300MW锅炉燃烧系统设计

xx大学

本科毕业设计（论文）开题报告

题目300MW级电厂锅炉燃烧系统设计指导教师

院（系、部）机械工程学院

专业班级热能09-1

学号

姓名

日期2013年3月25日

一、选题的来源，目的，意义和研究现状

选题来源：电力工业是国民经济的先锋，火力发电是电力生产的主要部分。而锅炉又是电力生产的源头，锅炉的燃烧系统对于锅炉安全，经济运行影响很大。本课题结合我在河南华润电力古城有限公司实习期间所接触的设备，对该厂锅炉燃烧系统设备进行了详细分析，并对煤粉的燃烧技术进行研究，以保证锅炉安全经济运行。

选题的目的和意义：对于大型火力发电机组，在系统组成与结构一定时，通过对燃烧系统的设计，提高电厂煤粉锅炉的燃烧系统的运行水平，对火力发电机组节能降耗，降低发电成本具有重要意义。

研究现状：燃烧系统的目的是使燃料充分燃烧，为锅炉部分提供足够的可交换热量。煤燃烧新技术的研究与开发主要是围绕改善燃烧过程，提高燃烧效率和降低污染物生成与排放几方面来进行的。经过几十年的研究与发展，我国工程燃烧技术和应用水平得到了显著提高，许多先进的燃烧技术和装置先后应用与生产实际，并取得了良好的经济和环保效益。例如电站煤粉锅炉采用的火焰稳定船式燃烧器，煤粉浓淡燃烧器，二次风双调节旋流燃烧器等，均具有改善煤粉燃烧稳定性，提高燃烧效率，以及降低污染物排放的明显效果。

自二十世纪七十年代石油危机之后，燃煤机组得以迅速发展。煤粉燃烧优化技术也得到迅速发展，国内外学者也取得较大进步。我国西安热工研究院研究开发除了锅炉燃烧优化系统，清华大学开发了OCP3系统，东南大学开发了BCOS--2000/2.0系统，浙江大学开发了基于Internet/Intranet的燃烧优化指导系统。清华大学OCP3系统采用神经网络模型和非线性寻优技术，指导锅炉燃烧调整，并且采用了模型自修正技术，以实现锅炉燃烧优化的闭环控制，采用该系统后可以提高锅炉燃烧效率0.5%~1.0%，减少NOx排放10%~20%。

锅炉点火装置主要是在锅炉机组启动时，用它来点燃主燃烧器的煤粉气流。此外，当锅炉机组在低负荷运行，或者当燃煤质量变差，炉膛温度降低，危及煤粉气流的稳定，炉内火焰发生脉动以致于有熄火危险时，也用点火装置来稳定着火和燃烧，同时也可作为辅助燃烧的一种手段。

现代大，中型煤粉炉常采用过渡燃料的点火装置，可分为气—油—煤粉的三级点火和油—煤粉的二级点火系统两种。三级点火系统是用点火器点燃着火能量最小的气体燃料，再点燃雾化的燃料油，最后点燃主燃烧器的煤粉气流。二级点火系统则采用一种过渡燃料—燃料油，即用点火器点燃燃料油，再点燃主燃烧器中的煤粉气流。点火装置中的点火器都采用电器点火器，常用的电器点火器有电火花点火器，电弧点火器和高能点火器三种。

如果煤粉锅炉装有煤粉预燃室，就可以用点火器点燃装在煤粉预燃室燃烧器中的小油枪喷射出来的雾状油，再点燃煤粉燃烧器中的煤粉气流，待着火燃烧形成炽热火炬后再去点燃主燃烧器的煤粉气流。

燃用煤粉的锅炉由煤粉制备系统供应合格的煤粉。煤粉制备系统可以分为直吹式和中间储仓式两种。所谓直吹式系统，指煤粉经磨煤机磨成后直接吹入炉膛燃烧；而中间储仓式制粉系统，是将磨好的煤粉先储存在煤粉仓中，然后再根据锅炉运行负荷的需要，从煤粉仓经过给粉机送入炉膛燃烧。

燃烧过程是典型的复杂过程，燃烧过程的控制一直是专家学者们研究的重点。归纳起来，燃烧过程的非线性特征主要有两点：一是动态特性随操作条件变化，二是大时间滞后。目前提出了锅炉智能模糊燃烧控制策略，对于锅炉的稳定运行有很大的实际效果。

二、研究方案及预期结果

主要研究内容：300MW级电厂锅炉的燃烧系统

主要解决的问题：燃料的选择，制粉系统的设计与选型，燃烧设备的设计，锅炉燃烧系统的热力计算，锅炉燃烧系统的经济性分析

相关理论：流体力学，传热学、工程热力学、工程力学，机械设计等部分相关知识。

技术路线：

第一步：系统设计初参数选择;

第二步：确定燃料种类，性质；

第三步：进行制粉系统的设计，设备选型；

第四步：炉膛的结构设计计算；

第五步：煤粉燃烧器及点火装置的选型；

第六步：其它设备的选型；

第七步：燃烧系统的控制系统介绍；

第八步：整个锅炉燃烧系统的布置分析；

第九步：系统经济性分析计算；

第十步：绘制系统图。

论文框架：

1、目录

2、中英文摘要

3、绪论

4、电厂锅炉燃烧系统的现状

5、燃烧产物和燃烧热平衡的计算

6、制粉系统的结构设计及选型

7、锅炉炉膛的设计

8、燃烧设备的选型

9、经济性分析

10、结论

11、参考文献

12、外文资料译文

预期结果：

（1）设计出能保证锅炉安全，经济运行的燃烧系统

（2）使用CAD制图软件作出实验系统图；

（3）完成设计说明书。（1～2万字）

三、研究进度

根据课题的研究现状和资料收集进度，拟对本课题做如下计划:

