鍋爐控制系統(tǒng)的工作原理

1、1992lxm工業(yè)蒸汽鍋爐的自動(dòng)化控制過(guò)程與實(shí)現(xiàn)摘要：本文敘述述了工業(yè)鍋爐爐控制系統(tǒng)的的工作原理，具具體闡述了鍋鍋爐控制中的的幾個(gè)重要的的控制回路的的控制算法，以以及變頻器在在鍋爐改造中中的應(yīng)用，提提出了鍋爐控控制系統(tǒng)的基基本設(shè)計(jì)思路路和各個(gè)環(huán)節(jié)節(jié)控制實(shí)現(xiàn)方方法。 關(guān)鍵詞：工業(yè)蒸蒸汽鍋爐 爐膛負(fù)壓 蒸汽壓力 變頻控制 水位三沖量量 一、引言 鍋爐微機(jī)控制，是是近年來(lái)開(kāi)發(fā)發(fā)的一項(xiàng)新技技術(shù)，它是微微型計(jì)算機(jī)軟軟件、硬件、自自動(dòng)控制、鍋鍋爐節(jié)能等幾幾項(xiàng)技術(shù)緊密密結(jié)合的產(chǎn)物物，我國(guó)現(xiàn)有有中、小型鍋鍋爐30多萬(wàn)臺(tái)，每每年耗煤量占占我國(guó)原煤產(chǎn)產(chǎn)量的1/33，目前大多多數(shù)工業(yè)鍋爐爐仍處于能耗耗高、浪費(fèi)大大、

2、環(huán)境污染染嚴(yán)重的生產(chǎn)產(chǎn)狀態(tài)。提高高熱效率，降降低耗煤量，降降低耗電量，用用微機(jī)進(jìn)行控控制是一件具具有深遠(yuǎn)意義義的工作。 工業(yè)鍋爐采用微微機(jī)控制和原原有的儀表控控制方式相比比具有以下明明顯優(yōu)勢(shì)： 1直觀而集中中的顯示鍋爐爐各運(yùn)行參數(shù)數(shù)。能快速計(jì)計(jì)算出機(jī)組在在正常運(yùn)行和和啟停過(guò)程中中的有用數(shù)據(jù)據(jù)，能在顯示示器上同時(shí)顯顯示鍋爐運(yùn)行行的水位、壓壓力、爐膛負(fù)負(fù)壓、煙氣含含量、測(cè)點(diǎn)溫溫度、燃煤量量等數(shù)十個(gè)運(yùn)運(yùn)行參量的瞬瞬時(shí)值、累計(jì)計(jì)值及給定值值，并能按需需要在鍋爐的的結(jié)構(gòu)示意畫畫面的相應(yīng)位位置上顯示出出參數(shù)值。給給人直觀形象象，減少觀察察的疲勞和失失誤； 2可以按需要要隨時(shí)打印或或定時(shí)打印，能能對(duì)運(yùn)行狀況

3、況進(jìn)行準(zhǔn)確地地記錄，便于于事故追查和和分析，防止止事故的瞞報(bào)報(bào)漏報(bào)現(xiàn)象； 3在運(yùn)行中可可以隨時(shí)方便便的修改各種種運(yùn)行參數(shù)的的控制值，并并修改系統(tǒng)的的控制參數(shù)； 4減少了顯示示儀表，還可可利用軟件來(lái)來(lái)代替許多復(fù)復(fù)雜的儀表單單元，（例如如加法器、微微分器、濾波波器、限幅報(bào)報(bào)警器等），從從而減少了投投資也減少了了故障率； 5提高鍋爐的的熱效率。從從已在運(yùn)行的的鍋爐來(lái)看，采采用計(jì)算機(jī)控控制后熱效率率可比以前提提高5-100%，據(jù)用戶戶統(tǒng)計(jì)，一臺(tái)臺(tái)20T的鍋爐爐，全年平均均負(fù)荷70%，以平均熱熱效率提高55%計(jì)，全年年節(jié)煤8000噸，按每噸噸煤380元計(jì)算算每年節(jié)約33040000元； 6鍋爐系統(tǒng)中中包

