鍋爐自動供料裝置

❶ 鍋爐中的自動定壓補水裝置是什麼

作用：採暖系統的補水（根據樓層高度+餘量 設置壓力）用來保證系統部缺水，部超壓
目前大多數採用變頻動靜壓補水設備（動壓:循環泵開啟時的壓力、靜壓：補水最高點壓力）設備具有與循環泵聯動、超壓泄水。

❷ 鍋爐的主要輔助設備有哪些

1、一般鍋爐的主要輔助設備有：上煤機、出灰機、鼓風機、引風機、省煤器、給水泵、水處理專器。屬油鍋爐有：給油泵、燃燒器、貯油箱等。

2、鍋爐是一種能量轉換設備，向鍋爐輸入的能量有燃料中的化學能、電能，鍋爐輸出具有一定熱能的蒸汽、高溫水或有機熱載體。鍋的原義指在火上加熱的盛水容器，爐指燃燒燃料的場所，鍋爐包括鍋和爐兩大部分。鍋爐中產生的熱水或蒸汽可直接為工業生產和人民生活提供所需熱能，也可通過蒸汽動力裝置轉換為機械能，或再通過發電機將機械能轉換為電能。提供熱水的鍋爐稱為熱水鍋爐，主要用於生活，工業生產中也有少量應用。產生蒸汽的鍋爐稱為蒸汽鍋爐，常簡稱為鍋爐，多用於火電站、船舶、機車和工礦企業。

❸ 鍋爐返料器的工作原理

返料器也稱回料器（或回料閥），國產的一般採用非機械式的回料器。它其實就是一個鼓泡流內化床容（或移動床），依靠從回料器底部布風板出來的流化空氣將分離器收集的物料流化後送入爐膛；具有簡單、可靠、自平衡的特點。
返料器是將鍋爐分離器分離下來的高溫固體物料穩定的送回壓力較高的燃燒室內，並且保證氣體反竄進入分離器的量為最小。分類有：機械閥和非機械閥兩種。
鍋爐是一種能量轉換設備，向鍋爐輸入的能量有燃料中的化學能、電能，鍋爐輸出具有一定熱能的蒸汽、高溫水或有機熱載體。鍋的原義指在火上加熱的盛水容器，爐指燃燒燃料的場所，鍋爐包括鍋和爐兩大部分。鍋爐中產生的熱水或蒸汽可直接為工業生產和人民生活提供所需熱能，也可通過蒸汽動力裝置轉換為機械能，或再通過發電機將機械能轉換為電能。提供熱水的鍋爐稱為熱水鍋爐，主要用於生活，工業生產中也有少量應用。產生蒸汽的鍋爐稱為蒸汽鍋爐，常簡稱為鍋爐，多用於火電站、船舶、機車和工礦企業。

❹ 回料器由哪幾部分組成，作用分別是什麼

回料器是CFB鍋爐主循環迴路的重要組成部件。它和分離器下的立管一起有以下三個方面的作用：(1)將循環物料從壓力較低的區域(分離器)送到壓力較高的區域(爐膛)；(2)起密封作用，保證立管、回料器中的氣固兩相流向爐膛方向流動，防止爐膛煙氣短路進入分離器，破壞物料循環；(3)在有外置換熱器時調節物料循環量，適應鍋爐負荷的變化需要。回料器的種類現代大型CFB鍋爐中一般都採用非機械型回料器，非機械型回料器分為閥型和自動調整型兩大類。閥型回料器的物料靠重力以非流態化狀態沿立管下流，如送入松動風，則以移動床型式流入閥型回料器，如L型閥，然後送入爐膛燃燒。自動調節型回料器，靠流化空氣自動將物料送入爐膛。 回送裝置包括料腿和回料閥。料腿的結構尺寸取決於循環迴路的壓力分布。回料閥是回送裝置的主要部分，其性能決定了物料的穩定回送、防止氣體反竄效果。循環流化床鍋爐中一般採用密相輸送閥，比較成熟的回料閥有V型閥、U型閥、L型閥、H型閥、N型閥、密封輸送閥、流動密封閥等。人們對V型閥進行了詳細的研究，該閥的最大特點是可以應用在較大壓力差條件下。U型閥的結構類似於V型閥。H型閥含有兩種流態。流動密封閥由下行立管移動床和上行鼓泡床構成，密封輸送閥與此機理相同。N型閥的中間立管的流化狀況是啟停開關，物料的回送量與其供風量有關。L型閥作為典型的可控回料閥為人們高度重視，冷態實驗的良好線性 和重復性鼓勵人們在循環流化床鍋爐應用，但工業熱態裝置上發現松動風量與輸送能力的關系並非一一映射，出現輸送的穩定性和氣體反竄問題，破壞了物料循環系統的可靠性。J型閥是由V型閥演化而來，並進行工程簡化，其良好的輸送能力和簡潔的整體結構比較適合循環流化床鍋爐的布置。

