过控课程设计---燃烧过程控制系统

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1、 信息科学与工程学院 自动化系 课程设计报告书 姓 名： 学 号： 班 级： 自动化 课程名称： 过程控制与集散系统课程设计 指导教师： 2011 年 12 月 5 日 设计题目： 燃烧过程控制系统 一、燃烧过程控制系统的基本理论 燃油锅炉的燃烧控制主要有三个子系统构成：蒸汽压力控制系统、燃料空气比值 控制系统和炉膛负压控制系统。 1蒸汽压力控制和燃料空气比值控制系统 燃油蒸汽锅炉燃烧的目的是生产蒸汽供应其他生产环节使用。一般生产过程中 蒸汽的控制是通过压力实现的，随着后续环节的生产用量不同，反应在燃油蒸汽 锅炉环节就是蒸汽压的波动。维持蒸汽压力恒定是保证生产正常进行的首要条 件。保证蒸汽压力

2、恒定的主要手段是随着蒸汽压力波动及时调节燃烧产生的热 量， 而燃烧产生热量的调节是通过控制所供应的燃料量以及适当比例的助燃空气 实现的。 2炉膛负压控制系统 锅炉炉膛负压力过小时，炉膛内的热烟、热气会外溢，造成热量损失、影响设备 安全运行甚至会危及工作人员安全；当炉膛负压太大时，会使外部大量冷空气进 入炉膛，改变燃料和空气比值，增加燃料损失、热量损失和降低热效率。 保证炉膛负压的措施是引风量和送风量的平衡。如果负压波动不大，调节引风量 即可实现负压控制；当蒸汽压力波动较大时，燃料用量和送风量波动也会较大， 此时，经常采用的控制方案如图 11.2 所示。 二、 、燃烧过程控制任务 燃烧过程自动调

3、节系统的选择虽然与燃料的种类和供给系统、燃烧方式以及锅 炉与负荷的联接方式都有关系，但是燃烧过程自动调节的任务都是一样的。归纳 起来，燃烧过程调节系统有三大任务。 第一个任务是维持汽压恒定。 汽压的变化表示锅炉蒸汽量和负荷的耗汽量不 相适应，必须相应地改变燃料量，以改变锅炉的蒸汽量。 第二个任务是保证燃烧过程的经济性。当燃料量改变时，必须相应地调节送 风量，使它与燃料量相配合，保证燃烧过程有较高的经济性。 第三个任务是调节引风量与送风量相配合，以保证炉膛压力不变。 对于一台锅炉，燃烧过程的这三项调节任务是不可分隔的，对调节系统设计 时应加以注意。 三、燃烧系统调节对象的特性 锅炉燃烧过程自动控

4、制的基本任务是既要提供热量适应蒸汽负荷的需要， 又要保证燃烧的经济性和锅炉运行的安全性。为了达到上述目的，燃烧过程的控 制系统应包括三个调节任务： 即维持汽压、 保证最佳空燃比和保证炉膛负压不变。 与此相对应，应有三个控制回路分别调节燃料量、送风量和引风量，从而构成了 多参数的燃烧过程控制系统。为了能正确地设计控制系统，应先了解对象的动态 特性。 气压调节对象的特性 锅炉的燃烧过程是一个能量转换、传递的过程，也就是利用燃料燃烧的热量 产生用汽设备所需蒸汽的过程。 主汽压力是衡量蒸汽量与外界负荷两者是否相适 应的一个标志。因此，要了解燃烧过程的动态特性主要是弄清汽压对象的动态特 性。 1气压被控对象的生产流程及环节划分 锅炉汽包压力是燃烧过程控制的主要被控量，分析燃烧过程对象的动态特 性，是确定燃烧系统自动控制方案的主要依据。汽压被控对象的生产流程示意图 如图 2.1 所示， 整个系统由炉膛 1， 汽包、 水冷壁组成的蒸发受热面 2， 过热器 3， 母管 4 和用汽设