第一周——第二周：毕业实习；

第三周：完成毕业实习报告，选题、收集资料，明确研究范围、内容，并完成开题报告；

第四周：系统设计方案，原理介绍；

第五周——第七周：进行燃料的设计选择及热平衡分析；

第八周：300MW级电厂锅炉制粉系统的选型设计；

第九周：锅炉炉膛设计计算；

第十周：煤粉燃烧器选型设计；

第十一周：点火装置的选型设计；

第十二周：其它系统装置的选型；

第十三周：系统安装布置；

第十四周：系统经济性分析；

第十五周：完成系统图绘制；

第十六周：整理材料、打印、装订、上交论文，并准备答辩；

第十七周：毕业论文答辩。

四、主要参考文献

[1]汪军，马启良，张振东.工程燃烧学.北京:中国电力出版社,2008.

[2]容銮恩，.燃煤锅炉机组.北京·中国电力出版社，1998.

[3]肖兵，毛宗源.燃烧控制器的理论与应用.北京：国防工业出版社.2004.7

[4]叶江明.电厂锅炉原理及设备.北京:中国电力出版社,2010.

[5]徐国璋等.中国电力百科全书火力发电卷，北京：中国电力出版社，1996.

[6]Khavkin Y. Combustion fundamentals of fire. Academic Press, London,1995

[7]孙学信.燃煤锅炉燃烧试验技术与方法,北京：中国电力出版社，2000.

[8]河南省电力公司编.火电工程调试技术手册锅炉卷，北京:中国电力出版社，2003.

[9]张习鹏，范江河，2×300MW机组锅炉运行规程，河南华润电力古城有限公司企业标准，2006.

[10]中国动力工程学会主编，火力发电技术设备技术手册，北京：机械工业出版社，1999.

[11]西安热工研究院.燃煤锅炉燃烧调整试验方法.北京：水利电力出版社，1974.

[12]林宗虎，徐通模.实用锅炉手册.北京：化学工业出版社，1999.

[13]朱宝山主编，锅炉安全手册.北京:中国电力出版社，2001.

[14]电力工业常用设备手册.北京：中国电力出版社，2001.

[15]陈树义，章丽玲.燃料燃烧及燃烧装置.北京：冶金工业出版社，1985.

[16]Borghi R. Combustion and flames-chemical and physical principles. Editions Technip,Pairs,1998.

五、指导教师意见

指导教师签字：

氧化铝焙烧炉主炉温度 df

氧化铝焙烧炉主炉温度控制回路设计成员：设计类型：过程控制工程课程设计

二〇一五年十二月六日

摘要氧化铝焙烧炉主炉温度是氧化铝焙烧过程中非常重要的一个控制点，影响温度的主要因素是燃料流量，燃料流量的大小通过阀门开度进行控制，为了达到控制目的，需要设计合适的控制回路，实现焙烧炉温度的稳定控制。氧化铝焙烧的主要工艺参数是灼烧温度．灼烧温度的高低与稳定与否直接决定着氧化铝的出厂质量，所以稳定控制氧化铝灼烧温度是保证氧化铝生产质量的主要途径。本文以氧化铝焙烧生产过程控制系统为背景，开展了氧化铝焙烧生产过程控制策略的研究和控制系统的设计以及器件的选型。关键词：氧化铝焙烧；器件选型；串级控制系统；PID 参数整定组员分工：蓝冠萍：仿真与控制回路设计、论文的撰写与排版段秀花：仿真与控制回路设计、论文排版蔡惠菁：论文资料汇总、论文的图片文字检查

一、氧化铝生产工艺生产氧化铝的方法大致可分为四类：碱法、酸法、酸碱联合法与热法。目前工业上几乎全部是采用碱法生产。碱法有拜耳法、烧结法及拜耳烧结联合法等多种流程。目前，我国氧化铝工业采用的生产方法有烧结法，混联法和拜耳法三种，其中烧结法占 20.2％，混联法占 69.4％，拜耳法占 10.4％虽然烧结法的装备水平和技术水平在今年来有所提高，但是我国的烧结技术仍处于较低水平。而由于拜耳法和烧结混合法组成的混联法，不仅由于增加了烧结系统而使整个流程复杂，投资增大，更由于烧结法系统装备水平和技术水平不高，使得氧化铝生产的能耗增大，成本增高，降低我国氧化铝产品在世界市场上的竞争力。拜耳法比较简单，能耗小，产品质量好，处理高品位铝土矿石，产品成品也低。目前全世界90％的氧化铝是用拜耳法生产的。拜耳法的原理是基于氧化铝在苛性碱溶液中溶解度的变化以及过氧化钠浓度和温度的关系。高温和高浓度的铝酸钠溶液处于比较稳定的状态，而在温度和浓度降低时则自发分解析出氢氧化铝沉淀，拜耳法便是建立在这样性质的基础上的。下面两项主要反映是这一方法的基础： A l2 O3 xH 2 O ?2 NaOH ?(3? x) H 2 O ?2 NaAl (OH )4 NaAl (OH )4? Al (OH )3? NaOH 前一反映是在用循环的铝酸钠碱溶液溶出铝土矿时进行的。铝土矿中所含的一水和三水氧化铝在一定条件下以铝酸钠形态进入溶液。后一反映是在另一条件下发生的析出氢氧化铝沉淀的水解反应。铝酸钠溶液在95-100度不致水解的稳定性可以用来从其中分离赤泥，然后使溶液冷却，转变为不稳定状态，以析出氢氧化铝。拜耳法生产过程简介：原矿经选矿、原矿浆磨制、溶出与脱硅、赤泥分离与精制、晶种分解、氢氧化铝焙烧成为氧化铝产品。破碎后进厂的碎高矿经均化场均化后，用斗轮取料机取料入输送机进入铝矿仓，石灰石经煅烧后输送到石灰仓，然后与循环母液经调配后按比例进入棒磨机、球磨机的两段磨和旋流器组成的磨矿分级闭路循环系统。分级后的溢流经缓冲槽和泵进入原矿浆储槽，用高压泥浆泵输送矿浆进入多级预热和溶出系统，加热介质可用溶盐也可用高压新蒸气，各级矿浆自蒸发器排出的乏气分别用来预热各级预

