法消除因反吹扫空气产生的压差，从而保证准确的测量值;利用吹扫的压力大于被测压力，可减少取样管路堵塞现象.3)取样管路或防堵吹扫装置增加保温.在上述正确的取样安装后，还应将取样管路或防堵吹扫装置增加保温，借助炉温，自身“体温”升高，灰份在装置或取样管内不会遇冷凝结，在炉膛负压时，这些喷出留在防堵装置内的“干灰”会再次被吸人炉膛，从而起到防堵作用.4)做好仪表的防护.压力开关(或变送器)应安装在远离振动源的地方，支架应安装牢固，在仪表拆装、维护时要轻拿轻放，仪表应安装在保护箱内;由于炉膛压力测量的是炉内与炉外大气的差压，对于露天布置的锅炉，在多风季节时，保护箱的密封程度对测量也有较大影响，在维护打开保护箱时应考虑对压力示值的影响.2.2 控制逻辑优化1)炉膛压力保护逻辑优化.为了防止因压力开关仪表管路的堵塞而引起保护拒动，可将文献［5］中利用变送器产生的模拟量信号经过转换与开关量保护信号相结合作为炉膛压力保护，即除在控制器中将三个炉膛压力开关信号三取二发出MFT外，还应利用炉膛负压控制器中的3个炉膛压力变送器，把模拟量信号转换成开关量信号(加1 s延时，防止信号扰动).这种方式是在开关量信号因取样管路堵塞、保护失灵的情况下，模拟量信号作为后备保护来动作.2)设置合理迟延时间.保护延时时间应结合取样管路的走向及长度、变送器阻尼时间的设置等进行合理配置，防止取样延迟等时间参数设置不当而导致保护失灵.由于开关量信号的查询电压较高，建议逻辑控制中开关量保护延时时间设为1 s或无延时，而模拟量信号的干扰要较开关量信号敏感，可增加1～2 s延时.3)完善报警功能.在上位机增加开关量不一致、模拟量偏差大报警;当某一管路发生堵塞或某一回路发生异常时，可通过“差异”报警来提示，及时发现并处理.4)完善炉膛压力控制超驰保护回路.《防止电力生产事故的二十五项重点要求》中6.2.3.3要求:单机容量600 MW及以上机组或采用脱硫、脱硝装置的机组，应特别重视防止机组高负荷灭火或设备故障瞬间产生过大炉膛负压对锅炉炉膛及尾部烟道造成的内爆危害，在锅炉主保护和烟风系统连锁保护功能上应考虑炉膛负压低跳锅炉和负压低跳引风机的连锁保护.当锅炉发生MFT时，常规单回路的炉膛压力控制策略已经无法快速调节炉膛负压.锅炉MFT灭火后，炉膛压力随着炉内温度的快速下降而急剧下跌，引风机动叶(静叶)的调节速度远远赶不上炉膛压力变化的速度，因此锅炉MFT后，闭锁炉膛压力偏差大切引风机自动，采用超驰关引风机动叶(静叶)方法，尽量减小炉膛压力的负峰值.为了避免超驰关引风机动叶时关得过小，引起引风机喘振，应设置引风机指令下限［6］.案例1:某电厂660 MW机组在运行过程中多次出现锅炉灭火引起炉膛压力下降速度过快现象，MFT后炉膛压力低于－4 000 Pa，导致送、引风机全部跳闸的现象，其中一次因炉膛压力下降太低引起电除尘器喇叭口撕裂重大设备事故.案例2:某电厂600 MW机组低负荷运行时，由于送风机进入不稳定工作区，炉膛负压大幅波动，导致炉膛压力低低保护动作，锅炉MFT，机组跳闸，负压造成3B 电除尘器右墙发生内凹变形，2/3/4电场无法投运.案例1中设有负压低跳引风机的连锁保护，而案例2未设置负压低联跳引风机，但都发生因锅炉灭火后炉膛压力下降速度过快而引起电除尘等尾部烟道发生变形或撕裂.案例1发生烟道损坏的原因之一是采用变送器信号作为联锁引风机保护，有一定的迟延.因此，除了在逻辑控制中增加炉膛压力超限联跳送/引风机外，还应设置根据炉膛压力下降趋超弛联动送/引风机动叶(静叶)保护回路，减小炉膛压力的峰值.因掺烧等原因造成煤质变化较大，在低负荷时因燃烧不稳等原因造成“放炮”等引起炉膛压力多次动作，某些电厂采用加大保护延时时间来躲避“放炮”引起炉膛压力短暂变化，以此来避免保护动作，笔者认为此方法不可取，这种做法可能引起保护拒动，造成更大的设备损坏事故;从锅炉厂给出的炉膛承压设计和保护定值来看，炉膛设计压力为保护定值的2.5～3.5倍，炉膛可承受压力为保护定值的4～5倍，尾部烟道为保护定值的2.5～3.5倍，在充分考虑信号延迟产生的误差情况下，合理设置保护定值来躲避“放炮”引起误动，也保证了炉膛的安全.炉膛压力取样、安装以及保护设置的正确与否将影响保护动作的可靠性，影响了炉膛的安全，通过对取样管路的改进和防护、逻辑优化来提高炉膛压力保护可靠性，防止和减少因炉膛压力保护而产生的设备事故，保证机组安全稳定运行.【相关文献】［1］赵燕平，王贵明.锅炉灭火保护控制存在问题分析及提高可靠性措施探讨［J］.热力发电，2007，36(7):56－58.［2］刘鑫屏，刘洁.燃烧扰动下炉膛压力的特性分析［J］.动力工程学报，2010，30(5):357－362. ［3］蒋晓秋.炉膛负压取样点优化与改进［J］.重庆电力高等专科学校学报，2013，18(5):60－61. ［4］欧小辉.国产300 MW火电机组炉膛压力测量系统存在的问题及改进措施［J］.中国电力，2009，42(5):77－80.［5］史昱，朗澄宇，褚衍伟.压力变送器用于炉膛压力保护控制的探讨与实现［J］.热力发电，2012，41(9):118－119.［6］于国强，吕佳，高绥强.660 MW超超临界机组MFT时炉膛压力控制策略优化［J］.江苏电机工程，2010，29(4):65－66.。

