熱電廠鍋爐爐膛溫度控制設計

1、畢業(yè)設計（論文）（說明書）題 目：熱電廠鍋爐爐膛溫度控制設計姓 名：編 號：sssss學院年 月 日xxxxxxx 學院畢業(yè)設計（論文）任務書姓名專業(yè) 電廠設備運行與維護任務下達日期年月日設計（論文）開始日期年月日設計（論文）完成日期年月日設計（論文）題目：熱電廠鍋爐爐膛溫度控制設計a. 編制設計b. 設計專題（畢業(yè)論文）指導教師系（部）主任xxxxxxxx術學院畢業(yè)設計（論文）答辯委員會記錄電力工程系 電廠設備運行與維護專業(yè),學生馬一于年月日進行了畢業(yè)設計（論文）答辯。設計題目： 熱電廠鍋爐爐膛溫度控制設計專題（論文）題目：指導老師：答辯委員會根據(jù)學生提交的畢業(yè)設計（論文）材料，根據(jù)學生答辯

2、情況，經(jīng)答 辯委員會討論評定，給予學生畢業(yè)設計（論文）成績?yōu)?o答辯委員會人，出席人答辯委員會主任（簽字）：答辯委員會副主任（簽字）：答辯委員會委員：,xxxxxxxxxx學院畢業(yè)設計（論文）評語第頁共頁學生姓名：專業(yè)年級畢業(yè)設計（論文）題目：評閱人：指導教師：（簽字）年月日成績：系（科）主任：（簽字）年月日畢業(yè)設計（論文）及答辯評語：摘 要鍋爐是熱電廠重要且基本的設備，其最主要的輸出變量之一就是主蒸汽溫 度。主汽溫度自動調(diào)節(jié)的任務是維持過熱器出口汽溫在允許范圍內(nèi)，以確保機 組運行的安全性和經(jīng)濟性。如果該溫度過高，會使鍋爐受熱面及蒸汽管道金屬 材料的蠕變速度加快，降低使用壽命。若長期超溫，則會

3、導致過熱器爆管，在 汽機側還會導致汽輪機的汽缸、汽閥、前幾級噴嘴和葉片、高壓缸前軸承等部 件的壽命縮短，甚至損壞;假如該汽溫過低，會降低機組的循環(huán)熱效率，一般 汽溫每降低5 °c10 °c,效率約降低1 %，同時會使通過汽輪機最后幾級的蒸 汽濕度增加，引起葉片磨損；當汽溫變化過大時，將導致鍋爐和汽輪機金屬管 材及部件的疲勞，還將引起汽輪機汽缸和轉子的脹差變化，甚至產(chǎn)生劇烈振 動，危及機組的安全，所以有效精準的控制策略是十分必要的。鍋爐爐膛溫度的控制效果直接影響著產(chǎn)品的質(zhì)量，溫度低于或者高于要求 時都不能達到生產(chǎn)質(zhì)量指標，有時甚至會發(fā)生生產(chǎn)事故，此設計控制以鍋爐爐 膛溫度為主

4、控參數(shù)、燃料和空氣并列為副被控變量設計熱電廠鍋爐溫度控制系 統(tǒng)，以達到精度在正負5 °c范圍內(nèi)。關鍵詞：熱電廠，鍋爐，爐膛溫度，串級控目錄摘要1緒 論3福一章熱電廠的工藝流程及運行特性41.1熱電廠概述.41.2熱電廠生產(chǎn)工藝.51.3熱電廠的特點及運行特性.6第二章鍋爐的工藝流程及控制要求鍋爐82. 1鍋爐的概述 82.1鍋爐的工藝流程.92. 2鍋爐的控制要求 10第三章鍋爐爐膛溫度的分析123.1鍋爐爐膛溫度的分析123. 2爐膛爆燃分析13第四章 鍋爐爐膛溫度控制系統(tǒng)的設計194. 1爐膛溫度控制的理論數(shù)學模型194. 2爐膛溫度控制系統(tǒng)的工作原理194. 3爐膛溫度控制方法

5、的選擇204.4控制系統(tǒng)單元元件的選擇204. 4. 1溫度檢測變送器的選擇204. 4. 2流量檢測變送器的選擇224. 4.3主、副調(diào)節(jié)器正反作用的選擇234. 4.4主、副回路調(diào)節(jié)器調(diào)節(jié)規(guī)律的選擇234. 4.5控制器儀表的選擇234. 4.6控制閥的選擇24總結26參考文獻27致謝28緒論隨著現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)的迅速發(fā)展，對工藝操作條件的要求更加嚴格，對安全運行及對控制 質(zhì)量的要求也更高。而單回路控制系統(tǒng)往往不能滿足生產(chǎn)工藝的要求，在這樣的情況下， 吊級控制系統(tǒng)應運而生。鍋爐溫度串級控制系統(tǒng)的生產(chǎn)工藝要求：1、可以實現(xiàn)對整個鍋爐系統(tǒng)工藝流程的控制。2、能夠自動控制鍋爐溫度，并達到所需精度。3

6、、有良好的人機界面，能方便地在線修改參數(shù)，并以動畫實現(xiàn)數(shù)據(jù)和流程的“可視化。工程控制是工業(yè)自動化的重要分支。幾十年來，工業(yè)過程控制獲得了驚人的發(fā)展，無論 是在大規(guī)模的結構復雜的工業(yè)生產(chǎn)過程中，還是在傳統(tǒng)工業(yè)過程改造中，過程控制技術對于 提高產(chǎn)品質(zhì)量以及能源的節(jié)約都起著重要的作用。生產(chǎn)過程是指物料經(jīng)過若干加工步驟而成為產(chǎn)品的過程。該過程中通常會發(fā)生物理化學 反應、生化反應、物質(zhì)能量的轉換與傳遞等等，或者說生產(chǎn)過程表現(xiàn)為物流過變化的過程， 伴隨物流變化的信息包括物流性質(zhì)的信息和操作條件的信息。由于單元機組容量的增大和參 數(shù)的提高，運行中出現(xiàn)許多新的控制方式和管理模式，迫切需要提供對其進行分析指導和

7、工 程研究的有效工具和手段。這就要求大型火電機組仿真機不僅要為電廠操作運行人員提供良 好的培訓手段，也要為各種工況下運行技術的分析和故障診斷、性能預測、控制方式的研究 創(chuàng)造實時在線的環(huán)境生產(chǎn)過程的總目標，應該是在可能獲得的原料和能源條件下，以最經(jīng)濟的途徑，將原物 料加工成預期的合格產(chǎn)品。為了打到目標，必須對生產(chǎn)過程進行監(jiān)視和控制。因此，過程控 制的任務是在了解生產(chǎn)過程的工藝流程和動靜態(tài)特性的基礎上，應用理論對系統(tǒng)進行分析與 綜合，以生產(chǎn)過程中物流變化信息量作為被控量，選用適宜的技術手段。實現(xiàn)生產(chǎn)過程的控 制目標。第一章熱電廠的工藝流程及運行特性1.1熱電廠概述以煤、石油或天然氣作為燃料的發(fā)電廠

