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淺議工業(yè)蒸汽鍋爐熱工燃燒自動控制
（作者未知） 2010/6/21
論文關(guān)鍵詞：蒸汽鍋爐：熱工燃燒；自動控制
論文摘要：工業(yè)鍋爐生產(chǎn)是一個復(fù)雜的控制調(diào)節(jié)過程，是多輸入多輸出、多回路、非線性的相互關(guān)聯(lián)的對象，目前控制理論尚難以妥善解決對其的控制問題，其數(shù)學(xué)模型仍是半經(jīng)驗(yàn)性的，本文就熱工燃燒自動控制進(jìn)行一些論述。
1熱工調(diào)節(jié)
鍋爐熱工系統(tǒng)由給水系統(tǒng)、蒸汽系統(tǒng)、煙氣系統(tǒng)、風(fēng)系統(tǒng)等部分組成。工業(yè)鍋爐熱工燃燒控制系統(tǒng)實(shí)質(zhì)是針對這幾個系統(tǒng)的運(yùn)行過程進(jìn)行自動控制，其主要控制回路：鍋爐汽包水位自動控制和鍋爐燃燒自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)兩部分。
1.1 鍋爐汽包水位自動調(diào)節(jié)
鍋爐汽包水是正常運(yùn)行主要指標(biāo)之一，汽包水位是一個十分重要的調(diào)節(jié)參數(shù)。由于汽包水位在鍋爐運(yùn)行中占居首要地位，所以鍋爐自動化都是從給水自動調(diào)節(jié)開始的。
大于4t/h的鍋爐，必須裝設(shè)給水自動調(diào)節(jié)裝置。給水自動調(diào)節(jié)的任務(wù)，是使給水量跟蹤鍋爐蒸發(fā)量并維持汽包中的水位在工藝允許的范圍內(nèi)。鍋爐汽包水位的自動調(diào)節(jié)，是根據(jù)汽包水位的動態(tài)特性來設(shè)計的。引起水位變化的因素很多，但主要是給水量和蒸發(fā)量的階躍變化，調(diào)節(jié)器就是依據(jù)水位信號、蒸汽流量和給水流量的偏差信號進(jìn)行調(diào)節(jié)的。為保證鍋爐運(yùn)行安全，給水自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)應(yīng)選用可靠性較高的儀表和自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)。
20t/h以上的蒸汽鍋爐，一般采用三沖量鍋爐汽包給水自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)。三沖量鍋爐汽包給水自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)是以汽包水位為主調(diào)節(jié)信號，蒸汽流量為調(diào)節(jié)器的前饋信號，給水流量為調(diào)節(jié)器的反饋信號組成阿調(diào)節(jié)系統(tǒng)。由于采用蒸汽流量信號對給水流量進(jìn)行前饋調(diào)節(jié)，克服外擾影響，用給水流量信號作為反饋信號，克服內(nèi)擾影響，使給水調(diào)節(jié)質(zhì)量波動幅度得到大大提高。
裝有三沖量給水自動調(diào)節(jié)裝置的鍋爐在運(yùn)行時，由于引進(jìn)了蒸汽流量和給水流量的調(diào)節(jié)信號，調(diào)節(jié)系統(tǒng)動作及時，抗干擾能力強(qiáng)，當(dāng)蒸汽負(fù)荷突然發(fā)生變化，蒸汽流量信號使給水調(diào)節(jié)閥一開始就向正確方向動作，即如蒸汽流量增加，給水調(diào)節(jié)閥開大。抵銷了由于虛假水位引起的反向動作，減少了給水流量的波動幅度，如果給水流量減少，則調(diào)節(jié)器立即根據(jù)給水流量減少的信號開大給水閥門，使給水流量維持不變。
1.2 鍋爐燃燒的自動調(diào)節(jié)
容量較大的鍋爐，根據(jù)節(jié)能和自動化水平的需要以及維護(hù)水平和投資允許時，可設(shè)置鍋爐燃燒自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)。
