锅炉燃烧系统的控制系统设计解析
锅炉燃烧控制系统及燃烧调整的原则

一、燃烧控制系统的基本任务电站锅炉燃烧过程实质是将燃料化学能转变为蒸汽热能的能量形式转换过程。
燃烧过程控制的根本任务是使燃烧所提供的热量适应锅炉蒸汽负荷的需要,并保证锅炉安全经济运行。
1、维持蒸汽压力稳定锅炉蒸汽压力作为表征锅炉运行状态的重要参数,不仅直接关系到锅炉设备的安全运行,而且其是否稳定反映了燃烧过程中能量供求关系。
在单元机组中,锅炉蒸汽压力控制与汽机负荷控制是相互关联的,锅炉燃烧控制系统的任务是及时调整锅炉燃料量,使锅炉的能量输出与汽机为适应对外界负荷需求而需要的能量输入相适应,其标志是蒸汽压力的稳定。
2、保证燃烧过程的经济性保证燃烧过程的经济性是提高锅炉效率的重要方面,它是通过维持进入炉膛的燃料量与送风量之间的最佳比值来实现,即在有足够的风量使燃料得以充分燃烧的同时,尽可能减少排烟造成的热损失。
3、维持炉膛压力稳定锅炉炉膛压力是否稳定反映了燃烧过程中进入炉膛的风量与流出炉膛的烟气量之间的工质平衡关系。
若送风量大于引风量,炉膛压力升高,太高的压力会造成炉膛向外喷火;反之,送风量小于引风量炉膛压力下降,过低的压力会造成漏风而降低炉膛温度,影响炉内燃烧工况,经济性下降。
所以说,炉膛压力是否在允许范围内变化,关系到锅炉的安全经济运行。
锅炉燃烧过程的上述三项控制任务是不可分开的,它的三个被控参数(被调量)(即蒸汽压力、过剩空气系数或最佳含氧量、炉膛压力)与三个调节量(即燃料量、送风量、引风量)间存在着关联。
因此燃烧控制系统内的各子系统应协调动作,共同完成其控制任务。
二、汽压被控对象的动态特性燃烧率扰动下的汽压动态特性:燃料量扰动下的汽压对象的动态响应曲线。
汽机调门开度扰动下的汽压动态特性:锅炉燃料量不变,汽机调门开度阶跃变化。
三、燃烧控制系统组成的基本原则1、燃烧控制系统在外界负荷需求改变后应立即改变锅炉的燃料量,维持燃烧过程的能量平衡。
然而,主蒸汽压力对燃料量的响应呈现较大的迟延和惯性,特别是采用直吹式制粉系统的燃烧过程,如何迅速改变燃烧率至关重要。
锅炉燃烧控制系统

PI4
燃料量调节机 送风机风量调节机
构
构
燃烧控制基本方案
引风机风量调节机 构
第一部分 燃烧控制系统概述
画一画燃 烧控制系 统总貌图
课程目录
第一部分 第二部分 第三部分 第四部分 第五部分
燃烧控制系统概述 被控对象的动态特性 燃烧控制系统设计要点 直吹式锅炉燃烧控制系统 锅炉燃烧控制系统实例
第二部分 被控对象的动态特性
从这张图我们受到什么启发?