8、統(tǒng)稱為火電廠。熱電廠的分類（1）按燃料分類： 燃煤發(fā)電廠，即以煤作為燃料的發(fā)電廠；鄒縣、石橫青島等電廠 燃油發(fā)電廠，即以石油（實際是提取汽油、煤油、柴油后的渣油）為燃料的發(fā)電廠； 辛電電廠 燃氣發(fā)電廠，即以天然氣、煤氣等可燃氣體為燃料的發(fā)電廠； 余熱發(fā)電廠，即用工業(yè)企業(yè)的各種余熱進行發(fā)電的發(fā)電廠。此外還有利用垃圾及工業(yè) 廢料作燃料的發(fā)電廠。（2）按原動機分類：凝汽式汽輪機發(fā)電廠、燃汽輪機發(fā)電廠、內(nèi)燃機發(fā)電廠和蒸汽-燃汽 輪機發(fā)電廠等。（3）按供出能源分類： 凝汽式發(fā)電廠，即只向外供應電能的電廠； 熱電廠，即同時向外供應電能和熱能的電廠。（4）按發(fā)電廠總裝機容量的多少分類： 小容量發(fā)電廠，其裝機

9、總容量在100mw以下的發(fā)電廠； 中容量發(fā)電廠，其裝機總容量在100250mw范圍內(nèi)的發(fā)電廠； 大中容量發(fā)電廠，其裝機總容量在250600mw范圍內(nèi)的發(fā)電廠； 大容量發(fā)電廠，其裝機總容量在6001000mw范圍內(nèi)的發(fā)電廠； 特大容量發(fā)電廠，其裝機容量在1000mw及以上的發(fā)電廠。（5）按蒸汽壓力和溫度分類： 屮低壓發(fā)電廠，其蒸汽壓力在3.92mpa （40kgf/cm2）.溫度為450°c的發(fā)電廠，單機 功率小于25mw；地方熱電廠。 高壓發(fā)電廠，其蒸汽壓力一般為9. 9mpa （lolkgf/cm2）.溫度為540°c的發(fā)電廠，單 機功率小于100mw； 超高壓發(fā)電廠，其

10、蒸汽壓力一般為13.83mpa （141kgf/cm2）.溫度為540 / 540°c的 發(fā)電廠，單機功率小于200mw； 亞臨界壓力發(fā)電廠，其蒸汽壓力一般為16. 77mpa（171 kgf / cm2）、溫度為540 / 540°c 的發(fā)電廠，單機功率為300mw直至1000mw不等； 超臨界壓力發(fā)電廠，其蒸汽壓力大于22. llmpa（225. 6kgf / cm2）、溫度為550 / 550°c 的發(fā)電廠，機組功率為600mw及以上，德國的施瓦茨電廠。（6）按供電范圍分類： 區(qū)域性發(fā)電廠，在電網(wǎng)內(nèi)運行，承擔一定區(qū)域性供電的大中型發(fā)電廠； 孤立發(fā)電廠，是不并

11、入電網(wǎng)內(nèi)，單獨運行的發(fā)電廠； 自備發(fā)電廠，由大型企業(yè)自己建造，主要供本單位用電的發(fā)電廠（一般也與電網(wǎng)相連）。1.2熱電廠生產(chǎn)工藝原煤經(jīng)過制粉系統(tǒng)將大塊的煤轉化成可供鍋爐燃燒的煤粉，生水經(jīng)過水處理系統(tǒng)再經(jīng)過除 鹽處理而除去水質(zhì)里的鈣、鎂、鈉等鹽分子，然后通入鍋爐，鍋爐里的煤粉和通入的熱空氣 經(jīng)過一定比例的混合后燃燒使得鍋爐產(chǎn)牛蒸汽，這些高溫的蒸汽通過汽輪機，使得汽輪機高 速運轉產(chǎn)生的旋轉機械能，發(fā)電機連接著汽輪機，發(fā)電機將汽輪機產(chǎn)生的旋轉機械能轉化成 電能，這些電壓不定的電力在主變壓器的作用下變成一定電壓的電量，經(jīng)過高壓遠程輸電送 入各個電網(wǎng)輸送到全國各地熱電廠是聯(lián)合生產(chǎn)電能和熱能的發(fā)電廠。熱電

12、廠供熱系統(tǒng)是利用汽輪機同時生產(chǎn)電能和熱 能的熱電系統(tǒng)作為熱源。以熱電廠作為熱源不僅熱能利用效率高，同時有利于環(huán)保。以熱電 廠作為熱源的供熱系統(tǒng)稱為熱電廠集中供熱系統(tǒng)。集中熱水供應系統(tǒng)主要由熱媒系統(tǒng)，熱水 供應系統(tǒng)和附件三個部分組成。熱媒系統(tǒng)由熱源，換熱器和熱媒管網(wǎng)組成。由鍋爐牛產(chǎn)的蒸汽通過熱媒管網(wǎng)送到換熱器加 熱冷水，變成高溫水通過熱媒管網(wǎng)供暖。經(jīng)過熱交換蒸汽變成冷凝水，大部分和新補充的軟 化水經(jīng)冷凝循環(huán)泵再送回鍋爐加熱成蒸汽，如此循環(huán)完成熱傳遞過程。熱水供水系統(tǒng)由熱水配水管網(wǎng)和回水管網(wǎng)組成。被加熱到一定溫度的冷水，從換熱器出來, 經(jīng)配水管網(wǎng)送至各個熱水配水點，而換熱器冷水由高位水箱或給水管網(wǎng)

13、補給。供熱后的熱水 經(jīng)回水管使一定量的熱水經(jīng)過循環(huán)水泵再流回換熱器。熱電廠包含有火力發(fā)電廠車間、水處 理車間和熱力車間三個部分。其中火力發(fā)電廠流程為燃料的化學能f蒸汽的熱勢能f機械能 一電能。在鍋爐中，燃料的化學能轉變?yōu)檎羝臒崮?；在汽輪機中，蒸汽的熱能轉變?yōu)檩喿?旋轉的機械能；在發(fā)電機中機械能轉變?yōu)殡娔堋Ｋ幚硐到y(tǒng)就是為了產(chǎn)出電導率0. 6 us/cm的鍋爐用水。熱電廠主要是有兩個陰床，兩 個陽床和兩個混床，在其工作的時候，分別就一個工作，另一個主要是備用。另外，熱力車 間燃氣蒸汽聯(lián)合循環(huán)發(fā)電裝置一般由燃氣輪機、原料氣壓縮機、蒸汽輪機、余熱鍋爐、熱交 換器、發(fā)電機等組成。燃氣輪機的燃料主要有

14、油、高爐煤氣、水煤氣、煉油長氣等，如下圖1. 1圖1.1 熱電廠生產(chǎn)工藝流程圖13熱電廠的特點及運行特性熱電廠由于即發(fā)電又供熱，鍋爐容量大于同規(guī)?；痣姀S。熱電廠必須比一般火電廠 多增設鍋爐容量以備用，水處理量也大。熱電廠必須靠近熱負荷中心，往往又是人口密 集區(qū)的城鎮(zhèn)中心，其用水、征地、拆遷、環(huán)保要求等均大大高于同容量火電廠，同時還 建熱力管網(wǎng)。在發(fā)電的同時，還利用汽輪機的抽汽或排汽為用戶供熱的火電廠。一般發(fā)電廠都采 用凝汽式機組，只生產(chǎn)電能向用戶供電。工業(yè)生產(chǎn)和人們生活用熱則由特設的工業(yè)鍋爐 及采暖鍋爐房單獨供應。這種能量生產(chǎn)方式稱為熱、電分產(chǎn)。在熱電廠屮則采用供熱式 機組，除了供應電能以外，