4、含鼓風(fēng)機(jī)機(jī)，引風(fēng)機(jī)，給給水泵，等大大功率電動(dòng)機(jī)機(jī)，由于鍋爐爐本身特性和和選型的因素素，這些風(fēng)機(jī)機(jī)大部分時(shí)間間里是不會(huì)滿滿負(fù)荷輸出的的，原有方式式采用閥門和和擋板控制流流量，浪費(fèi)非非常嚴(yán)重。通通過(guò)對(duì)風(fēng)機(jī)水水泵進(jìn)行變頻頻控制可以平平均節(jié)電達(dá)到到30%-440%； 7鍋爐是一個(gè)個(gè)多輸入多數(shù)數(shù)出、非線性性動(dòng)態(tài)對(duì)象，諸諸多調(diào)解量和和被調(diào)量間存存在著耦合通通道。例如當(dāng)當(dāng)鍋爐的負(fù)荷荷變化時(shí)，所所有的被調(diào)量量都會(huì)發(fā)生變變化。故而理理想控制應(yīng)該該采用多變量量解偶控制方方案。而建立立解偶模型和和算法通過(guò)計(jì)計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)比比較方便； 8鍋爐微機(jī)控控制系統(tǒng)經(jīng)擴(kuò)擴(kuò)展后可構(gòu)成成分級(jí)控制系系統(tǒng)，可與工工廠內(nèi)其他節(jié)節(jié)點(diǎn)構(gòu)成工業(yè)業(yè)

5、以太網(wǎng)。這這是企業(yè)現(xiàn)代代化管理不可可缺少的； 9作為鍋爐控控制裝置，其其主要任務(wù)是是保證鍋爐的的安全、穩(wěn)定定、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行行，減輕操作作人員的勞動(dòng)動(dòng)強(qiáng)度。在采采用計(jì)算機(jī)控控制的鍋爐控控制系統(tǒng)中，有有十分周到的的安全機(jī)制，可可以設(shè)置多點(diǎn)點(diǎn)聲光報(bào)警，和和自動(dòng)連鎖停停爐。杜絕由由于人為疏忽忽造成的重大大事故。 綜合以上所述種種種優(yōu)點(diǎn)可以以預(yù)見(jiàn)采用計(jì)計(jì)算機(jī)控制鍋鍋爐系統(tǒng)是行行業(yè)的大勢(shì)所所趨。下面我我們來(lái)共同探探討鍋爐控制制系統(tǒng)的原理理和結(jié)構(gòu)。 二、鍋爐控制系系統(tǒng)的一般結(jié)結(jié)構(gòu)與工作原原理 常見(jiàn)的工業(yè)鍋爐爐系統(tǒng)如圖11所示。首先先除氧水通過(guò)過(guò)給水泵進(jìn)入入給水調(diào)節(jié)閥閥，通過(guò)給水水調(diào)節(jié)閥進(jìn)入入省煤器，冷冷水在經(jīng)過(guò)

6、省省煤器的過(guò)程程中被由爐膛膛排出的煙氣氣預(yù)熱，變成成溫水進(jìn)入汽汽包，在汽包包內(nèi)加熱至沸沸騰產(chǎn)生蒸汽汽，為了保證證有最大的蒸蒸發(fā)面因此水水位要保持在在鍋爐上汽包包的中線位置置，蒸汽通過(guò)過(guò)主蒸汽閥輸輸出。空氣經(jīng)經(jīng)過(guò)鼓風(fēng)機(jī)進(jìn)進(jìn)入空氣預(yù)熱熱器，在經(jīng)過(guò)過(guò)空氣預(yù)熱器器的過(guò)程中被被由爐膛排出出的煙氣預(yù)熱熱，變成熱空空氣進(jìn)入爐膛膛。煤經(jīng)過(guò)煤煤斗落在爐排排上，在爐排排的緩慢轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)下煤進(jìn)入爐爐膛被前面的的火點(diǎn)燃，在在燃燒過(guò)程中中發(fā)出熱量加加熱汽包中的的水，同時(shí)產(chǎn)產(chǎn)生熱煙氣。在在引風(fēng)機(jī)的抽抽吸作用下經(jīng)經(jīng)過(guò)省煤氣和和空氣預(yù)熱器器，把預(yù)熱傳傳導(dǎo)給進(jìn)入鍋鍋爐的水和空空氣。通過(guò)這這種方式使鍋鍋爐的熱能得得到節(jié)約。降降溫后的