❺ CFB鍋爐自動控制

CFB鍋爐的結構及運行方式具有自身的特殊性，其控制系統需要針對相應特點進行設計。下面分別對各控制子系統予以描述。

1 .主蒸汽壓力控制

採用DEB直接能量平衡策略。控制煤粉量來保證母管蒸汽壓力恆定。燃料及風量之間設有交叉限制，以保證增負荷時先加風後加煤，減負荷時先減煤後減風。對於變頻控制的給粉機進行高低速的限制。控制系統輸出一前饋信號至送風控制系統，使送風量能及時跟上煤量的變化，以保持適當的風煤配比。

此控制系統通過改變鍋爐燃燒平衡維持機前壓力恆定，當汽機負荷改變時，風量和煤量的調節協調動作，以使鍋爐快速響應這一負荷變化，同時也部分補償了負荷變化時鍋爐熱量的改變。

2 .床溫控制

床溫是CFB鍋爐運行狀態的重要表徵參數，也是較難控制的參數之一。這是因為床溫是燃料燃燒發熱和床料放熱綜合作用的結果，而影響燃料發熱和床料放熱的因素較多，如燃料熱值、粒度尺寸、物料流速、物料濃度、入爐風量、入爐風溫以及吸熱工質參數等等。

床溫通過在燃燒室密相區布置多支熱電偶進行測量。將多個測量值進行綜合運算後得出床溫表徵值。為了保證循環流化床鍋爐的穩定燃燒並有利於獲得最佳脫硫和脫硝效果，床溫最好控制在850℃至900℃之間。

對於採用高溫回料系統的CFB鍋爐，循環灰(回料)溫度與爐內床溫十分接近，循環灰量不能明顯影響床溫且在正常運行中不單獨調整(保證返料風在正常范圍時，循環灰量具有平衡能力)。影響床溫的主要因素是一次風與二次風比率和燃料量。一次風為床料提供流化動力和初始燃燒氧氣，但同時對密相區有明顯的冷卻效果;二次風為床料提供燃盡風，從不同高度送入可均衡各段床溫，二次風還主要承擔調節煙氣含氧量的任務。燃料量直接影響爐內發熱量，與鍋爐負荷相適應的風煤比是決定床溫的最終因素。

為達到控制床溫的目的，採取串級校正調節方式。床溫信號進入床溫調節器與床給定值比較所得偏差經不同的函數轉換後生成校正指令分別送至一次風調節器、二次風調節器和燃料調節器對其給定值進行修正，這樣通過調節一、二次風的比率來實現床溫調節基本滿足床溫控制的要求，同時一次風量的調整還必須受安全流化風量的限制。床溫調節器輸出信號轉換函數考慮調節床溫時對負荷的影響最小。

床溫校正函數可參考同型鍋爐預設，但需在鍋爐運行後通過試驗加以修正，最終達到床溫調節的最佳效果。

3 .床層厚度(床壓)控制

在循環流化床鍋爐中，床層厚度對爐內流化狀態、床溫和傳熱效率有直接影響，鍋爐一定的負荷對應一個適當的床層厚度。

床層厚度基本同床壓(或料層差壓)成正比。床壓控制系統的任務就是通過調節排渣量維持床料厚度在適當值。

循環流化床沒有明顯的流化料層界面，但有密相區和稀相區之分，床層厚度是指密相區內靜止時料層厚度，一定的床壓(或料層差壓)對應著一定的料層厚度。在運行中，料層厚度必須控制在一定的范圍內。若料層太薄，一方面爐膛內傳熱強度低，限制鍋爐出力，對鍋爐穩定運行不利;另一方面爐料的保有量少，放出爐渣可燃物含量也高。若料層太厚，料層阻力必然增加，雖然鍋爐運行容易控制，爐渣可燃物含量低，但增加了風機電耗。所以為了經濟運行，床壓(或料層差壓)控制在負荷對應的適當值,運行中床壓(或料層差壓)超過此值，可以通過放渣來調整，放渣的原則是少放、勤放，最好能連續適量排放，一次放渣量太多，將影響鍋爐的穩定運行、出力和效率。

