电厂锅炉燃烧控制系统优化研究报告

电厂锅炉燃烧控制系统优化研究报告

摘要

燃料燃烧技术在国民经济的发展，尤其在能源工程中起着十分重要的作用。人类社会对于能源的消耗，一直在稳定的增长，现代工业的发展，更明显的刺激了能源的消耗。在我国，能源利用很不合理，能源的利用效率低，浪费大，国民经济的单位产值能耗指标很高。造成这种情况的原因是多方面的，燃烧设备的低效率是其中一个重要的因素。因此发展新型燃烧技术，提高用能设备的运行效率具有十分重要的意义。

循环流化床锅炉（CFBB）是近年来发展起来的新一代高效、低污染的清洁燃煤技术。循环流化床锅炉在汽温控制和水位控制方面和煤粉锅炉基本相同，而其燃烧系统与煤粉炉差别较大，循环流化床锅炉在风量控制方面既要保证燃料与控制的比例又要保证床温在一定的范围内，因此床温控制系统和床压控制系统是循环流化床锅炉所特有的。

本设计以循环流化床锅炉燃烧控制系统为研究对象，对燃烧过程采用交叉限幅燃烧控制系统，应用集散控制系统（DCS）对燃烧控制进行研究与设计，对提高循环流化床锅炉自动化水平做了有益的尝试。同时利用MCGS组态软件对自动控制系统进行监控。

目录

摘要................................................................................................................................... I Abstract ............................................................................................ 错误！未定义书签。第一章引言. (1)

1.1火力发电概述 (1)

1.2火电厂简介 (1)

1.2.1火电厂工艺流程 (1)

1.2.2火电厂设备介绍 (2)

1.2.3火电厂各个系统概述 (4)

1.3设计思想 (6)

第二章过程控制技术 (7)

2.1常规控制系统 (7)

2.1.1单回路控制系统 (7)

2.1.2串级控制系统 (9)

2.1.3比值控制系统 (9)

2.1.4前馈控制系统 (10)

2.1.5时滞补偿控制系统 (11)

2.1.6选择性控制系统 (12)

2.2智能控制系统 (13)

2.2.1 模糊控制 (13)

2.2.2专家规则控制 (14)

2.2.3神经网络控制 (16)

第三章循环流化床锅炉燃烧控制系统 (18)

3.1循环流化床锅炉的发展概况 (18)

3.2循环流化床锅炉简介 (18)

3.2.1循环流化床锅炉定义 (18)

3.2.2循环流化床锅炉结构 (19)

3.2.3循环流化床锅炉工作原理 (19)

3.3燃烧过程有关参数的影响 (20)

3.3.1循环流化床风速和风量 (20)

3.3.2给煤 (21)

3.3.3床料高度 (22)

3.3.4过剩空气系数 (22)

3.3.5炉膛负压 (23)

3.3.6床温 (23)

3.3.7负荷 (24)

3.3.8循环倍率变化的影响 (25)

3.3.9其他因素的影响 (25)

3.4燃烧控制系统 (26)

3.4.1燃烧控制系统的基本任务及系统应解决的问题 (26)

3.4.2双交叉限幅燃烧自动控制系统 (27)

3.4.3烟气含氧量的闭环控制系统 (30)

3.4.4炉膛负压及安全控制系统 (33)

第四章锅炉自动控制系统的选择 (35)

4.1控制系统概述 (35)

4.1.1几种控制系统的功能比较 (35)

4.1.2控制系统的性能比较 (36)

4.1.3控制系统的价格比较 (36)

4.1.4 DCS控制系统方案的确定 (36)

4.2 JX-300X控制系统概述 (37)

4.2.1系统组成与结构 (37)

4.2.2系统特点 (38)

4.2.3系统的性能要求 (39)

4.3 JX-300X控制系统硬软件组成 (40)

4.3.1控制站硬件组成 (40)

4.3.2多功能站和操作站的硬件组成 (41)

第五章设备选型及监控系统实现 (42)

5.1 设备选型 (42)

5.1.1 传感器 (42)

5.1.2 变送器 (43)

5.2 MCGS组态软件简介 (45)

5.2.1 软件简介 (45)

5.2.2 MCGS脚本程序 (46)

5.2.3 脚本语言编辑环境 (46)

5.3 MCGS监控系统图 (47)

全文总结.......................................................................................... 错误！未定义书签。参考文献.......................................................................................... 错误！未定义书签。附录仪表选型 (49)

致谢.................................................................................................. 错误！未定义书签。

第一章引言

1.1火力发电概述

火力发电厂是利用化石燃料燃烧释放的热能发电的动力设施，包括燃料燃烧释热和热能、电能转换以及电能输出的所有设备、装置、仪表器件，以及为此目的设置在特定场所的建筑物、构筑物和所有有关生产和生活的附属设施。

最早的火力发电是1875年在法国巴黎北火车站的火电厂实现的。这座火电厂安装直流发电机，给附近照明供电。随后，美国、俄国、英国也相继建成火电厂。1886年，美国建成第一座交流发电厂。1891年，英国电灯公司的火电厂安装第一台带有凝汽器的发电机组，容量100千瓦,热效率大为提高。1882年，中国上海建成一座装有12千瓦直流发电机乍浦路火电厂，为电灯供电。进入20世纪，随着电照明和电力传动等推广，社会对电能的需要促进了火力发电的迅速发展，表现为火电机组的容量不断增大。1901年，瑞士勃朗－鲍威利有限公司制成第一台5000千瓦汽轮发电机，1902年达到15000千瓦。1912年，美国西屋电气公司制成25000千瓦机组，到1925年出现了10万千瓦机组。50年代中期，各国陆续投运30～60万千瓦火电机组。到80年代后期，世界最大火电厂是日本的鹿儿岛电厂,容量为440万千瓦。中国大陆最大的火电厂是谏壁电厂（162.5万千瓦）。到80年代末，火力发电仍是最重要的发电方式。世界上绝大多数国家的电力生产仍以火电为主。全世界火电装机容量约占总装机容量的65.6％。中国的火电成本低，到1990年，火力发电占总发电量的72％。在今后30年发展规划中，火电比重将长期保持在70％左右，火力发电对中国经济的发展仍将发挥着重要作用。

1.2火电厂简介

1.2.1火电厂工艺流程

火电厂的一般工艺流程是将存在储煤场中的原煤由输煤设备从储煤场送到锅炉的原煤斗中,再由给煤机送到磨煤机中磨成煤粉。煤粉送至分离器进行分离,合格的煤粉送到煤粉仓储存。煤粉仓的煤粉由给粉机送到锅炉本体的喷燃器,由喷燃器喷到炉膛内燃烧。燃烧的煤粉放出大量的热能将炉膛四周水冷壁管内的水加热成汽水混合物。混合物被锅炉汽包内的汽水分离器进行分离,分离出的水经下降管送到水冷壁管继续加热,分离出的蒸汽送到过热器,加热成符合规定温度和压力的过热蒸汽,经管道送到汽轮机作功。