锅炉运行中炉膛负压与风量的调整

锅炉运行中炉膛负压与风量的调整作者：马海涛来源：《科学导报·科学工程与电力》2019年第40期【摘; 要】炉膛负压与风量是锅炉运行中的重要调节参数，合理的控制炉膛负压与风量可避免因燃烧不当造成的燃烧热损失，提高锅炉热效率。

【关键词】锅炉;炉膛负压;过量空气系数;经济性;风量引言锅炉燃烧的经济性要求是保持合理的风煤配合，即保持炉膛内最佳的过量空气系数;送吸配合，即保持适当的炉膛负压，减少漏风。

锅炉运行中炉膛负压与风量的调整是否合理，很大程度上决定了锅炉运行的经济性和安全性。

1、炉膛负压的控制与调节炉膛负压是反应燃烧工况是否正常的重要运行参数之一，由于炉膛内高温烟气产生自拔风力的作用，使炉内不同高度处的烟气压力不一样，自炉底到炉顶，烟气压力是逐渐升高的。

由于烟气离开炉膛时，沿烟道克服流动阻力，使烟气压力又逐渐降低下来，直到最终由引风机提高压头后，才从烟囱排出。

这使整个锅炉炉膛和烟道压力都呈现负压状态，其中以炉膛顶部的烟气压力最大（也即负压值最小）。

如果炉膛负压过大，将会增加炉膛和烟道的漏风，尤其是锅炉在低负荷下运行、燃烧不太稳定的情况，很可能因从炉膛底部漏入大量冷空气而造成锅炉灭火;反之，炉膛负压偏低（正压），炉内的高温火焰以及烟灰就会从炉墙灰缝和烟道不严密处向外冒，这不但影响环境卫生和人身安全，而且对某些锅炉，还可能使构架过热，炉墙损坏，同时还会使炉膛某些死角处的受热面上积灰。