鍋爐燃燒系統(tǒng)自動調(diào)節(jié)的基本任務(wù)，是使燃料燃燒所產(chǎn)生的熱量，適應(yīng)蒸汽負(fù)荷的需要，同時還要保證經(jīng)濟(jì)燃燒和鍋爐的安全運(yùn)行。調(diào)節(jié)的內(nèi)容有三個，即維持蒸汽母管壓力不變；保持鍋爐燃燒的經(jīng)濟(jì)性；維持爐膛負(fù)壓在一定范圍內(nèi)。這三項(xiàng)調(diào)節(jié)任務(wù)是相互關(guān)聯(lián)的，它們可以通過調(diào)節(jié)燃料量、送風(fēng)量和引風(fēng)量來完成。對于燃燒過程自動調(diào)節(jié)在負(fù)荷穩(wěn)定時，應(yīng)使燃燒量、送風(fēng)量和引風(fēng)量各自保持不變，及時地補(bǔ)償系統(tǒng)內(nèi)的內(nèi)部擾動，這些內(nèi)部的擾動包括燃料的質(zhì)量變化，以及由于電網(wǎng)頻率變化引起燃料量、送風(fēng)量、引風(fēng)量的變化等。在負(fù)荷變化的外擾作用時，則應(yīng)使燃料量、送風(fēng)量和引風(fēng)量成比例的改變，既要適應(yīng)負(fù)荷要求，又要使三個被調(diào)量：蒸汽壓力、爐壁負(fù)壓和燃燒經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)保持在允許的范圍內(nèi)。
2 微型計算機(jī)在鍋爐熱工燃燒自動控制上的應(yīng)用
2.1 鍋爐微機(jī)自動調(diào)節(jié)
2.1.1 汽包水位的自動調(diào)節(jié)
工業(yè)鍋爐汽包水位使正常運(yùn)行的重要環(huán)節(jié)，水位過高會影響汽包的汽水分離，產(chǎn)生蒸汽帶液現(xiàn)象，水位過低又會影響鍋爐的汽水自然循環(huán)，如不及時調(diào)節(jié)就會使汽包水全部氣化，可能導(dǎo)致鍋爐燒壞和發(fā)生爆炸事故。鍋爐汽包水位不僅受給水量（進(jìn)量）和蒸發(fā)量（出量）之間平衡關(guān)系的影響，同時還受到汽水循環(huán)管路，汽水容積變化影響，還有燃料量的變化，汽包壓力的變化，給水、蒸汽量的擾動等諸多因素對水位均會產(chǎn)生影響。在手動狀態(tài)下除采用DDZ－Ⅲ型儀表進(jìn)行三沖量水位自動調(diào)節(jié)外，還在微機(jī)自控系統(tǒng)中采用三沖量汽包水位微機(jī)自動調(diào)節(jié)方式。三沖量微機(jī)調(diào)節(jié)系統(tǒng)的設(shè)計思想就是分析了影響水位調(diào)節(jié)對象動態(tài)特征的基礎(chǔ)上，根據(jù)汽包水位這一調(diào)節(jié)對象有一定的延遲和慣性特點(diǎn)，即在蒸汽流量、給水量發(fā)生階段變化時，調(diào)節(jié)對象不可能立即跟著做相反方向的變化，尤其在蒸汽流量發(fā)生階段變化時，汽水容積跟著做相反方向的變化，造成“虛假水位”現(xiàn)象。
另一方面分析了采用DDZ－Ⅲ型儀表所組成的調(diào)節(jié)系統(tǒng)對出現(xiàn)的“虛假水位”所采取的措施達(dá)不到滿意的效果，而采用微機(jī)利用其運(yùn)算功能特長，以PID調(diào)節(jié)規(guī)律為其控制方法基礎(chǔ)，再加上對“虛假水位”的判斷程序，選擇適當(dāng)?shù)难訒r環(huán)節(jié)，進(jìn)行壓力補(bǔ)償、壓差補(bǔ)償運(yùn)算，就能解決好水位調(diào)節(jié)這一關(guān)鍵任務(wù)。
2.１.２鍋爐燃燒系統(tǒng)的自動調(diào)節(jié)
鍋爐燃燒系統(tǒng)主要有汽包壓力、蒸汽流量、鼓風(fēng)量、給（未完，下一頁）
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