15、同時還利用作過功（即發(fā)了電）的汽輪機抽汽或排汽來滿足 生產(chǎn)和生活上所需熱量。這種能量生產(chǎn)方式稱為熱電聯(lián)產(chǎn)。在熱電聯(lián)產(chǎn)中燃料化學能則轉變?yōu)楦呶粺崮芟扔脕戆l(fā)電（高品位熱能），然后使用 做過功的低品位熱能向用戶供熱，這符合按質(zhì)用能和綜合用能的原則。所以熱電廠的特 點是，一次能源利用得比較合理，做到按質(zhì)供能，梯級用能，能盡其用，使地區(qū)的整個能 量供應系統(tǒng)節(jié)約了能源。以熱電聯(lián)產(chǎn)為基礎的熱電廠，其運行特點與許多因素有關，如熱負荷特性、供熱機 組形式、連接電網(wǎng)的特性等。在裝有背壓式供熱機組的熱電廠屮，其運行特點是： 生產(chǎn)的熱量與電量之間相互制約，不能獨立調(diào)節(jié)。一般是按熱負荷要求來調(diào)節(jié)電 負荷。 熱負荷變化時

16、，電功率隨之變化，難以同時滿足熱負荷和電負荷要求。當滿足不 了電負荷時，就要依靠電力系統(tǒng)的補償容量來承擔熱電廠發(fā)電不足的電量。在裝有抽汽、凝汽式供熱機組的熱電廠中，由于機組相當于背壓式和凝汽式機組的 組合，所以它的運行特點是： 熱、電生產(chǎn)有一定的自由度，在規(guī)定范圍內(nèi)熱、電負荷可以各自獨立調(diào)節(jié)。所以 它對熱、電負荷變化適應性較大。 雙抽汽式供熱機組對工業(yè)用熱、采暖及電負荷z間的獨立調(diào)節(jié)范圍更大，所以它 對熱、電負荷變化的適應性更強。第二章鍋爐的工藝流程及控制要求鍋爐2. 1鍋爐的概述鍋爐是火力發(fā)電廠屮主要設備么一。它的作用是使燃料在爐膛屮燃燒放熱，并將熱量傳 給工質(zhì)，以產(chǎn)生一定壓力和溫度的蒸汽，

17、供汽輪發(fā)電機組發(fā)電。電廠鍋爐與其他行業(yè)所用鍋 爐相比，具有容量大、參數(shù)高、結構復朵、自動化程度高等特點。一、電廠鍋爐的容量和參數(shù)鍋爐容量即鍋爐的蒸發(fā)量，指鍋爐每小時所產(chǎn)生的蒸汽量。在保持額定蒸汽壓力、額定 蒸汽溫度、使用設計燃料和規(guī)定的熱效率情況下，鍋爐所能達到的蒸發(fā)量稱作額定蒸發(fā)量。電廠鍋爐的額定參數(shù)是指額定蒸汽壓力和額定蒸汽溫度。所謂蒸汽壓力和溫度是指過熱 器主汽閥岀口處的過熱蒸汽壓力和溫度。對于裝有再熱器的鍋爐，鍋爐蒸汽參數(shù)還應包括再熱蒸汽參數(shù)。我國電廠鍋爐的蒸汽參數(shù)及容量系列如下表所示。表2-1我國電廠鍋爐的蒸汽參數(shù)及容量系列參數(shù)最大連續(xù)蒸發(fā)量(mcr)(t/h)發(fā)電功率(mw)蒸汽壓

18、力(mpa)蒸汽溫度(°c)給水溫度(°c)2.54001052033.945014515535, 656, 12165175130259.9540205225220, 41050, 10013.8540/540220250420, 670125, 20016.8540/540250280102530017. 5540/5402602901025, 2008300, 600注蒸汽溫度欄中的分子、分母分別為過熱蒸汽溫度和再熱蒸汽溫度。二、電廠鍋爐的分類1. 按蒸汽參數(shù)分類(1) 中壓鍋爐。壓力為3. 822mpa (39kgf/cm2)，溫度為450°c。(2) 高

19、壓鍋爐。壓力為6lompa,常用壓力為9. 8mpa (lookgf / cm2),溫度為540°c。(3) 超高壓鍋爐。壓力為1014mpa,常用壓力為13. 72mpa (140 kgf/cm2),溫度 為 555°c或 540°c o(4) 亞臨界壓力鍋爐。壓力為1422. 2mpa,常用壓力為16. 66mpa (170 kgf / cm2),溫度為555°co（5）超臨界壓力鍋爐。壓力大于22. 2mpa （225. 65 kgf/cm2）,溫度為550570°c。2、按容量分類（1）小型鍋爐蒸發(fā)量小于220t/ho（2）屮型鍋爐蒸發(fā)

20、量為220410t/ho（3）大型鍋爐蒸發(fā)量不小于670t/ho3. 按燃燒方式分類（1）懸浮燃燒鍋爐。燃料在爐膛空間懸浮燃燒，燃燒可為煤粉、油或氣體燃料。（2）沸騰燃燒鍋爐。固體燃料顆粒在爐排上呈沸騰狀態(tài)進行燃燒，又稱流化床鍋爐。 4按排渣方式分類（1）固態(tài)排渣鍋爐。燃料燃燒生成的灰渣呈固態(tài)排出。（2）液態(tài)排渣鍋爐。燃料燃燒生成的灰渣呈液態(tài)排出。 5按循環(huán)方式分類按照鍋爐蒸發(fā)受熱面內(nèi)工質(zhì)流動的方式可將鍋爐分為下列幾種，。（1）自然循環(huán)鍋爐，是具有由汽包、下降管和上升管組成的循環(huán)回路的鍋爐。它依靠 下降管和上升管中工質(zhì)柱重差產(chǎn)生自然循環(huán)的動力。（鄒縣電廠）（2）強制循環(huán)鍋爐，是在循環(huán)回路下降管

21、上裝有強制循環(huán)泵，以提高循環(huán)動力。（石橫 電廠）（3）控制循環(huán)鍋爐，是在強制循環(huán)鍋爐的上升管入口加裝節(jié)流圈，以控制各上升管中 的工質(zhì)流，防止發(fā)生循環(huán)停滯或倒流等故障。（石橫電廠）（4）直流鍋爐是沒有循環(huán)回路的鍋爐，工質(zhì)一次性通過各受熱面變?yōu)檫^熱蒸汽。（施瓦 茨電廠）2. 1鍋爐的工藝流程由于鍋爐設備使用的燃料、燃燒設備、爐體形式、鍋爐功用和運行要求的不同，鍋爐有 各種各樣的流程。常見流程如圖2.1所示。由圖可知，蒸汽發(fā)生系統(tǒng)由給水泵、給水調(diào)節(jié)閥、 省煤器、汽包及循環(huán)管組成。燃料和熱空氣按照一定的比例進入燃燒室燃燒，產(chǎn)生的熱量傳 遞給蒸汽發(fā)生系統(tǒng)，產(chǎn)生飽和蒸汽0 ,然后經(jīng)過熱器，形成一定汽溫的過

