炉膛压力控制系统

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DLT10912008火力发电厂锅炉炉膛安全监控系统技术规章

DLT10912008火力发电厂锅炉炉膛安全监控系统技术规章

DL / T 1091 — 2008 火力发电厂锅炉炉膛安全监控系统技术规程3 术语和定义下列术语和定义适用于本标准。

3.1 储仓制系统 bin system;storage system 燃料制成粉后储入粉仓,然后从粉仓通过给粉机供给炉膛燃烧的一种系统。

3.2 直吹制系统 direct-fired system 燃料制成粉后直接从磨煤机送入燃烧器的一种系统。

3.3 燃烧控制系统 combustion control system 自动调节炉膛燃料和风量的控制系统,确保锅炉在指令负荷范围内能维持适当的空气/燃料比,维持炉膛负压在规定范围内,以保证锅炉的连续燃烧和火焰稳定。

3.4 锅炉炉膛安全监控系统 furnace safeguard supervisory system(FSSS)保证锅炉燃烧系统中各设备按规定的操作顺序和条件安全启停、切投,并能在危急工况下,跳闸相关设备或迅速切断进入炉膛的全部燃料(包括点火燃料),防止发生爆燃、爆炸等破坏性事故的安全保护和顺序控制装置。

注:国外也使用术语燃烧器管理系统(burner management system,简称BMS)。

燃烧器控制系统(burner control system,简称BCS)、燃料燃烧安全系统(fuel-firing safety system,简称FSS)包含在本定义中。

3.5 火焰检测器 flame detector 检测有无火焰并提供信号的装置。

3.6 点火器 ignitor 能在一瞬间提供足够的点火能量去点着主燃烧器燃料的固定安装设备。

3.7 惰性化 inerting 将惰性气体或蒸汽充入到空气/燃料混合物中,使其氧含量减少而避免爆炸的可能。

3.8 连锁 interlock 当某个设备的运行参数达到或偏离限值、操作顺序不正确、设备跳闸时,自动地停止有关设备运行、中断不适当顺序的继续进行、跳闸相关设备,以避免事故扩大或出现危险情况的装置或控制程序。

炉膛负压讲义

炉膛负压讲义

炉膛负压讲义当锅炉运行,机组负荷发生改变时,锅炉进入炉膛的总燃料量和一次风量、二次风量将相应发生改变,那么燃料在炉膛中燃烧产生的烟气也将随之改变。

为了保证锅炉炉膛内的正常负压,必须对引风量进行相应的调节。

因为当炉膛内负压过低,势必使炉膛、烟道系统的漏风量进一步加大,不仅燃烧损失增加,而且可能造成燃烧不稳、燃烧恶化而使锅炉灭火,还有可能引起过热器温度升高、增加受热面及引风机叶面的磨损;如果炉膛内负压过高,炉膛内的火焰和高温烟气就会向外喷泄,影响锅炉的安全运行。

所以锅炉炉膛负压调节系统就是维持炉膛压力在一定允许范围内,保证锅炉燃料能稳定燃烧。

定电公司的炉膛负压调节控制采用调整引风机入口动叶的位置,从而使引风量和送风量相适应,以维持炉膛负压等于设定值。

该机及炉膛负压控制系统为前馈一反馈调节系统,工作原理如图所示。

炉膛负压偏差信号的形成炉膛负压测量直径通过OM操作窗口,由运行人员设定。

炉膛负压测量值径由模块M2、M3、M4和M5组成的滤波后与炉膛负压给定值比较得到其偏差信号。

这里炉膛负压测量取三个测点,选中值作为实测值,如果一个信号故障,则取其它一值或平均值;若两个信号故障则取唯一的一个好信号;如三个信号故障则系统切手动。

1号炉是三个单独得高二值、三个单独得低二值压力开关,高低三值开关各一个,保护由压力开关3取2实现,2号炉由于压力开关不可靠等原因,目前由三个炉膛负压变送器判断高低值开关量3取2实现炉膛压力保护。