一次风扰动 t
各种扰动下的磨煤机出粉特性
第四部分 直吹式锅炉燃烧控制系统
二、原则性方案1
BD
V1
M
+
-
PI1
+
-
PI2
O2
O2S
-
+V
PI5
×
+
-
PI3
ps
pss
f(x)
+
-+
PI4
一次风量V1 调节机构
给煤量M 调节机构
二次风量V2 调节机构
“一次风——燃料”系统
引风量VS 调节机构
由于直吹式锅炉特性, 燃烧过程控制的三个控制系统在直吹式锅炉燃烧过程控制 中已演变成六个控制系统:燃料控制系统、 磨煤机一次风量控制系统、磨煤机出口温 度控制系统、一次风压力控制系统、送风控制系统(又称风量控制系统)和炉膛压力 控制系统。
第四部分 直吹式锅炉燃烧控制系统
二、原则性方案
煤粉量
给煤量与一次风一起扰动 给煤量扰动
学习目标
本课程主要介绍火电厂锅炉燃烧控制系统。通过该课程学习,结合上海培 训基地DCS培训平台过程实验装置上的实操,使热工专业人员熟悉DCS组态软 件的使用,掌握燃烧控制系统的内容、相关逻辑的设计要点以及逻辑调试、参 数整定过程。
基于PID控制的火电厂锅炉燃烧控制系统设计和优化

基于PID控制的火电厂锅炉燃烧控制系统设计和优化近年来,随着能源需求的增加,火电厂作为传统能源的主要供应者,其运行效率和能源消耗问题也越来越引起人们的重视。
然而,火电厂锅炉燃烧控制系统作为影响火电厂运行效率和能源消耗的关键因素,其控制精度和稳定性问题也一直是值得关注和解决的难题。
本文将着重讨论基于PID控制的火电厂锅炉燃烧控制系统设计和优化问题。
一、 PID控制的基本原理PID控制是一种通过比较设定值和实际值来调节输出变量,以达到控制误差最小、调节时间最短、稳定性最好的控制方式。
PID的全称是“Proportional-Integral-Derivative”,即比例、积分和微分控制。
PID控制器通过对系统误差的反馈控制作用,可以实现对系统稳态误差、系统瞬时响应和稳定性的控制。
比例控制通过反馈控制器输出信号的幅值和误差信号的幅值成比例的关系,来控制系统的稳定性和响应速度;积分控制通过去除系统误差的恒定偏置,来控制系统稳态误差;微分控制通过提高系统对瞬时干扰的抵抗力,来控制系统的瞬时响应。
PID控制器将上述三种控制模式集成在一个系统中,可以根据具体的参数进行调整。
</p>二、火电厂锅炉燃烧控制系统的基本要求火电厂锅炉燃烧控制系统作为现代火电厂的关键装置,其设计和优化一旦失误,将直接影响火电厂运行的效率和成本。
因此,我们需要对火电厂锅炉燃烧控制系统的基本要求进行了解和掌握:1. 温度控制:火电厂锅炉燃烧控制系统需要实现对锅炉内部温度的控制,以确保锅炉的安全运行和燃烧效率的提高。
2. 水位控制:火电厂锅炉燃烧控制系统需要实现对锅炉内部水位的控制,以确保锅炉的安全运行和燃烧效率的提高。
3. 火焰控制:火电厂锅炉燃烧控制系统需要实现对锅炉内部火焰的控制,以确保锅炉的安全运行和燃烧效率的提高。
以上基本要求也是PID控制在设计和优化火电厂锅炉燃烧控制系统所要考虑的因素。
三、 PID控制在火电厂锅炉燃烧控制系统中的应用针对火电厂锅炉燃烧控制系统的基本要求,PID控制器可以实现如下的应用:1.温度控制:PID控制器可以通过对锅炉内部传感器信号的反馈,实现锅炉内部温度的控制。
循环流化床锅炉控制系统的分析与设计

