锅炉炉膛负压控制系统发展背景
一期引风机负压控制系统讲解
一期引风机负压控制系统讲解一 、引风机负压控制系统设备及流程简介A 引风机A 引风机变频器炉膛负压B 引风机变频器B 引风机静叶引风机工频状态信号 引风机变频状态信号引风机变频器轻故障报警 引风机变频器重故障报警 引风机变频器待机状态 引风机6KV 高压合闸允许 引风机变频器转速反馈 引风机变频器输出电流 引风机6KV 输出电流6KV 开关变频器 旁路刀闸 变频器 输入刀闸变频器 输出刀闸变频器注： 1、引风机变频运行：6KV 开关合闸、 变频器旁路刀闸分闸，输入刀闸合闸，输出刀闸合闸2、引风机工频运行：6KV 开关合闸、变频器旁路刀闸合闸、输入刀闸分闸、输出刀闸分闸控制和监视炉膛负压的意义炉膛负压是反映燃烧工况稳定与否的重要参数，是运行中要控制和监视的重要参数之一。
炉内燃烧工况一旦发生变化，炉膛负压随即发生相应变化。
当锅炉的燃烧系统发生故障或异常时，最先在炉膛负压上反映出来，而后才是火检、火焰等的变化，其次才是蒸汽参数的变化。
因此，监视和控制炉膛负压对于保证炉内燃烧工况的稳定、分析炉内燃烧工况、烟道运行工况、分析某些事故的原因均有极其重要的意义。
大多数锅炉采用平衡通风方式，使炉内烟气压力低于外界大气压力，即炉内烟气负压，炉膛内烟气压力最高的部位是炉膛顶部。
所谓炉膛负压：即指炉膛顶部的烟气压力。
当炉负压过大时，漏风量增大，引风机电耗，不完全燃烧损失、排烟热损失均增大。
甚至使燃烧不稳定、灭火炉负压小、变为正压，火焰及飞灰将从炉膛不严处冒出，使燃烧恶化危及人身及设备安全。
故应保持炉膛负压在正常范围内。
运行中引起炉膛负压波动的重要原因为燃烧工况的变化，在引、送风机保持不变的情况，由于燃烧工况的变化总有小量的变化，故炉膛负压总是波动的，当燃烧不稳定时炉膛压力将产生强烈波动，炉膛负压即相应作出大幅度的剧烈的波动。
当炉膛压力发生剧烈脉动时，往往是灭火的前兆，这时必须加强监视和检查炉内燃烧工况、分析原因，并及时进行调整和处理。
炉膛内负压
炉膛内负压的PID控制说明书设计者—杨鉴栋一、本模拟系统的作用：锅炉炉膛内的负压控制直接关系到锅炉内燃煤的利用率和整个锅炉的安全，因此，对炉膛内的负压控制非常重要，在此我们除去了以前风门控制方案，转而改用全新的变频调速—恒负压的控制方案，即通过炉膛内的压力变送器检测炉膛内的负压，PID调节回路PIC102控制输出，利用变频动态改变风机的转速，从而达到控制负压恒定的目的。
此项改进方案能够根据实际的需要利用变频器降低电动机的工作功率，同时也提高了效率大大节约了能源。
二、本模拟系统设计参考文献如下：1.《集散控制系统》（刘翠岭、黄建兵编著）2.《热工控制仪表》（杨庆柏编著）3.《过程控制工程》第一章第四节《反馈控制》（王树青、戴连奎、玉玲编著）4.《工业控制计算机》2010年第23卷第3期关于《循环流化床锅炉炉膛负压模糊自适应PI D控制》的讲述王书鹏李建新(浙江大学宁波理工学院)袁镇福（浙江大学能源清洁利用国家重点实验室）三：参数设定：炉膛内负压设定值：-200Pa；送风机转速：750M3/hPID参数设置：比例系数(Kp)=2.21；积分时间(Ti)=4.5ms；微分时间(Td)=0.3193ms偏差△U=K P[e(k)一e(k一1)]+K i·e(k)+K f·[e(k)-2·e(k-1)+e( K-2)] e(k)=y(k)一r，e(k一1)= y(k-1)一r，e(k一2)=y(k一2)一r，式中：K i积分系数=0.45，K i=KpT/T i, T采样周期，Ti为积分时间；K d微分系数=0.77，K d=KpT d/T ，T d为微分时间；设定值r=20；PID控制器：U(s)=K c(1+1/T i+T d)；Kc=50%.