锅炉运行时，当燃烧工况变化和不正常时，最先反应出的现象是炉膛负压的变化。

如果锅炉发生灭火，从仪表上反映出的是炉膛负压剧烈波动并向负方向甩到底，而后才是汽包水位、介质流量等指示的变化。

当锅炉负荷、燃料量和风量发生改变时，随着烟气流速的改变，烟道负压也相应改变。

故在不同的负荷下，锅炉各部分烟道内的烟气压力是不同的。

在正常情况下，它们都有一定的变化范围。

在运行中如果发现烟道某处负压或某受热面进出口压差有不正常的变化时，则往往是因为受热面发生了严重积灰、结渣、局部堵塞、泄露等异常情况或故障。

炉膛压力控制系统

1炉膛压力控制系统概述1.1 选题意义炉膛压力是反映燃烧工况稳定与否的重要参数，是运行中要控制和监视的重要参数之一。

炉内燃烧工况一旦发生变化，炉膛压力随即发生相应变化。

当锅炉的燃烧系统发生故障或异常时，最先将在炉膛压力上反映出来，而后才是火检、火焰等的变化，其次才是蒸汽参数的变化。

因此，监视和控制炉膛压力对于保证炉内燃烧工况的稳定、分析炉内燃烧工况、烟道运行工况、分析某些事故的原因均有极其重要的意义。

以symphony为基础的炉膛压力控制系统将运行程序、压力调节、联锁、保护统一协调，为设备提供了可靠的安全保护系统。

当炉膛压力出现事故征兆时，控制系统能自动采取适当措施，防止或减少事故，避免由于运行人员操作不及时而扩大事故。

1.2 炉膛压力控制系统概述炉膛压力控制系统也叫引风控制系统，它的任务是通过调节引风机入口挡板的位置，使引风量与送风量相适应，从而维持炉膛压力在允许的范围内，确保锅炉安全运行。

锅炉运行时，如果机组要求的负荷指令改变，则进入炉膛的燃料量和送风量将跟着改变，燃料在炉膛中燃烧后产生的烟气量也将随之改变。

这时，为了维持炉膛内的正常压力，必须对引风量进行相应的调节。

如果炉膛压力过低，炉膛和烟道的漏风量将增大，可能使燃烧恶化，燃烧损失增大，甚至会燃烧不稳定或灭火。

此外，还可能会引起过热气温升高或加大灰粒对受热面的磨损及引风机的损耗。

反之，如果炉膛压力过高，炉膛内火焰和高温烟气就会向外面泄露，影响锅炉的安全运行。

因此必须对炉膛压力进行控制，以保证炉膛压力保持在一定的允许范围内。

1.3 风机简介风机是发电厂锅炉设备中重要的辅机之一，在锅炉上应用的主要是引风机、送风机和一次风机。

风机担负着连续输送气体的任务，风机的安全运行将直接影响到锅炉的安全、可靠、经济运行。

风机按其工作原理的不同，主要有离心式风机和轴流式风机两种。

对离心式风机通常采用改变其进口导向挡板来调节风量；现在大型电站锅炉为适应大流量通风的要求，普遍采用轴流式风机，其风量的调节时通过电动执行机构改变其东叶安装角的大小来调节风量。

高炉鼓风机定风量定风压自动控制的运用

高炉鼓风机定风量定风压自动控制的运用摘要：阐述了高炉鼓风机定风量定风压控制系统的工作原理及目前的工作方式,并提出了自动控制模式的设计理念,详细的对高炉鼓风机流量压力调节控制系统、定风量定风压自动控制系统程序进行了分析与研究,实现了定风量、定风压之间稳定、无扰动的之间的切换.关键词：高炉鼓风机定风量定风压应用一、实施背景：在风机给高炉送风的过程中，稳定供风对高炉生产至关重要。