22、熱蒸汽d,匯集至 蒸汽母管。壓力為弘的過熱蒸汽，經(jīng)負荷設備調(diào)節(jié)閥供給生產(chǎn)負荷使用。與此同吋，燃燒過 程中產(chǎn)生的煙氣，將飽和蒸汽變成過熱蒸汽后，經(jīng)省煤器預熱鍋爐給水和空氣預熱器預熱空 氣，最后經(jīng)引風機送往煙囪排入大氣。爐排電機丁爐膛圖2.1鍋爐系統(tǒng)工藝流程圖2. 2鍋爐的控制要求根據(jù)生產(chǎn)負荷的不同需要，鍋爐需要提供不同規(guī)格（壓力和溫度）的蒸汽，同時，根據(jù) 安全性和經(jīng)濟性的要求，是鍋爐安全運行和完全燃燒，鍋爐設備的主要控制要求如下。1、供給蒸汽量適應負荷變化需要或者保持給定負荷；2、鍋爐供給用汽設備的蒸汽壓力應當保持在一定的范圍內(nèi)；3、過熱蒸汽溫度保持在一定范圍；4、汽包水位保持在一定范圍；5、保

23、持鍋爐燃燒的經(jīng)濟性和安全性；6、爐膛負壓保持在一定的范圍內(nèi)。根據(jù)上述要求，鍋爐設備的主要控制系統(tǒng)見表2.1.表2. 1鍋爐設備的主要控制系統(tǒng)控制系統(tǒng)被控變量操縱變量控制n的鍋爐給水控制系 統(tǒng)鍋爐汽包水 位給水流量鍋爐內(nèi)產(chǎn)生的蒸汽和給水的無聊 平衡過路燃燒控制系 統(tǒng)蒸汽壓力煙氣成分爐膛負壓燃料流量 送風流量 引風流量蒸汽負荷的平衡 燃燒的完全和經(jīng)濟性 鍋爐運行的安全性過熱蒸汽控制系 統(tǒng)過熱蒸汽溫度噴水流量過熱蒸汽的溫度和安全性第三章 鍋爐爐膛溫度的分析3.1鍋爐爐膛溫度的分析火電廠的鍋爐爐膛由于釆用的燃料為煤粉，在燃燒過程中，爐膛和汽包之間的傳熱過程 是一個相當復雜的過程，爐膛的溫度的動態(tài)特性具

24、有一般的大滯后、時變、非線性和不對稱 性等特點。在過程控制中，為了方便設計，同時乂在一定的要求范圍內(nèi)，我們通常把鍋爐爐 膛的溫度的動態(tài)特性看作是一個線性的系統(tǒng)?？梢杂靡韵聜鬟f函數(shù)描述。具有時滯的一階環(huán)節(jié)g(s)ttsg(3-1)具有時滯的二階環(huán)節(jié)g")了 (7> 01)(7；$ 合1) £(3-2)在現(xiàn)場環(huán)境中，爐膛內(nèi)的溫度變化是時時刻刻的，很難用一個固定的數(shù)學公式將爐溫的 變化規(guī)律總結出來。但是我們要對爐膛內(nèi)的溫度進行控制就必須要對爐膛內(nèi)的溫度變化進行 一個規(guī)律的總結，所以在規(guī)定的要求范圍內(nèi)，對一些情況進行近似處理是很合理和必要的。 在通常情況下，我們給定爐膛一個溫

25、度值，作為系統(tǒng)的給定，使鍋爐爐膛在這個給定的溫度 狀態(tài)下工作。這個溫度的變化乂是和爐內(nèi)的燃料燃燒量和爐體的總散熱量相關的。對于火電廠鍋爐來說，爐體的容量、結構、檢測元件及其安放位置等都影響著滯后的大 小。它不是一個單一的問題，是一個系統(tǒng)問題（容積滯后時間就是級聯(lián)的各個慣性環(huán)節(jié)的時間 常數(shù)之和）。純滯后產(chǎn)牛的根源也要從整個測量系統(tǒng)來考慮，并且與溫度的高低有關。熱量從 熱源傳到溫度傳感器要經(jīng)過多個熱阻與熱容相串聯(lián)的熱慣性環(huán)節(jié)，而串聯(lián)的多容對象會產(chǎn)牛 等效純時滯后。隨著溫度的升高，輻射傳熱的比例增大，輻射具有穿透性，使傳熱路徑縮短, 傳熱速度加快。所以純滯后的時間會隨溫度升高而減小。由于火電廠鍋爐使

26、用的燃料是煤粉，即鍋爐能量的來源方式是通過化學燃料的燃燒獲得 能量的，同時，爐膛內(nèi)能量的散發(fā)形式乂是以爐膛的爐體熱量散失，對汽包進行熱量傳導進 行散失等多種途徑進行的，所以爐膛內(nèi)的溫度的變化是一個相當復雜的過程，是一個非線性 變化的過程。從模型參數(shù)上看，在鍋爐爐膛的整個溫度調(diào)節(jié)范圍內(nèi)，對象的增益、容積滯后 時間和純滯后時間通常是與工作溫度與負載變化有關的變參數(shù)，而且參數(shù)變化量與溫度變化 量之間是非線性關系。由于鍋爐爐膛內(nèi)的溫度是高溫段的，在高溫段，溫度變化的純滯后時 間和過程增益將比低溫段有顯著減少，而時間常數(shù)則顯著增大。鍋爐作為一種高負荷運轉的設備，特別是火電廠內(nèi)的鍋爐，長期處于高負荷運轉下

27、，隨 著運行時間的變化，其各項性能都會逐漸發(fā)牛變化，特別是隨著使用時間的增長，爐子的保 溫隔熱材料會逐漸老化，爐膛內(nèi)部由于長期處于高溫環(huán)境中，爐體的保溫、密封性能變差， 通過爐體向外散失的熱量增大。此外，鍋爐初次使用和久停后再用時，由于絕熱保溫材料屮 的水分大，爐膛溫度的特性差別也是很大的。另外，隨著季節(jié)的變換，鍋爐運行的外部環(huán)境 溫度也是經(jīng)常變化的，冬天外部環(huán)境相對較冷，爐體的散熱較快；夏天氣溫炎熱，爐體的散 熱相對會較慢。如此種種因素都會引起爐膛溫度特性的變化，但變化的速度十分緩慢而不明 顯?；痣姀S鍋爐爐膛溫度具有大慣性、大滯后特性。在爐膛的整個溫度范圍內(nèi)，對象的增益、 容積滯后時間、純滯

28、后時間都是與工作溫度有關的變參數(shù)。從傳熱原理可知，這些參數(shù)也與 負荷變化有關。在鍋爐設計的工作溫區(qū)，在工作點附近的小范圍內(nèi)其動特性接近于線性，較 容易控制，用常規(guī)的pid調(diào)節(jié)器也能控制得很好，但不能經(jīng)受太大的擾動，也不能夠大范圍 地跟蹤變化較快的給定信號。對于常規(guī)儀表，大范圉地改變溫度要靠手動，僅當溫度接近給 定值時方可投入自動。根據(jù)以上分析，可以認為火電廠鍋爐爐膛溫度是一種具有大容積滯后和大純滯后的對象。在 整個爐膛的溫區(qū)內(nèi)，其動態(tài)參數(shù)隨鍋爐的工作溫度變化，在工作點附近的小溫度范圍內(nèi)，爐 膛的動態(tài)特性近似線性的。3. 2爐膛爆燃分析一、鍋爐爐膛爆燃分析爐膛爆燃是指在鍋爐爐膛、煙道里積存的可燃