7、煙氣氣經(jīng)過(guò)除塵器器除塵，去硫硫等一系列凈凈化工藝通過(guò)過(guò)煙囪排出。 鍋爐微機(jī)控制系系統(tǒng)，一般由由以下幾部分分組成，即由由鍋爐本體、一一次儀表、PPLC、上位位機(jī)、手自動(dòng)動(dòng)切換操作、執(zhí)執(zhí)行機(jī)構(gòu)及閥閥、電機(jī)等部部分組成，一一次儀表將鍋鍋爐的溫度、壓壓力、流量、氧氧量、轉(zhuǎn)速等等量轉(zhuǎn)換成電電壓、電流等等送入微機(jī)?？乜刂葡到y(tǒng)包括括手動(dòng)和自動(dòng)動(dòng)操作部分，手手動(dòng)控制時(shí)由由操作人員手手動(dòng)控制，用用操作器控制制變頻器、滑滑差電機(jī)及閥閥等，自動(dòng)控控制時(shí)對(duì)微機(jī)機(jī)發(fā)出控制信信號(hào)經(jīng)執(zhí)行部部分進(jìn)行自動(dòng)動(dòng)操作。微機(jī)機(jī)對(duì)整個(gè)鍋爐爐的運(yùn)行進(jìn)行行監(jiān)測(cè)、報(bào)警警、控制以保保證鍋爐正常常、可靠地運(yùn)運(yùn)行，除此以以外為保證鍋鍋爐運(yùn)行的安安全

8、，在進(jìn)行行微機(jī)系統(tǒng)設(shè)設(shè)計(jì)時(shí)，對(duì)鍋鍋爐水位、鍋鍋爐汽包壓力力等重要參數(shù)數(shù)應(yīng)設(shè)置常規(guī)規(guī)儀表及報(bào)警警裝置，以保保證水位和汽汽包壓力有雙雙重甚至三重重報(bào)警裝置，以以免鍋爐發(fā)生生重大事故。 微機(jī)控制系統(tǒng)由由工控機(jī)、顯顯示器、打印印機(jī)、PLCC、手操器、報(bào)報(bào)警裝置等組組成，能完成成對(duì)給水、給給煤、鼓風(fēng)、引引風(fēng)等進(jìn)行自自動(dòng)控制，使使鍋爐的汽包包水位、蒸汽汽壓力保持在在規(guī)定的數(shù)值值上，以保證證鍋爐的安全全運(yùn)行，平穩(wěn)穩(wěn)操作，達(dá)到到降低煤耗、提提高供送汽質(zhì)質(zhì)量的目的，同同時(shí)對(duì)運(yùn)行參參數(shù)如壓力、溫溫度等有流程程動(dòng)態(tài)模擬圖圖畫面并配有有數(shù)字說(shuō)明，還還可對(duì)汽包水水位、壓力、爐爐溫等進(jìn)行越越限報(bào)警，發(fā)發(fā)出聲光信號(hào)號(hào)，還可

9、定時(shí)時(shí)打印出十幾幾種運(yùn)行參數(shù)數(shù)的數(shù)據(jù)。以以形成生產(chǎn)日日志和班、日日產(chǎn)耗統(tǒng)計(jì)報(bào)報(bào)表，有定時(shí)時(shí)打印、隨機(jī)機(jī)打印、自定定義時(shí)間段打打印等幾種方方式。鍋爐控制系統(tǒng)的的硬件配置，目目前有幾種，功功能較好首推推可編程序控控制器PLCC，適合于多多臺(tái)大型鍋爐爐控制，由于于PLC具有輸輸入輸出光電電隔離、停電電保護(hù)、自診診斷等功能，所所以抗干擾能能力強(qiáng)，能置置于環(huán)境惡劣劣的工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)場(chǎng)中，故障率率低。PLCC編程簡(jiǎn)單，易易于通信和聯(lián)聯(lián)網(wǎng)，多臺(tái)PPLC進(jìn)行鏈鏈接及與計(jì)算算機(jī)進(jìn)行鏈接接，實(shí)現(xiàn)一臺(tái)臺(tái)計(jì)算機(jī)和若若干臺(tái)PLCC構(gòu)成分布式式控制網(wǎng)絡(luò)，另另外使用PLLC加上位機(jī)機(jī)的控制系統(tǒng)統(tǒng)具有很好的的擴(kuò)容性，如如需要增加控

