燃?xì)廨啓C(jī)控制的方式與實現(xiàn)

燃?xì)廨啓C(jī)控制的方式與實現(xiàn)摘要：隨著世界經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展,能源問題已經(jīng)成為全球人類面臨的一個極其重要的話題。從可持續(xù)利用資源、節(jié)能減排到保護(hù)環(huán)境,我國在20世紀(jì)90年代開始大力建設(shè)清潔型和節(jié)約型社會。目前國內(nèi)外對燃?xì)廨啓C(jī)控制系統(tǒng)研究有很多方面:首先是控制策略上;其次是從技術(shù)角度來考慮;最后就是用計算機(jī)代替?zhèn)鹘y(tǒng)儀表實現(xiàn)信息處理功能，提高可靠性以及實時性等性能指標(biāo)的研究和應(yīng)用。關(guān)鍵詞：燃?xì)廨啓C(jī)；控制系統(tǒng)；方式；實現(xiàn)本文主要研究了燃?xì)廨啓C(jī)控制的技術(shù)。它是一種將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能實現(xiàn)能量轉(zhuǎn)換和傳輸以及協(xié)調(diào)工作，并具有安全、可靠等優(yōu)點的機(jī)電設(shè)備，燃?xì)廨啓C(jī)控制技術(shù)在當(dāng)今社會中起到了非常重要的作用。研究如何有效地提高效率并且降低成本，同時也能夠在一定范圍內(nèi)調(diào)節(jié)負(fù)荷量以滿足不同用戶對性能要求及供電質(zhì)量上有很大幫助是有極大意義的。一、燃?xì)廨啓C(jī)控制方式的發(fā)展1.1燃?xì)廨啓C(jī)的控制方式的時代發(fā)展階段燃?xì)廨啓C(jī)控制方式的發(fā)展主要分為三個階段:第一階段是在上世紀(jì)七十年代,由于技術(shù)的限制，對其進(jìn)行了改進(jìn)，并開始使用電液伺服閥來實現(xiàn)。該方法能夠有效地減少工作過程中可能出現(xiàn)的問題和故障。但是因為它具有一定程度上存在著慣性大、難以避免產(chǎn)生共振現(xiàn)象等缺點;第二階段則采用的是閉式控制模式來完成燃?xì)廨啓C(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計任務(wù);第三階段則是在八十年代中期以后逐步擴(kuò)大到智能化階段，通過對其進(jìn)行研究與改進(jìn)后逐漸發(fā)展成為了PID控制器技術(shù)。1.2燃?xì)廨啓C(jī)的研究背景和發(fā)展趨勢在過去的幾十年中，中國對能源需求量不斷增加,但由于技術(shù)水平落后、管理經(jīng)驗欠缺等原因使得我國生產(chǎn)和應(yīng)用的石油天然氣資源非常少。因此開發(fā)新產(chǎn)品來滿足日益增長、越來越多市場化要求是一個十分重要而艱巨任務(wù)。同時也要解決目前國內(nèi)所面臨得問題以及國外先進(jìn)設(shè)備價格昂貴這一嚴(yán)峻現(xiàn)象;另一方面就是提高國產(chǎn)燃?xì)廨啓C(jī)的可靠性與耐久性,以保證其在使用過程中安全可靠地運(yùn)行。2.1燃?xì)廨啓C(jī)控制系統(tǒng)的主要功能1.控制燃料燃燒，使其在額定功率下運(yùn)行。2.對空氣預(yù)熱，防止壓縮機(jī)過熱和過載。3.通過調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速來改變?nèi)~片負(fù)荷量從而改善供氣門開度;4.調(diào)整進(jìn)汽壓力以適應(yīng)不同工況時保持正常工作狀態(tài)并保證機(jī)組安全可靠地啟動與調(diào)速、穩(wěn)態(tài)等性能要求;5.根據(jù)輸出的電壓變化控制油壓和溫度，使燃料燃燒完全或部分熄火后再燃。2.2燃?xì)廨啓C(jī)控制系統(tǒng)的運(yùn)行過程燃?xì)廨啓C(jī)控制系統(tǒng)是一個比較復(fù)雜的系統(tǒng)，它需要有一套完整的控制程序,對整個機(jī)組進(jìn)行合理有效地運(yùn)行。