炉膛压力高二值2000Pa,高三值2500Pa,炉膛压力低二值-1500Pa,低三值-2000Pa,二值动作锅炉MFT,三值动作连跳引风机。

前馈信号为了在变负荷过程中,避免炉膛压力的大幅度波动,本系统引入了总风量信号的微分(M13模块)径大值和小值限幅后的前馈信号。

这样就可以在送风量信号变化时,及时调整引凤量,使炉膛压力不变或尽量少变。

当发生MFT (即主燃料跳闸)时,可通过对微分器M13的设定来取消总风量信号对控制回路的前馈调节作用。

加热炉

加热炉

一、被控对象工艺流程描述1.1 被控对象工艺流程所选被控对象为过程工业领域常见的加热炉单元,通过加热炉对流传热与辐射传热将一定流量的物料A 加热至工艺要求的温度。

待加热物料A 经由上料泵P1101 泵出,分两路,其中一路进入换热器E1101 与热物料换热后,与另外一路混合,进入加热炉F1101 的对流段。

进入换热器E1101 的待加热物料A 走管程,一方面对最终产品(热物料A)的温度起到微调(减温)的作用,另一方面也能对待加热物料A 起到一定的预热作用。

加热炉对流段由多段盘管组成,炉膛产生的高温烟气自上而下通过管间,与管内的物料A 换热,回收烟气中的余热并使物料A 进一步预热。

对流段流出的物料A 全部进入F1101 辐射段炉管,接受燃烧器火焰的辐射热量,达到所要求的高温后出加热炉,进入换热器E1101 壳程,进行温度的微调并为冷物料预热,最后以工艺所要求的物料温度输送给下一生产单元。

