锅炉燃烧控制方案的设计和应用

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基于PLC单片机控制中小型蒸汽锅炉智能燃烧系统

基于PLC单片机控制中小型蒸汽锅炉智能燃烧系统

产。
4
3、锅炉引风控制
炉膛负压控制系统一般采用的控制流程图 如下图所示,调节原理比较简单属于单闭 环调节系统,它的输入量是炉膛负压输出 量是引风变频器,同时引入鼓风量作为前 馈信号。
给定蒸汽压力
+ -
引风调节单元
引风机变频器
锅炉系统
抗干扰滤波
炉膛负压信号
5
4、锅炉鼓风控制
鼓风控制系统一般采用的控制流程图如下图所示,
先通过蒸汽压力变送器经滤波后取得信号,与设 定蒸汽压力进行比较,判断出鼓风PID调节器调节 的方向和大小,通过鼓风PID调节单元计算出鼓风 变频器的输出大小
给定蒸汽压力
+ -
炉排调节单元
风煤比
炉排变频器
鼓风调节单元 抗干扰滤波
鼓风变频器 蒸汽压力信号
炉排系统
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二、控制系统硬件设计
PLC不仅具有逻辑控制功能,而且还具有了 运算、数据处理和数据传送等功能 ,采用可编 程控制器设计的控制系统可以实现对锅炉精确地 实时自动控制,并且实现了整个系统的优化控制。 变频调速的基本原理是通过改变电动机工作电源 频率达到改变电机转速的目的,采用变频调速技 术来控制锅炉的泵与风机,可以使电动机不必总 在工频下运行,可以大大的节省电能。
2、程序设计结果,见论文P35~P37
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四、上位机系统制作
MCGS (Monitor and Control Generated System, 通用监控系统)是一套用于快速构造和生成计算机 监控系统的组态软件,它能够在基于Microsoft (各种 32 位 Windows 平台上)运行,通过对现 场数据的采集处理,以动画显示、报警处理、流 程控制、实时曲线、历史曲线和报表输出等多种 方式向用户提供解决实际工程问题的方案,它充 分利用了 Windows图形功能完备、界面一致性好、 易学易用的特点,在自动化领域有着广泛的应用。

基于PLC的锅炉燃烧控制系统设计_毕业设计论文正文 精品

基于PLC的锅炉燃烧控制系统设计_毕业设计论文正文 精品

基于PLC的锅炉燃烧控制系统设计1 绪论1.1锅炉燃烧控制项目的背景改革开放以来,我国经济社会快速发展,生产力水平不断提高,在生产中,锅炉起着十分重要的作用,尤其是在火力发电中发挥重要作用的工业锅炉,是提供能源动力的主要设备之一。

锅炉产生的蒸汽可以作为蒸馏,干燥,反应,加热等各过程的热源,另外也可以作为动力源驱动动力设备。

工业过程中对于锅炉燃烧控制系统的要求是非常高的,要求锅炉燃烧控制系统必须满足控制精度高,响应速度快[1]。

作为一个非常复杂的设备,锅炉同时具有了数十个包括了扰动、测量、控制在内的参数,参数之间有着复杂的关系,并且相互关联[2]。

而锅炉燃烧过程中的效率问题、安全问题一直是大众关注的重要方面。

1.2锅炉燃烧控制的发展历史对于锅炉燃烧的控制,已经经历了四个阶段[3~5](1)手动控制阶段因为20世纪60年代以前,电力电子技术和自动化技术还没有得到完全发展,技术尚不成熟,因此,这个时期工业人员的自动化意识不强,锅炉燃烧的控制方式一般多采用纯手动的方法。