燃气热水锅炉控制方案要求

基于PLC的锅炉供热控制系统及节能管理平台的设计需求一、需求目的：一个锅炉监控系统应主要包含以下几个部分：（1）各种设备状态和系统状态的采集；（2）锅炉和各种执行机构的控制。设备状态的采集主要是锅炉输出的状态点，循环泵和补水泵给出的状态点，以及水箱等设备的状态点。锅炉的状态点主要包括锅炉的运行状态点、水箱的液位状态点、锅炉故障状态点、锅炉出水温度、锅炉回水温度、锅炉排烟温度；循环泵、补水泵以及电动调节阀等辅助其工作的变频设备的状态点。系统状态的采集主要分为一次侧和二次侧。一次侧是锅炉到换热器之间的水循环系统，二次侧是到末端的水循环系统主要是指换热器循环系统。一次侧采集的状态包括一次侧供水温度、一次侧回水温度、一次侧供水压力、一次侧回水压力、烟温及燃烧机的工作状态及水箱水位、；二次侧采集的状态包括二次侧供水温度、二次侧回水温度、二次侧供水压力、二次侧回水压力；还有室外温度的采集，即可根据室外温度实现锅炉监控系统的自动控制。锅炉和各种执行机构的控制主要是对锅炉本体的启停控制和

各种电动阀门的控制。将锅炉房内各个设备、仪器仪表、传感器、执行机构及通讯模块组成在线监控系统，经过完成对锅炉房和其它现场设备的数据采集和控制功能从而实现锅炉房的全自动控制，能够安全启停机组，达到无人值守。供热管网经过控制系统的在线监测应实现以下目的：（1）监控各管网节点的实时数据，为系统管理和科学管理进行调度提供参数数据；（2）系统平衡功能计算，供热管网内的热水流动需要一定的水泵做功来完成，不合理的管网设计和建造将带来极大的能源浪费，经过对管网的相关部位的压力检测、增设压力调节阀，对管网的各部分压力进行合理的平衡分配（水平衡、热平衡等），能够大大地降低管网水泵的能源消耗；（3）异常报警，做到对管网异常及时准确响应；（4）能够监测各个主、支线管网，重要客户的实时用气量、对水、电、气实时采集，以便监管和控制。二、燃气锅炉供热控制系统硬件部分： 1、PLC是整个控制系统的核心部件,采用西门子系列可编程逻辑控制器； 2、现场数据采集系统由温度传感器、压力传感器、燃气报警器、火焰监视器、水位传感器等组成；

锅炉燃烧系统

锅炉燃烧系统一、基本知识点 1、发电能源的种类火力发电→发电的主要形式；水利发电、核能发电；新能源发电：地面太阳能发电、卫星太阳能发电、地面风能发电、高空风能发电、地壳热能发电、岩浆热能发电、潮汐发电、波浪发电、海水温差发电、核聚变能发电等。 2、火力发电厂的生产过程中能量转换形式及设备燃料的化学能→蒸汽的热能（锅炉）；蒸汽的热能→机械能（汽轮机）；机械能→电能（发电机）。 3、锅炉的作用使燃料在炉内燃烧放热，并将锅内工质由水加热成具有足够数量和一定质量（温度、压力）的过热蒸汽，供汽轮机使用。 4、锅炉四大系统 ①制粉系统→将初步破碎的原煤磨制成符合锅炉燃烧要求的细小煤粉颗粒【燃煤炉】； ②燃烧系统→使燃料燃烧放出热量，产生高温火焰和烟气； ③烟风系统→供应助燃氧气、排除燃烧产生的烟气； ④汽水系统→通过换热设备将高温火焰和烟气的热量传递给锅炉内的工质。 5、锅炉容量锅炉额定蒸汽参数，额定给水温度并使用设计燃料时，每小时的最大连续蒸发量。 De =130t/h De=36.1kg/s 6、蒸汽参数锅炉出口处的蒸汽温度和蒸汽压力。 t=500℃，t=813K p=13.5MPa 7、锅炉的燃料煤（主要燃料）、油、气体以及其他可燃物（如生活垃圾）。