29、性混合物瞬間被引燃，由于爐膛的空間有 限，使爐膛內(nèi)煙氣側壓力迅速升高，造成爐膛損壞。鍋爐正常運行時，進入爐膛的燃料立即 著火，燃燒產(chǎn)生的煙氣經(jīng)煙道排人大氣。當爐膛內(nèi)溫度足夠髙、燃料與空氣比例適當、燃燒 時間充分時，爐膛及煙道里沒有積存的可燃性物質(zhì)，鍋爐不會發(fā)牛爐膛爆燃事故。當燃燒設 備或燃燒控制系統(tǒng)出現(xiàn)故障，h運行人員處理操作不當時，就可能發(fā)牛爐膛爆燃事故。爆燃 分內(nèi)爆和外爆:外爆是指在鍋爐的爐膛、煙道或煤粉管道中可燃混合物同時被點燃，而使煙氣 側壓力急劇升高，造成爐膛、尾部煙道和煤粉管道結構嚴重破壞的現(xiàn)象；內(nèi)爆則指爐膛內(nèi)燃 燒不穩(wěn)定或滅火造成爐膛較大負壓，使煙氣側壓力突然降低，使爐膛內(nèi)外壓差

30、過大，大量外 部空氣急劇進入爐膛的現(xiàn)象。無論哪種現(xiàn)象都會造成對鍋爐設備的損壞。二、發(fā)生爐膛爆燃事故必須具備以下三個充分必要條件：1、有燃料和助燃空氣的存在。2、燃料和空氣的混合物達到了爆燃的濃度（混合比）o3、有足夠的點火能量。空氣和燃料按一定比例混合，當煤粉濃度大于34kg/m3 （空氣）或小于0. 32-0. 47kg/ni3 時不輕易引起爆炸。因為煤粉濃度太高，氧濃度太?。欢悍蹪舛忍?，缺少可燃物。只有 煤粉濃度為1. 22. 0kg/m3時最輕易發(fā)生爆炸。鍋爐爐膛要發(fā)生爆燃，以上3個條件缺一不可，若有1個條件不存在，就不會發(fā)生爆 燃。所謂爆燃性混合物也就是可以點燃的混合物。鍋爐處于不

31、同的狀態(tài)所具備的爆燃條件也 不一樣，當鍋爐處于正常運行狀態(tài)時，有足夠的可燃混合物和點火能源，即上述3個條件中 的2個滿足，因此要防止鍋爐爆燃只有設法防止可燃混合物在爐膛或煙道內(nèi)的積存。如何避 免可燃物的積存是防止鍋爐爐膛爆燃的關鍵所在，但要做到這一點是很困難的。從發(fā)現(xiàn)熄火 到保護系統(tǒng)動作切斷進入爐膛內(nèi)的燃料的這段時間里，實際上己經(jīng)有一定量的燃料進入爐膛, 再加上閥門、擋板等的動作滯后時間和關閉不嚴，以及從閥門、擋板到爐膛之間還有一段管 道，都可能將燃料繼續(xù)送入爐膛而造成可燃物的積存。此外，控制邏輯的不合理設計、誤操 作、誤判斷都有可能導致爐膛的爆燃。燃料與空氣按一定比例混合時才能形成可燃混合物

32、，混合物中所含燃料濃度過大或過 小均不能被點燃，爆燃濃度范圉不僅與燃料的種類有關，而且與溫度有關。溫度高則可燃混 合物的濃度變化范圍擴大。如升爐點火期，可燃混合物濃度范圍較小，一定要有更適當?shù)臐?度比才能被點燃，或者要有更大的點火能源（即更高的溫度）才能被點燃。如果由于沒有足夠 的點火能量或濃度比不當，送人爐膛的燃料未能著火，或者使正在燃燒的火焰屮斷，則將有 過剩的燃料和空氣混合物進人爐膛，這種時問越長，爐膛內(nèi)積存的可燃混合物就越多。如送 人的為可燃混合物或經(jīng)擴散而達到可燃范圍，則突然點燃可能發(fā)生爆燃。三、爐膛爆燃數(shù)學模型分析p1：爆燃前爐膛介質(zhì)的壓力；p2：爆燃后爐膛介質(zhì)的壓力；爆燃前爐膛介

33、質(zhì)的絕對溫度。cv :定容過程中爐膛介質(zhì)的平均比熱；qr :可燃混合物(3-3)t1：單位容積發(fā)熱量；壯：可燃混合物單位容積；v：爆燃后爐膛介質(zhì)的總容積； 影響爆燃后壓力升高的主要因素是：（1）可燃混合物貯存容積同爐膛容積的比值ur/v（2）可燃混合物單位容積發(fā)熱量qr（3）爆燃前爐膛介質(zhì)的絕對溫度t1容積比值vr/v是一個相對值，只有當容積比較大時才會使爆燃壓力升高，大爐膛容積 屮積存少量的可燃混合物，即使爆燃也不會造成爆燃性破壞。單位容積的熱值qr越大，爆燃后的壓力升高越大，qr值的大小同燃料空氣的濃度比有 關，在理論空氣量時，qr值最高，而且這時的火焰?zhèn)鞑ニ俣纫沧羁?，當空氣量超過理論量時

34、, 熱值降低，空氣過多時混合物將成為不可燃的?；旌衔镥剂蠞舛冗^高則氧氣不足，但是以 后有外界空氣擴散進去，又將成為可燃混合物，在實際運行中如因火焰熄滅而切斷燃料，爐 膛和煙道中可能有未點燃的燃料積存，暫時因空氣不足是不可燃的，但是當空氣擴散進入后, 又可能引起爆燃。爐膛的絕對溫度越低，爆燃后壓力越大，這是因為容積和壓力一定時，絕對溫度越低, 介質(zhì)的質(zhì)量就越多，這時爆燃的破壞力將更為嚴重，爐膛介質(zhì)溫度高時，將有相反的結果， 當爐膛溫度超過可燃混和物的著火溫度時，混合物一進人爐膛立即點燃，也就不會有可燃混 合物的積存，礦物燃料的著火溫度大多不超過650°c ,理論上當爐膛溫度高于此值就

35、不會有 爆燃，但是由于燃燒器送人的混合物有一定流速，要求有更高些的溫度才能迅速點燃，一般 認為爐膛溫度超過750 oc時發(fā)生爐膛爆燃可能較小。四、誘發(fā)爐膛爆燃的主要原因從統(tǒng)計數(shù)據(jù)來看，導致爐膛爆燃的因素是綜合性的。它與鍋爐機組及其輔機的結構設計、 制造質(zhì)量、安裝和運行管理水平等，都有一定的關系。在實際運行中，通常有以下幾種情況 容易造成 爐膛的爆燃：1. 爐膛內(nèi)可燃混合物的積存從爐膛爆燃分析可知，如何防止爐膛內(nèi)可燃混合物的積存是防止爆燃的根本措施。當爐 膛滅火時，mft切斷燃料供給越迅速，進入爐膛的燃料量越少，鍋爐就越安全。如果爐膛滅 火后不能及時切斷全部燃料，可燃物的儲存容積就會隨時間增大。