这种控制方法,要求进行控制的操作工人依靠他们的经验决定送风量,引风量,给煤量的多少,然后利用手动的操作工具等操控锅炉,该方法控制的程度完全取决于操作工人的经验。

因此,要求操作工人必须具有非常丰富的经验,这样无疑大大提高了操作工人的劳动强度,由十人的主观意识,所以事故率非常大,同时,也不能保证锅炉高效稳定的运行。

(2)仪器继电器控制阶段随着科技的不断进步,自动化技术以及电力电子技术快速提高,国内外以继电器为基础的自动化仪表工业锅炉控制系统也得到发展,并且广泛应用于实际生产过程。

在上个世纪60年代前期,我国锅炉的控制系统开始得到迅速发展;到了60年代的中后期,我国引进了国外全自动的燃油锅炉的控制系统;到了上个世纪的70年代末,我国逐渐自主研发了一些工业锅炉的自动化仪器,同时,在工业锅炉的控制系统方面也在逐步推广应用自动化技术。

在仪表继电器控制阶段,锅炉的热效率得到了提高,并且大幅度的降低了锅炉的事故率。

锅炉燃烧控制系统

锅炉燃烧控制系统

PI4
燃料量调节机 送风机风量调节机


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。

锅炉控制及PLC应用

锅炉控制及PLC应用

锅炉控制及PLC应用引言锅炉是一种广泛应用于工业和供暖领域的设备,其控制系统的优化对于提高能源利用效率、确保运行安全具有重要意义。

可编程逻辑控制器(PLC)作为一种自动化控制设备,具有高可靠性、灵活性等特点,在锅炉控制系统中发挥着重要作用。

本文将介绍锅炉控制的基本原理和实现方式,以及PLC在锅炉控制中的应用和优势。

锅炉控制锅炉控制的主要目标是保证蒸汽或热水供应的稳定,同时最大化能源利用效率。

为实现这一目标,锅炉控制系统应包括传感器、执行器和控制器。

1、传感器:用于监测锅炉的关键参数,如压力、温度、液位等。

这些传感器将实时数据传输到控制系统,以便进行相应的调整。

2、执行器:接受控制器的指令,并调节锅炉的各个部件,如燃烧器、泵等。

执行器的类型和数量取决于锅炉的类型和规模。

3、控制器:根据传感器的输入数据进行计算和决策,向执行器发出调节指令,以保证锅炉运行在最佳状态。

控制器可以是简单的继电器逻辑控制,也可以是较复杂的计算机控制系统。

PLC应用PLC作为一种专门为工业控制设计的计算机,具有高可靠性、灵活性和易于维护等特点。

在锅炉控制中应用PLC,可以提高控制系统的可靠性和自动化水平。

1、PLC选型:根据锅炉控制系统的需求,选择适当型号和品牌的PLC。

选型时应考虑PLC的处理能力、输入输出接口数量和类型、编程功能等因素。

2、程序设计:利用PLC编程语言编写控制程序,实现锅炉控制系统的各种功能。

程序应包括数据采集、数据处理、控制算法、输出调节等环节。

3、系统集成:将PLC与锅炉控制系统中的其他设备(如传感器、执行器等)进行连接和调试,确保整个系统能够协调工作。

注意事项使用PLC进行锅炉控制时,应注意以下问题:1、可靠性:PLC是工业控制领域的高可靠性设备,但仍然需要其可靠性。

选择高质量的PLC和可靠的硬件设备,以及进行合理的程序设计,可以确保控制系统的可靠性。

2、安全性:锅炉是一种具有较高风险的设备,因此PLC控制系统的安全性非常重要。

锅炉燃烧器排烟量的控制与优化

锅炉燃烧器排烟量的控制与优化

锅炉燃烧器排烟量的控制与优化随着工业发展和生活水平的提高,锅炉作为一种重要的能源转换设备,在各个领域得到了广泛应用。

锅炉燃烧过程中产生的废气排放,特别是烟囱排烟量成为环保问题亟待解决的领域之一。

控制和优化锅炉燃烧器排烟量,成为当前研究的热点之一。

本文将对锅炉燃烧器排烟量的控制与优化进行探讨。

一、锅炉燃烧器排烟量的现状燃烧过程中产生的废气排放是锅炉使用过程中不可避免的环境污染源。

其中,烟囱排烟量是衡量燃烧效率和废气排放的重要指标。

目前,我国在应对大气污染问题方面加强了相关法律法规的制定和执行,规范了烟囱排烟量的要求。

二、控制锅炉燃烧器排烟量的方法1. 调整燃烧器参数通过调整燃烧器的参数,如燃烧器喷嘴的尺寸、喷嘴的喷射角度、调整燃气和空气的比例等,可以达到控制烟囱排烟量的效果。