简单蒸汽动力装置流程图

二、锅炉燃烧系统 1、锅炉燃烧设备的组成炉膛+燃烧器+点火装置 2、锅炉燃烧设备的发展方向高效、低污染的燃烧技术和设备 3、与炉内燃烧过程相关的问题 (1) 受热面积灰、结渣； (2) 受热面金属表面的高温腐蚀； (3) 蒸发受热面中水动力的安全性； (4) 氧化氮等污染物的生成； (5) 火焰在炉膛容积中的充满程度。 4、高炉煤气与转炉煤气特性高炉煤气：炼铁过程中产生的副产品，主要成分为:CO, C02, N 2、H 2、CH 4等，其中可燃成分CO 含量约占25%左右，H 2含量约占1.5～1.8%、CH 4的含量很少，CO 2, N 2的含量分别占15%,55% 左右，热值不高，仅为3500KJ/m 3左右，燃点530～650℃。主要性质：无色无味有剧毒易燃易爆。转炉煤气：炼钢过程中，铁水中的碳在高温下和吹入的氧生成一氧化碳和少量二氧化碳的混合气体。回收的炉气含一氧化碳60～80％，二氧化碳15～20％。热值较高，为8000KJ/m 3左右，燃点650～700℃。主要性质：无色无味有剧毒易燃易爆。 5、气体燃烧器 (1) 按燃烧方法【主要分类方式】： ▼ 扩散式燃烧器：煤气中不预混空气，一次空气系数01=α，燃气经燃烧器喷入炉内，借助扩散作用与空气边混合边燃烧； ▼ 大气式（半预混式）燃烧器：燃气中预先混入一部分空气，一次空气系数75.045.01-=α； ▼ 无焰式（预混式）燃烧器：燃气与空气完全预混，一次空气系数11≥α。 (2) 按空气供给方式： ▼ 自然引风式：靠炉膛负压将空气吸入炉膛；

锅炉燃烧控制系统仿真

锅炉燃烧过程控制系统仿真目的：通过该项目的训练，掌握串级控制、比值控制、前馈控制在锅炉燃烧过程控制系统的综合应用。原理简述：燃烧过程控制系统：燃油锅炉的燃烧过程控制主要由三个子系统构成：蒸汽压力控制系统、燃料空气比值控制系统以及炉膛负压控制系统。 1 、蒸汽压力控制和燃料空气比值控制系统锅炉燃烧的目的是生产蒸汽供其他生产环节使用。一般生产过程中蒸汽的控制是通过压力实现的，后续环节对蒸汽的生产用量不同，反映在蒸汽锅炉环节就是蒸汽压力的波动。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的控制实现的。因此，蒸汽压力是最终被控制量，可以根据生成情况确定；燃料量是根据蒸汽压力确定的；空气供应量根据空气量与燃料量的合理比值确定。 2 、炉膛负压控制系统锅炉炉膛负压过小时，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，会增加燃料损失、热量损失和降低热效率。使外部大量冷空气进入炉膛，改变燃料和空气比值，

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燃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。已知控制系统传递函数：燃料流量系统的数学模型：G(s)=s e s 31 122-+

空气流量模型：G(s)=s e s 21102-+ 引风量与负压关系模型：G(s)=s e s -+156 送风量对负压的干扰模型：G(s)=122 +s 并取：燃料流量至蒸汽压力关系约为：G(s)=4 蒸汽压力至燃料流量关系约为：G(s)=1/4 燃料流量与控制流量比值：G(s)=2 空气流量与燃料流量比值：G(s)=1 实现步骤： 1、系统稳定性分析作出伯德图，如果相角裕度Pm>0°或幅值裕度Gm>1，表示系统稳定。 (1) 燃料流量系统数学模型：G(s)=s e s 31122-+的伯德图：空气流量数学模型G(s)=s e s 21102 -+的伯德图：

酸再生焙烧炉过程控制的应用

酸再生焙烧炉过程控制的应用 [摘要]通过对八钢冷轧薄板厂酸再生生产线的建设及维护，并结合在实际生产维护过程中积累的经验，通过酸再生焙烧炉工作原理的了解，简要介绍酸再生焙烧炉过程控制的应用以及对整个系统的联锁影响。 [关键词］酸再生、焙烧炉、控制回路、流量、负压、液位一、前言在冷轧酸洗工厂中，使用盐酸酸洗钢板时，板材表面的氧化铁被盐酸洗掉形成氯化亚铁或氯化铁溶解在酸洗液中，随着酸洗过程的进行酸洗液中的铁离子浓度会升高，而游离HCl的浓度相应降低。为了保持酸洗酸液中的游离HCl的浓度，除去酸液中增加的铁离子，将废酸液定量的送往酸再生装置再生成游离酸返回酸洗机组，同时得到氧化铁粉。本文就是对酸再生过程控制系统的设计及主要工艺焙烧炉的控制原理进行阐述。二、焙烧炉主体设备及用途焙烧炉为立式园柱体结构，带上锥体和下锥体。焙烧炉支承座设计为混凝土环状结构。焙烧炉(包括3个烧嘴及3支喷枪)焙烧炉是竖直的圆柱体，外壳为钢板焊接结构，炉内部衬耐火耐酸砖，外部绝热。烧咀在炉体上按切线方向布置，混合煤气沿同等高度直接进入炉内与助燃空气混合燃烧。其顶部装有浓缩废酸喷雾装置和由碳钢制作的喷枪保护管，喷枪插入口设钛制盖板，炉顶保温层外部设防腐层。焙烧炉顶部设防爆膜片卸压装置，以保证焙烧炉安全，采用钛合金防腐材料制造。焙烧炉用途：用于将废酸洗液分解成Fe2O3和HCl蒸气，在焙烧炉内浓缩废酸中的水分被蒸发,氯化亚铁微粉与燃烧热气流呈逆流方向，落向炉子底部被氧化分解为HCl和Fe2O3。焙烧气体从炉顶离开炉子，其中含有HCl气体、水蒸气、燃烧产物、少量的Fe2O3粉和过剩的氧。自焙烧炉底部出来的氧化物由氧化铁输送系统输送（在轻微的负压状态下工作以防止粉尘泄漏到大气中）到氧化物仓。在氧化物仓的上部安装有一个塑烧板式过滤器以清洁输送Fe2O3时用过的空气，然后将空气排放到大气中。在料仓底部，用旋转阀将Fe2O3粉排放进装袋机的容器中。三、焙烧炉主控制原理焙烧炉作为酸再生中最重要的工艺设备用于将废酸洗液分解成Fe2O3和HCl蒸气，在焙烧炉内浓缩废酸中的水分被蒸发,氯化亚铁微粉与燃烧热气流呈逆流方向，落向炉子底部被氧化分解为HCl和Fe2O3。焙烧气体从炉顶离开炉子，其中含有HCl气体、水蒸气、燃烧产物、少量的Fe2O3粉和过剩的氧。控制回路主要有: 焙烧炉进废酸流量调节回路焙烧炉负压调节回路焙烧炉出口温度调节回路 3.1、焙烧炉进废酸流量调节回路焙烧炉给料流量经流量变送器转换为模拟信号，送到控制系统中进行PID 运算，当流量信号大于设定值时，控制系统输出4-20mA信号送到变频调速器，使焙烧炉给料泵转速下降，流量减少；当流量信号小于设定值时，控制系统输出4-20mA信号送到变频调速器，使焙烧炉给料泵转速上升，流量增加，使流量稳