1.2 工艺过程简介待加热物料A 流量为F1101,温度为常温20℃,经由上料泵P1101 泵出。

流量管线上设有调节阀V1101,调节阀有前、后阀XV1101 和XV1102,以及旁路阀HV1101。

待加热物料A 被分为两路,一路进入换热器E1101 预热,预热后与另外一路混合进入加热炉。

两路物料A 管道上分别设有调节阀V1102 和V1103。

正常工况时,大部分待加热物料A 直接流向加热炉对流段,少部分待加热物料A 流向换热器,其流量为F1102。

燃料经由燃料泵P1102 泵入加热炉F1101 的燃烧器,燃料流量为F1103,燃料压力为P1101,燃料流量管线设调节阀V1104。

空气经由变频风机K1101 送入燃烧器,空气量为F1104。

燃料与空气在燃烧器混合燃烧,产生热量使辐射段炉管内的物料A 迅速升温。

燃烧产生的烟气带有大量余热,在对流段进行余热回收。

对流段烟气出口处的烟气温度为T1105。

烟气含氧量A1101 设有在线分析检测仪表。

锅炉炉膛安全监控系统FSSS

锅炉炉膛安全监控系统FSSS
·油枪:使用机械雾化油枪。
·高能点火装置:由高能点火器(储能器)高压屏蔽电缆及高能半导体电嘴(点火枪)等三部分组成。
·就地点火控制系统:由就地点火程控柜、高能点火装置、火焰检测装置、油燃烧装置、推进执行器和球阀或三功能阀组成。系统具有自动和手动控制推进执行装置的进退操作;自动和手动控制高能点火装置的点火操作及自动和手动执行三功能阀的截止、吹扫、投油阀位状态切换三项功能。
①暖炉油母管跳闸阀开启;
②暖炉油温度正常;
③暖炉油压力不低;
④无MFT指令;
⑤火焰器冷却空气压力正常。
·油层启动
暖油枪是以层为单位投入运行的。同一层内六个油燃烧器按1-2-3-6-5-4的顺序自动投入。每一层的逻辑都相同,运行人员可通过画面启动油层。启动指令发出后,首先将油控制阀投自动,打开油再循环阀,然后按预定的程序依次投入各个燃烧器。各个油燃烧器启动的间隔时间为15秒。
引起主燃料跳闸原因有的是锅炉主保护项目,也有辅机运行(停运即事故掉闸)等。为防止事故进一步扩大,要即时切断进入炉膛中的燃料。
·炉膛压力保护
应分别设三个正压和负压取样点,在炉膛上独立开孔,并通过独立的取样管接至压力开关,同时必须考虑防堵措施。另外还要注意炉膛压力取样点应与吹灰器和看火孔有足够的距离,以免吹灰或开启孔洞时影响压力测量值。炉膛压力超过整定值时(高或低)经三选二逻辑延迟后发出MFT跳闸条件。
2、FSS保护系统
FSS保护系统是FSSS锅炉安全监控系统中的重中之重,它包括火焰火检、熄火保护系统,压力检测装置及保护逻辑控制子系统。
2.1火焰检测装置
燃料燃烧剧烈的化学反映过程中,将释放包括紫外线,红外线,可见光,热辐射和声波等电磁波能量。在火焰火检、熄火保护系统监视中,所有这些能量又构成了火焰是否存在及燃烧强弱的检测基础。本公司的锅炉安全监控系统配置了紫外线检测装置,红外线检测装置和可见光检测装置,视锅炉燃料的不同而选配不同的检测装置。

热工自动控制试题及答案

热工自动控制试题及答案

热工自动控制(试题)答案在后面一、单选题(共164题)【 1 】. “接地”这一节内容未包括的是______。

A.计算机控制系统的接地检修与质量要求B.保护接地检修与质量要求C.电缆和补偿导线屏蔽层的接地检修与质量要求D.接地防护答案:()【 2 】. 下述变频控制器日常维护要求,与规程不一致的是______。

A.主回路工作正常。

电机应无过热、振动或异常声音;B.运行环境应符合要求,风冷系统应无异常;C.变频器应无啸叫、蜂鸣等异常振动声音,元、部件应无过热、变色、变形、异常臭味;D.变频器调节电机转速应平稳、频率与转速基本对应,用万用表测量变频器输入电压应符合规定要求。

答案:()【 3 】. 进行炉膛压力定值扰动时,在规定的定值扰动量下,过渡过程衰减率Ψ=0.75~0.9、稳定时间为:300MW等级以下机组<_____s,300MW等级及以上机组<_____ s;A.30 40B.40 60C.60 80D.80 100答案:()【 4 】. 300MW等级以下机组进行汽包水位进行定值扰动试验时,规程要求扰动量为_____mm,过渡过程衰减率Ψ=0.7~0.8,稳定时间应<_____ min,A.40 2B.50 2C.40 3D.50 3答案:()【 5 】. 再热汽温控制系统的稳态质量指标,是300MW等级以下机组为±_____℃,300MW等级及以上机组为±_____℃;执行器不应频繁动作A.2 2B.3 2C.3 4D.2 3答案:()【 6 】. 不能作为提高火电机组AGC负荷响应速度的主要途径的是______。

A.采用BF和定压工作方式B.采用TF和滑压工作方式C.适当降低运行参数设定值D.增强煤量和一次风量的前馈作用答案:()【7 】. 不同分度号的热电偶需配用不同型号的补偿导线,其中铂铑-铂______ ,镍铬-镍硅______,镍铬-镍铜______,铜-康铜______A.SC KCA EX TXB.SC EX KX JXC.SR KCB KX TXD.SR KX EX JX答案:()【8 】. 协调控制系统中,控制方式切换优先级顺序是______。