首先要建立在正常工作狀態(tài)下。因為燃料氣化過程中所產(chǎn)生出來的是高溫高壓氣體和低溫低壓廢氣等混合后形成了壓力差、溫度差以及流量比較大大時，我們可以通過調(diào)節(jié)閥門來實現(xiàn)控制燃?xì)廨啓C(jī)轉(zhuǎn)速及功率輸出量大小的目的;其次是根據(jù)機(jī)組實際情況選擇合適型號的管徑進(jìn)行設(shè)計并安裝好相應(yīng)裝置以滿足不同工況運(yùn)行需求。燃?xì)廨啓C(jī)的控制系統(tǒng)是由計算機(jī)系統(tǒng)和發(fā)動機(jī)、發(fā)電機(jī)等組成。其中，控制部分包括了對機(jī)組運(yùn)行工況進(jìn)行實時監(jiān)控,并通過數(shù)據(jù)采集器來實現(xiàn)自動處理，同時也可以利用PLC來完成邏輯功能轉(zhuǎn)換;而調(diào)速機(jī)構(gòu)則主要負(fù)責(zé)調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速與流量以及其他相關(guān)裝置的工作狀態(tài)。在整個燃?xì)忮仩t中最重要的是燃料燃燒過程的溫度控制系統(tǒng)設(shè)計和優(yōu)化系統(tǒng)性能是其核心內(nèi)容之一。它能夠使發(fā)動機(jī)在不同條件下正常運(yùn)行并且具有良好穩(wěn)定、高效性等優(yōu)點2.3燃?xì)廨啓C(jī)控制系統(tǒng)的控制因素(1)機(jī)組運(yùn)行過程中，燃料質(zhì)量、溫度和壓力等都會影響到燃?xì)馄啺l(fā)電機(jī)組的控制。在實際操作中需要對這些參數(shù)進(jìn)行測量。同時還要考慮燃料品質(zhì)與環(huán)境條件之間存在一定程度上得差別；(2)由于發(fā)動機(jī)工作時燃燒效率受環(huán)境影響較大，所以必須采取措施降低熱負(fù)荷波動范圍以及提高發(fā)電機(jī)輸出功率以減小其變化幅度；(3)為了保證機(jī)組運(yùn)行穩(wěn)定、經(jīng)濟(jì)可靠和安全環(huán)保等要求,需要對燃料的品質(zhì)控制進(jìn)行優(yōu)化。2.4燃?xì)廨啓C(jī)控制系統(tǒng)特點(1)結(jié)構(gòu)復(fù)雜,系統(tǒng)多。燃?xì)廨啓C(jī)控制系統(tǒng)的主要功能是通過對現(xiàn)場情況進(jìn)行分析并做出決策。(2)可靠性要求高。采用先進(jìn)、成熟的控制方式和控制方法來設(shè)計控制器時應(yīng)考慮以下幾個方面:現(xiàn)場實際運(yùn)行中所產(chǎn)生誤差;機(jī)械故障或操作不當(dāng)會導(dǎo)致設(shè)備不能正常工作而造成事故;對環(huán)境條件要求較低等,因此必須滿足以上三個性能指標(biāo)才能保證燃?xì)廨啓C(jī)控制系統(tǒng)能夠安全可靠地運(yùn)轉(zhuǎn)。三、燃?xì)廨啓C(jī)控制系統(tǒng)的實現(xiàn)3.1燃?xì)廨啓C(jī)控制系統(tǒng)的需求分析熱器是燃?xì)廨啓C(jī)的重要組成部分,它對鍋爐和汽輪系統(tǒng)都有很大影響，因此，提高換熱效率顯得尤為迫切。本文主要研究了目前國內(nèi)外天然氣工業(yè)在應(yīng)用上存在的問題及發(fā)展趨勢。首先介紹了當(dāng)前國內(nèi)燃?xì)廨啓C(jī)技術(shù)現(xiàn)狀;然后分析我國現(xiàn)階段天然氣機(jī)組存在缺點和不足之處并提出相應(yīng)解決對策:一是加強(qiáng)換氣品質(zhì)控制與管理;二是優(yōu)化結(jié)構(gòu)設(shè)計以減少設(shè)備投資、降低能耗、延長使用壽命,三是提高系統(tǒng)可靠性，四是提升換熱器效率。