然而，热风炉换炉和工艺波动等都会使高炉入口风量、风压发生变化，从而影响高炉的稳定生产。

重庆钢铁现有三座容量为2500 m3 的高炉，为满足高炉正常生产时的用风需求，在风机系统中为了满足高炉生产负荷变化的要求，为此，设置了静叶定位调节系统，它是通过调整风机的动静叶片，从而实现冷风风量和压力的调节。

轴流压缩机在转速恒定时，利用改变静叶开度达到调节排气流量和压力，为了灵活操作，可以按高炉实际生产工况的需要选择回路为定风量调节或定风压调节。

高炉生产中，为了保证高炉高风温，需要热风炉每一定时间左右周期性的换炉，换炉过程中，因为向另一座热风炉充压的原因，入炉风量要经过先减少，后有增加到换炉前风量的过程，在这个过程中，热风压力会先降低，再升高的波动过程，为了避免换炉过程对炉况的影响，通过对热风炉换炉过程的分析，对高炉鼓风机控制程序的修改，对现有的控制模式进行改进，实现高炉换炉时定风压，换炉结束后定风量的自动控制技术，最终达到稳定炉况，稳定气流的目的，定风压、定风量的操作有利于：1.高炉煤气流的稳定，炉况的稳定；2.增加产量；3.稳定炉温，料速；4.铁口工作的稳定。

二、研究主要内容通过前期组织相关人员到宝钢、梅钢等钢厂实地考察，均采用进口风机，在换炉前，将送风的热风炉和备用热风炉先均压，然后再对备用热风炉冷风冲压，减少了冲风量和冲风时间，并节约了能源，在换炉过程中均采用定风量与定风压无扰切换自动控制技术，现场投运效果良好，值得借鉴，应用主要考虑有以下三个方面的考虑：1、稳定供风方面高炉运行期间，导致风量、风压扰动的主要因素有早晚空气密度变化、炉顶压力变化（TRT或减压阀组控制）、料层厚度和透气性变化、热风炉换炉期间扰动。

华北电力大学《分散控制系统》课程设计——炉膛负压系统

实验报告院系：控制与计算机工程学院实验名称：《分散控制系统》课程设计——炉膛负压系统指导教师：李新利、梁庚、黄从智学生姓名：***同组人：孙建建学号：**********班级：创新自1101班日期：2015年3月25日《分散控制系统》课程设计一、目的与要求1．本课程设计目的是使学生掌握DCS的设计思想，知道如何安装和使用DCS，如何评价和选择DCS，以及如何在工程设计中合理地应用DCS。

2．按照被控系统的不同，将学生分成若干个设计小组，原则上每个小组的设计题目不能相同。

每个小组由两名学生组成，分别进行系统结构设计和硬件配置设计、控制策略或控制逻辑设计、系统组态设计、以及系统人机界面设计。

要求分工协作，相互配合，形成一个完整的设计方案。

二、主要内容1．本课程设计的具体名称如下：炉膛负压自动调节系统。

三、进度计划四、设计（实验）成果（一）系统结构与硬件配置设计在锅炉燃烧控制过程中，为了适应负荷变化一定要控制燃烧量B，而为了保证燃料的充分燃烧，就需要足够的助燃空气量。

这就要求在控制锅炉的燃料量的同时还要控制锅炉的送风量AF，得到最高的燃烧效率。

与此同时，锅炉的引风量EG也要加以控制，使炉膛的负压保持在一定的范围内。

如负压太小甚至变为正压，则炉膛内的火焰或者延期就有可能从炉壁缝隙或测点孔洞外逸，影像设备和运行人员的安全；如果路膛负压太大，又会使大量的冷空气进入炉内，这将增大引风机的负荷和排烟带走的热损失。