摘要:循环流化床锅炉又被称为CFB锅炉,循环流化床锅炉技术是近十几年发展迅速的燃烧技术,由于锅炉是采用燃油燃气进行燃烧,而循环流化床锅炉技术具有污染小、安全可靠、适应性广等明显优点,其作为一种高效的清洁燃煤技术,其效用受到人们广泛的关注,在燃煤技术当中占据了有力地位。
随着循环流化床锅炉商业化的快速发展,人们提出了循环流化床锅炉技术自动化运行概念。
本文通过对循环流化床锅炉控制系统的分析与研究,实现对循环流化床锅炉技术自动化的设计,有利于提高循环流化床锅炉的监控管理功能。
关键词:循环流化床锅炉自动控制技术优点1循环流化床锅炉燃烧技术的概念循环流化床锅炉技术具有污染小、安全可靠、燃烧适应性广等特点,其根据自身优势活跃在工业锅炉及废弃物处理等领域,循环流化床锅炉技术拥有很大的商业发展空间。
循环流化床燃烧技术作为一种新型的燃烧技术,其燃烧系统较为复杂,燃料燃烧形成飞灰始终流动在锅炉燃烧系统当中,流动状态的燃烧飞灰浓度较大容易影响其他控制技术的发挥,所以在循环流化床锅炉工作的过程中还需要人工进行操作调节。
如何调节各个参数之间的影响,使其控制系统操作变得稍微简单一些,对循环流化床锅炉控制系统进行研究与分析,设计合理有效的循环流化床锅炉控制系统是目前需要解决的问题。
2循环流化床锅炉控制系统的分析2.1燃烧控制系统循环流化床锅炉燃烧控制系统要保证燃烧过程中热量与负荷相适应,减少燃料不必要的损耗,从而实现锅炉燃烧控制系统的安全及高效运行。
锅炉燃烧控制系统具体可表现为对稳定的蒸汽压力及料床温度、锅炉燃烧的经济与环保、控制炉膛压力及床高范围等方面的控制。
循环流化床锅炉燃烧机理比较复杂,各参数之间耦合关系难以控制,被调参数容易同时受到多个调节参数的影响,给操控和受控变量配对造成了困难,所以循环流化床锅炉自动化控制难于一般锅炉的控制。
目前设计的燃烧控制系统比较简单,在燃烧自动控制系统运作的过程中,容易受到各个环节的影响,导致燃烧自动控制系统无法发挥出自动化控制的效用,最后还是依靠人工手动操作控制系统完成。
锅炉燃烧系统的智能控制研究

输入 第一层 第二层 第 三层 第● 2第五层 输 出 四层
图 1 典型 AN I FS结构
作者简介: 刘丽丽(99 , 吉林市人 , 17一)女, 讲师, 硕士学位 , 研究方向: 火电厂智能控制应用研究。
43
Eq i me t u p n Ma u a t n e h o o y No 1 2 1 n f cr gT c n l g .2, 0 i 1
火 电大机组的燃烧控制系统 ,是 一个相互关联 力 、 调节送风量和炉膛负压 , 维持锅炉的正常运行 。 的多变量耦合系统 , 在负荷 变化时风与煤如何配合 , () 2 开关控制部分 。 判断锅炉燃烧系统是否处于 使其 既能快速 响应负荷需求 ,又能保证燃烧 的经济 稳定状 态 , 若满足 条件则进 行优化 , 否则就 不进行 性 ,这就需要将燃烧控制系统作为一个协调的整 体 优化 。 加 以考虑 , 根据锅炉及燃烧设备类型 , 设计 出最合理 () 3 自适应模糊神经网络控制部分 。 采用 自 适应 的控制方案【 1 ] 。本文针对锅炉燃烧系统 的实际情况 , 模糊神经网络控制器作为 主调节器 ,与给煤 PD控 I 对燃烧控制系统进行 了智能控制研究 ,通过仿真表 制器一起构成主汽压力控制系统 ,提高蒸汽压力的 明, 该系统对于燃烧系统具有优化作用 , 并具有一定 鲁棒性和抗干扰能力。