发电厂燃煤锅炉燃烧PLC控制系统设计说明

发电厂燃煤锅炉燃烧控制系统设计摘要在热电厂中，以单位机组为控制对象有：锅炉汽包水位控制、燃烧过程控制以及过热蒸汽温度，过热蒸汽温度控制又包括过热蒸汽温度控制和再热蒸汽温度控制。其中，热电厂锅炉的燃烧控制对整个发电过程的安全性与经济性起着重要的作用，所以对它高效率的控制是现在热电厂的一个重要任务。本文以一台工业控制机作为上位机，以西门子S7-300可编程控制机为下位机，系统通过变频器控制电机的启动，运行和调速。上位机监控采用WinCC设计，主要完成系统操作界面设计，实现系统启停控制，参数设定，报警联动，历史数据查询等功能。下位机控制程序采用西门子公司的STEP7编程软件设计，主要完成模拟量信号的处理，温度和压力信号的PID控制等功能，并接受上位机的控制指令以完成风机启停控制，参数设定，循环泵的控制和其余电动机的控制。关键词:热电厂；锅炉燃烧；单片机；控制 Coal-fired power boilers burning single chip control system design Abstract Thermal power plant boiler combustion control plays an important role in security and economy of the entire power generation process, the control of its high efficiency thermal power plant is an important task. In this paper, the analysis and study of the entire combustion system,

锅炉燃烧过程控制系统设计毕业论文

毕业论文锅炉燃烧过程控制系统设计

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锅炉燃烧控制系统_毕业设计

锅炉燃烧控制系统摘要锅炉的燃烧控制对于锅炉的安全、高效运行和节能降耗都具有重要意义，其控制和管理随之要求也越来越高。本设计主要针对锅炉燃烧控制系统的工作原理，根据控制要求，设计了一套基于PLC的锅炉燃烧控制系统。在控制算法上，综合运用了单回路控制、串级控制、比值控制、前馈控制等控制方式，实现了燃料量控制调节蒸汽压力、送风量控制调节烟气含氧量、引风量控制炉膛负压，并有效地克服了彼此的扰动，使整个系统稳定的运行。在可编程控制器的选择上，采用了AB公司Logix5000系列PLC，设计了控制系统的硬件配置图、I/O模块接线图，并用其编程软件编写了实现控制算法的梯形图。同时，采用RSView32设计监控界面，使得在上位机上能够实时监控系统的运行状况并可以设置系统的工作参数，使对系统的控制简单易行。关键词：锅炉燃烧控制系统，控制方式，PLC，监控

ABSTRACT The control of the boiler combustion which is for boilers safe, efficient operation and energy saving are of great significance, and its subsequent control and management is getting higher and higher requirements. According to the control requirements and the working principle, we design a system of a PLC based on the boiler combustion control system. In the control algorithm, we integratedly applied the single-loop control, cascade control, ratio control, feed-forward control and so on which is moded the control to achieve a fuel vapor pressure control regulator, air-conditioning of flue gas oxygen content control, citing the negative air volume control of the furnace pressure.It also effectively overcome the disturbance of each other, so that the operation of the entire system is stable. Choice in the programmable logic controller, we choose AB, Logix5000 series PLC, and applied it to the design of the control system hardware configuration diagram and I / O module wiring diagram. Then we use the preparation of its programming software control algorithm to achieve the ladder. At the same time, the use of RSView32 interface to design monitor makes PC can run real-time monitoring of system status and can set the system parameters, so that the system is easy to control. Keywords: boiler combustion control system, control, PLC ,supervisory control