10、控制點(diǎn)或控制制回路只需添添加少量輸入入輸出模塊即即可，為以后后的控制系統(tǒng)統(tǒng)升級(jí)改造和和其他功能的的添加打下良良好基礎(chǔ)，也也為以后一機(jī)機(jī)多爐控制系系統(tǒng)等其他工工廠級(jí)自動(dòng)化化網(wǎng)絡(luò)打下良良好基礎(chǔ)。雖雖然，從短期期的角度看價(jià)價(jià)格稍高，如如果從長(zhǎng)遠(yuǎn)觀觀點(diǎn)看，其壽壽命長(zhǎng)，故障障率低，易于于維修，值得得選用。 三、鍋爐控制系系統(tǒng)中各控制制回路的介紹紹 鍋爐控制系統(tǒng)，一一般有蒸汽壓壓力、汽包液液位、爐膛負(fù)負(fù)壓、除氧器器水位、除氧氧器壓力等控控制系統(tǒng)。鍋鍋爐的燃燒控控制實(shí)質(zhì)上是是能量平衡系系統(tǒng)，它以蒸蒸汽壓力作為為能量平衡指指標(biāo)，不斷根根據(jù)用汽量與與壓力的變化化調(diào)整燃料量量與送風(fēng)量，同同時(shí)保證燃料料的充分燃燒燒

11、及熱量的充充分利用。 3.1 鍋爐給給水控制回路路 給水自動(dòng)調(diào)節(jié)的的任務(wù)是使給給水流量適應(yīng)應(yīng)鍋爐的蒸發(fā)發(fā)量，以維持持汽包水位在在允許的范圍圍內(nèi)。給水自自動(dòng)調(diào)節(jié)的另另一個(gè)任務(wù)是是保持給水穩(wěn)穩(wěn)定。在整個(gè)個(gè)控制回路中中要全面考慮慮這兩方面的的任務(wù)。在控控制回路中被被調(diào)參數(shù)是汽汽包水位（HH），調(diào)節(jié)機(jī)機(jī)構(gòu)是給水調(diào)調(diào)解閥，調(diào)節(jié)節(jié)量是給水流流量（W）。 對(duì)汽包水位調(diào)節(jié)節(jié)系統(tǒng)產(chǎn)生擾擾動(dòng)的因素有有蒸發(fā)量D、爐膛熱負(fù)負(fù)荷（燃料量量M），給水量量（W）。 蒸發(fā)量D擾擾動(dòng)作用下水水位對(duì)象的動(dòng)動(dòng)態(tài)特性 當(dāng)給水流量不變變，蒸發(fā)量忽忽然增加D時(shí)，如果只只從物質(zhì)不平平衡角度來(lái)看看，則反映曲曲線如圖2(a)中的H1(tt)所

12、示，但但由于蒸發(fā)量量增加時(shí)，汽汽包容積增加加，水位將上上升，水位的的反映曲線如如圖2(a)中的H2(tt) 所示。H1(t)和H2(t)相結(jié)合，實(shí)實(shí)際的水位階階躍反應(yīng)曲線線如圖2(aa)中的H(t)所示。 爐膛負(fù)荷擾擾動(dòng)（燃料量量M擾動(dòng)）時(shí)水水位對(duì)象的動(dòng)動(dòng)態(tài)特性 燃料量增加MM時(shí)，蒸發(fā)量量大于給水量量，水位下降降。但開(kāi)始是是由于有虛假假水位存在，水水位線上升，然然后再下降。如如圖2(b)中所示。 給水流量（WW）擾動(dòng)時(shí)的的水位對(duì)象的的動(dòng)態(tài)特性 當(dāng)蒸發(fā)量不變，而而給水量階躍躍擾動(dòng)時(shí)。汽汽包水位如圖圖2(c)所示示。在開(kāi)始階階段。由于剛剛進(jìn)入得水水水溫較低。使使汽水混合物物中的汽泡吞吞量減少。水水

13、位下降，如如圖2(c)中的H1(tt)所示。而而H2(t)反映了物質(zhì)質(zhì)不平衡引起起的水位變化化，H1(tt)和H2(t)相加得到了了總的給水量量擾動(dòng)的階躍躍反應(yīng)曲線HH(t)。 由于給水調(diào)節(jié)對(duì)對(duì)象沒(méi)有自平平衡能力，又又存在滯后。因因此在一般鍋鍋爐控制系統(tǒng)統(tǒng)中汽包液位位回路采用閉閉環(huán)三沖量調(diào)調(diào)節(jié)系統(tǒng)。所所謂三沖量調(diào)調(diào)節(jié)系統(tǒng)就是是把給水流量量W，汽包水水位H，蒸汽汽流量D三個(gè)個(gè)變量通過(guò)運(yùn)運(yùn)算后調(diào)節(jié)給給水閥的調(diào)節(jié)節(jié)系統(tǒng)。具體體調(diào)節(jié)過(guò)程方方框圖如圖33所示。 先通過(guò)蒸汽流量量變送器和給給水流量變送送器取得各自自的信號(hào)乘以以相應(yīng)的比例例系數(shù)，通過(guò)過(guò)比例系數(shù)可可以調(diào)節(jié)蒸汽汽流量或給水水流量對(duì)調(diào)節(jié)節(jié)系統(tǒng)的影

