鍋爐自動控制

鍋爐自動控制

正文

對鍋爐的給水、燃燒等熱工過程變數的自動調節。實現鍋爐的自動控制，對安全運行、節能具有重要的經濟意義。依鍋爐的結構、運行方式和所用的燃料不同，控制系統也有差異。一般小型鍋爐只有水位調節系統，中型鍋爐要有燃燒和爐膛壓力調節系統，大型鍋爐還要有氧量校正系統，而供應過熱蒸汽的鍋爐還需要增加過熱蒸汽溫度調節系統。發電廠的高溫高壓汽包鍋爐自動控制系統是典型的工業鍋爐控制系統，它由給水自動調節系統、燃燒過程自動調節系統和過熱蒸汽溫度自動調節系統等組成。
鍋爐給水自動調節系統　為了確保鍋爐安全運行，必須對鍋爐的水位進行控制，使汽包的水位保持在一定範圍。圖1是套用較多的三衝量給水調節系統。三衝量是指汽包水位、給水流量和過熱蒸汽流量。其中水位是主信號,給水量是反饋信號,過熱蒸汽量是前饋信號。當過熱蒸汽流量改變時調節器立即調節給水量，當給水流量受到擾動時則能使給水流量恢復到原來值。因此，三衝量給水調節是一個前饋、反饋調節系統。
燃燒過程自動調節系統　由燃燒、送風和爐膛負壓三個調節迴路組成(圖2)。圖中 PI1為過熱蒸汽壓力調節器(PI表示比例積分調節器)，其主信號是汽機前的過熱蒸汽壓力，當汽機負荷變化時，汽機前的蒸汽壓力也隨之變化。調節器通過改變送入鍋爐的燃料量，使其與變化後的負荷相適應，並將過熱蒸汽壓力恢復到額定數值。PI2是送風調節器,它的作用是保持進入鍋爐的空氣量與燃燒量成比例關係，以保證鍋爐的經濟燃燒，提高鍋爐熱效率。對於燃燒煤粉的鍋爐，直接測量進入鍋爐的煤粉量是困難的，因此引入熱量信號，即用過熱蒸汽流量加汽包壓力的微分信號來間接地測量當時進入鍋爐的燃料量。根據反映燃料量的熱量信號調節送風量。為了使排煙的熱損失降到最低以提高熱量的利用，在送風調節系統中引入煙氣含氧量校正信號，調節系統的輸出接至送風機的導向裝置，以校正鍋爐的送風量。PI4是爐膛負壓調節器。鍋爐在正常運行時,一般應使爐膛內保持微負壓。由鼓風機根據燃燒情況向爐膛內提供一定量的助燃風,使鍋爐燃燒效率達到最高,同時另有引風機抽走煙氣並在爐膛內形成微負壓，目的是不讓煙氣、菸灰、火苗逸出而影響鍋爐房的安全。PI4的作用就是根據輸入的爐膛負壓信號控制引風量，維持爐膛負壓為定值。

鍋爐自動控制

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過熱蒸汽溫度自動調節系統　鍋爐裝上過熱器，可使蒸汽再一次加熱變成高於飽和蒸汽溫度的過熱蒸汽，提高蒸汽溫度而不增大蒸汽流量。在過熱器的出口，由減溫器通過噴嘴把水噴到蒸汽管道中與過熱蒸汽混合，使過熱蒸汽冷卻,保持過熱蒸汽的溫度恆定,保護過熱器管道和汽機不超過允許工作溫度。圖3是串級蒸汽溫度調節系統。它由主調節器PI和副調節器P組成。副調節器P直接控制減溫水量。在減溫水發生內擾的條件下,溫差電偶T2端要比T1端反應快，這時T2通過副調節器可以迅速消除內擾。主調節器的作用是通過對過熱蒸汽溫度的偏差進行比例積分(PI)調節後改變副調節器的設定值，從而使過熱蒸汽溫度保持不變。
在鍋爐自動控制系統中，除了套用基於反饋控制原理而設計的各種自調節器系統以外，程式控制系統套用也比較多，例如鍋爐自動點火，吹灰和定期排污等的程式控制。
70年代以來出現了套用微型計算機和現代控制技術進行鍋爐的全程調節(在鍋爐開始起動時就可投入運行)、燃燒管理的控制和鍋爐的自動起動等，以實現對鍋爐的最優控制和管理。

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