採用床壓信號作為床壓調節器的測量值，同床壓設定值比較後經PI調節器運算，其輸出控制底渣的排放量。

4 .燃料控制

鍋爐燃料量指令是由鍋爐負荷指令與實際進入鍋爐的總風量取小值，並經床溫控制校正信號修正後獲得。鍋爐燃料量指令作為燃料主控的給定值，所有輸入鍋爐的燃煤量測量值的總和經發熱量補償運算後所得值，與燃油折算煤量之和作為反饋值，燃料主控PID輸出值經分配後調整各給煤機的出力，保證總熱量輸入滿足鍋爐負荷及床溫調整的要求。

在鍋爐的冷態啟動過程中，先啟動點火燃燒器，按預定的升溫曲線對啟動床料加熱，當床溫升高到可以燃燒主燃料的程度，允許間斷投運給煤機。破碎的煤粒進入爐膛燃燒，床溫繼續升高，當床溫超過某限定值，允許停止投油，並保持合適給煤量。

對於採用氣力播煤裝置的系統，還需對播煤風壓和風量進行調節，使之與給煤量相適應，才能實現煤粒在密相區床面上的均勻分布。

在由DEB為基礎構成的燃料控制系統中，不同於其它控制策略之處在於：根據熱負荷計算出來的鍋爐指令在燃料調節器的入口直接同鍋爐的熱量指令信號比較，使熱負荷與鍋爐之間的能量供求關系得到快速平衡。熱量信號反映鍋爐內總燃料所釋放的熱量，用於該系統中無需精確計量燃料量，這正表明該系統對燃料的適應性很強。

本設計的燃料控制系統，同時考慮了煤和油的控制。在鍋爐的冷態啟動過程中，先啟動床下風道燃燒器，按預定的升溫曲線對啟動床料加熱，把床溫提高到可以燃燒煤燃料的程度，少量間斷投入煤粒，破碎的煤粒進入爐膛燃燒，使床溫繼續升高。當床溫超過某限定值，就可以停止投油，並保持合適給煤量。在鍋爐啟動的初始階段必須加強對床溫和煙氣含氧量的監視，以判斷煤燃料是否真正燃燒。

5 .主蒸汽溫度控制

在屏式熱器噴出口至高溫過熱器之間管道布置二級噴水減溫器。調節二級噴水量是控制主汽蒸溫度最後的和最直接的手段。

典型的過熱蒸汽溫度控制分兩級完成，通過串級方式控制一、二級噴水減溫使鍋爐的主蒸汽溫度控制在允許范圍。

第一級噴水主調節器響應二級過熱器出口溫度和給定值(根據鍋爐負荷計算確定)之間的偏差，副調節器響應由主調節器修改的溫度和一級減溫器出口溫度之間的偏差，為了克服負荷擾動下的過熱器噴水調節過程的滯後和慣性，還將代表負荷擾動的主蒸汽流量作為前饋信號加到副調節器的給定值。一旦負荷發生變化，則提前調節減溫水流量，快速消除擾動，維持二級過熱器出口蒸汽溫度在期望值。

第二級噴水主調節器響應末段過熱器出口蒸汽溫度和手動調節設定值之間的偏差，副調節器響應由主調節器修改的溫度和二級減溫器出口溫度之間的偏差，為了克服負荷擾動下的過熱器噴水調節過程的滯後和慣性，還將代表負荷擾動的主蒸汽流量作為前饋信號加到副調節器的給定值。一旦負荷發生變化，則提前調節減溫水流量，快速消除擾動，提高了控製品質，確保主汽溫度穩定在嚴格規定范圍。

6 .再熱器蒸汽溫度控制

再熱蒸汽溫度的精確控制通常是通過噴水減溫控制來實現的。

控制迴路採用串級方式，主調節器響應再熱器出口蒸汽溫度和設定值之間的偏差，副調節器響應由主調節器修改的溫度和減溫器出口溫度之間的偏差，調節減溫水流量，確保再熱器蒸汽溫度穩定在嚴格規定范圍。