过程控制课程设计报告

过程控制课程设计报告

前言过程控制系统课程设计是测控技术与仪器专业的实践教学环节。

其教学目的是:运用所学专业知识,结合工业生产实际,以仪表控制系统的工程设计为核心,是学生初步了解生产过程检测与控制系统的设计方法、设计规范和设计步骤,并通过实践设计、绘图等环节,培养学生的工程意识,掌握一定的工程设计技能,初步具备独立承接科研课题或工程设计的能力,受到一次工程师的基本训练。

本次过程控制系统课程设计主题为均热炉仪表检测控制系统,要求同学们选用DDZ-III型仪表,实现均热炉温度控制。

整个设计过程大概分为五部分。

首先,查阅资料,整理笔记,了解均热炉的生产工艺及控制要求。

第二步,根据设计要求,初步设计均热炉温度检测控制系统,并绘制系统原则图。

第三步,按要求通过计算选择仪表类型,并绘制系统框图。

第四步,绘制系统接线图。

第五,撰写设计报告。

目录1.概述 (4)1.1均热炉的结构与生产工艺ﻩ41.2均热炉检测控制系统概述 (4)2.均热炉的生产工艺参数与检测控制系统分析ﻩ52.1均热炉工艺参数与检测控制系统分析 (5)2.2仪表选型 ...................................................................................... 62.3均热炉控制系统分析 . (7)2.3.1双交叉限幅燃烧控制系统ﻩ错误!未定义书签。

2.3.2炉膛压力控制系统ﻩ错误!未定义书签。

2.3.3换热器保护控制系统ﻩ72.3.4热风超温放散控制系统 (7)2.3.5煤气压力低限报警、切断控制 (8)3.空燃比控制用比值器比值系数的计算及气体流量的温差修正 (8)3.1空燃比控制用比值器比值系数的计算ﻩ83.2热风流量的温度压力修正及乘除器运算系数的计算ﻩ83.3煤气流量的压力修正及乘除器运算系数的计算 (8)4.结束语ﻩ95.参考文献ﻩ错误!未定义书签。

6.指导教师评语………………………………………………………………………………..10ﻩﻩ1.概述初轧是钢铁工业的一个重要环节。

热处理炉燃烧控制系统介绍

热处理炉燃烧控制系统介绍

热处理炉燃烧控制系统介绍热处理炉的控温方式可分为自动控制和手动控制两种方式。

自动控制通过采集炉内实际温度数据与设定的工艺数据作比较,然后仪表内部专家PID进行计算后输出脉冲信号控制烧嘴按脉冲方式比例燃烧,从而控制炉温。

采用脉冲高速烧嘴、脉冲式燃烧、大小火切换方式控制炉温,设有自动点火、熄火保护、自动控温、超温报警保护等功能。

控温热电偶布置于炉顶,控温仪表采用日本岛电FP93智能温控仪执行温度控制,调节在单位时间内烧嘴的输出功率来达到控制温度目的。

控制原理:热处理炉3个温区,每一个温区配一只控温热电偶,它将本区的检测到的温度信号反馈给FP93表,经仪表内部PID运算后输出信号,控制空气阀门开启度,实现阀门“大小”开关状态,然后根据空气的压力通过进口空燃比例调节阀调节供给烧嘴天然气的大小来达到控制火焰的大小,实现自动控温。

自动点火:每台燃烧系统先由助燃风预扫气后,再启动点火装置,当某个温区的开关信号经按钮开关或计算机给出时,此温区的燃烧控制器给出点火信号:(1)打开此温区的天然气气电磁阀,同时高压点火变压器点火针端打出高压火花,引燃煤气空气比例混合气体。

(2)如一次点火失败,燃烧控制器自动识别并再点火三次,当点燃后正常燃烧时烧嘴里的火焰检测针识别后反馈给燃烧控制器,同时高压点火变压器停止点火,此温区的天然气气电磁阀处于常开状态,助燃风持续供风,此时正常燃烧。