一般负压应控制在-20Pa左右。

如前所述，负压控制系统的任务在于调节烟道吸风机导叶开度以改变引风量，维持炉膛负压一定。

炉膛烟道的对象惯性很小，调节通道和扰动通道的特性都可以近似的认为是一个比例环节。

这是一类特殊的被控对象，简单的单回路系统并不能保证被控质量，因为被调量的反应太灵敏以致会激烈跳动。

考虑到该系统的被调量（炉膛负压）反映了吸风量与送风量之间的平衡关系，明显的改进措施是辅以前馈控制，即在送风量改变的同时也改变吸风量。

高炉鼓风机控制系统的设计和应用探讨

高炉鼓风机控制系统的设计和应用探讨【摘要】在国内改革开放的带动下，国内钢铁行业开始了快速、稳定的发展，随着能源紧缺，国家倡导绿色、循环经济发展的趋势，采用先进的科学技术对传统钢铁行业进行技术改造成为国内钢铁发展的新要求。

通过扩大炉体容积，提高高炉炉顶压力，可有效减少污染物质的排放，节约原材料，提高高炉产量。

因此，对高炉进行扩容，是钢铁产业适应国家发展绿色能源、进行节能减排的主要举措。

鼓风机是高炉工作的动力中心，为应对高炉扩容带来的对风量、压力的新需求，必须对鼓风机系统进行重新设计与应用。

【关键词】鼓风机；控制系统；软件1 高炉鼓风控制控制系统概要高炉冶炼工艺过程主要是依靠催化剂在高温下将矿石材料还原成钢铁材料的过程，整个生产工艺都是在高炉中进行的。

高炉主要有耐火材料筑成圆筒形炉体，因其体积庞大以及工作过程中温度需求、压力需求，送风系统中的鼓风机成为工作过程中的中枢。

鼓风机的正常工作与否影响着高炉钢水、铁水等的生产、压力支撑等工作，一旦发生风量压力不足的情况，高炉中矿石燃料就会下落凝结在炉体空间内，形成高炉灌渣现象，给企业造成巨大损失。

鼓风机也称为压缩机，主要用来增加密闭空间压力，并完成气体输送任务，为保证鼓风机的正常工作，避免出现阻塞、喘振、旋转失速等工况，一套优良的控制系统成为其良好工作的重要保证。

鼓风机控制系统主要分为连续控制、逻辑控制、监视管理操作控制三方面。

连续控制主要实现对风量风压的调节控制，依据不同的鼓风机、对其主要参数进行控制调节来实现定风量定风压的工作过程。

连续控制还应包括防喘振控制系统，因喘振对鼓风机造成的破坏难以估量，甚至能够导致鼓风机叶片全部烧毁，因此必须对风量进行严格的限制，防止喘振的发生。

逻辑控制系统主要实现对鼓风机机组启动条件进行连锁功能、对工作过程中可能出现的逆流现象进行安全防护、对重大故障进行紧急停机、设备闭锁操作以及对辅助设备的进行工作流程逻辑的控制。

鼓风机机组涉及的电气设备种类繁多，操作复杂，对不同的电气设备信号进行互锁，以期达到只有在外部条件满足的情况下才能实现风机机组的启动条件，在发生重大事故时，能通过连锁系统实现整体设备的停机，防止更大的财产损失与人员伤亡。