3.2燃?xì)廨啓C(jī)整體架構(gòu)燃?xì)廨啓C(jī)整流電路的主要功能是將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為熱能，因此在整個系統(tǒng)中，主電路和輔助電路都是重要組成部分。其中整流、濾波電感與控制電容等元器件對整個機(jī)組至關(guān)重要。整流管:該部分由變壓器組以及發(fā)電機(jī)組成;輔助電源模塊包括了：蓄電池組(或直流母線)、調(diào)壓器(或直流母線)；輸出電壓的主要功能是調(diào)節(jié)功率因數(shù)并為整流電路提供穩(wěn)定可靠地直流電源，同時還可以通過控制逆變器來實現(xiàn)。3.3燃?xì)廨啓C(jī)的控制電路控制電路是用來控制功率開關(guān)的通斷、調(diào)節(jié)電流。在燃?xì)廨啓C(jī)中常用到比如，可以用PLC進(jìn)行邏輯運(yùn)算。當(dāng)系統(tǒng)運(yùn)行時需要對其輸入信號和輸出信號進(jìn)行比較處理后才能使系統(tǒng)進(jìn)入工作狀態(tài)；而如果輸入的是模擬量或者數(shù)字量就會直接影響到程序執(zhí)行速度以及操作人員的判斷;所以為了避免出現(xiàn)錯誤控制過程可能導(dǎo)致的誤動作等問題發(fā)生。在這里采用了單片機(jī)來代替?zhèn)鹘y(tǒng)繼電器，實現(xiàn)邏輯運(yùn)算功能，從而提高整個控制系統(tǒng)運(yùn)行效率。在燃?xì)廨啓C(jī)控制系統(tǒng)中，控制電路是非常重要的組成部分。它可以讓整個系統(tǒng)正常運(yùn)行。(1)PLC輸出邏輯單元:主要用于對輸入、電壓和電流信號進(jìn)行檢測并轉(zhuǎn)換成PWM波形，然后將其發(fā)送到下一級的處理器上;(2)功率放大器:通過功率反饋調(diào)節(jié)裝置把輸入到控制器和輸出之間所需要達(dá)到控制量相對應(yīng)的電平變化,以實現(xiàn)整個系統(tǒng)在正常工作時能夠產(chǎn)生足夠大容量。3.4燃?xì)廨啓C(jī)控制系統(tǒng)的測試要點為了測試出系統(tǒng)的性能和穩(wěn)定性，必須在硬件、軟件上進(jìn)行全面檢測。通過對壓力傳感器輸出信號與控制電路輸入電壓比較,來判斷是否能夠正常工作。壓差測量:壓差是指將從被測部件到儀表盤前后的連續(xù)時間內(nèi)所測得氣瓶中氣體含量數(shù)占總體積之比；流量測定:流量計和溫度儀在測量過程當(dāng)中都會受到外界環(huán)境因素干擾而產(chǎn)生誤差所以必須對其進(jìn)行嚴(yán)格控制。3.5燃?xì)廨啓C(jī)控制系統(tǒng)的應(yīng)用領(lǐng)域燃?xì)廨啓C(jī)控制系統(tǒng)的應(yīng)用領(lǐng)域主要包括了機(jī)械、電子技術(shù)和工程方面。本文在分析現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢后，針對燃?xì)廨啓C(jī)控制系統(tǒng)中存在的問題與不足之處進(jìn)行了探討研究。提供一個可以使燃?xì)廨啓C(jī)控制系統(tǒng)達(dá)到最優(yōu)狀態(tài)、最佳性能參數(shù)以及優(yōu)化運(yùn)行效果的思路。四、結(jié)束語我國在燃?xì)廨啓C(jī)控制系統(tǒng)方面已經(jīng)有很多技術(shù)上和國際先進(jìn)水平相比較差距。雖然近些年國內(nèi)對于天然氣工業(yè)也加大了投資力度并引進(jìn)國外一些先進(jìn)設(shè)備。但是這些設(shè)備仍然存在不足之處:首先就是國產(chǎn)化率較低;其次是配套的系統(tǒng)不完善;還有一個很大問題在于進(jìn)口產(chǎn)品過多導(dǎo)致成本增加以及價格昂貴。因此需要加大對燃?xì)廨啓C(jī)控制系統(tǒng)的研究力度。參考文獻(xiàn)：通用電氣公司.用于燃?xì)廨啓C(jī)控制的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