燃烧站系统控制策略解密

山西华兴焙烧炉燃烧站基本控制策略 (仅供投标) 1 适用范围本策略规定焙烧炉燃烧站控制系统的设计、施工、投运及其安全注意事项的具体技术要求和实施程序，以一台焙烧炉为例。本燃烧站以PLC为核心控制器，完成燃烧站系统内的连锁控制检测，对焙烧炉系统控制仍以原DCS为主，PLC具备与DCS衔接功能，以PLC柜端子排两侧为与原DCS分界线。 2 设计概况 2.1结合现场实际，设计思路如下： 1）气体压力检测采用压力表、压力开关和压力变送器。 2）气体流量检测采用一体化多参数变送器（阿牛巴/孔板）。 3）气体控制采用气动形式，包括开关阀，快切阀，调节阀。 4）新增安全措施，包括在原有CO分析仪基础上增加CH4检测组分；各阀组区设煤层气泄露检测探头，无间隙连锁进气总阀门；新增燃烧控制器。 5）点火枪、火焰检测器利用原有，与新增燃烧控制器组成火焰控制系统。 6）V19新增一个PLC柜，设触摸屏。 7）PLC与原DCS信号采用硬线连接。 2.2设计说明： 1）阀组区泄露检测探头，无间隙连锁进气总阀门，指探头与阀门直接连锁，不经任何中间环节。 2）本着尽可能不损伤炉体的原则，点火枪、火焰检测器利用原有，仅新增燃烧控制器，

导致点火枪、火焰检测器同时需与新旧燃烧控制器（油、气）衔接，为此如现场在油、气间转换时，需人工完成信号切换。 3）不再采用机械式泄露控制器，改用PLC内部泄露控制程序块完成，减少故障及维护量。 4）火焰检测报警连锁不再由机械式燃烧控制器完成，改为燃烧控制器输出标准信号至PLC,由PLC内部火焰检测控制程序块完成，减少故障及维护量。 5）点火枪不再由机械式燃烧控制器完成控制，改用PLC内部点火控制程序块完成，减少故障及维护量。 3.基本工作原理 3.1 概述燃烧控制系统是气体悬浮焙烧炉的重要组成部分，也是整个自动控制系统的核心控制子系统。燃烧站共有四个，主燃烧站V19、辅助燃烧站V08、干燥燃烧站T11和启动燃烧站T12。主燃烧器V19装在主炉P04的入口， V08运行正常后可开启V19。V19燃气流量大，喷嘴多，靠V08的火焰点燃。炉子运行正常后，由V19供给系统的全部热量。 3.2 构成及功能

锅炉燃烧系统的控制系统设计解析

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，

辅锅炉燃烧模拟控制系统设计

学校毕业论文题目：辅锅炉燃烧模拟控制系统设计Auxiliary boiler combustion control system simulation 系别：专业：班级: 姓名: 学号: 指导教师: 2011年月日

目录前言 (3) 摘要 (3) 1 可编程序控制器的基本特点 (4) 2系统设计要求 (5) 2.1水位控制 (5) 2.2燃烧程序自动控制 (5) 2.3蒸汽压力控制 (7) 2.4自动保护和报警 (7) 3控制部分的设计 (7) 3.1硬件设计 (8) 3.2控制部分的软件设计 (9) 一、控制系统流程图 (10) 二、时序图 (11) 三、控制程序 (12) 四、控制程序的说明 (15) 4 结束语 (16) 参考文献 (16)

前言在内燃机动力装置的船舶上，锅炉是船舶的重要辅机设备，主要产生蒸汽用于加热燃油、主机暖缸、驱动辅助机械及生活杂用。当前船舶机舱自动化的要求越来越高，锅炉的自动控制在实现无人机舱中是必不可少的。但是目前我国船舶(特别在远洋渔船)上，虽有一定程度的自动化控制，但控制系统基本上是采用接触器—继电器系统, 系统线路复杂、可靠性差、维护工作量大。为改造船舶设备，改善船员劳动强度，提高生产效率, 采用可编程序控制器来实现锅炉的自动控制, 可以使线路简单、可靠性提高、维护方便且容易实现现场调试等。可编程序控制器控制系统的经济性能比高于接触器—继电器控制系统。随着船舶技术的发展，船舶自动化的程度越来越高，而PLC因其可靠性高、运用灵活，在自动控制领域获得了广泛的应用。目前，在船舶自动化设备中，船舶电站自动化、分油机自动控制、锅炉自动控制等领域，都已成功地应用了可编程序控制器，相信随着市场的发展和技术的进步，PLC技术在船上会有更广阔的前景。船舶辅锅炉是一个多输入、多输出且相互关联的复杂的控制对象，其实际操作必须遵循严格的步骤，在实习和教学环节中，实现每个人都进行实际操作有难度。因燃油运行成本且可能出现操作失误，会给实习和教学带来一定的困难和不安全因素。随着虚拟现实技术的产生，这些问题将逐步得到解决。以下将会用PLC设计一个辅锅炉模拟控制系统。摘要目前我国船舶自动化控制程度较低，控制系统基本上是采用接触器—继电器系统, 系统线路复杂、可靠性差、维护工作量大。为改造船舶设备，改善船员劳动强度，提高生产效率, 采用可编程序控制器来实现锅炉的自动控制, 可以使线路简单、可靠性提高、维护方便且容易实现现场调试等。随着船舶自动化的发展，PLC技术越来越多的在船舶中得到应用。本文分析了PLC的特点以及在船用辅锅炉自动控制系统的应用，主要应用在船用辅锅炉锅炉水位自动控制、蒸汽压力自动控制、燃烧程序的自动控制、保护与报警，使锅炉实现自动控制，逐渐达到无人机舱的目的。本文主要包括以下几方面内容：一、介绍可编程序控制器（PLC）的基本特点，使人了解PLC工作原理及方式；二、说明该控制系统的设计要求，也就是本文用S7—200 PLC实现自动锅炉控制要达到的目的；三、是本文最重要的一环，系统自动控制的设计包括硬件和软件方面。