36、同時，一部分可燃物被抽 到鍋爐尾部積存起來，在高溫爐膛屮溫度慢慢升高，氧化反應不斷加速進而造成爆燃。這種 爆燃的能量較大，易傷人或損壞鍋爐設備。實際上，從發(fā)現(xiàn)滅火到切斷燃料這段時間內(nèi)，已 有一定數(shù)量的燃料進人爐膛，再加上給煤機的滯后時間，閥門和擋板的滯后及關閉不嚴等因 素等都可能使送入爐膛的燃料量達到爆燃濃度。誤判斷、誤操作（如繼續(xù)投粉、投油）更會加 劇燃料和助燃空氣的積存。爐膛內(nèi)最容易發(fā)生可燃混合物積存的危險工況有以下幾種。 整個爐膛熄火而未能及時發(fā)現(xiàn)，造成燃料和空氣可燃混合物的積存。 在多個燃燒器正常運行時，一支或幾支燃燒器突然失去火焰而不能在爐內(nèi)被繼續(xù)點燃, 從而積聚可燃混合物。 燃料漏

37、入停用的爐膛。2. 爐膛滅火或燃燒惡化實踐證明，爐膛滅火是導致爐膛爆燃最常見的原因，鍋爐燃燒不穩(wěn)往往是爐膛滅火的預 兆。容易引起鍋爐燃燒不穩(wěn)，甚至發(fā)生爐膛滅火的工況如下。 鍋爐輔機發(fā)生故障，如引風機、送風機、磨煤機等突然停止運行。 水冷壁爆管，大量汽水噴出吹滅火焰。 水冷壁吹灰不及時造成大而積掉渣撲滅火焰。 發(fā)生fcb或rb時，自動處理不當。 燃料性質(zhì)突然改變，而未及時調(diào)整，導致變化后的新燃料不能適應原燃料配風，特別 是當燃料揮發(fā)分降低時這種影響因素更為突出。 由種種原因（如直吹系統(tǒng)中磨煤機、給煤機故障，原煤管、一次風管堵，原煤倉燒空等）造 成鍋爐斷煤。 爐內(nèi)嚴重結焦，破壞了爐內(nèi)正常的動力場，

38、使爐內(nèi)風粉混合不良。 鍋爐長時問低負荷運行或大量的冷風漏入爐膛，致使爐內(nèi)溫度水平很低，嚴重時就會造成 滅火。 鍋爐啟動過程中，投入第一臺磨煤機運行前未充分暖磨，或爐膛內(nèi)沒有足夠點燃煤粉的溫 度和點火能量。五、爐膛爆炸的危害發(fā)生爐膛爆炸時，爆炸壓力因燃料種類、可燃性混合物體積等的不同而不同，一般不 超過impa。對鍋殼鍋爐的金屬爐膛爐膽，這樣的爆炸壓力不會造成嚴重損害，但與爐膽相連的爐門、煙氣轉向室、煙箱等會被沖開和損壞，并傷害近旁人員。對水管鍋爐的砌筑 爐膛，爐膛爆炸可使爐墻塌垮或開裂，鍋爐水冷壁等受壓部件變形移位甚至破裂，圍繞爐膛 設置的構架、樓梯、平臺變形或損壞，并常造成人員傷亡。爐膛爆炸

39、對鍋爐（特別是水管鍋爐）的損害是大范圍的，有時是很嚴重的。不僅需要 強迫停爐，而且需要對鍋爐進行較大投入、較長時間的修理維護，造成巨大的經(jīng)濟損失。鍋 爐爐膛爆燃是造成鍋爐設備嚴重損壞的惡性事故，也是國電公司關于防止重大事故的二十五 項重點要求的反措內(nèi)容之一。造成爐膛爆燃的原因和現(xiàn)彖是多樣化的，運行操作人員必須 予以高度重視。六、爐膛爆燃的防止1.設置可靠的保護并嚴禁隨意解除（1）設置爐膛吹掃程序在任何情況下，鍋爐點火前，爐膛安全監(jiān)控系統(tǒng)（fsss）都必須執(zhí)行爐膛吹掃程序。吹掃時要 求吹掃風量大于額定總風量的30%,吹掃延續(xù)時間為5 min,以保證對爐膛進行35次全量 換氣，并以此吹掃風量作為點

40、火風量。因暖爐期間的燃料量一般不超過額定燃料量的10%, 這就使爐膛內(nèi)的空氣與燃料的比例偏高，即使送入的燃料未被點燃，也將被沖淡為不可燃的 混合物，從而可以避免爆燃。（2）設置鍋爐滅火保護火掃器檢測運行油槍無火焰后，跳掉相應的運行油槍；運行磨煤機層火焰故障后， 跳掉相應的運行磨煤機。全爐膛滅火邏輯判斷鍋爐滅火后，mft動作，立即切斷全部燃料供 應，即停止制粉系統(tǒng)，關閉磨煤機入口和出口閘板，關閉全部油槍的油閥，將引、送風量減 小至吹掃風量并控制好爐膛壓力。（3）設置爐膛壓力保護該保護能在鍋爐滅火保護失靈時，依據(jù)爐內(nèi)可靠的壓力信號及時切斷燃料供應。（4）嚴禁隨意解除保護爐膛壓力高低鍋爐跳閘保護和火

41、焰故障鍋爐跳閘保護在鍋爐啟動前應投入運行。 因設備缺陷需退出保護時，應經(jīng)總工程師批準并事先做好安全措施，運行人員必須做好事故 預想。鍋爐運行期間，嚴禁采用插火焰鑰匙的辦法模擬火焰掃描器的信號，嚴禁隨意退出火 焰探頭或連鎖裝置。運行中臨時解除保護進行維護后，應盡快恢復。2預防鍋爐滅火事故的發(fā)生，預防鍋爐滅火事故的發(fā)生是防止爐膛爆炸的重點。(1) 加強煤質(zhì)管理和化驗嚴格執(zhí)行混配煤規(guī)定，嚴格控制和化驗煤質(zhì)、煤粉細度、水分和揮發(fā)分，并將煤質(zhì)情況及 時通知主控值長，避免因調(diào)整不及時、燃燒不穩(wěn)定造成鍋爐滅火。(2) 保持鍋爐良好燃燒工況，防止爐膛結焦燃用設計煤種時煤粉細度r88控制在15%以下，燃用貧煤與

42、無煙煤的混合煤種時r88 控制在10%以下，r200均控制在0.3%以下。按規(guī)定保持磨煤機最佳出口溫度、風量和運行 組合方式，避免2臺磨煤機隔層組合運行。在燃煤揮發(fā)分小于10%或鍋爐燃燒不穩(wěn)時，值長應向中調(diào)說明情況，避免深度調(diào)峰, 必要時可向屮調(diào)申請漲負荷或投油助燃。燃用灰熔點較高的煤種并保持煤質(zhì)穩(wěn)定，調(diào)整好磨 煤機運行組合方式，組織好鍋爐配風燃燒，并加強鍋爐吹灰和看火孔的監(jiān)視。一旦發(fā)現(xiàn)結焦 應及時處理，影響鍋爐安全運行時應立即停爐。(3) 做好監(jiān)盤和操作工作鍋爐運行期間，運行人員除根據(jù)有關表計對燃燒工況進行監(jiān)視調(diào)整外，還應根據(jù)火 焰掃描器和火焰電視的指示，結合就地觀察，對燃燒情況進行綜合判斷