14、響響力度。通過(guò)過(guò)差壓變送器器取得水位信信號(hào)作為主調(diào)調(diào)節(jié)信號(hào)H。如如果水位設(shè)定定值為G，那那么在平衡條條件下應(yīng)有DD*Dk-WW*Wk+HH-G=0的的關(guān)系式存在在。其中Dkk為蒸汽流量量系數(shù) Wkk為給水流量量系數(shù)。如果果再設(shè)定時(shí)，保保證在穩(wěn)態(tài)下下D*Dk=W*Wk那那么就可以得得到H=G。此此時(shí)調(diào)節(jié)器的的輸出就與符符合對(duì)應(yīng)，給給水閥停在某某一位置上。若若有一個(gè)或多多個(gè)信號(hào)發(fā)生生變化，平衡衡狀態(tài)被破壞壞，PI調(diào)節(jié)節(jié)模塊的輸出出必將發(fā)生變變化。當(dāng)水位位升高了，則則調(diào)節(jié)模塊的的輸出信號(hào)就就減小，使得得給水調(diào)節(jié)閥閥關(guān)小。反之之，當(dāng)水位降降低時(shí)，調(diào)節(jié)節(jié)模塊的輸出出值增大，使使給水閥開(kāi)大大。實(shí)踐證明明三

15、沖量給水水單極自動(dòng)調(diào)調(diào)節(jié)系統(tǒng)能保保持水位穩(wěn)定定，且給水調(diào)調(diào)節(jié)閥動(dòng)作平平穩(wěn)。 鍋爐給水系統(tǒng)中中還有一個(gè)比比較重要的控控制回路是給給水壓力回路路，因?yàn)槠鼉?nèi)壓力較高高，要給鍋爐爐補(bǔ)水必須提提供更高的壓壓力，給水壓壓力回路的作作用是提高水水壓，使水能能夠正常注入入汽包。但在在蒸汽流量未未達(dá)到滿負(fù)荷荷時(shí)，對(duì)給水水流量的要求求也不高。在在老式的鍋爐爐系統(tǒng)中一般般采用給水泵泵一直以工頻頻方式運(yùn)轉(zhuǎn)，用用回流閥降低低水壓防止爆爆管，現(xiàn)在一一般采用通過(guò)過(guò)變頻器恒壓壓供水的方式式控制水壓，具具體實(shí)現(xiàn)方式式是：系統(tǒng)下達(dá)指令由由變頻器自動(dòng)動(dòng)啟動(dòng)第一臺(tái)臺(tái)泵運(yùn)行，系系統(tǒng)檢測(cè)給水水管的水壓，當(dāng)當(dāng)變頻器頻率率上升到工頻頻時(shí)

16、，如水壓壓未達(dá)到設(shè)定定的壓力值，系系統(tǒng)自動(dòng)將第第一臺(tái)電機(jī)切切換至工頻直直供電，并由由變頻器拖動(dòng)動(dòng)第二臺(tái)水泵泵運(yùn)行，如變變頻器運(yùn)行到到工頻狀態(tài)時(shí)時(shí)供水母管壓壓力仍未達(dá)到到設(shè)定壓力值值系統(tǒng)自動(dòng)將將第二臺(tái)水泵泵切換至工頻頻直供電，再再由變頻器拖拖動(dòng)第三臺(tái)運(yùn)運(yùn)行，依次類類推，直至壓壓力達(dá)到設(shè)定定值。若鍋爐爐需要的給水水量減少，變變頻控制系統(tǒng)統(tǒng)可自動(dòng)降低低變頻器的運(yùn)運(yùn)行頻率，如如變頻器的頻頻率到零仍不不能滿足要求求，則變頻器器自動(dòng)切換至至前一臺(tái)水泵泵進(jìn)行變頻運(yùn)運(yùn)行，依次類類推。變頻恒恒壓供水控制制系統(tǒng)的實(shí)質(zhì)質(zhì)是：始終利利用一臺(tái)變頻頻器自動(dòng)調(diào)整整水泵的轉(zhuǎn)速速，切換時(shí)間間以管網(wǎng)的實(shí)實(shí)際壓力和設(shè)設(shè)定壓力的差差