(3)当某温区无煤气或空气时或空燃比例失常时,此温区点火将失败,此时燃烧控制器发出故障信号并声光报警提示,同时关闭此温区天然气电磁阀停止点火。

(4)当煤气总管道压力过高或过低时,压力开关将自动切断煤气总电磁阀,停止供气,均不能点火燃烧且发出声光报警控制。

控制仪表采用日本公司的高精度智能数控仪FP93,该表内置“专家PID”调节模型,程序控段制。

具有无超调、无欠调的高调节品质,质量可靠、电压、环境温度适应范围宽,抗干扰能力强等优点。

该表操作简单。

显示设定值和实测值,具有PID参数自整定,热电偶或系统误差校正等多种功能系统中配置超温报警功能,一旦出现超温,立即发出声光报警并及时燃烧控制回路,确保安全。

单位内部认证热控专业考试(试卷编号111)

单位内部认证热控专业考试(试卷编号111)

单位内部认证热控专业考试(试卷编号111)1.[单选题]所有触发MFT的信号应采用硬接线,( )通过通讯总线传送。

A)可以B)不可C)不宜答案:B解析:2.[单选题]高出地面或操作平台( )以上,且经常操作的阀门,应 装有便于操作、牢固可靠的梯子或平台。

A)1.5mB)2mC)2.5m答案:A解析:3.[单选题]机组一次调频的负荷响应速度应满足,燃煤机组达到90%目标负荷的时间应不大于( )。

A)15sB)20sC)30s答案:C解析:4.[单选题]下列哪项不属于燃煤锅炉FSSS性能测试项目( )。

A)系统自检B)CO2灭火装置测试C)保护测量元件测试答案:B解析:5.[单选题]在控制器、输入输出模件、网络故障及恢复过程中,开关量控制系统所控制的设备应能向确保工艺系统和设备( )的方向动作。

《DL /T 658-2017》6.4.6A)正确B)安全C)设计答案:B解析:C)允许答案:A解析:7.[单选题]下列关于受限空间描述错误的是( )。

A)封闭或者部分封闭,与外界相对隔离B)出入口较为狭窄,自然通风不良C)易造成有毒有害、易燃易爆物质积聚或者氧含量充足的设施、设备及场所答案:C解析:8.[单选题]汽包及分离器水箱水位应分别取自3个全程独立的测量信号,进行必要的参数修正后,()值获得。

A)三取三B)三取二C)三取中答案:C解析:9.[单选题]当一套汽包水位测量装置因故障退出运行时,一般应在( )内恢复,最多不能超过24小时。

A)4小时;B)6小时;C)8小时; 12小时答案:C解析:10.[单选题]炉膛压力MFT保护应至少有三个独立取样,压力开关应配置“压力高”开关和“压力低”开关,压力保护动作信号按( )逻辑产生。

A)三取三B)三取二C)三取中答案:B解析:11.[单选题]炉膛压力控制系统品质指标(AGC调节范围内),稳态品质指标是( )Pa。

A)±100B)±150C)±20012.[单选题]高处作业是指在距坠落高度基准面( )及以上有可能坠落的高处进行的作业。

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内蒙古科技大学过程控制课程设计论文题目:锅炉炉膛负压控制系统学生姓名:***学号:**********专业:测控技术与仪器班级:测控2008-3指导教师:***2011 年08 月31 日目录一、概述 (Ⅲ)二系统要求及组成 (Ⅴ)2.1系统的要求 (Ⅴ)2.2炉膛负压的动态特性 (Ⅴ)2.3引风控制系统的工况 (Ⅴ)2.4系统的组成 (Ⅵ)三应注意的问题 (Ⅷ)3.1抗积分饱和及外反馈法 (Ⅷ)3.2 采用死区非线性环节 (Ⅸ)3.3 引风机1和2的双速调节 (Ⅸ)3.4 炉膛压力的测量 (Ⅹ)3.5 内爆保护 (Ⅹ)四、仪表选型及参数整定 (Ⅺ)4.1 前馈-反馈控制系统 (Ⅺ)4.3 传感器的选择 (Ⅺ)4.4 选择控制系统设计 (Ⅺ)五课程设计体会 (Ⅻ)六参考文献 (ⅩⅢ)一概述锅炉是指利用各种燃料、电或者其他能源,将所盛装的液体加热到一定的参数(2.45Mpa- 27MPa ,400℃-570℃),并对外输出热能的特种设备。