焙烧炉技术参数

招标编号：2009-03-S-3-1 内蒙古大唐国际鄂尔多斯综合利用高铝粉煤灰生产铝硅钛合金项目焙烧炉招标文件第三卷招标人：内蒙古大唐国际鄂尔多斯硅铝科技项目筹备处

二00九年十月中国·沈阳

目录附件1技术规范 (2) 附件2供货范围................................................................................................... 错误！未定义书签。附件3技术资料和交付进度............................................................................... 错误！未定义书签。附件4交货进度................................................................................................... 错误！未定义书签。附件5监造（检验）和性能验收试验 .............................................................. 错误！未定义书签。附件6技术服务和设计联络............................................................................... 错误！未定义书签。附件7分包与外购............................................................................................... 错误！未定义书签。附件8设备性能违约金的计算........................................................................... 错误！未定义书签。附件9分项价格表............................................................................................... 错误！未定义书签。附件10大（部）件情况..................................................................................... 错误！未定义书签。附件11设备重量表、发货清单、箱件清单及装箱清单格式 ........................ 错误！未定义书签。附件12履约保函（格式）................................................................................. 错误！未定义书签。附件13招标文件附图及附表............................................................................. 错误！未定义书签。附件14 差异表.................................................................................................... 错误！未定义书签。附件15投标人需要说明的其他问题................................................................. 错误！未定义书签。附件16 投标人资格审查文件............................................................................ 错误！未定义书签。附件17 投标人关于资格的声明函（格式） ................................................... 错误！未定义书签。附件18 投标人法定代表人授权书（格式） ................................................... 错误！未定义书签。附件18 投标人法定代表人授权书（格式） ................................................... 错误！未定义书签。附件19 投标人承诺函（格式）........................................................................ 错误！未定义书签。附件20 投标保函（格式）................................................................................ 错误！未定义书签。附件21 投标一览表............................................................................................ 错误！未定义书签。附件22 廉政建设保证书.................................................................................... 错误！未定义书签。附件23 廉政保证合同........................................................................................ 错误！未定义书签。

基于DCS的燃气锅炉自动控制系统

基于DCS的燃气锅炉自动控制系统作者：李婕姝杨润清来源：v黑龙江科技信息发布时间：2010-1-26 17:29:14 [收藏] [评论] 基于DCS的燃气锅炉自动控制系统 1 工艺介绍本锅炉系统主要通过燃烧高炉煤气和焦炉煤气为某钢铁公司1000M3高炉提供动力,并季节性提供工业用暖。锅炉主要包括煤气（高炉煤气、焦炉煤气）系统、炉体部分、对流受热面（汽包及冷却壁，I、II 过热器，I、II省煤器，I、II空气预热器）、点火器、送引风设备等组成。按照各部分的功能大致分为汽水系统、风烟系统、燃烧系统、减温减压及公用系统几个子系统。本控制系统主要控制锅炉及相关辅助设备的生产过程，使其符合工艺所要求达到的蒸汽温度（450℃）、压力（3.82MPa）、流量（130t/h）、纯度（过热蒸汽）。 1.1 汽水系统汽水系统是供给锅炉保护和产生蒸汽的除氧水，生成载热的过热蒸汽送到汽机膨胀做功或者经过减温减压后供热。来自除氧给水系统的除氧水经过调节后送到I、II省煤器预热，然后送到锅炉汽包和与汽包相连的锅炉冷却壁中，经过锅炉燃烧生成的高温烟气的加热生成不饱和蒸汽，不饱和蒸汽经过I级过热器、I级过热器蒸汽集箱，经过喷水减温器减温处理后，再经过II级过热器、II级过热器蒸汽集箱后生成饱和的过热蒸汽，然后送到蒸汽母管,一部分送到汽机膨胀做功，一部分进入减温减压系统, 一部分提供除氧汽动给水泵做功给水。 1.2 风烟系统空气（冷风）经过净化后通过1#、2#送风机送到I、II空气预热器中进行预热成为热风，热风送到热风烧嘴和煤气混合燃烧;高炉煤气和焦炉煤气通过高炉煤气管道和焦炉煤气管道送到燃烧喷嘴和热风混合燃烧，生成高温烟气，加热锅炉汽包中的除氧水使之成为不饱和蒸汽，然后高温烟气依次通过I过热器、II过热器、II省煤器、II空气预热器、I省煤器、I空气预热器将不饱和蒸汽加热成为高温高压的饱和蒸汽，并预热送到锅炉汽包中的除氧水和送到锅炉炉膛中的空气，最后通过引风机引至烟囱中排放。 1.3 燃烧系统高炉煤气由外部接入，分为4路，分别进入锅炉的4个角（每角4个燃烧喷嘴），参与燃烧;进入锅炉和高炉煤气混合燃烧的热风分别进入锅炉的4个角（每角4个燃烧喷嘴），参与燃烧;焦炉煤气由外部接入，分为4路，分别进入锅炉的4个角（每角2个燃烧喷嘴），参与燃烧。正常情况下，燃料为高炉煤气，焦炉煤气只是在点火的时候用到，平时只是作为保安气（作为锅炉燃烧过程中的炉膛温度低时保护气）。燃烧过程中通过热电偶和火焰观测器来检测炉膛温度变化。通过调节高炉煤气、焦炉煤气、风的配比来调节锅炉炉膛温度（燃料配比一般为100%高炉煤气，另外也有80%——90%高炉煤气加20%——10%焦炉煤气或者50%焦炉煤气）。整个燃烧过程中炉膛温度控制在1100±10℃左右。 1.4 减温减压及公用系统本锅炉产生的过热蒸汽大部分送到汽机做功给高炉供风，其余的一部分送到中温中压联络管，另一部分送到1#、2#减温减压器经过工业水的减温减压后变为低温低压蒸汽，一部分送到厂区供热，另一部分通过加热蒸汽母管送到除氧器，一部分提供除氧汽动给水泵做功给水。 2.系统配置 2.1 DCS系统计算机集散控制系统（DCS）由上位系统和下位系统组成。上位系统采用工业控制计算机，用Siemens 组态软件WinCC完成现场数据的实时显示、存储、报警处理、打印及控制参数设定。下位系统由Siemens PLC 构成，与现场设备相连。上位系统和下位系统之间的通讯采用Ethernet方式，其最高传输速率可达 10-100Mbit/s，完全满足对数据实时监控的要求。自动控制系统采用S7 400 系列PLC硬件组成基础自动