《 装备制造技术) 0 年第 l 期 21 1 2
锅炉燃烧 系统 的智能控 制研 究
刘 丽 丽
( 东北电力大学 自动化工程学院 , 吉林 吉林 12 1 ) 3 02
摘 要 : 对锅 炉燃烧 系统具有 非线性 、 针 大滞后 、 参数 时 变性和不确 定性 的特 点 , 计 了一种 燃烧过程 的智能控 制 系 。 设 统
锅炉燃烧控制方案

锅炉燃烧控制方案1. 引言锅炉燃烧控制是现代锅炉系统中非常重要的一部分。
有效的燃烧控制可以提高能源利用率,降低能源消耗,减少环境污染。
本文将介绍一种高效的锅炉燃烧控制方案,包括锅炉燃烧系统的组成、燃烧过程的主要参数和控制策略。
2. 锅炉燃烧系统的组成锅炉燃烧系统主要由燃烧器和燃烧控制系统组成。
2.1 燃烧器燃烧器是将燃料和空气混合并进行燃烧的装置。
它通常包括燃料喷嘴、燃烧室和风门。
燃料喷嘴将燃料喷射进入燃烧室,风门调节空气的流量和氧气的浓度,确保燃料能够充分燃烧。
2.2 燃烧控制系统燃烧控制系统负责监测和控制燃烧过程的各个参数。
它通常包括燃烧器控制器、氧气浓度检测器和燃烧温度传感器。
燃烧器控制器接收并处理来自传感器的信号,根据预设的控制策略调整燃烧器的工作状态,以达到稳定的燃烧效果。
3. 燃烧过程的主要参数燃烧过程的主要参数有燃料流量、空气流量、氧气浓度和燃烧温度。
3.1 燃料流量燃料流量是指单位时间内进入燃烧室的燃料量。
它的大小直接影响燃烧的强度和稳定性。
燃料流量的控制通常通过调节燃料喷嘴的开度来实现。
3.2 空气流量空气流量是指单位时间内进入燃烧室的空气量。
空气中的氧气是燃烧的必需品,过多或过少的空气都会影响燃烧效果。
通常通过调节风门的开度来控制空气流量。
3.3 氧气浓度氧气浓度是指燃烧室中氧气的浓度。
它是燃烧过程中重要的参数,直接影响燃烧的效率和产物的排放。
通过氧气浓度检测器监测燃烧室中的氧气浓度,并将信号传给燃烧器控制器进行相应的调整。
3.4 燃烧温度燃烧温度是指燃烧室内的温度。
燃烧温度的高低直接影响能量的转化和利用效率。
通过燃烧温度传感器监测燃烧温度,并将信号传给燃烧器控制器进行调整。
4. 燃烧控制策略4.1 比例控制比例控制是根据燃料流量和空气流量的比例来调节燃烧效果的控制策略。
通过改变燃料喷嘴和风门的开度,使得燃料和空气的比例保持在一个合适的范围,以实现稳定的燃烧效果。
4.2 反馈控制反馈控制是根据燃烧过程中检测到的实际参数值与预设值之间的差异来调节燃烧效果的控制策略。
锅炉燃烧过程控制系统仿真设计

锅炉燃烧过程控制系统仿真一、燃烧过程控制系统的基本理论燃油锅炉的燃烧控制主要有三个子系统构成:蒸汽压力控制系统、燃料空气比值控制系统和炉膛负压控制系统。
1.蒸汽压力控制和燃料空气比值控制系统燃油蒸汽锅炉燃烧的目的是生产蒸汽供应其他生产环节使用。
一般生产过程中蒸汽的控制是通过压力实现的,随着后续环节的生产用量不同,反应在燃油蒸汽锅炉环节就是蒸汽压的波动。
维持蒸汽压力恒定是保证生产正常进行的首要条件。
保证蒸汽压力恒定的主要手段是随着蒸汽压力波动及时调节燃烧产生的热量,而燃烧产生热量的调节是通过控制所供应的燃料量以及适当比例的助燃空气实现的。