锅炉控制的主要目的是调节锅炉出口的蒸汽压力、流量和温度,使其达到所希望的数值。

为此,需要对燃料、空气和水三者的量进行调节。

锅炉是一个复杂的系统,对锅炉工况造成影响的因素之一是来自外部和内部的扰动,如燃料发热量的变化或热力系统工况的变化等。

控制器或控制系统根据锅炉出口蒸汽参数实际值偏离其设定值的大小和方向,调节燃料量、空气量和水量,使锅炉出口参数与其所希望的值相一致。

锅炉除配有相应的仪表系统外,主要有以下控制系统:汽包液位控制系统;燃料控制系统;过热器和再热器出口蒸汽温度的控制系统;燃烧器程序控制系统等等。

不同类型的锅炉,尽管其控制系统不尽相同,但是它们的工作原理大体是相同的。

而其中最重要的系统是燃烧控制系统。

其主要功能是控制炉膛的燃料的空气的输入量,或控制燃烧率,以适应锅炉负荷的变化。

对锅炉运行和控制系统来说,锅炉出口蒸汽压力的变化经常作为燃料量的输入和蒸汽量的输出之间不平衡的一个标志。

引起蒸汽压力变化的因素很多,其中主要的扰动量是燃料量(内扰)和蒸汽量的变化(外扰)。

燃烧控制系统的基本要求是:迅速适应外界负荷需求的变化;及时消除锅炉燃料侧的自发扰动;维持调节过程中各被调量在允许的范围内;保证锅炉运行的安全性和经济性。

燃料控制系统一般包括燃料控制、引风控制和鼓风控制三个子系统。

燃料控制子系统中,蒸汽压力的实际值相对于其设定值的偏差输入到蒸汽压力控制器,经控制运算后输出调整锅炉燃烧率的指令信号;燃烧控制器根据锅炉燃烧率的指令信号的变化调整入炉燃料量。

同时,锅炉燃烧率的指令信号也加入到鼓风控制子系统中,对鼓风量进行调整。

为保证燃烧的过程的经济性,即保证燃烧过程合适的燃料和风量的比值,常采用具有烟气氧量校正调节的鼓风控制系统,形成有燃料量前馈调节的串级控制系统,在保证送风量与燃料量基本成比例的粗调的基础上,进一步通过氧量校正对送风量进行调节,保证烟气含氧量等于设定值,实现经济燃烧的细调。

引风控制子系统的任务是通过调整锅炉引风量,保证炉膛负压(除卧式内燃炉)在规定的范围内。

由于蒸汽量的波动和送风量是引起负压变化的主要原因,可将蒸汽量或送风量作为前馈信号引入调节器,提高引风系统的稳定性,减小炉膛负压的动态偏差。

锅炉控制首要任务是保证设备稳定运行,对于大多数锅炉保证其安全运行的最基本条件是维持合适的炉膛负压,相对安全而言,引风控制比燃料控制更重要。

而且炉膛负压对经济燃烧影响较大,他影响着燃烧状况和排热量损失。

所以实际锅炉控制系统中,把负压控制(引风控制)回路定义为第一控制回路,给燃料控制回路反而是第四控制回路,以表示负压控制安全级别最高。

例如煤粉锅炉若引风机故障导致无引风时,继续往炉内输入燃料,可能导致炉膛爆炸这样的恶性事故,所以在锅炉连锁报系统设计中,引风控制回路的级别最高,即引风故障导致低级别的给煤控制产生联锁保护,而给煤故障并不会触发引风控制联锁保护。