锅炉过热蒸汽温度控制系统设计

课程设计任务书题目: 锅炉过热蒸汽温度控制系统设计摘要本文是针对锅炉过热蒸汽温度控制系统进行的分析和设计。控制系统采用串级控制以提高系统的控制性能，在系统中采用了主控-串级控制的切换装置，使系统可以适用于不同的工作环境。通过使用该系统，可以使得锅炉过热器出口蒸汽温度在允许的范围内变化，并保护过热器营壁温度不超过允许的工作温度。关键字：过热蒸汽控制串级控制系统自动控制主控-串级切换目录 1 生产工艺介绍 .................................................. 错误！未定义书签。 1.1 锅炉设备介绍............................................................................ ３ 1.2 蒸汽过热系统的控制................................................................ ５2控制原理简介 ..................................................................................... ６ 2.1控制方案选择............................................................................. ６ 2.1.1单回路控制方案................................................................. ６

蓄热式焙烧炉说明书

一，设备简介蓄热式燃烧器是在极短时间内把常温空气加热，被加热的高温空气进入炉膛后，卷吸周围炉内的烟气形成一股含氧量大大低于21%的稀薄贫氧高温气流，同时往稀薄高温空气附近注入燃料，燃料在贫氧（2%~20%）状态下实现燃烧。同时，炉膛内燃烧后的热烟气经过另一个蓄热式燃烧器排空，将高温烟气显热储存在另一个蓄热式燃烧器内。工作温度不高的换向阀以一定的频率进行切换，常用的切换周期为 30~200秒。两个蓄热式燃烧器处于蓄热与放热交替工作状态，从而达到节能目的。 1.实现了蓄热体温度效率、热回收率和炉子热效率三高作为一个回收烟气余热的燃烧系统，温度效率、热回收率和炉子热效率可以说是衡量它热工性能优劣的主要指标。国内外大量生产实际的测试数据表明，在适当的换向周期下，经过蓄热体后的高温空气温度和进入蓄热体的烟气温度十分接近，仅差100℃左右，温度效率高达95%左右，热回收率为80%左右。炉子热效率得到了较大的提高。 2 . 加热质量好，氧化烧损小由于高温空气燃烧技术是属于低氧空气燃烧范畴，而且助燃空气的切入点和燃料切入点与传统的燃烧方法不一样，从而避免了高温火焰过分集中造成的炉内各区域温差大的弊病，同时也减少了高温氧化烧损的可能性。由于炉温的均匀程度大大提高，被冶炼的物料加热质量得到了充分保证。

3.节能效果显著蓄热式燃烧系统与传统燃烧系统比，热回收率大大提高，节能效果特别明显，其节能率往往达到40～50%。这对于传统燃烧系统来说几乎是不可能的。 4.适用性较强，能用于多种不同工艺要求的工业炉由于蓄热式燃烧系统的炉温均匀性好，炉温波动小，不存在高温区过分集中及火焰对工件的冲刷等问题，所以它的适用范畴较宽。目前己在大中型推钢式及步进式轧钢加热炉、均热炉、罩式热处理炉、辐射管气体渗碳炉、钢包烘烤炉、玻璃熔化炉、熔铝炉、锻造炉等工业炉上使用。不论是采用蓄热式燃烧器的炉子或蓄热式工业炉，在实际运行中都比较稳定可靠，取得了比较好的经济效益和社会效益。 5.建设投资相对不高，投资回收期短从全国冶金行业已经改造或新建的二十余座蓄热式工业炉情况来看，将传统燃烧方式的工业炉改造为蓄热式工业炉的投资比仍采用传统燃烧方式的炉子要高，但是在同等要求下新建蓄热式工业炉与新建传统燃烧方式的工业炉投资基本相当或略有上升。蓄热式工业炉与传统燃烧方式工业炉在建设投资的比较上并没有显示较大的优势，但是在投资回收期的缩短上体现了强劲的优势。如果考虑到由于炉温均匀而导致加热质量提高、氧化烧损减少，由于加热能力的提高导致产量的增加等方面的收益，则综合经济效益更加可观。二，主要技术参数