合理地选择燃烧器参数,可以提高燃烧效率,减少废气排放。

2. 使用优质燃料选择质量好、燃烧性能较高的燃料,可以使燃烧更充分,减少烟囱排烟量。

同时,燃料的选择也需要考虑到环境友好性,尽量避免使用高污染燃料。

3. 优化燃烧风量合理调整燃烧风量,可以使燃烧过程更加稳定,从而减少烟囱排烟量。

燃烧风量的优化可以通过安装风量调节器或通过控制风机的运行来实现。

4. 温度控制合理控制燃烧工艺中的温度,可以提高燃烧效率,减少废气排放。

通过控制燃烧温度,可以使燃烧更充分,减少烟囱排烟量。

三、锅炉燃烧器排烟量优化的挑战与解决1. 技术挑战锅炉燃烧器排烟量优化面临一系列技术挑战。

首先,不同类型的锅炉燃烧器的结构和工作原理各不相同,因此需要根据具体情况制定相应的烟囱排烟量优化方案。

其次,废气排放涉及到燃烧过程中涉及的多个参数,如燃料、燃气与空气的比例、燃烧温度等,需要进行复杂的计算和调整。

2. 环境限制为了减少锅炉燃烧器排烟量,需要合理控制燃烧参数和优化燃烧工艺,但在实际操作中需要考虑到环保要求和排放标准的限制。

因此,烟囱排烟量的控制与优化需要根据不同地区和不同行业的排放标准来确定。

天然气锅炉低氮燃烧改造及应用效果分析赵庆新

天然气锅炉低氮燃烧改造及应用效果分析赵庆新

天然气锅炉低氮燃烧改造及应用效果分析赵庆新发布时间:2023-06-30T09:35:58.813Z 来源:《工程管理前沿》2023年8期作者:赵庆新[导读] 实施天然气节能减排转型升级行动计划,制定燃气电厂大气污染物排放标准,燃气电厂要按照要求开展节能降耗工作。

低氮燃烧技术以其技术较为成熟、降低NOx排放效果显着等优点被广泛应用于天然气电厂。

在天然气电厂的实际运行中,虽然锅炉采用低氮燃烧技术降低NOx排放达到环保要求,但随着锅炉负荷和燃烧条件的变化,也出现了一系列新的问题:锅炉加热结焦表面、管壁超温、水冷壁高温腐蚀、热蒸汽温度低、空气预热器进/出口排气压差增大等问题。

身份证号:37142519880120xxxx 摘要:实施天然气节能减排转型升级行动计划,制定燃气电厂大气污染物排放标准,燃气电厂要按照要求开展节能降耗工作。

低氮燃烧技术以其技术较为成熟、降低NOx排放效果显着等优点被广泛应用于天然气电厂。

在天然气电厂的实际运行中,虽然锅炉采用低氮燃烧技术降低NOx排放达到环保要求,但随着锅炉负荷和燃烧条件的变化,也出现了一系列新的问题:锅炉加热结焦表面、管壁超温、水冷壁高温腐蚀、热蒸汽温度低、空气预热器进/出口排气压差增大等问题。