同时炉膛负压的测量易受到锅炉正常维护操作(热水锅炉打开锅炉正面的小门观察燃烧情况,打开锅炉侧面小门清理灰渣)的干扰,也容易受到负压取样管堵塞(煤粉锅炉的灰渣易堵塞取样管)而给出错误信号。

因此,本次课程设计的内容需要考到许多工厂实际问题,十分具有实践性和挑战性。

二系统要求及组成2.1系统的要求(1)炉膛负压(除卧式内燃锅炉)保持在-78.4Pa到-19.6Pa,通常情况负压应维持在-20Pa左右。

(2)负压系统应有相应的防护措施(抗积分饱和、防回火和脱火)。

2.2炉膛负压的动态特性炉膛负压的控制对象是引风机挡板所控制的引风量,成为内扰。

送风量变化会影响炉膛负压,称为外绕。

炉膛负压的动态特性是引风量阶跃变化时,炉膛负压随时间变化的特性,如图2-1所示。

由于炉膛负压反应很快,可做比例特性来处理。

GPf图2-1 炉膛负压的动态特性2.3引风控制系统的工况引风控制系统逻辑有3种工况,即引风挡版开度硬手操、软手操和自动。

(1)引风机挡板开度硬手操。

引风机挡板开度硬手操的条件为选择引风机挡板硬手操。

(2)引风机挡板开度软手操的条件。

引风机调节电源故障;引风自动调节失灵;引风机掉闸;引风机挡板速率大;引风机挡板硬手操;选择引风机挡板软手操。

(3)引风机挡板控制回路处于自动。

当所有手动条件不存在时,系统就可以投自动。

自动时由人工手动给给定值。

同时只有软手动切换到硬手动,需要进行预平衡后才能实现无扰动切换;其他情况都可直接实现无扰动切换。

2.4系统的组成如下图2-2所示为锅炉燃烧过程炉膛负压及安全保护系统。

可知,该控制系统由三个子系统组成。

蒸汽图2-2锅炉炉膛负压控制系统原理图2.4.1 炉膛负压控制炉膛负压控制一般可通过控制引风量来调节。

鉴于引风量落后于燃料量和鼓风量的控制,可能引起系统大的波动,造成不稳定因素。

所以,将汽包出口蒸汽压力作为前馈信号与以引风量为反馈信号——共同组成前馈反馈复合控制系统,如图2-3。

蒸汽压引风管图2-3 炉膛负压前馈-反馈控制框图及原理图2.4.2 防“脱火”控制系统流程图如下图2-4所示,燃料为天然气。

PC1和PC2为反作用调节器,调节阀为气开型(A.O)。

调节器采用PID调节规律(1()DIdeu K e e dt TT dt=++⎰)。

PC1与PC2调节器都为压力调节器,都选择PI规律PC1为正常工况使用的调节器,PC2为取代调节器。

系统正常运行电磁阀失电,PC3系统不起作用,而PC1调节器工作。

当压力下降时,调节器PC1输出增加(反作用),调节阀开度增加,天然气流量增大,蒸汽压力增加至正常值,从而使恢复正常工况;但当蒸汽压力减小到某一下限值时,导致调节阀阀后压力(燃料气压力)过于增加而可能产生“脱火”危险,PC2调节器的输出大幅度减小,且低于PC1的输出值时。

低值选择器选通PC2的系统,使调节阀的开度减小,降低了阀后压力,从而避免了“脱火”事故的产生。

当工况恢复正常后,PC1调节器的输出又低于PC2的输出,PC2自动切除,PC1再次投入运行。

图2-4 锅炉防回火及脱火原理图2.4.3 防“回火”控制原理图如上图2-4所示,PC3为带下限节点的压力调节器,选择PI规律。

它与电磁三通阀,继电器共同组成防“回火”自动连锁硬件保护系统。

系统在正常运行时,PC3下限节点是断开的,该控制回路不起作用。

但是当蒸汽压力增加时,如上分析,低通选择器的选择使调节阀的关小,燃料气的压力减小,由于工艺原因,当燃料气的压力减小到某一下限值——达到有可能产生“回火”时,PC3下限节点接通,电磁阀关闭,于是便切断了低值选通器到调节器的回路,兵士调节阀的膜头与大气接通,调节阀关闭,实现硬保护。