7 .燃油壓力控制

本系統採用單迴路PID調節，根據燃油壓力控制油泵轉速維持壓力正常。保證油槍進油壓力滿足機械霧化和出力要求。

8.總風量控制

本系統主要以產生正確的一、二次風量為目的，根據實際進入鍋爐的總燃料量需要的燃燒風量與鍋爐負荷要求的總風量取大值，以保證升負荷時，先增風量，後增燃料;降負荷時先降燃料，後降風量，防止燃料富餘。並結合煙氣含氧量的校正，和鍋爐設定的最小總風量取大值作為總風量的設定值，通過與實際總風量的偏差，經總風量調節器運算後，產生鍋爐總風量信號。根據此總風量信號按特定函數關系分配鍋爐一次風量和二次風量的控制指令。

一次風量控制

一次風量必須保證爐膛內物料能夠流化，並為燃料的燃燒提供初始燃燒空氣;本系統就是以提供適當的床下一次風量為目的，根據總風量按分配函數計算一次風量的預定值，引入床溫信號的修正，與最小一次風量取大值(確保最低流化風量)，作為一次風量的給定，與實際進入爐膛的一次風量的偏差，通過一次風量調節器運算生成控制信號，控制相應調節擋板的開度，使一次風量滿足運行要求。

二次風量控制

二次風為床料提供燃盡風，主要承擔調節煙氣含氧量的任務，從不同高度送入還可均衡各段床溫。根據總風量指令分配的二次風量(床上配風)指令，經煙氣含氧量修正和床溫控制校正信號修正，作為二次風量的給定值。通過PID調節迴路，控制相應的二次風擋板開度使二次風量滿足運行要求。

煙氣含氧量調節器的輸出作為二次風量(床上配風)指令的有限幅的修正系數，並設置手/自動切換介面。在正常運行時調整煙氣含氧量為期望值，保證鍋爐燃燒經濟性;當氧量信號故障時也不會造成二次風量的大幅突變，有利於爐內流化穩定。

大中型CFB鍋爐的二次風由單獨配置的一台甚至兩台二次風機提供。通過調節二次風機入口擋板或二次風機轉速，控制二次風母管風壓為需要值。

9 .汽包水位控制

該系統的目標是保證鍋爐汽包中的水位穩定在安全運行的范圍內，並實現汽包水位全程式控制制。

在啟動和低負荷期間，由汽包水位單沖量調節迴路控制啟動給水調節閥開度，調整給水流量，實現汽包水位控制。在正常運行時，由汽包水位、主蒸汽流量和給水流量構成的三沖量調節迴路控制主給水調節閥開度或給水泵轉速，調整給水流量，實現汽包水位控制。

三沖量與單沖量調節間的自動切換過分配演算法功能實現。

給水採用單沖量控制時，經壓力補償的汽包水位信號(三取中)作為水位調節器的反饋信號，與給定值的偏差通過比例積分運算，所得輸出值控制啟動給水調節閥開度，調整給水流量，維持水位在給定值。

給水採用串級三沖量控制時，經壓力補償的汽包水位信號(三取中)作為水位調節器(PI)的反饋信號，與水位給定值的偏差通過比例積分運算，再與主蒸汽流量(前饋)相加後作為主給水調節器(ID)的給定值。此給定值與作為反饋信號的主給水流量的偏差通過PID運算，所得輸出值控制主給水調節閥開度或給水泵轉速，調整給水流量，維持水位在給定值。

10 .爐膛壓力控制

本控制迴路是一個帶前饋的單迴路PID調節系統，控制引風機入口擋板開度或引風機轉速，改變引風量，以維持爐膛壓力的平衡。為減小動態偏差，引入送風(含一、二次風)執行機構位置(經適當加權運算後)作為前饋信號，可使引風機迅速響應總風量的變化，維持爐膛壓力在設定值。

由於爐內床料存量隨負荷而變化，從運行的經濟性考慮，爐膛壓力設定值隨負荷變化應進行適當調整。

11 .回料器配風控制(返料風控制)

CFB鍋爐最基本的工況之一就是要建立物料按照爐膛—分離器—回料器—爐膛的流程的單向循環。而回料器是這一循環中的關鍵部件，它是一個具有自密封特性的非機械式物料輸送裝置。通過對回料器下降段用風、底部用風和上升段用風的合理控制，實現回料器的暢通和物料單向輸送，即單向返料。在回料器進口立管中的物料形成的靜壓與爐膛床壓之間的差壓是物料循環的根本動力。