该问题的出现不仅影响锅炉主要燃烧参数的控制,还会使锅炉效率明显降低,严重时甚至威胁到整个机组的安全稳定运行。

关键词:低氮燃烧;天然气锅炉;配风方式;优化引言纯锅炉燃烧,氮氧化物的产生主要分为热力NOx、快速NOx、燃料NOx、中间NOxN2O、NNHNOx五种途径。

由于天然气锅炉的燃料成分比较简单,氮氧化物的形成主要是热力和快速的。

能源大数据报告显示,在我国能源消费结构中,在燃烧过程中应用低氮燃烧技术,可有效减少NOx的产生和排放。

目前我国的能源消费结构很大程度上是以天然气为主,当然天然气燃烧过程中会产生一定量的污染物。

这类污染物对空气质量和人们的正常生活有着非常恶劣的影响,天然气燃烧过程中产生的氮气对环境的影响非常明显,因此本文将探讨如何在燃烧过程中控制氮氧化物的形成。

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。

燃烧控制系统

燃烧控制系统

燃烧控制系统是电厂锅炉的主控系统,主要包括燃料控制系统、风量控制系统、炉膛压力控制系统。

目前大部分电厂的锅炉燃烧控制系统仍然采用PID控制。

燃烧控制系统由主蒸汽压力控制和燃烧率控制组成串级控制系统,其中燃烧率控制由燃料量控制、送风量控制、引风量控制构成,各个子控制系统分别通过不同的测量、控制手段来保证经济燃烧和安全燃烧。

如图1所示。

图1 燃烧控制系统结构图2、控制方案锅炉燃烧自动控制系统的基本任务是使燃料燃烧所提供的热量适应外界对锅炉输出的蒸汽负荷的要求,同时还要保证锅炉安全经济运行。

一台锅炉的燃料量、送风量和引风量三者的控制任务是不可分开的,可以用三个控制器控制这三个控制变量,但彼此之间应互相协调,才能可靠工作。

对给定出水温度的情况,则需要调节鼓风量与给煤量的比例,使锅炉运行在最佳燃烧状态。

同时应使炉膛内存在一定的负压,以维持锅炉热效率、避免炉膛过热向外喷火,保证了人员的安全和环境卫生。

2.1 控制系统总体框架设计燃烧过程自动控制系统的方案,与锅炉设备的类型、运行方式及控制要求有关,对不同的情况与要求,控制系统的设计方案不一样。

将单元机组燃烧过程被控对象看作是一个多变量系统,设计控制系统时,充分考虑工程实际问题,既保证符合运行人员的操作习惯,又要最大限度的实施燃烧优化控制。

控制系统的总体框架如图2所示。

图2 单元机组燃烧过程控制原理图P为机组负荷热量信号为D+dPbdt。

控制系统包括:滑压运行主汽压力设定值计算模块(由热力系统实验获得数据,再拟合成可用DCS折线功能块实现的曲线)、负荷—送风量模糊计算模块、主蒸汽压力控制系统和送、引风控制系统等。

主蒸汽压力控制系统采用常规串级PID控制结构。

2.2 燃料量控制系统当外界对锅炉蒸汽负荷的要求变化时,必须相应的改变锅炉燃烧的燃料量。

燃料量控制是锅炉控制中最基本也是最主要的一个系统。

因为给煤量的多少既影响主汽压力,也影响送、引风量的控制,还影响到汽包中蒸汽蒸发量及汽温等参数,所以燃料量控制对锅炉运行有重大影响。

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sr t g e r r p s d.T r u h a a y i h rn i l s o e e c n r lsr t g e ,t e d rv tv e a i n h p a n e e o me t nd c a g s ta e i s a e p o o e h o g n l zng t e p i c p e ft s o t o ta e i s h e ia i e r l t s i mo g d v l p n s a h n e h o
赵 震
( 上海 宝信软 件股份 有 限公 司 , 海 2 10 ) 上 0 9 0

