过程控制系统设计实例重点分析.ppt

过程控制Process Control 上篇 过程控制系统 第9章 过程控制系统设计实例 在锅炉燃烧过程中，空燃比应该随着燃料质量（用热值表示）和锅炉蒸汽负荷的变化而及时进行调整，这就是燃烧过程的最优化控制问题。 理论分析和工程实践均表明，锅炉的燃烧状况主要反映在烟气成分和烟气温度两个方面，而烟气成分通常采用烟气氧含量α来表示，烟气氧含量是锅炉热效率最简便的检测方法。 第9章 过程控制系统设计实例 9.1火电厂锅炉过程控制系统设计 3.锅炉燃烧过程优化控制方案 对于液体燃料，最优过剩空气量为8～15%左右。过剩空气量与能量损失的关系为 第9章 过程控制系统设计实例 9.1火电厂锅炉过程控制系统设计 总能量损失包括不完全燃烧的热损失和烟气热损失两部分。 第9章 过程控制系统设计实例 9.1火电厂锅炉过程控制系统设计 过剩空气量常用μ表示，μ定义为实际空气量与理论空气量之比，即 μ值很难直接测量，实际中可用过剩空气系数μ与烟气氧含量α存在的固定关系，计算出α的最优值，这样，烟气氧含量α即可作为衡量燃烧经济性的间接指标。二者的关系近似表示为 qT——理论空气量 qp——实际空气量 当过剩空气量为8~15%时，过剩空气系数μ值为1.08~1.15，利用上式求得烟气氧含量α为1.6%~2.9%。 第9章 过程控制系统设计实例 9.1火电厂锅炉过程控制系统设计 烟气氧含量闭环控制系统 对空燃比用烟气氧含量加以校正，即可构成烟气氧含量闭环控制系统。把氧含量调节器的给定值按正常负荷下的最优值设定，即可将过剩空气量控制在最优值，进而保证锅炉经济燃烧。 第9章 过程控制系统设计实例 9.1火电厂锅炉过程控制系统设计 最佳烟气氧含量燃烧控制系统 在锅炉实际运行过程中，最佳烟气氧含量与蒸气负荷存在一定的关系，因而要根据蒸气负荷适时调整烟气氧含量的最优值，即可构成最佳烟气氧含量燃烧控制系统。 炉膛负压控制一般通过控制引风量来实现。当锅炉负荷变化不大时，可采用单回路控制系统。 当锅炉负荷变化较大时，负荷的变化引起燃料量和送风量的变化，而引风量只有在炉膛负压产生偏差之后才能由引风调节器去控制，这样一来，引风量的变化总是滞后于送风量，这就会造成炉膛负压有较大的动态偏差。这时，单回路控制系统就难以满足工艺要求，为此，可引入主要扰动信号，组成前馈-反馈复合控制系统，其中的前馈控制器通常采用静态前馈补偿。 第9章 过程控制系统设计实例 9.1火电厂锅炉过程控制系统设计 4.炉膛负压控制与安全保护系统 ⑴ 炉膛负压控制系统 当锅炉负荷变化较大时，蒸汽压力也会相应变化较大，这时，可将蒸汽压力作为前馈信号，构成图示的前馈-反馈复合控制系统。 第9章 过程控制系统设计实例 9.1火电厂锅炉过程控制系统设计 炉膛负压控制系统方案1 当干扰主要来自送风机时，送风量会随之变化，这时可引入送风量作为前馈信号，构成图示的前馈-反馈复合控制系统。 第9章 过程控制系统设计实例 9.1火电厂锅炉过程控制系统设计 炉膛负压控制系统方案2 当燃料压力过高时，由于燃料流速过快，易发生脱火事故。为此，可设置蒸汽压力与燃料阀后压力选择性控制系统。 第9章 过程控制系统设计实例 9.1火电厂锅炉过程控制系统设计 4.炉膛负压控制与安全保护系统 ⑵ 安全保护系统 ① 防脱火控制系统 工作过程分析 参见 7.2.2 当燃料供应量不足时，燃料管道的压力就有可能低于锅炉燃烧室的压力，这时就会发生回火事故，这是非常危险的。为此，可设置连锁控制系统，采用压力控制开关PSA，当燃料压力低于产生回火的压力下限设定值时，切断燃料调节阀上游的切断阀，以避免回火事故的发生。 第9章 过程控制系统设计实例 9.1火电厂锅炉过程控制系统设计 ② 防回火控制系统 本章结束！ AAAAAAAAAA BBBBBBBBB * * 本章要点 ◇ 蒸汽锅炉原理及主要控制系统 ◇ 离心泵和离心式压缩机原理及主要控制系统 ◇ 钢坯加热炉原理及主要控制系统 本章学习目标 ◇ 了解蒸汽锅炉、流体输送设备、加热炉的系统结构及工作原理 ◇ 进一步熟悉相关的自动控制系统的组成及原理， 重点掌握控制系统的应用问题 ◇ 掌握过程控制系统的设计思想与设计方法 第9章 过程控制系统设计实例 9.1 火电厂锅炉过程控制系统设计 9.2 流体输送设备过程控制系统设计9.3 钢坯加热炉过程控制系统设计 9.1 火电厂锅炉过程控制系统设计