回料器用風要求有較高壓力。小容量CFB鍋爐的回料器用風由一次風提供，回料器用風壓力由一次風機保證。大中型CFB鍋爐的回料器用風則由專門的羅茨風機(組)提供，回料器用風壓力通過羅茨風機(組)出口母管至一次風管的旁路閥(溢流閥)來調節，該壓力控制迴路是一個單迴路PID調節系統。在保證回料器用風壓力足夠的前提下，還需控制各段用風風量均達到相應的必須值，且各段風量應保持一定比例，才能保證物料的可靠循環。

12 .風道燃燒器控制

大多數CFB鍋爐採用風道燃燒器完成點火啟動。每台風道燃燒器裝有一支油槍，布置有內通道風、外通道風和出口冷卻風。內通道風和外通道風由一次風經點火風機增壓後提供。內通道風為油槍提供穩燃風，外通道風為油槍提供燃盡風，出口冷卻風調節風道燃燒器煙溫。

風道燃燒器控制的任務是控制其出力並合理配置各部分風量，達到安全運行，快速點燃床料中的煤燃料，或穩定流化床燃燒的目的。

風道燃燒器的配風需要加以控制。根據油槍的流量計算出所需內、外通道風量，經PID調節控制相應擋板開度，保證油槍穩定和完全燃燒。出口煙溫按單迴路PID調節，通過控制出口冷卻風擋板開度調整冷卻風量穩定出口煙溫，以避免煙溫過高造成風道燃燒器內襯的保溫材料坍塌甚至穿壁事故。

風道燃燒器的配風分三部分，第一部分為初始穩燃風，第二部分為燃燼風，第三部分為風道燃燒器出口調溫風。其中第一、第二部分風量根據進油量按比例調節。第三部分風量根據風道燃燒器出口煙氣溫度調節，其目的是通過調整對應風門擋板控制風道燃燒器出口煙氣溫度維持在給定值。

13 .石灰石控制

石灰石量的給定值由石灰石量與煤量的比值(Ca/S)乘以給煤量得到預估值，再由SO 2調節器輸出值作為修正系數與預估值相乘後獲得。石灰石量給定值與測量值的偏差經調節器PI運算，其輸出控制石灰石給料裝置，從而改變石灰石量來保證煙氣中SO 2排放量達到環保要求。另外石灰石顆粒的幾何尺寸應嚴格控制，顆粒太大或太小都會降低整個脫硫效率，在運行過程中造成不良影響。

SO 2調節器輸出設置手/自動切換和限值功能(如：0.8—1.2)。在SO 2調節迴路投入自動運行時，迴路可由SO 2調節器精確調整所需石灰石量，控制煙氣中SO 2含量為給定值。當SO 2調節迴路未處於自動狀態時(如SO 2測量信號故障時迴路退出自動)，迴路也可獲得一個相對合適的石灰石量的給定值，進而給入相應的石灰石量。

這一迴路結構還減小了尾部煙氣中SO 2含量變化相對於給煤量變化的滯後對匹配石灰石量調節帶來的延遲，提高了石灰石量調節的快速性。

石灰石由給料裝置給出後，多數CFB鍋爐採用高壓空氣通過管道完成其後續的輸送任務。這種系統中，還需要控制高壓輸送空氣的風壓和風量，以保證石灰石顆粒被可靠輸送到爐膛。

14 .暖風器控制

該控制系統用於控制末級空氣預熱器冷端溫度，以保證這一溫度高於煙氣中硫酸露點，從而防止冷端金屬腐蝕。在空氣進入末級預熱器前，調整進入暖風器的蒸汽量以保證進入空氣預熱器的風溫度足夠高，使得空氣預熱器冷端煙氣溫度高於酸露點。

本系統採用單迴路PID調節，採用末級預熱器空氣入口風溫和煙氣溫度的平均值為反饋值，通過控制加熱蒸汽調節閥開度，調整加熱蒸汽流量，維持末段空氣預熱器冷端煙氣溫度在安全范圍。