如图1所示燃烧炉蒸汽压力控制与燃料比值控制系统2.炉膛负压控制系统锅炉炉膛负压力过小时,炉膛内的热烟、热气会外溢,造成热量损失、影响设备安全运行甚至会危及工作人员安全;当炉膛负压太大时,会使外部大量冷空气进入炉膛,改变燃料和空气比值,增加燃料损失、热量损失和降低热效率。
保证炉膛负压的措施是引风量和送风量的平衡。
如果负压波动不大,调节引风量即可实现负压控制;当蒸汽压力波动较大时,燃料用量和送风量波动也会较大,此时,经常采用的控制方案如图2所示。
炉膛负压控制系统3、控制方案:某锅炉燃烧系统要求对系统进行蒸汽压力控制。
本项目采用燃烧炉蒸汽压力控制和姗料空气比值控制系统,并辅以炉膛负压控制的方案,控制系统框图如图所示。
二、燃烧过程控制任务燃烧过程自动调节系统的选择虽然与燃料的种类和供给系统、燃烧方式以及锅炉与负荷的联接方式都有关系,但是燃烧过程自动调节的任务都是一样的。
归纳起来,燃烧过程调节系统有三大任务。
第一个任务是维持汽压恒定。
汽压的变化表示锅炉蒸汽量和负荷的耗汽量不相适应,必须相应地改变燃料量,以改变锅炉的蒸汽量。
第二个任务是保证燃烧过程的经济性。
当燃料量改变时,必须相应地调节送风量,使它与燃料量相配合,保证燃烧过程有较高的经济性。
第三个任务是调节引风量与送风量相配合,以保证炉膛压力不变。
燃烧过程自动控制系统ppt课件

图7-16 燃烧调节系统组合示意图
三、汽压调节对象的生产流程及其动态特性
汽压调节对象生产流程示意如图7-17(b)所示。燃 料与相应的送风量进入炉膛,燃料燃烧产生的热量被布 置在炉膛四周的蒸发受热面吸收而产生蒸汽,蒸汽流经 过热器加热成过热蒸汽,过热蒸汽由蒸汽管道送入汽轮 机做功。
§7-3燃烧过程自动控制系统分析
一、燃烧过程自动调节的任务
锅炉燃烧过程自动调节的目的在于使进入锅炉的燃烧 的燃烧热量与锅炉的蒸汽负荷要求相适应,同时保证锅 炉燃烧过程安全经济地运行。因此,当负荷改变时,锅 炉将需要进行燃烧的调整。
锅炉燃烧调节需要包括下列几项内容: 1、燃料量调节 2、送风量调节 3、引风量调节
汽压对象之所以有自平衡能 力是因为汽压升高后,汽机调门 开度不动,而汽机的进汽量DT相 应地增加,自发地限制了汽压的 升高。汽包压力Pd与主蒸汽压力 PT之差△P是随着蒸汽流量增加 而增大的,因此△P2>△P1。
∆P1 ∆µB
∆P2
µB
0
t
DT
0 Pd,PT
T
t Pd PT
t 0
τB
图 9-5 燃烧率扰动时汽压的阶跃响应曲线 (µT)不变
2.负荷扰动下汽压控制对象的动态特性
⑴在μT扰动时:
在μT扰动下汽包压力控制对象为一阶惯性环节,主蒸汽压力控制对 象为比例环节和一阶惯性环节的并联环节,阶跃响应曲线:
⑵在DT扰动时:
第三节 燃烧过程控制信号的测取 The Collection of Control Signal
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目录1锅炉工艺简介 (1)1.1锅炉的基本结构 (1)1.2工艺流程 (2)1.2煤粉制备常用系统 (3)2 锅炉燃烧控制 (4)2.1燃烧控制系统简介 (4)2.2燃料控制 (4)2.2.1燃料燃烧的调整 (4)2.2.2燃烧调节的目的 (5)2.2.3直吹式制粉系统锅炉的燃料量的调节 (6)2.2.4影响炉内燃烧的因素 (7)2.3锅炉燃烧的控制要求 (11)2.3.1 锅炉汽压的调整 (11)3锅炉燃烧控制系统设计 (14)3.1锅炉燃烧系统蒸汽压力控制 (14)3.1.1该方案采用串级控制来完成对锅炉蒸汽压力的控制 (14)3.2燃烧过程中烟气氧含量闭环控制 (17)3.2.1 锅炉的热效率 (18)3.2.2反作用及控制阀的开闭形式选择 (20)3.2.3 控制系统参数整定 (20)3.3炉膛的负压控制与有关安全保护保护系统 (21)3.3.1炉膛负压控制系统 (22)3.3.2防止回火的连锁控制系统 (23)3.3.3防止脱火的选择控制系统 (24)3.4控制系统单元元件的选择(选型) (24)3.4.1蒸汽压力变送器选择 (24)3.4.2 燃料流量变送器的选用 (25)4 DCS控制系统控制锅炉燃烧 (26)4.1DCS集散控制系统 (26)4.2基本构成 (28)锅炉燃烧系统的控制4.3锅炉自动燃烧控制系统 (31)总结 (34)致谢 (35)参考文献 (36)1锅炉工艺简介1.1锅炉的基本结构锅炉整体的结构包括锅炉本体和辅助设备两大部分。
1、锅炉本体锅炉中的炉膛、锅筒、燃烧器、水冷壁、过热器、省煤器、空气预热器、构架和炉墙等主要部件构成生产蒸汽的核心部分,称为锅炉本体。
锅炉本体中两个最主要的部件是炉膛和锅筒。
炉膛又称燃烧室,是供燃料燃烧的空间。
将固体燃料放在炉排上进行火床燃烧的炉膛称为层燃炉,又称火床炉;将液体、气体或磨成粉状的固体燃料喷入火室燃烧的炉膛称为室燃炉,又称火室炉;空气将煤粒托起使其呈沸腾状态燃烧、适于燃烧劣质燃料的炉膛称为沸腾炉,又称流化床炉;利用空气流使煤粒高速旋转并强烈火烧的圆筒形炉膛称为旋风炉。
炉膛的横截面一般为正方形或矩形。
燃料在炉膛内燃烧形成火焰和高温烟气,所以炉膛四周的炉墙由耐高温材料和保温材料构成。
在炉墙的内表面上常敷设水冷壁管,它既保护炉墙不致烧坏,又吸收火焰和高温烟气的大量辐射热。
炉膛的结构、形状、容积和高度都要保证燃料充分燃烧,并使炉膛出口的烟气温度降低到熔渣开始凝结的温度以下。
当炉内的温度超过灰熔点时,灰便呈熔融状态。
熔融的灰渣颗粒在触及炉内水冷壁管或其他构件时会粘在上面。
粘结的灰粒逐渐增多,遂形成渣块,称为结渣。
结渣会降低锅炉受热面的传热效果。
严重时会堵塞烟气流动的通道,影响锅炉的安全和经济运行。
一般用炉膛容积热负荷和炉膛截面热负荷或炉排热负荷表示其燃烧强烈程度。
炉膛容积热负荷是单位炉膛容积中每单位时间内释放的热量。
在锅炉技术中常用炉膛容积热负荷来衡量炉膛大小是否恰当。
容积热负荷过大,则表示炉膛容积过小,燃料在炉内的停留时间过短,不能保证燃料完全燃烧,使燃烧效率下降;同时这还表示炉墙面积过小,难以敷设足够的水冷壁管,结果炉内和炉膛出口处烟气温度过高,受热面容易发生结渣。
室燃炉的炉膛截面热负荷是单位时间内单位炉膛横截面上燃料燃烧所释放的热量。
在炉膛容积确定以后,炉膛截面热负荷过大会使局部区域的壁面温度过高而引起结渣。
层燃炉的炉排热负荷是单位时间内燃料燃烧所释放的热量与炉排面积的比值。
炉排热负荷过高会使飞灰大大增加。
炉膛设计需要充分考虑使用燃料的特性。
每台锅炉应尽量燃用原设计的燃料。
燃用特性差别较大的燃料时,锅炉运行的经济性和可靠性都可能降低。
锅筒它是自然循环和多次强制循环锅炉中接受省煤器来的给水、联接循环回路,并向过热器输送饱和蒸汽的圆筒形容器。
锅筒筒体由优质厚钢板制成,是锅炉中最重的部件之一。