要 :为满足 锅炉燃 烧控 制在 实际应 用过程 中出现的新 需求 , 出了各 种 改 进控 制方 案 。通 过分 析 多 种控 制 方案 的 原 理 , 出了 提 指
其 发展变 化 的衍 生关 系 , 就冶金 、 并 电力 、 _等不 同领域 的燃烧 控制 应 用进 行 了分 析 和 比较 。实 践证 明 , 化T 新设 计 的锅炉 燃 烧 系统 满
cmp rd h rcievr e a h e ei e olr o b so o t l ytm es h eurme t fr rcia c nrl dojcs o ae .T epat e f st t en w d s n db i m ut ncnr s met terq i ns o at l o t l be t. c i i h t g ec i os e e p c oe

般的比例控 制系统 是将 风量和煤量按照输入 的
个快 、 一个慢 , 以在调节的过渡过程 中可 能存在 两 所
空燃 比投入锅炉燃烧 。锅 炉燃烧需要将空气 ( 二次风 ) 和煤粉按 比例投入炉膛 , 比例控制系统如 图 1 所示 。
种物料没有严格按 比例投入的情况。当燃料超过风量 时, 就会引起燃烧不充分 , 这时就需 引入交叉 限幅的方
i itd o t Th a piain o o u to c nr li meal ry, p we g n rto a d he c l n ie rn ae s a e n lz d n spone u . e p l to s f c mb sin o to n c tlu g o r e eain n c mia e gn e g ra r a ay e a d i
1 2 单 交 叉 控 制 回路 .
中广泛存在着 比值控制 , 锅炉 燃烧控 制 中常用 的交叉
限幅就是 由比值控制 发展而来 的。通过分析以下控制 策略 , 以看出各种控制方案之 间的发展脉络。 可
1 燃 烧控 制的主 要策 略
1 1 比值 控 制 回 路 .

在实 际工程应用 中, 由于两个 回路的特性不一致 ,
锅 炉 燃 烧 控 制 方 案 的 设计 和应 用 赵

锅 炉燃 烧 控 制 方 案 的 设计 和 应 用
De i n pia i fB i rCo b sin Co to rt ge sgn a d Ap l t c on o ol m u t n r l a e is e o St
0 引言
随着利 会经济的发展 、 : 工艺条件 的约束 和设备 运 行 的需要 , 自动化技术 的应用 日趋广泛 。 自动化工 程
图 1 在实际应用时, 中, 还可在主控输入后面增加烟气
含氧量的信号测点, 串入与氧量相关的修正函数以改变空
燃 比没定。在许多工艺过程、 化工反应过程中也经常出现 这样的情况, 需要按比例投入两种反应物料, 如合成氨的 N , 和 } 。比例控制系统可以保证两个 P { , I D回路的设定值 成比 , 例 在系统稳定后 P 也相应成比例, 但调节过程中也 有可能出现 P 不成比例。如果瞬时煤量大于风量 , V 就可能 造成燃烧不充分, 从而键 词 :燃 烧控 制 空燃 比 比值 控制
中图分类 号 :T 2 2 P7
交叉 限幅
限 幅控制 氧量 修正
文 献标 志码 :A
Ab t a t I r e os tsytec niu u l pd tn e n sfrb i rc mb sinc nrli a t a p l ain ,v ro si r v d c n rl sr c : n od rt aif h o t o sy u aigd ma d o ol o u to o to nprci la pi t s a iu mp o e o to n e c c o
作 者赵 震 (96一) 男 ,0 1 毕 业 于上 海发 电设 备 成套 设计 研 究 17 , 20 年 所热 能工程 专业 , 获硕 士学位 , 工程 师 ; 要从 事 热 工 自动化 项 目的研 发 主
K e wo d y r s: Co u t n c nr l Ai—u lrto Rai o to Crs i tt n Lmiainc nrl Ox g n c re to mb si o to o rfe ai toc nrl oslmi i i tto o to ao y e or cin
法 。单 交 叉 控 制 系统 如 图 2 示 。 所
图 1 比例 控 制 系统
Fi . Rai o to y t m g1 to c nr ls se
图 2 单 交叉 控 制 系统
修 改稿 收到 日期 :0 1 0 2 1 — 5—1 。 6 F g 2 S n l— r s o t ls se i . i ge co s c nr y t m o
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