15 .冷渣器控制

通過冷渣器內各床的床壓和溫度控制進入相應床內的風量，以保證排渣溫度符合輸渣系統的要求。

當冷渣器內某床的溫度高於允許值時，開啟相應冷卻水閥，對該冷渣器進行強製冷卻，直到床溫恢復到正常值。

16 .高壓加熱器水位控制

本系統採用單迴路PID調節，根據高壓加熱器水位控制疏水閥開度，調整疏水量，維持水位在正常范圍。當高壓加熱器水位超過高限水位，應停運高壓加熱器。

17 .低壓加熱器水位控制

本系統採用單迴路PID調節，根據高壓加熱器水位控制疏水閥開度，調整疏水量，維持水位在正常范圍。

18 .凝汽器水位控制

本系統採用單迴路PID調節，通過控制補給水調節閥開度，調整補給水流量，維持凝汽器水位在正常范圍。

19 .除氧器壓力控制

本系統採用單迴路PID調節，通過控制加熱蒸汽調節閥開度，調整加熱蒸汽量，維持除氧器壓力為給定值。

20 .除氧器水位控制

除氧器水位控制迴路，在啟動和低負荷時採用單沖量調節，正常負荷時採用三沖量調節，通過調節除氧器水位調節閥和凝結水再循環閥來維持水位，保持凝結水流量和給水流量的平衡。當水位高報警時，系統保護邏輯超馳控制凝結水再循環閥開，直至水位恢復正常。

21 .軸封壓力控制

本系統採用單迴路PID調節，在汽機啟停時通過控制進汽調節閥開度，調整進汽流量，維持軸封壓力在規定范圍。

在汽機正常工作時通過控制排汽調節閥開度，調整排汽流量，維持軸封壓力在規定范圍。

22 .播煤風量控制

對每台氣力播煤裝置，通過給煤量按比例設定播煤風量給定值，測量值與給定值之差經PID運算，調整播煤風風門的開度，使播煤風量滿足給煤要求。

23 .密封風壓控制

本系統採用單迴路PID調節，通過調節各密封風擋板開度，以維持密封風壓在正常值。

❻ 小型蒸汽鍋爐原理圖

小型蒸汽鍋爐產品特點

對於蒸汽鍋爐來說它可以按照類別進行劃分，如按照體型、燃料、壓力、蒸發量來細分。而小型蒸汽鍋爐則是指額定蒸發量較小的蒸汽鍋爐，也就是說每小時產生較少的蒸汽。具體來說小型蒸汽鍋爐就是在單位的時間內蒸發量較小並且壓力較低的鍋爐產品，它的水容量一般小於30升。

小型蒸汽鍋爐採用機電一體化、主機輔機設計，在運輸和安裝時比較方便，只需在經過簡單的安裝後接通電源和水源即可進入工作狀態。

小型蒸汽鍋爐分類：

小型蒸汽鍋爐通常是立式蒸汽鍋爐產品，它多是按照燃料類型進行劃分，如小型燃氣蒸汽鍋爐、小型燃油蒸汽鍋爐、小型燃煤蒸汽鍋爐、小型電加熱蒸汽鍋爐、小型生物質蒸汽鍋爐等；按照結構可分為小型單回程蒸汽鍋爐和小型雙回程蒸汽鍋爐。

小型蒸汽鍋爐工作原理：

小型蒸汽鍋爐的工作原理是通過一套自動裝置系統，通過其它化學燃料進行燃燒產生出熱能，熱能再次進行能量轉換，把熱量傳遞給鍋爐中的水，使水的溫度上升，最終產生出蒸汽。

小型蒸汽鍋爐產品特點：

1、免檢

由於小型蒸汽鍋爐屬於小型鍋爐，並且水容量不超過30升，壓力較小，所以它在安裝時無需去當地質檢部門進行備案，也無需進行檢查驗收，屬於免檢產品。

2、安全

小型蒸汽鍋爐具有多功能保護裝置，如漏電保護、壓力保護、缺水保護、電源保護、自動斷電等多種保護裝置，具有較高的安全系數。

3、結構緊湊

小型蒸汽鍋爐是小型蒸汽鍋爐產品，它造型科學、設計緊湊，在運輸和安裝都較為方便，不佔用過多空間，節省場地。

4、效率高

小型蒸汽鍋爐由於水容量較小，所以它的效率高，可以在極短的時間內產生出蒸汽，能縮短工作時間，減少燃料消耗。

❼ 鍋爐燃燒自動控制系統設計是什麼樣的

燃燒控制系統是電廠鍋爐的主控系統，主要包括燃料控制系統、風量控制系統、爐膛壓力控制系統。目前大部分電廠的鍋爐燃燒控制系統仍然採用PID控制。燃燒控制系統由主蒸汽壓力控制和燃燒率控制組成串級控制系統，其中燃燒率控制由燃料量控制、送風量控制、引風量控制構成，各個子控制系統分別通過不同的測量、控制手段來保證經濟燃燒和安全燃燒。如圖1所示。