三、模拟系统命令语言：if(\\本站点\反馈值==设定值){\\本站点\输出值=0;\\本站点\变频器转速=750;\\本站点\旋转模拟2=\\本站点\旋转模拟2+4;if(\\本站点\旋转模拟2==36){\\本站点\旋转模拟2=0;}}if(\\本站点\反馈值<设定值){if(\\本站点\输出值>设定值{\\本站点\输出值=设定值;}else{\\本站点\输出值=输出值+0.5/TI+0.5*TD+0.5;}\\本站点\变频器转速=810;\\本站点\旋转模拟3=\\本站点\旋转模拟3+1;if(\\本站点\旋转模拟3==3){\\本站点\旋转模拟3=0;}if(\\本站点\输出值>设定值){\\本站点\变频器转速=750;}}if(\\本站点\反馈值>设定值){\\本站点\变频器转速=650;\\本站点\输出值=\\本站点\反馈值-0.5/TI-0.5*TD-t*e;t=t+1;{if(\\本站点\输出值<19){\\本站点\输出值=设定值;}\\本站点\旋转模拟1=\\本站点\旋转模拟1+2;if(\\本站点\旋转模拟1==100){\\本站点\旋转模拟1=0;}if(\\本站点\输出值<=设定值){\\本站点\变频器转速=750;}}}四：系统实现功能举例：1.当炉膛内压力变送器PT的反馈值=系统设定值时，变送器经A/D转换传送至控制计算机，控制计算机经D/A转换传送至变频器，变频器控制送风机转速750M3/h。
炉膛负压模糊控制系统
1 绪论1.1概述电力工业是我国的国民经济发展的基础产业，在我国，电力生产主要以燃煤火力发电为主，但燃煤发电的直接污染较大，特别是SO2、NOX等有毒物质的排放。
其中，SO2的排放是造成酸雨的主要原因，为了通过炉内燃烧技术的改进，降低SO2、NOX排放量，我国从60年代起开始对循环流化床锅炉进行研究，并在90年代以后和外国公司联合研究并取得了较大有发展，现在循环流化床锅炉已发展成熟并在全国广泛应用。
保护环境，节约能源是各个国家长期发展首要考虑的问题，循环流化床锅炉正是基于这一点而发展起来，其高可靠性，高稳定性，高可利用率，最佳的环保特性以及广泛的燃料适应性，越来越受到广泛关注，完全适合我国国情及发展优势。
循环流化床锅炉（Circulating Fluidized Bed Boiler,CFB）作为近年来在国际上发展起来的新一代高效、低污染清洁燃烧锅炉，具有燃料适应性广、负荷调节性能好、灰渣综合利用等优点，因此在电力、城市供热、工厂蒸汽生产中得到越来越广泛的应用。
但由于循环流化床锅炉的燃烧及汽水变化过程十分复杂，受影响的因素多，给煤、一、二次风，返料耦合性强，而且燃烧与汽水也存在复杂的耦合关系。
此外，过程的非线性和大滞后也使对象更加复杂，难于建立精确的数学模型，这样对控制就提出了更为严格的要求。
这包括两层意义：一是控制系统要有很高的可靠性；二是控制方案要有很好的控制实效。
基于这样两点，CFB锅炉一般都选择先进的DCS控制系统，特别是运用先进的控制方案能够实现锅炉燃烧的完全自控。
[1]1.2模糊控制在火电厂燃烧控制系统中应用的意义1.2.1 火电厂燃烧控制系统优化的必要性在电力工业中，火力发电是电力生产中的一种主要生产形式。
作为火力发电厂主要设备的锅炉，对其生产过程进行有效的控制是电力工业中一项基本任务。
燃烧系统作为锅炉系统中的一个重要子系统，其中包括燃料控制系统，送风控制系统及引风控制系统，对其实现热力过程的自动化控制有以下几方面好处：(1) 满足锅炉工艺发展的要求随着我国的电力工业的不断发展，作为火电厂重要设备的锅炉己走向大型化，锅炉控制系统也日趋复杂。
《锅炉燃烧控制系统》课件
05
燃烧控制系统的应用与案 例分析
燃烧控制系统在工业锅炉中的应用
工业锅炉是燃烧控制系统的重要应用领域之一，通过采用先进的燃烧控 制系统，可以提高锅炉的燃烧效率、降低能耗和减少污染物排放。
工业锅炉的燃烧控制系统通常包括燃料供应系统、空气供应系统、燃烧 器控制系统等，通过协调控制这些系统，实现锅炉的稳定燃烧和高效运
03
根据燃烧方式，可分为 层燃炉、室燃炉、循环 流化床炉等。
04
根据用途，可分为工业 锅炉和电站锅炉等。
03
燃烧控制系统的工作原理
控制系统的基本组成
01
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传感器
用于检测锅炉运行状态和燃烧 参数，如温度、压力、流量等
。
控制器
根据传感器采集的数据进行计 算和控制，输出控制信号。
执行器
根据控制信号调节燃烧设备的 运行，如调节阀、电机等。
04
燃烧控制系统的关键技术
燃烧控制技术
燃料控制
根据锅炉的负荷需求，调整进入锅炉的燃料 量，确保锅炉稳定运行。
燃烧效率优化
通过调整燃料和空气的配比，提高燃烧效率 ，降低能耗。
点火与火焰监测
自动点火并监测火焰状态，防止锅炉熄火， 确保安全运行。