炉膛压力控制系统

1炉膛压力控制系统概述1.1 选题意义炉膛压力是反映燃烧工况稳定与否的重要参数，是运行中要控制和监视的重要参数之一。

炉内燃烧工况一旦发生变化，炉膛压力随即发生相应变化。

当锅炉的燃烧系统发生故障或异常时，最先将在炉膛压力上反映出来，而后才是火检、火焰等的变化，其次才是蒸汽参数的变化。

因此，监视和控制炉膛压力对于保证炉内燃烧工况的稳定、分析炉内燃烧工况、烟道运行工况、分析某些事故的原因均有极其重要的意义。

以symphony为基础的炉膛压力控制系统将运行程序、压力调节、联锁、保护统一协调，为设备提供了可靠的安全保护系统。

当炉膛压力出现事故征兆时，控制系统能自动采取适当措施，防止或减少事故，避免由于运行人员操作不及时而扩大事故。

锅炉运行时，如果机组要求的负荷指令改变，则进入炉膛的燃料量和送风量将跟着改变，燃料在炉膛中燃烧后产生的烟气量也将随之改变。

这时，为了维持炉膛内的正常压力，必须对引风量进行相应的调节。

如果炉膛压力过低，炉膛和烟道的漏风量将增大，可能使燃烧恶化，燃烧损失增大，甚至会燃烧不稳定或灭火。

此外，还可能会引起过热气温升高或加大灰粒对受热面的磨损及引风机的损耗。

反之，如果炉膛压力过高，炉膛内火焰和高温烟气就会向外面泄露，影响锅炉的安全运行。

因此必须对炉膛压力进行控制，以保证炉膛压力保持在一定的允许范围内。

1.3 风机简介风机是发电厂锅炉设备中重要的辅机之一，在锅炉上应用的主要是引风机、送风机和一次风机。

风机担负着连续输送气体的任务，风机的安全运行将直接影响到锅炉的安全、可靠、经济运行。

风机按其工作原理的不同，主要有离心式风机和轴流式风机两种。

燃油锅炉炉膛压力调节系统控制策略优化梁世峰

燃油锅炉炉膛压力调节系统控制策略优化梁世峰发表时间：2017-11-22T16:08:58.433Z 来源：《电力设备》2017年第19期作者：梁世峰刘清坡韦丽秋[导读] 摘要：炉膛压力是反映燃烧工况稳定与否的重要参数，炉膛压力过高及过低都会影响锅炉的安全运行。

对于燃油锅炉来说，在油枪投入数量较少时，投入以及退出油枪的瞬间，会对炉膛压力造成一个阶跃性突变。

（青岛华丰伟业电力科技工程有限公司）摘要：炉膛压力是反映燃烧工况稳定与否的重要参数，炉膛压力过高及过低都会影响锅炉的安全运行。

对于燃油锅炉来说，在油枪投入数量较少时，投入以及退出油枪的瞬间，会对炉膛压力造成一个阶跃性突变。

操作员手动调节及一般性的炉膛压力调节系统会使炉膛压力较大的波动，稍有不慎甚至会引起锅炉跳闸。

针对燃油锅炉这项特性，结合对炉膛压力调节系统的分析研究，通过对调节系统改进，控制参数整定及优化，减小机组起停机过程中炉膛压力的波动范围，提高了机组运行的安全性。

关键词：炉膛压力、调节系统、控制策略、燃油锅炉、优化1 引言燃油锅炉油枪投入数量较少时，投退油枪会引起炉膛压力大幅波动。

严重时会引起锅炉MFT动作。

通过对燃油锅炉炉膛压力调节系统的改进及优化，增强燃油锅炉炉膛压力调节系统调节炉膛压力大幅波动的能力。

在机组起停过程及正常运行中，使炉膛压力调节系统有效的调节炉膛压力，提高机组安全经济运行的能力。

2 炉膛压力调节系统的改进2.1炉膛负压调节系统分析委内瑞拉中央电厂#6机组为600MW燃油气发电机组，锅炉为亚临界参数、自然循环、一次中间再热、单炉膛平衡通风、全钢构架的汽包炉。

锅炉最大连续蒸发量为2080t/h，锅炉(B-MCR)燃油量：~138 t/h(6号重油的I型)。

燃烧系统配置36只轻油油枪，以及36只重油油枪。

轻油油枪为点火油枪，重油油枪长期燃烧带负荷燃烧。

锅炉风烟系统配置两台送风机，两台引风机，炉膛压力主要由引风机动叶开度来调节。

风量与炉膛压力控制系统设计 马平