第六部分锅炉设备的控制new方案.ppt

6 锅炉设备的控制 6.1 锅炉设备及基本控制要求 6.2 锅炉汽包水位控制 6.3 蒸汽过热系统的控制 6.4 燃烧控制系统 锅炉设备的控制 6.1 锅炉设备及基本控制要求 6.1 锅炉设备及基本控制要求 给水自动控制系统：保持物料的平衡（给水和蒸汽） 被控变量：汽包液位 操纵变量：给水量 锅炉燃烧的自动控制系统：满足经济性、安全性和环保要求 被控变量：蒸汽压力 操纵变量：燃料量 被控变量：烟气含氧量 操纵变量：送风量 被控变量：炉膛负压 操纵变量：引风量 过热系统的自动控制系统：满足过热度、壁温等要求 被控变量：过热蒸汽温度 操纵变量：喷水量 6.2 锅炉汽包水位控制 保持锅炉汽包水位在一定范围内是锅炉稳定安全运行的主要指标 6.2 锅炉汽包水位控制 锅炉汽包水位的动态特性 影响汽包水位的因素有 : 汽包(包括循环水管)中储水量和水位下气泡容积 水位下气泡容积与锅炉的负荷、蒸汽压力、炉膛热负荷等有关。 锅炉汽包水位主要受到锅炉蒸发量(蒸汽流量D)和给水流量W的影响。 6.2 锅炉汽包水位控制 6.2 锅炉汽包水位控制 6.2 锅炉汽包水位控制 6.2 锅炉汽包水位控制 6.2 锅炉汽包水位控制 6.2 锅炉汽包水位控制 6.2 锅炉汽包水位控制 6.2 锅炉汽包水位控制 6.2 锅炉汽包水位控制 6.3 蒸汽过热系统的控制 蒸汽过热系统包括一级过热器、减温器、二级过热器。 蒸汽过热系统的控制任务是使过热器出口温度维持在允许范围内 , 并保护过热管管壁温度不超过允许的工作温度。 影响过热器出口温度的主要因素有 : 蒸汽流量、燃烧工况、引入过热器的蒸汽热焰 ( 减温水量 ) 、流经过热器的烟气温度和流速等。过热器出口温度的各个动态特性都有时滞和惯性 , 因此 , 选择合适的操纵变量和合理的控制方案十分必要。 6.3 蒸汽过热系统的控制 6.4 燃烧控制系统 6.4 燃烧控制系统 6.4 燃烧控制系统 6.4 燃烧控制系统 6.4 燃烧控制系统 6.4 燃烧控制系统 6.4 燃烧控制系统 6.4 燃烧控制系统 6.4 燃烧控制系统 * 常见锅炉设备的工艺流程如图。 给水经给水泵、给水控制阀、省煤器进入锅炉的汽包； 燃料与经预热的空气按一定配比混合,在燃烧室燃烧产生热量； 汽包生成饱和蒸汽,经过热器形成过热蒸汽,汇集到蒸汽母管； 燃烧过程的废气将饱和蒸汽过热, 并经省煤器对锅炉的给水和空气预热,最后烟气经引风机送烟囱排空。 1.锅炉设备的主要控制要求 汽包的液位蒸汽的压力：保持在一定范围内，适应用户负荷的变化 过热蒸汽温度：保持在一定范围内 炉膛负压：保持在一定范围内 燃烧完全：根据经济性和环保的要求 运行安全：液位、炉膛负压、过热度、蒸汽压力等在安全运行范围内 2.锅炉设备的主要控制系统 水位稳定是安全运行的必要条件： 水位高：汽包内水气分离差，蒸汽带水，造成： 过热蒸汽的温度下降 损坏蒸汽透平叶轮片 过热器管壁结垢，传热效率下降 水位低：在用户负荷大时，会全部汽化造成 设备损坏; 在急冷时，引发锅炉的爆炸 设置水位自动控制的必要性 锅炉汽包水位系统 锅炉汽包水位的动态特性 1、??给水量W对汽包水位H的动态特性： 初始段，进入的冷水吸收水位以下饱和汽水中的热量，减少了饱和汽水中的气泡容积，补充气泡的空间，水位上升缓慢。 当水位以下气泡容积不再变化时，水位呈线性升高 2．蒸汽流量D对汽包水位H的动态特性： 蒸汽用量D增大，如给水量W不变，水位线性下降 蒸汽用量D增大，汽包内气压下降，水呈沸腾状，水位下气包增加，水位以一阶惯性特性上升，在一定气压下达到饱和汽水状态 合成特性是反相特性，汽包水位呈虚假液位，使控制困难 扰动分析 影响气包水位的因素 汽包（包括循环水管）中的储水量 水位下的气泡容积 影响水位下的气泡容积的因素： 锅炉的负荷 蒸汽压力 炉膛热负荷等 主要扰动：锅炉蒸发量（蒸汽流量D）和给水流量W 单冲量水位控制系统 1 控制方案:单回路控制，液位控制给水量 大型电站中，锅炉产气量达，称变量为冲量 单冲量即单变量，指汽包的水位 2 特点： 结构简单，但调节不够及时 存在虚假液位，并且时滞大，因此，控制作用不能太大，否则控制品质变差 汽包容量较大，水位受扰动后响应速度慢 常用于虚假液位不严重，负荷较稳定的场合 双冲量水位控制系统 1 控制方案：双冲量指汽包水位H和蒸汽量D 蒸汽量静态前馈的液位前馈—反馈控制系统 2 特点： 引入前馈，补偿了虚假液位对控制的不