排放控制
控制燃烧过程，减少有害气体和颗粒物的排 放。
温度控制技术
燃烧反应过程中，燃料与空气中的氧气发生化学反应，释放出能量，同时生成废气 和灰渣。
锅炉燃烧系统通过合理组织燃烧，提高燃烧效率，降低污染物排放，实现能源的高 效利用。
锅炉燃烧系统的组成
锅炉燃烧系统主要由燃烧 器、炉膛、送风系统、排 烟系统、灰渣排放系统等 组成。
燃烧器是燃烧系统的核心 部件，负责提供燃料和空 气的混合物，并组织燃烧 过程。
炉膛负压控制系统
炉膛负压控制系统总结炉膛负压一般采用两台引风机静叶或动叶、或者液偶执行机构来控制。
控制方案采用单回路、平衡算法控制。
引风控制看似简单，实际需要注意很多方面，具体如下：1、信号处理1）炉膛负压控制被调量一般采用三取中选择块，需要注意的是测点的选择必须包含炉膛两侧，不能取在同一侧；另外三取中选择块设置需要注意坏点、偏差大、变化速率设置等切除情况。
2）最后是由于炉膛负压本身具有小幅波动特点，所以为了保证系统稳定性和执行机构的使用，一般我们对三取中后的信号进行滤波处理，并对SP和PV 偏差量增加调节死区功能，需要注意的是滤波时间不能太长，死区不能太大，因为太长会影响事故工况调节反应时间。
最好根据炉膛燃烧特点来确定。
2、参数设置1）对于运行人员手动设定的SP需要加上下限来防止操作失误问题。
2）由于炉膛燃烧特性决定PID参数设置不能太强，在作定值扰动时达到模拟量验收规程中要求即可，不能片面的追求定值扰动曲线的调节时间、衰减率等。
3）执行机构动作速率，以及上限设置需要根据锅炉单侧辅机出力试验确定，防止引风机出现过流保护。
3、前馈、超迟、闭锁1）负压控制前馈可以根据对其影响因素来设置，除了常规的送风机执行机构前馈外，可增加一次风机执行机构输出、启停磨影响、RB影响等。
2）事故工况下超迟主要包括：RB、MFT。
RB尤其是一次风RB对于炉膛负压影响尤为明显，所以一般采取一次风RB触发时，引风机执行机构超迟关一定量，防止负压过低引起保护动作；MFT发生时炉膛负压肯定大幅下降，所以有必要超迟关一定量，即防内爆功能。
3）引风控制增加闭锁功能很有必要，直接用负压高低来闭锁减加引风执行机构，保证升降负荷以及事故工况下机组避免超更危险的方向发展。
一般我们也用负压高低报警闭锁送风机加减。
4、投入注意事项1）炉膛负压控制最好在吹管期间尽早投入，点火初期燃烧不好，负压波动较大，投入后注意分析调节系统作用，要紧密联系机务，讯问实际燃烧工况，例如：爆燃导致振荡或发散。
燃煤锅炉炉膛负压单回路控制系统
中北大学课程设计说明书学生姓名：学号：学院：专业：题目：炉膛负压单回路控制系统指导教师：年月日课程设计任务书学年第学期学院：专业：学生姓名：学号：课程设计题目：炉膛负压单回路控制系统起迄日期：课程设计地点：指导教师：系主任：下达任务书日期: 年月日课程设计任务书目录1系统整体控制方案 (1)1.1炉膛负压概述 (1)1.2控制过程简述 (1)1.3控制系统选择 (2)1.4 系统流程图 (3)2 仪表的选型 (3)2.1 压力计选型 (3)2.2 引风机选型 (4)2.3 炉膛压力测量 (4)3 系统方框图 (5)4 被控对象特性 (5)4.1 炉膛动态特性 (5)4.2 控制算法的选择 (5)5 系统仿真 (6)5.1 各环节传递函数 (6)5.2 matlab仿真 (7)课程设计总结 (8)参考文献 (8)（燃煤锅炉）炉膛负压单回路控制系统一，系统整体控制方案（燃煤锅炉）1，炉膛负压概述炉膛压力是指送入炉膛内的空气、煤粉及烟气和引风机吸走的烟气量之间的平衡关系，即指炉膛顶部的烟气压力。
炉膛负压是反映燃烧工况稳定与否的重要参数，是运行中要控制和监视的重要参数之一。
炉内燃烧工况一旦发生变化，炉膛负压随即发生相应变化。
当锅炉的燃烧系统发生故障或异常时，最先将在炉膛负压上反映出来，而后才是火检、火焰等的变化，其次才是蒸汽参数的变化。
因此，监视和控制炉膛负压对于保证炉内燃烧工况的稳定、分析炉内燃烧工况、烟道运行工况、分析某些事故的原因均有极其重要的意义。
炉膛负压的大小受引风量、鼓风量与压力三者的影响。
锅炉正常运行时，炉膛通常保持负压-40 ~ -60Pa。
炉膛负压太小，炉膛向外喷火和外泄漏高炉煤气，危及设备与运行人员的安全。
负压太大，炉膛漏风量增加，排烟损失增加，引风机电耗增加。