17、值決定，同同時(shí)保證管網(wǎng)網(wǎng)的壓力動(dòng)態(tài)態(tài)恒定。值得得注意的是為為了防止變頻頻器報(bào)警停機(jī)機(jī)或其他故障障造成水泵不不轉(zhuǎn)會(huì)引起鍋鍋爐缺水，所所以應(yīng)該加反反饋裝置確保保變頻器正常常工作。 除此之外鍋爐的的供水系統(tǒng)中中還包括除氧氧器壓力控制制和除氧器水水位控制，除除氧器壓力控控制主要是為為了保證除氧氧器口有足夠夠的蒸汽壓力力用于將軟化化水除氧，這這是一個(gè)單閉閉環(huán)控制回路路，輸入?yún)?shù)數(shù)是除氧器壓壓力輸出參數(shù)數(shù)控制除氧器器進(jìn)汽閥。除除氧器水位控控制主要是為為了保證除氧氧器內(nèi)有足夠夠的水提供給給鍋爐，這是是一個(gè)單閉環(huán)環(huán)控制回路輸輸入?yún)?shù)，是是除氧器水位位輸出參數(shù)控控制除氧器進(jìn)進(jìn)水閥。 3.2 鍋爐燃燃燒調(diào)節(jié)系統(tǒng)統(tǒng)

18、 燃燒過(guò)程自動(dòng)調(diào)調(diào)節(jié)系統(tǒng)的選選擇雖然與燃燃燒的種類和和供給系統(tǒng)、燃燃燒方式以及及鍋爐與負(fù)荷荷的聯(lián)結(jié)方式式都有關(guān)系，但但是燃燒過(guò)程程自動(dòng)調(diào)節(jié)的的任務(wù)都是一一樣的。歸納納起來(lái)，燃燒燒過(guò)程自動(dòng)調(diào)調(diào)節(jié)系統(tǒng)有三三大任務(wù)： 維持汽壓恒恒定。汽壓的的變化表示鍋鍋爐蒸汽量和和負(fù)荷的耗汽汽量不相適應(yīng)應(yīng)，必須相應(yīng)應(yīng)地改變?nèi)剂狭狭?，以改變變鍋爐的蒸汽汽量。 保證燃燒過(guò)過(guò)程的經(jīng)濟(jì)性性。當(dāng)燃料量量改變時(shí)，必必須相應(yīng)地調(diào)調(diào)節(jié)送風(fēng)量，使使它與燃料量量相配合，保保證燃燒過(guò)程程有較高的經(jīng)經(jīng)濟(jì)性。 調(diào)節(jié)引風(fēng)量量與送風(fēng)量相相配合，以保保證爐膛壓力力不變。 燃燒調(diào)節(jié)系統(tǒng)一一般有三個(gè)被被調(diào)參數(shù)，汽汽壓p、煙氣氣含氧量a和和爐膛負(fù)壓pp

19、t。一般有有3個(gè)調(diào)節(jié)量量，他們是燃燃料量M，送送風(fēng)量F和引引風(fēng)量Y。燃燃燒調(diào)節(jié)系統(tǒng)統(tǒng)的調(diào)節(jié)對(duì)象象對(duì)于燃料量量，根據(jù)燃料料種類的不同同可能是爐排排電機(jī)，也可可能是燃料閥閥。對(duì)于送風(fēng)風(fēng)量和引風(fēng)量量一般是擋板板執(zhí)行機(jī)構(gòu)或或變頻器。 燃燒調(diào)節(jié)系統(tǒng)是是一個(gè)多參數(shù)數(shù)變量調(diào)節(jié)系系統(tǒng)。這種調(diào)調(diào)節(jié)系統(tǒng)通常常把它簡(jiǎn)化成成互相聯(lián)系，密密切配合但又又相對(duì)獨(dú)立的的3個(gè)單變量量系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)現(xiàn)。為便于分分析，下面我我們按3個(gè)系系統(tǒng)來(lái)分別分分析。這三個(gè)個(gè)系統(tǒng)分別是是以燃料量維維持鍋爐壓力力恒定的蒸汽汽壓力調(diào)節(jié)系系統(tǒng)，以送風(fēng)風(fēng)量維持鍋爐爐經(jīng)濟(jì)燃燒的的送風(fēng)調(diào)節(jié)系系統(tǒng)，以引風(fēng)風(fēng)量維持爐膛膛負(fù)壓穩(wěn)定的的爐膛負(fù)壓調(diào)調(diào)節(jié)系統(tǒng)。 3.2.1