锅筒的主要功能是储水,进行汽水分离,在运行中排除锅水中的盐水和泥渣,以避免含有高浓度盐分和杂质的锅水随蒸汽进入过热器和汽轮机中。
这些盐分和杂质如在过热器管和汽轮机通道上发生结垢、积盐和腐蚀,会影响设备的经济安全运行。
锅炉出口的蒸汽一般都有一定的质量标准。
锅筒内部装置包括汽水分离和蒸汽清洗装置、给水分配管、排污和加药设备等。
其中汽水分离装置的作用是将从水冷壁来的饱和蒸汽与水分离开来,并尽量减少蒸汽中携带的细小水滴。
中、低压锅炉常用挡板和缝隙挡板作为粗分离元件。
中压以上的锅炉除广泛采用多种型式的旋风分离器进行粗分离外,还用百叶窗、钢丝网或均汽板等进行进一步分离。
随着水处理技术的提高,蒸汽分离装置趋向于简化和定型化。
排污装置(包括连续排污和定期排污)能在锅炉运行中排出一部分含有较高盐分和泥渣的锅水。
锅筒上还装有水位表、安全阀等监测和保护设施。
2、辅助设备除锅炉本体外,在电站锅炉中还有许多配套的辅助设备:煤粉制备系统,把原煤磨成粉,以利煤的充分燃烧,包括给煤机、磨煤机、排粉机、粗粉分离器和煤粉管道等;送、引风系统,向锅炉供给燃烧需要的空气及将煤燃烧后的烟气排出锅炉,包括送风机、引风机和烟风道等;给水系统,包括给水泵、阀门和管道等;水处理系统(见锅炉水处理);灰渣清除系统,包括碎渣机、出渣机、除尘器等;自动控制和监测系统(见锅炉自动控制、锅炉汽温调节)。
1.2工艺流程燃烧的煤层厚度通过闸板控制,炉排转速可由交流变频调速电机控制。
尾部受热面有省煤器和空气预热器。
图1.1 锅炉结构和工艺流程示意图给水通过省煤器预热后给锅炉上水,空气经空气预热器后由炉排左右两侧留个风道进入,烟气通过除尘器除尘,由引风机送至烟囱排放,主蒸汽经过过热器送至汽柜和用汽部门。
鼓风机、引风机都是由交流变频器来控制,通过调节鼓风机、引风机的速度来实现控制鼓风量、引风量。
热电厂是利用煤和天然气作为燃料发电、产汽的,这也是目前世界上主要的电能生产方式。
生产工艺是将燃料送入炉膛内燃烧,放出的热量将水加热成为具有一定压力和温度的过热蒸汽,过热蒸汽进入汽轮机膨胀做功,高速气流冲击汽轮机叶片带动转子旋转,同时带动同轴发电机转子发电。
热电厂锅炉将经过处理后的除盐水加热至430度(根据汽机工况)左右的过热蒸汽送入汽轮机,推动汽轮机保持每分钟3000转的速度带动同轴的发电机旋转,通过同轴励磁机产生的直流电输入发电机转子,在静子上产生感应电势,同时作过功的余汽可用来当作供热源1.2煤粉制备常用系统①直吹式制粉系统:磨好的煤粉直接全部送入炉膛中燃烧,宜采用中速和高速磨煤机,适用于磨较软的烟煤和褐煤。
缺点是磨煤机的出力和煤粉细度与锅炉负荷有关,因而随着锅炉负荷的变化需调整磨煤机的运行台数,并且研磨部件容易磨损。
中速磨煤机直吹式制粉系统又分为正压式与负压式两种。
近代大容量锅炉多采用正压系统。
②中间储仓式制粉系统:特点是磨煤机的出力和煤粉细度与锅炉负荷无关,适于采用可磨制各种硬度煤种的钢球磨煤机。
缺点是设备较直吹式复杂,磨煤机耗电量较大,空载与满载时耗电量相差不大,故应使其常在满载下运行。
按煤粉燃烧器结构分类煤粉燃烧器是将煤粉送入炉膛进行燃烧的设备。
①旋流式燃烧器:携带煤粉的一次风和不带煤粉的二次风分别用不同管道与燃烧器连接。
煤粉与空气能充分混合并形成回流区。
每台锅炉可配置4~48只燃烧器。
②直流式燃烧器:喷口成狭窄形,其一、二次风在燃烧器中都不旋转。
煤粉在其中能完全燃烧。