43、，仔細調(diào)整。尤其是 在鍋爐啟動、停運和低負荷運行以及煤種改變時，更應加強對運行工況參數(shù)變化的監(jiān)督，注 意燃燒和風煤比的調(diào)整。當鍋爐燃燒不穩(wěn)時應提前投油助燃，但對于已瀕臨滅火的鍋爐嚴禁 投油助燃和采用爆燃法復燃。鍋爐停止運行后，應及時關閉油槍手動門和點火槍可燃氣的手動門。鍋爐點火時要求用點火器點燃油槍，油槍點燃煤粉，禁止采用隔層或隔角引燃的辦 法進行油槍點火。投停磨煤機時必須按規(guī)定投油助燃。啟動磨煤機時必須進行充分暖磨，以免冷粉 進入爐膛使燃燒不穩(wěn)定或加劇燃燒惡化。啟動跳閘磨煤機必須按運行規(guī)程規(guī)定進行抽粉。當鍋爐需要在較低負荷下運行時，可停用部分磨煤機和燃燒器，使其它運行的磨煤 機和燃燒器在高于

44、最低穩(wěn)燃負荷下運行。根據(jù)煤質(zhì)的情況及時控制好煤粉細度和過磨風流量, 在磨制陽泉無煙煤等硬質(zhì)煤時過磨風流量不能過大，防止在漲負荷時，突然加大過磨風流量, 造成煤粉變粗，從而導致燃燒惡化。避免鍋爐在長期低負荷下運行，或在漲負荷時煤量加得過快而二次風量增加不及時, 導致煙道內(nèi)積存可燃物較多。尤其是在鍋爐啟動過程中，應根據(jù)鍋爐燃燒情況和機組啟動的 需要投入磨煤機和增加磨煤機出力，不要不管爐內(nèi)的燃燒情況而匆忙從下層往上層投磨。3、加強設備維護加強鍋爐mft保護和爐膛吹掃程序的維護。定期對油槍油閥、點火槍可燃氣閥、燃 油跳閘閥、可燃氣跳閘閥和磨煤機出入口閘板進行試驗，確保閘門動作正確，關閉嚴密。發(fā) 現(xiàn)泄漏

45、點應及時消除，并定期進行油槍的更換和吹掃工作。加強設備檢修管理，重點解決爐 膛漏風、一次風管不暢、送風不正常脈動、磨煤機堵煤、斷煤和熱控設備失靈等缺陷。第四章鍋爐爐膛溫度控制系統(tǒng)的設計4.1爐膛溫度控制的理論數(shù)學模型根據(jù)以上分析可知，爐膛溫度問題是比較復雜的。對爐膛溫度動態(tài)特性進行分段線性化, 則在每個較小的溫度區(qū)間，鍋爐爐膛的燃料流量一爐膛溫度系統(tǒng)的動態(tài)特性可近似地用一個 慣性環(huán)節(jié)和一個純滯后環(huán)節(jié)串聯(lián)的簡化模型來表征，即：k etsg ($)二一(4-1)7> + 1其屮k。為過程的增益，廠為過程的純滯后時間，to為過程的等效容積滯后時間。在鍋爐爐 膛的整個溫度范圍內(nèi)，對彖的增益、容積

46、滯后時間和純滯后時間都是爐膛溫度和負載的非線 性函數(shù)。ko隨鍋爐爐膛內(nèi)溫度升高而減小，to隨鍋爐爐膛內(nèi)的溫度升高而增大。機理建模 和計算機仿真分析以及實驗辨識等也證明了這一模型的可行性。4. 2爐膛溫度控制系統(tǒng)的工作原理鍋爐爐膛溫度的控制，我選用普通的pid控制，由pid作為基木的控制算法。在此次設計 中我采用串級回路控制方法。木系統(tǒng)具有兩個調(diào)節(jié)器和 兩個閉合回路，兩個調(diào)節(jié)器分別設置在主、副回路中，設在 主回路的調(diào)節(jié)器稱主調(diào)節(jié)器，設在副回路的調(diào)節(jié)器稱為副調(diào)節(jié)器。兩個調(diào)節(jié)器串聯(lián)連接， 主調(diào)節(jié)器的輸出作為副回路的給定量，副調(diào)節(jié)器的輸出去控制執(zhí)行元件串級調(diào)節(jié)系統(tǒng)多用于燃料源受頻繁擾動的鍋爐爐膛，該系

47、統(tǒng)由主回路和副回路組成，主 回路根據(jù)實際值與給定值的偏差由pid調(diào)節(jié)規(guī)律對燃料流量進行調(diào)節(jié)，副回路根據(jù)燃料流量 實際值與主回路溫度調(diào)節(jié)器輸出的燃料流量的偏差對流量進行調(diào)節(jié)，以避免擾動對燃料流量 的影響。在系統(tǒng)穩(wěn)定狀態(tài)時，溫度pid的輸出以a1送到煤粉流量調(diào)節(jié)回路pid作為設定值，以 b1送到空氣流量調(diào)節(jié)回路pid作為設定值。在負荷劇增(溫測溫給)時，溫度pid的輸出劇增對于空氣流量調(diào)節(jié)回路，隨著b1開始增 加時,bkb2,低選器選中b1,空氣流量增加，當b1正跳變到b1>b2時，低選器選中b2, b1被中 斷，同時b3<b2,高選器選b2, b2作為該回路pid的設定值,使空氣流量

48、隨著煤粉流量的增加而 增加，交叉限制作用開始，當b2增加到b2>b1時,低選器乂選中bl, b1又作為該回路pid設定 值，交叉限制作用結束，系統(tǒng)穩(wěn)定。對于煤粉流量調(diào)節(jié)回路,隨著煤粉流量的增加，高選器選a1, 而低選器中，開始時選a1作為該回路pid的設定值，煤粉流量增加,a1>a2時，低選氣選a2, al被中斷，煤粉流量隨著空氣流量增加而增加，交叉限制作用開始，當a2增加到a2>a1時，低選 器又選a1,此時a1>a3,使交叉限制作用結束，系統(tǒng)恢復穩(wěn)定。負荷劇減時相反。可見負荷增加過程中，先開空氣后開煤粉，煤粉和空氣交替逐漸增加，從而保證充分燃 燒，不產(chǎn)生黑煙。負荷減

