淺議工業蒸汽鍋爐熱工燃燒自動控制

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  論文關鍵詞:蒸汽鍋爐:熱工燃燒;自動控制
  論文摘要:
鍋爐生產是一個複雜的控制調節過程,是多輸入多輸出、多回路、非線性的相互關聯的物件,目前控制理論尚難以妥善解決對其的控制問題,其模型仍是半經驗性的,本文就熱工燃燒自動控制進行一些論述。
  
  1熱工調節
  鍋爐熱工系統由給水系統、蒸汽系統、煙氣系統、風系統等部分組成。工業鍋爐熱工燃燒控制系統實質是針對這幾個系統的執行過程進行自動控制,其主要控制迴路:鍋爐汽包水位自動控制和鍋爐燃燒自動調節系統兩部分。
  1.1 鍋爐汽包水位自動調節
  鍋爐汽包水是正常執行主要指標之一,汽包水位是一個十分重要的調節引數。由於汽包水位在鍋爐執行中佔居首要地位,所以鍋爐自動化都是從給水自動調節開始的。
  大於4t/h的鍋爐,必須裝設給水自動調節裝置。給水自動調節的任務,是使給水量跟蹤鍋爐蒸發量並維持汽包中的水位在工藝允許的範圍內。鍋爐汽包水位的自動調節,是根據汽包水位的動態特性來設計的。引起水位變化的因素很多,但主要是給水量和蒸發量的階躍變化,調節器就是依據水位訊號、蒸汽流量和給水流量的偏差訊號進行調節的。為保證鍋爐執行安全,給水自動調節系統應選用可靠性較高的儀表和自動調節系統。
  20t/h以上的蒸汽鍋爐,一般採用三衝量鍋爐汽包給水自動調節系統。三衝量鍋爐汽包給水自動調節系統是以汽包水位為主調節訊號,蒸汽流量為調節器的前饋訊號,給水流量為調節器的反饋訊號組成阿調節系統。由於採用蒸汽流量訊號對給水流量進行前饋調節,克服外擾影響,用給水流量訊號作為反饋訊號,克服內擾影響,使給水調節質量波動幅度得到大大提高。
  裝有三衝量給水自動調節裝置的鍋爐在執行時,由於引進了蒸汽流量和給水流量的調節訊號,調節系統動作及時,抗干擾能力強,當蒸汽負荷突然發生變化,蒸汽流量訊號使給水調節閥一開始就向正確方向動作,即如蒸汽流量增加,給水調節閥開大。抵銷了由於虛假水位引起的反向動作,減少了給水流量的波動幅度,如果給水流量減少,則調節器立即根據給水流量減少的訊號開大給水閥門,使給水流量維持不變。
  1.2 鍋爐燃燒的自動調節
  容量較大的鍋爐,根據節能和自動化水平的需要以及維護水平和允許時,可設定鍋爐燃燒自動調節系統。
  鍋爐燃燒系統自動調節的基本任務,是使燃料燃燒所產生的熱量,適應蒸汽負荷的需要,同時還要保證燃燒和鍋爐的安全執行。調節的內容有三個,即維持蒸汽母管壓力不變;保持鍋爐燃燒的經濟性;維持爐膛負壓在一定範圍內。這三項調節任務是相互關聯的,它們可以通過調節燃料量、送風量和引風量來完成。對於燃燒過程自動調節在負荷穩定時,應使燃燒量、送風量和引風量各自保持不變,及時地補償系統內的內部擾動,這些內部的擾動包括燃料的質量變化,以及由於電網頻率變化引起燃料量、送風量、引風量的變化等。在負荷變化的外擾作用時,則應使燃料量、送風量和引風量成比例的.改變,既要適應負荷要求,又要使三個被調量:蒸汽壓力、爐壁負壓和燃燒經濟性指標保持在允許的範圍內。
  
  2 微型在鍋爐熱工燃燒自動控制上的應用
  2.1 鍋爐微機自動調節
  2.1.1 汽包水位的自動調節
  工業鍋爐汽包水位使正常執行的重要環節,水位過高會影響汽包的汽水分離,產生蒸汽帶液現象,水位過低又會影響鍋爐的汽水自然迴圈,如不及時調節就會使汽包水全部氣化,可能導致鍋爐燒壞和發生爆炸事故。鍋爐汽包水位不僅受給水量(進量)和蒸發量(出量)之間平衡關係的影響,同時還受到汽水迴圈管路,汽水容積變化影響,還有燃料量的變化,汽包壓力的變化,給水、蒸汽量的擾動等諸多因素對水位均會產生影響。在手動狀態下除採用DDZ-Ⅲ型儀表進行三衝量水位自動調節外,還在微機自控系統中採用三衝量汽包水位微機自動調節方式。三衝量微機調節系統的設計思想就是分析了影響水位調節物件動態特徵的基礎上,根據汽包水位這一調節物件有一定的延遲和慣性特點,即在蒸汽流量、給水量發生階段變化時,調節物件不可能立即跟著做相反方向的變化,尤其在蒸汽流量發生階段變化時,汽水容積跟著做相反方向的變化,造成“虛假水位”現象。

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