三应注意的问题3.1 抗积分饱和及外反馈法鉴于选择控制系统中,两个调节器都有积分作用,当低选器选通一个调节器时,另一个控制器处于开环,可能会出现“积分饱和”,影响系统的正常运行。

所以,必须采用抗积分饱和的措施,通常抗积分饱和的方法大体上分为硬件和软件两种方法。

软件上,采用输出限幅法和去积分法的方式;硬件上,采取选择器的输出信号作为两个控制器共同的反馈信号的措施(即外反馈法),该措施原理图如下图3-1:图3-1 积分外反馈法原理图外反馈法是指调节器处于开环状态下不选用调节器自身的输出做反馈,而是用其他相应的信号做反馈以限制其积分作用的方法,如图为外反馈的系统原理。

在选择控制系统中,设两台比例积分调节器的输出分别为P1 P2。

选择器选中之一后,一方面送至调节阀,同时有反馈到两台 调节器的输入端,以实现积分外反馈。

若选择器为低值选择器,设P1小于P2,调节器1被选中,其输出为1111()I u k e T e dt =+*⎰,由上图可见,积分外反馈信号就是其本身的输出P1。

因此,调节器1仍保持PI 调节规律。

此时,调节器2处于备用状态,其输出为2221()I u k e T e dt =+*⎰,上式积分项的偏差为e1,并非其本身的偏差e2的积累而带来的积分饱和问题。

当系统处于稳态时,e1=0,调节器2仅有比例作用。

所以,处在开环状态的备用调节器不会产生积分饱和。

一旦生产过程出现出现异常,而该调节器的输出又被选中时,其输出反馈到自身的积分环节,立即产生PI 调节动作,投入系统运行。

3.2 采用死区非线性环节炉膛压力信号与给定值的偏差经死区非线性环节送入炉膛压力控制器,如果炉膛压力的偏差在死区(不灵敏区)内,控制器不动作;如果炉膛压力的偏差超过死区(不灵敏区),控制器将输出。

采用死区非线性环节的目的是避免因炉膛压力经常有微小波动而频繁动作调节机构,增加机械磨损和动力损耗。

3.3 引风机1和2的双速调节为了减小引风机进口动叶节距改变的节流(流体在管道里流动时,有时流经阀门、孔板等设备,由于局部阻力,使流体压力降低,这种现象称为节流)损失,采用两台双速离心式引风机的单回路系统控制炉膛压力,方框图如图3-2,其中被控参数为引风机的引风流量,控制参数为引风机进口动叶节距。

引风机有高低两种速度。

当炉膛负荷较高时,引风量也相应的增加,这时可采用引风机的高速档;当锅炉负荷较低时,引风量也相应的要较小,这时可以采用引风机的低速档。

图3-2引风机控制回路原理图在高速档和低速档切换时,为了不使引风量产生突然地改变,达到无扰动切换,可采用改变控制系统闭环增益的方法。

当引风机有低速改变到高速时,闭环控制系统使引风机的进口动叶节距减小,从而使引风量基本不变,达到无扰动切换的目的。

3.4炉膛压力的测量炉膛压力的测量采用3个差压变送器,3个差压变送器的输出分别送到3个小值选择器,3个小值选择器的输出再送到大值选择器,大值选择器的输出为3个差压变送器的输出(测量)值的中间值。

采用3个差压变送器的目的是为了防止因变送器故障或信号管路堵塞而影响测量值的可靠性,从而影响炉膛压力控制的可靠性。

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