49、少時，先關煤粉后關空氣，空氣和煤粉交替逐漸減少，保證合理燃 燒,不會空氣過剩，帶走熱量。主調(diào)節(jié)器一次擾調(diào)節(jié)側副調(diào)節(jié)器二次擾動f爐腔淋度圧力變送器圖4.1鍋爐爐膛溫度控制系統(tǒng)框圖4. 3爐膛溫度控制方法的選擇以鍋爐爐膛溫度為主被控量、燃料和空氣并列為副被控變量的串級控制系統(tǒng)。其中，兩 個并列的副環(huán)具有邏輯比值功能。使該控制系統(tǒng)在穩(wěn)定工作的情況下保證空氣和燃料的最佳 比值，也能在動態(tài)過程屮盡量維持空氣、燃料在最佳比值附近。4. 4控制系統(tǒng)單元元件的選擇4. 4.1溫度檢測變送器的選擇熱電偶溫度變送器與各種測溫熱電偶配合使用，可將溫度信號線性地轉換成為4 20madc電流信號或15vdc電壓信號輸出

50、，它是由量程單元和放大單元兩部分組成的。熱電偶溫度變送器的主要特點是采用非線性負反饋回路來實現(xiàn)線性變化。表4.1不同類型的溫度變送器對比類另u材質(zhì)分度號測量范圉熱 電 偶銀路-康銅e0-1000 °c范圍內(nèi)任選線餅-鎳硅k0-1300 °c范圍內(nèi)任選鉗錯10-鉗s0-1600°c范圍內(nèi)任選鉗銬30-釦鏈6b0-1800°c范圍內(nèi)任選銅-康銅t0-400°c范圍內(nèi)任選鐵-康銅j0-1200°c范圍內(nèi)任選熱電阻銅熱電阻cu50-50-+150°c范圍內(nèi)任選銅熱電阻cui 00-50-+15 °c范圍內(nèi)任選鉗熱電阻pt

51、100-200-+600°c范圉內(nèi)任選由表4.1可以看出，由于鍋爐爐膛內(nèi)的溫度較高，而熱電阻溫度變送器的測量范圍較小, 所以在這里我選用熱電偶溫度變送器，熱電偶溫度變送器與各種測溫熱電偶配合使用，可將 溫度信號線性地轉換成為420madc電流信號或15vdc電壓信號輸出，它是由量程單元 和放大單元兩部分組成的。熱電偶溫度變送器的主要特點是采用非線性負反饋回路來實現(xiàn)線 性變化。在同樣的都滿足測量要求的條件下，考慮到經(jīng)濟性的原則，我選用的是dbw-1150型 熱電偶溫度變送器。dbw-1150型熱電偶溫度變送器是ddz-iii系列儀表的主要品種。本溫度變送器用熱電偶 作為測溫元件，將被測

52、溫度線性地轉換成標準信號1-5vdc或4-20niadc輸出，供給指示、記 錄、凋節(jié)器、計算機等自動化監(jiān)控系統(tǒng)。技術參數(shù)：輸入：標準熱電偶輸出：輸出電流：420madc輸出電壓：15vdc輸出電阻：250 q允許負載變化范圍：100q量程：0-1600°c冷端補償誤差：w1°c溫度漂移：w0. ix基本誤差/1°c絕緣電阻：電源、輸入與輸出端子間w1 oom q絕緣強度：電源/輸入/輸山端子間1500vac/分鐘工作條件：環(huán)境溫度：（t50°c相對濕度：w90% (rid電源電壓：24vdc±5%功耗:<2w防爆等級：(ib)iict6重

53、量：<2kg4. 4. 2流量檢測變送器的選擇本次流量變送的對象是煤粉和空氣，所以在選擇流量變送裝置的時候，必須能夠既測量 煤粉固體顆粒，又能測量氣體的流量。由于爐膛內(nèi)的是熱空氣，所以述要求變送裝置能夠在 一定的高溫下工作，所以根據(jù)具體情況，我們可以選用lugb型渦街流量計。lugb型渦街流量計根據(jù)卡門渦街原理測量氣體、蒸汽或液體的體積流量、標況的體積流 量或質(zhì)量流量的體積流量計。廣泛用于各種行業(yè)氣體、液體、蒸汽流量的計量，也可測量含 有微小顆料、雜質(zhì)的混濁液體，并可作為流量變送器用于自動化控制系統(tǒng)中。lugb型渦街流量傳感器防爆型，符合gb3836-2000爆炸性環(huán)境用防爆電氣設備規(guī)定

54、, 防爆標志為“exiaiict6”，在本次設計中，選用lugb型渦街流量傳感器其精度等級完全可以 滿足火電廠鍋爐溫度控制系統(tǒng)的精度要求。產(chǎn)品特點：結構簡單而牢固，無可動部件，可靠性高，長期運行十分可靠。安裝簡單，維護十分方便。檢測傳感器不直接接觸被測介質(zhì)，性能穩(wěn)定，壽命長。輸出是與流量成止比的脈沖信號，無零點漂移，精度高。測量范圍寬，量程比可達1:10o壓力損失較小，運行費用低，更具節(jié)能意義。在一定的雷諾數(shù)范圍內(nèi)，輸出信號頻率不受流體物理性質(zhì)和組分變化的影響，儀表系數(shù) 僅與旋渦發(fā)生體的形狀和尺寸有關，測量流體體積流量時無需補償，調(diào)換配件后一般無需重 新標定儀表系數(shù)。應用范圍廣，蒸汽、氣體、液

55、體的流量均可測量技術參數(shù)：公稱通經(jīng)（mm）： 15, 20, 25, 40, 50, 65, 80, 100, 125, 150, 200, 250, 300儀表材質(zhì)：lcn8ni9ti公稱壓力（mpa）： pn1.6mpa； pn2.5mpa； pn4.0mpa被測介質(zhì)溫度（°c）： 一40+250°c； 一40+ 350°c環(huán)境條件：溫度一10+ 55°c,相對濕度5%90%,大氣壓力86106kpa精度等級：測量液體：示值的±0.5測量氣體或蒸汽：示值的±1.0、±1.5量程比：1： 10； 1： 15阻力損失系數(shù)：c

56、d<2.6輸出信號：傳感器：脈沖頻率信號03000hz低電平w1v高電平n6v變送器：兩線制420madc電流信號供電電源：傳感器：+12vdc、+24vdc （可選）變送器：+24vdc現(xiàn)場顯示型：儀表自帶3.2v鋰電池信號傳輸線：stvpv3x0.3 （三線制），2x0.3 （二線制）傳輸距離：<500m信號線接口：內(nèi)螺紋m20x1.5防爆等級：exdiibt6防護等級：ip65允許振動加速度:l.og4.4.3主、副調(diào)節(jié)器正反作用的選擇1.副調(diào)節(jié)器的止、反作用確定：根據(jù)生產(chǎn)工藝安全的原則，調(diào)節(jié)閥采用氣開式，故kv為正；當調(diào)節(jié)閥開度增大，空燃比 增大，故ko2為止，流量變送器的kni2通常為止，為了使整個系統(tǒng)中各環(huán)節(jié)靜態(tài)放大系數(shù)的 乘積為止，故副控制器的kc為止，選用反作用控制器。2主調(diào)節(jié)器的正、反作用確定：副回路的放大倍數(shù)可視為止，因溫度變送器一般為止，當調(diào)節(jié)閥開度增大，溫度升高， 故，koi為止，故主控制器的kc為止，選用反作用控制器。4.4.4主、副回路調(diào)節(jié)器調(diào)節(jié)規(guī)律的選擇主調(diào)：定制控制；副調(diào)：隨動控制主被控參數(shù)溫度是工藝操作的主要指標，允許波動的范圍很小，一般要求無靜差，因此