2，控制过程简述使用压力表检测出炉内压力,把压力信号转换为电流4-20 mA信号,用转换来的电信号控制引风机变频器的频率.通过频率的改变使引风机的引风量得到控制。
锅炉控制系统论文 精品
摘要随着现代化工业的飞速发展，对能源利用率的要求越来越高，作为将一次能源转化为二次能源的重要设备之一的锅炉，其控制和管理随之要求越来越高。
目前，我国燃烧供热所用的锅炉的燃烧效率还相当低，而且也使得锅炉的燃烧不充分，而造成大气污染加重，所以这就迫切要求我们的锅炉技术得到提高，设计出一套热效率高、节能、环保、安全的锅炉控制系统。
因此，进行锅炉过程控制系统设计具有重要的实际意义。
该论文在参考文献的基础上，首先介绍了课题研究意义，基础理论知识，其中包括PLC相关的理论以及过程控制系统的理论，描述了锅炉燃烧、水位控制系统的工作原理。
然后分析了锅炉控制系统的控制任务及控制目标，设计了相应的控制系统，主要包括锅炉汽包水位控制系统、燃烧控制系统以及蒸汽温度控制系统，并且选择了满足要求的控制方案。
在有了基础理论后，找控制系统中I/O点,详细分析I/O点的类型、数量等。
根据I/O点，对PLC进行选型，再根据所选的PLC，对I/O点的地址进行分配。
最后进行软件设计。
绘制程序流程图，然后设计梯形图，最后在S7-200的编程软件上实现。
关键词：锅炉;水位控制;燃烧控制;蒸汽温度控制;可编程序控制器AbstractWith the rapid development of modern industry, the energy utilization ratio of the demand is higher and higher, as will a energy into two times the energy of one of the important equipment, the boiler control and management then demand is higher and higher. At present, China's burning heating boiler combustion efficiency used is rather low, but also make the boiler combustion is not full, and cause air pollution is aggravating, so it is urgent requirement of our boiler technology improvements, design a set of high thermal efficiency, energy saving, environmental protection, safety of boiler control system. Therefore, in the process control system design of boiler is important practical significance.This paper on the basis of the references, first introduced the research significance, the basic knowledge, including PLC related theory and the theory of process control system, describes the boiler combustion, water level control system principle of work. And then analyzes the boiler control system of the controlling tasks and control target, the relevant control system design, including the boiler drum water level control system, the combustion control system and steam temperature control system, and select the meet the