圖1 燃燒控制系統結構圖

2、控制方案

鍋爐燃燒自動控制系統的基本任務是使燃料燃燒所提供的熱量適應外界對鍋爐輸出的蒸汽負荷的要求，同時還要保證鍋爐安全經濟運行。一台鍋爐的燃料量、送風量和引風量三者的控制任務是不可分開的，可以用三個控制器控制這三個控制變數，但彼此之間應互相協調，才能可靠工作。對給定出水溫度的情況，則需要調節鼓風量與給煤量的比例，使鍋爐運行在最佳燃燒狀態。同時應使爐膛內存在一定的負壓，以維持鍋爐熱效率、避免爐膛過熱向外噴火，保證了人員的安全和環境衛生。

2.1 控制系統總體框架設計

燃燒過程自動控制系統的方案，與鍋爐設備的類型、運行方式及控制要求有關，對不同的情況與要求，控制系統的設計方案不一樣。將單元機組燃燒過程被控對象看作是一個多變數系統，設計控制系統時，充分考慮工程實際問題，既保證符合運行人員的操作習慣，又要最大限度的實施燃燒優化控制。控制系統的總體框架如圖2所示。

圖2 單元機組燃燒過程式控制制原理圖

P為機組負荷熱量信號為D+dPbdt。控制系統包括：滑壓運行主汽壓力設定值計算模塊（由熱力系統實驗獲得數據，再擬合成可用DCS折線功能塊實現的曲線）、負荷—送風量模糊計算模塊、主蒸汽壓力控制系統和送、引風控制系統等。主蒸汽壓力控制系統採用常規串級PID控制結構。

2.2 燃料量控制系統

當外界對鍋爐蒸汽負荷的要求變化時，必須相應的改變鍋爐燃燒的燃料量。燃料量控制是鍋爐控制中最基本也是最主要的一個系統。因為給煤量的多少既影響主汽壓力，也影響送、引風量的控制，還影響到汽包中蒸汽蒸發量及汽溫等參數，所以燃料量控制對鍋爐運行有重大影響。燃料控制可用圖3簡單表示。

圖3 燃料量控制策略

其中：NB為鍋爐負荷要求；B為燃料量；F(x)為執行機構。

設置燃料量控制子系統的目的之一就是利用它來消除燃料側內部的自發擾動，改善系統的調節品質。另外，由於大型機組容量大，各部分之間聯系密切，相互影響不可忽略。特別是燃料品種的變化、投入的燃料供給裝置的台數不同等因素都會給控制系統帶來影響。燃料量控制子系統的設置也為解決這些問題提供了手段。

2.3 送風量控制系統

為了實現經濟燃燒，當燃料量改變時，必須相應的改變送風量，使送風量與燃料量相適應。燃料量與送風量的關系見圖4。

圖4 燃料量與送風量關系

燃燒過程的經濟與否可以通過剩餘空氣系數是否合適來衡量，過剩空氣系數通常用煙氣的含氧量來間接表示。實現經濟燃燒最基本的方法是使風量與燃料量成一定的比例。

送風量控制子系統的任務就是使鍋爐的送風量與燃料量相協調，可以達到鍋爐的最高熱效率，保證機組的經濟性，但由於鍋爐的熱效率不能直接測量，故通常通過一些間接的方法來達到目的。如圖5所示，以實測的燃料量B作為送風量調節器的給定值，使送風量V和燃料量B成一定的比例。

圖5 燃料量空氣調節系統

在穩態時，系統可保證燃料量和送風量間滿足

選擇使送風量略大於B完全燃燒所需要的理論空氣量。這個系統的優點是實現簡單，可以消除來自負荷側和燃料側的各種擾動。

2.4 引風量控制系統

為了保持爐膛壓力在要求的范圍內，引風量必須與送風量相適應。爐膛壓力的高低也關系著鍋爐的安全和經濟運行。爐膛壓力過低會使大量的冷風漏入爐膛，將會增大引風機的負荷和排煙損失，爐膛壓力太低甚至會引起內爆；反之爐膛壓力高且高出大氣壓力的時候，會使火焰和煙氣冒出，不僅影響環境衛生，甚至可能影響設備和人生安全。引風量控制子系統的任務是保證一定的爐膛負壓力，且爐膛負壓必須控制在允許范圍內，一般在-20Pa左右。

控制爐膛負壓的手段是調節引風機的引風量，其主要的外部擾動是送風量。作為調節對象，爐膛煙道的慣性很小，無論在內擾和外擾下，都近似一個比例環節。一般採用單迴路調節系統並加以前饋的方法進行控制，如圖6所示。