受热面分蒸发受热面和过热受热面。
现代大、中型锅炉均以水冷壁构成炉膛,由此水冷壁(即受热面)吸收炉内辐射热使水蒸发成饱和蒸汽。
为不增加炉膛容积而增加辐射受热面,大型锅炉可采用双面曝光的水冷壁。
过热受热面可分为布置于炉膛上部的屏式过热器受热面和布置于对流烟道内的对流过热器受热面。
前者吸收炉内辐射热;后者吸收对流热。
空气预热器装于锅炉烟道尾部,用以回收烟气余热,提高助燃空气的温度。
高参数、大容量的锅炉为提高热风温度(>300℃),常需使空气预热器与省煤器分级交叉布置。
2 锅炉燃烧控制2.1燃烧控制系统简介在锅炉运行中,燃烧调整通常由燃烧控制系统来完成。
燃烧控制系统由燃料量控制系统、风量控制系统和炉膛风压控制系统三大部分组成。
燃烧控制系统的任务是根据机炉主控制器来调节燃料量、送风量和炉膛风压,使锅炉在安全、经济条件下调节至负荷指令的要求。
增减燃料量信号同时调节燃料量与送风量,使风煤流量匹配。
送风量作为炉膛风压调节的前馈信号,使引风量跟随送风量增减,燃料量、烟气氧量、炉膛风压作反馈信号改善调节品质,燃料量反馈信号用以平衡燃料量增减指令,防止过调。
氧量反馈信号用以纠正送风量,使风煤流量配合最佳。
炉膛风压反馈信号用以纠正引风量,使炉膛风压处于最佳状态。
燃烧控制的基本任务:维持蒸汽压力稳定——燃料控制保证燃烧过程的经济性——送风控制2.2燃料控制2.2.1燃料燃烧的调整不同负荷下的燃烧的调整锅炉运行中负荷的变化是最为经常的,高负荷运行时,由于炉膛温度高,着火与混合条件也好,所以然少一般是稳定的,但易产生炉膛和燃烧器结焦、过热器、再热器局部超温等问题。
燃烧调整时应注意将火球位置调整居中,避免火焰偏斜;燃烧器全部投入并均匀分配燃烧率,防止局部过大的热负荷;适当增大一次风速,推开着火点离喷口的距离。
此外,高负荷时煤粉在炉内的停留时间较短而且排烟损失较大,为此可在条件允许的情况下,适当降低过量空气系数的运行,以提高锅炉效率。
在低负荷运行时,由于燃烧减弱,投入的燃烧器数量较少,炉温较低,火焰充满度较差,使燃烧不稳定,经济性较差。
为稳定着火,可适当增大空气系数,降低一次风率和风速。
煤粉应磨得更细些,但增大炉膛氧量后会降低燃烧器的区域温度,因此,当煤质差时亦因限制其高线。
低负荷时应尽可能的集中火嘴运行,提高风中煤粉浓度,并保证最下排燃烧器的投运。
为提高炉膛温度,可以适当降低炉膛负压,以减少漏风,这样不但能稳定燃烧,也能减少不完全燃烧的损失,但此时必须注意安全,防止炉膛喷火烟伤人,此外,低负荷时保持更高些的过量空气系数对于抑制锅炉效率的过分降低也是有利的。
煤质变化时的燃烧调整无煤烟、贫烟的挥发分较低,燃烧时的最大问题是着火。
燃烧配风的原则是采取较小的一次风率和风速以增大煤粉浓度、减少着火热并是着火点提前;二次风速可以高些,这样可与增加其穿透能力,使实际燃烧切圆的直径大些,同时也有利于避免二次风过早混入一次风粉气流。
燃烧差煤时也要求将煤粉磨的更细些,以强化着火和燃尽;也要求较大的过量空气系数,以减少燃烧损失。
挥发分高的烟煤,一般火不成问题,需要注意燃烧的安全性,可适当减小二次风率,一、二次风的混合应早些进行。
煤质好时,应降低空气过量系数的运行,一提高锅炉效率。
2.2.2燃烧调节的目的炉内燃烧过程的好坏,不仅直接关系到锅炉的生产能力和生产过程的可靠性,而且在很大程度上决定了锅炉运行的经济性。