requirements of control plan.Look for control system I/O point. According to the I/O points, the selection of PLC, again according to theselected PLC, the I/O address for the distribution of the points. Design the software. Draw program flow chart s, and then design ladder diagram s, the last in the s7-200 programming software realization.Key words: boiler; Water level control; Burning control; Steam temperature control; Programmable controller目录第一章绪论 (1)1.1 锅炉控制系统设计目的及意义 (1)1.2 锅炉控制系统的国内外发展状况 (2)1.2.1 锅炉自动控制的国内外现状 (2)1.2.2 锅炉自动控制的发展前景 (3)1.3 本文主要内容及论文结构 (4)1.3.1 论文主要内容 (4)1.3.2 论文结构 (5)第二章基础理论知识 (6)2.1 PLC介绍 (6)2.1.1 PLC的基本概念 (6)2.1.2 PLC的基本结构 (6)2.1.3 PLC的工作原理 (7)2.1.4 PLC的编程语言 (8)2.1.5 PLC的程序结构 (9)2.1.6 PLC在控制系统中编程的步骤 (10)2.2 过程控制系统简介 (11)2.2.1 过程控制系统的发展 (11)2.2.2 简单控制系统 (12)2.2.3 复杂控制系统 (12)2.2.4 PID控制简介 (16)第三章锅炉综合控制系统设计 (18)3.1 背景介绍 (18)3.1.1 工艺及装置介绍 (18)3.1.2 锅炉控制任务 (20)3.1.3 锅炉控制方案 (20)3.2 选型 (23)3.2.1 I/O点分布 (23)3.2.2 PLC选型 (25)3.2.3 I/O地址分配 (26)3.3 软件编程 (28)3.3.1 程序流程图 (28)3.3.2 梯形图 (32)第四章结论 (36)参考文献 (37)致谢 (38)第一章绪论1.1 锅炉控制系统设计目的及意义目前，相当多的锅炉仍旧在采用传统方式控制，主要依靠操作员手工来完成，这样就要求锅炉操作员时刻都要在现场监控锅炉运行情况，并且要对整个锅炉系统的运行过程以及过程中各个环节的相互影响都有相当深刻的了解，能够根据现场实际情况及时调整各个相关参数以达到工艺要求。
锅炉炉膛负压控制系统课程设计
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。
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锅炉炉膛负压控制系统的发展背景主要与以下几个方面相关：
1. 安全性要求提升：随着工业和民用领域对热能需求的增加，锅炉作为常见的热能供应设备，其安全性要求也日益提高。
炉膛负压控制系统的引入是为了确保锅炉运行期间燃烧过程的稳定和安全，避免产生不完全燃烧或爆炸等危险情况。
2. 能源利用效率提升：在节能减排的背景下，提高锅炉的能源利用效率成为重要目标。
炉膛负压控制系统可以通过控制炉膛内的气流分布和燃料供应，实现更好的燃烧效果，提高锅炉的热效率，降低能源消耗和碳排放。
3. 环境保护要求加强：随着环境保护意识的提高，对于锅炉排放的污染物限制越来越严格。
炉膛负压控制系统的应用可以有效控制燃烧产物的排放，减少污染物的生成和释放，降低对环境的影响。
4. 自动化技术发展：随着自动化技术的不断进步，控制系统的可靠性和精确性得到提升，使得炉膛负压控制系统的实施更加可行。
自动化控制系统能够实时监测和调整炉膛内的气流状态和燃料供给，保证锅炉运行的稳定性和安全性。
综上所述，锅炉炉膛负压控制系统的发展背景主要是出于安全性、能源利用效率和环境保护的考虑，并受到自动化技术的推动和支持。
这一控制系统的引入为锅炉的可靠运行、节能减排和环境保护提供了有力支持。