圖6 引風量控制子系統

圖中為爐膛負壓給定值，S為實測的爐膛負壓，Q為引風量，V為送風量。由於爐膛負壓實際上決定於送風量和引風量的平衡，故利用送風量作為前饋信號，以改善系統的調節性能。另外，由於調節對象相當於一個比例環節，被調量反應過於靈敏，為了防止小幅度偏差引起引風機擋板的頻繁動作，可設置調節器的比例帶自動修正環節，使得在小偏差時增大調節器的比例帶。對於負壓S的測量信號，也需進行低通濾波，以抑制測量值的劇烈波動。

3、系統硬體配置

在鍋爐燃燒過程中，用常規儀表進行控制，存在滯後、間歇調節、煙氣中氧含量超過給定值、低負荷和煙氣溫度過低等問題。採用PLC對鍋爐進行控制時，由於它的運算速度快、精度高、准確可靠，可適應復雜的、難於處理的控制系統。因而，可以解決以上由常規儀表控制難以解決的問題。所選擇的PLC系統要求具有較強的兼容性，可用最小的投資使系統建成及運轉；其次，當設計的自動化系統要有所改變時，不需要重新編程，對輸入、輸出系統不需要再重新接線，不須重新培訓人員，就可使PLC系統升級；最後，系統性能較高。硬體結構圖如圖7所示。

圖7 硬體結構圖

根據系統的要求，選取西門子PLCS7-200 CPU226 作為控制核心，同時還擴展了2個EM231模擬量輸入模塊和1個CP243-1乙太網模塊。CPU226的IO點數是2416，這樣完全可以滿足系統的要求。同時，選用了EM231模塊，它是AD轉換模塊，具有4個模擬量輸入，12位AD，其采樣速度25μs，溫度感測器、壓力感測器、流量感測器以及含氧檢測感測器的輸出信號經過調理和放大處理後，成為0～5V的標准信號，EM231模塊自動完成AD轉換。

S7-200的PPI介面的物理特性為RS-485，可在PPI、MPI和自由通訊口方式下工作。為實現PLC與上位機的通訊提供了多種選擇。

為實現人機對話功能，如系統狀態以及變數圖形顯示、參數修改等，還擴展了一塊Eview500系列的觸摸顯示屏，操作控制簡單、方便，可用於設置系統參數， 顯示鍋爐溫度等。還有一個乙太網模塊CP243-1，其作用是可以讓S7-200直接連入乙太網，通過乙太網進行遠距離交換數據，與其他的S7-200進行數據傳輸，通信基於TCPIP，安裝方便、簡單。

4、系統軟體設計

控製程序採用STEP7-MicroWin軟體以梯形圖方式編寫，其軟體框圖如圖8所示。

圖8 軟體主框圖

S7-200PLC給出了一條PID指令，這樣省去了復雜的PID演算法編程過程，大大方便了用戶的使用。使用PID指令有以下要點和經驗：

（1）比例系數和積分時間常數的確定。應根據經驗值和反復調試確定。
（2）調節量、給定量、輸出量等參數的標准歸一化轉換。
（3）按正確順序填寫PID迴路參數表（LOOP TABLE），分配好各參數地址。

5、結束語

單元機組燃燒過程式控制制系統在某火電廠發電機組鍋爐協調控制系統中投入使用。實際運行情況表明：由於引入負荷模糊前饋，使得鍋爐燃燒控制系統作為協調控制的子系統，跟隨機組負荷變化的能力顯著提高，風煤比能夠在靜態和動態過程中保持一致；送、引風控制系統在邏輯控制系統的配合下運行的平穩性和安全性提高，爐膛負壓波動減小，滿足了運行的要求；在機組負荷不變時，鍋爐燃燒穩定，各被調參數動態偏差顯著減少，實現了鍋爐的優化燃燒；採用非線性PID調節方式，解決了引風擋板的晃動問題。

採用西門子的PLC控制，不僅簡化了系統，提高了設備的可靠性和穩定性，同時也大幅地提高了燃燒能的熱效率。通過操作面板修改系統參數可以滿足不同的工況要求，機組的各種信息，如工作狀態、故障情況等可以聲光報警及文字形式表示出來，主要控制參數(溫度值)的實時變化情況以趨勢圖的形式記錄顯示， 方便了設備的操作和維護，該系統通用性好、擴展性強，直觀易操作。