20、 蒸蒸汽壓力調(diào)節(jié)節(jié)對(duì)象的特性性 引起蒸汽壓力變變化的主要原原因是燃料量量和用汽負(fù)荷荷發(fā)生變化。其其動(dòng)態(tài)特性如如下。 燃料量擾動(dòng)動(dòng)下的汽壓變變化特性 在用汽負(fù)荷不變變的情況下，如如鍋爐燃料量量(B)發(fā)生生B的階躍躍擾動(dòng)，此時(shí)時(shí)汽壓的飛升升曲線如圖44(a)所示示。此時(shí)對(duì)象象沒(méi)有自平衡衡能力，具有有較大的遲滯滯和慣性。但但如果鍋爐出出口的用汽閥閥門開(kāi)度不變變，那么由于于汽壓因燃料料量擾動(dòng)而發(fā)發(fā)生變化時(shí)，蒸蒸汽流量也將將發(fā)生變化。由由于汽壓變化化時(shí)，蒸汽流流量增大自發(fā)發(fā)地限制了汽汽壓的變化，因因此對(duì)象有平平衡能力。此此時(shí)汽壓的飛飛升曲線如圖圖4(b)所所示。 用汽負(fù)荷擾擾動(dòng)下的汽壓壓變化特性 負(fù)荷階

21、躍擾動(dòng)下下，汽壓變化化的動(dòng)態(tài)特性性也有下列兩兩種情況：當(dāng)當(dāng)用汽閥門階階躍擾動(dòng)時(shí)，對(duì)對(duì)象表現(xiàn)出具具有自平衡能能力，沒(méi)有延延遲，但有較較大的慣性，并并有一個(gè)與閥閥門變化成比比例的啟始飛飛躍，飛升曲曲線如圖4(c)所示；當(dāng)用汽量階階躍擾動(dòng)時(shí)，其其飛升曲線如如圖4(d)所示，此時(shí)時(shí)對(duì)象沒(méi)有自自平衡能力，如如果不及時(shí)增增加進(jìn)入鍋爐爐的燃料量，那那么，汽壓將將一直下降。 3.2.2 送送風(fēng)自動(dòng)調(diào)節(jié)節(jié)對(duì)象的特性性 送風(fēng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)的的工作好壞，直直接影響爐膛膛的空氣過(guò)剩剩系數(shù)的變化化也就是排出出煙氣的含氧氧量。引起空空氣過(guò)剩系數(shù)數(shù)變化的主要要擾動(dòng)是燃料料量和送風(fēng)量量配比。風(fēng)量量擾動(dòng)下對(duì)象象的動(dòng)態(tài)特性性具有較大的

22、的自平衡能力力，幾乎沒(méi)有有延遲和慣性性，近似為一一比例環(huán)節(jié)。而而燃料量擾動(dòng)動(dòng)時(shí)，需經(jīng)過(guò)過(guò)輸送和燃燒燒過(guò)程而略有有延遲。由于于送風(fēng)系統(tǒng)幾幾乎沒(méi)有延遲遲和慣性。所所以在燃料充充足的情況下下送風(fēng)量的大大小將比較直直接的反應(yīng)在在鍋爐的蒸汽汽壓力上。那那么怎樣才能能保證股風(fēng)量量和燃料量的的搭配適宜，這這里我們引入入了風(fēng)煤比這這個(gè)概念。風(fēng)風(fēng)煤比就是在在當(dāng)前風(fēng)量下下所能燃燒的的煤的最大值值。在控制作作用中風(fēng)煤比比主要是根據(jù)據(jù)當(dāng)前風(fēng)量來(lái)來(lái)限制爐排的的轉(zhuǎn)速，防止止由于風(fēng)量不不夠?qū)е旅翰徊荒艹浞秩紵裏?。該參?shù)對(duì)對(duì)節(jié)煤和環(huán)保保都有很大意意義。因?yàn)槿缛绻荒艹浞址秩紵龑?huì)導(dǎo)導(dǎo)致煤渣的含含炭量增高，這這樣比較浪費(fèi)費(fèi)煤，

23、同時(shí)還還會(huì)造成煙氣氣含炭量增高高影響排放。 3.2.3 爐爐膛負(fù)壓自動(dòng)動(dòng)調(diào)節(jié)對(duì)象的的特性 爐膛負(fù)壓自動(dòng)調(diào)調(diào)節(jié)對(duì)象的動(dòng)動(dòng)態(tài)特性較好好，但擾動(dòng)通通道的飛升時(shí)時(shí)間很短，飛飛升速度很快快。 根據(jù)以上對(duì)燃燒燒系統(tǒng)調(diào)節(jié)對(duì)對(duì)象的分析，下下面我們針對(duì)對(duì)燃燒自動(dòng)控控制系統(tǒng)三個(gè)個(gè)任務(wù)對(duì)控制制采用的方案案進(jìn)行分析。 燃燒過(guò)程控制系系統(tǒng)一般采用用的控制流程程圖如圖5（aa）所示，先先通過(guò)蒸汽壓壓力變送器經(jīng)經(jīng)濾波后取得得信號(hào)，與設(shè)設(shè)定蒸汽壓力力進(jìn)行比較，判判斷出鼓風(fēng)PPI調(diào)節(jié)器調(diào)調(diào)節(jié)的方向和和大小，通過(guò)過(guò)鼓風(fēng)PI調(diào)調(diào)節(jié)單元計(jì)算算出鼓風(fēng)變頻頻器的輸出大大小。同時(shí)把把該信號(hào)輸出出給風(fēng)煤比計(jì)計(jì)算單元，相相應(yīng)的算出在在當(dāng)時(shí)的風(fēng)

24、量量下?tīng)t排的最最大輸出值。再再把蒸汽壓力力的差值信號(hào)號(hào)送給爐排PPI調(diào)節(jié)器，通通過(guò)爐排PII調(diào)節(jié)單元計(jì)計(jì)算出爐排變變頻器的輸出出大小。經(jīng)過(guò)過(guò)風(fēng)煤比限位位，輸出給爐爐排變頻器。在在實(shí)際調(diào)試過(guò)過(guò)程中我們往往往把鼓風(fēng)PPI調(diào)節(jié)中的的比例系數(shù)設(shè)設(shè)的比爐排PPI單元的大大，這樣可以以很好的保證證鼓風(fēng)系統(tǒng)對(duì)對(duì)蒸汽壓力的的敏感度要高高于爐排。實(shí)實(shí)踐證明通過(guò)過(guò)該方法控制制下鍋爐的蒸蒸汽壓力穩(wěn)定定性好，在蒸蒸汽負(fù)荷變化化時(shí)相應(yīng)程度度高?；以剂康?。 爐膛負(fù)壓的大小小對(duì)于節(jié)能影影響很大。負(fù)負(fù)壓大，被煙煙氣帶走的熱熱量大，熱損損失增加，煤煤耗量增大，理理想運(yùn)行狀態(tài)態(tài)應(yīng)在微負(fù)壓壓狀態(tài)。它能能明顯增加懸懸浮煤顆粒在

25、在爐膛內(nèi)的滯滯留時(shí)間，增增加沉降，減減少飛灰，使使煤充分燃燒燒提高熱效率率。但由于負(fù)負(fù)荷變化，需需要改變給煤煤量和送風(fēng)量量，隨之也要要改變引風(fēng)量量，以保證爐爐膛負(fù)壓的穩(wěn)穩(wěn)定，但由于于系統(tǒng)有一定定的滯后時(shí)間間，為避免鼓鼓風(fēng)變化而引引起爐膛負(fù)壓壓的波動(dòng)，系系統(tǒng)中引入鼓鼓風(fēng)信號(hào)作為為前饋信號(hào)對(duì)對(duì)引風(fēng)機(jī)進(jìn)行行超前調(diào)節(jié)。爐爐膛負(fù)壓控制制系統(tǒng)一般采采用的控制流流程圖如圖55（b）所示示，調(diào)節(jié)原理理比較簡(jiǎn)單屬屬于單閉環(huán)調(diào)調(diào)節(jié)系統(tǒng)，它它的輸入量是是爐膛負(fù)壓輸輸出量是引風(fēng)風(fēng)變頻器，同同時(shí)引入鼓風(fēng)風(fēng)量作為前饋饋信號(hào)。另外系統(tǒng)各回路路中都設(shè)置了了手自動(dòng)兩種種操作方式，為為了實(shí)現(xiàn)無(wú)擾擾動(dòng)切換，系系統(tǒng)引入了各各控制對(duì)象的的反饋值，在在手動(dòng)操作時(shí)時(shí)PLC輸出出會(huì)自