锅炉燃烧系统采用DCS优化控制.docx

锅炉燃烧系统采纳DCS优化操纵

篇一：基于DCS的锅炉优化操纵系统与开发
基于DCS的锅炉操纵系统设计
姓名：邱玉泉指导教师：刘福荣摘要：由于燃煤锅炉，它的燃烧过程是一个耦合严峻、具有严峻非线性、时变特性、扰动变化剧烈且幅值大的多变量系统，其中送风量、引风量、给煤量、热网负荷、环境温度等参数的变化都将对燃烧系统产生直截了当的阻碍，因而锅炉燃烧操纵不仅直截了当阻碍锅炉供热工况的稳定，而且对节能降耗，保护环境，提高链条锅炉的热效率有着重要的意义。然而，目前的热电厂锅炉的燃烧优化主要依托调试人员进展多种工况和常用煤种试验，以获取不同工况下的最正确风/煤比，运转人员参照运转，这种方法费时费劲，而且由于链条锅炉使用的煤种变化以及运转工况变化频繁，实际工况往往偏离实验工况，同时这种燃烧调整方法不能按照运转条件的变化实时的调整操纵，使链条锅炉处于最正确运转情况，造成资源浪费。
本文对目前供热系统普遍存在的锅炉燃烧操纵系统进展了研究，针对目前锅炉普遍存在的煤质多变，负荷多变，锅炉常偏离最正确燃烧情况造成资源浪费且过滤自控率低等征询题，设计开发了一套基于DCS的锅炉操纵系统。本系统在原有浙大中控JX-300XPDCS根底上,釆用监控组态软件操纵系统,利用OPC技术实现DCS与力控组态软件之间的动态数据交互，在保证了系统精确性的前提实现节能,看似损失了一定的优化量,但是整个操纵系统的自控率得到了保证,在供热锅炉操纵上做到了恶劣时保稳定,稳定时求最优”。
关键词:DCS;监控系统
第一章绪论

工业锅炉【1-2]是利用燃料(包括煤、气、油等)的热能将工质加热到一定温度
和压力的换能设备。锅炉消费在我国国民经济开展中占据着重要的地位。然而锅
炉的燃烧换热过程是一个复杂的工业过程。它主要包括煤的燃烧氧化释放热量和
交换热量两大过程,两者都存在多相化学和物理反响过程,这些反响过程的宏观
时滞性和非线性是阻碍锅炉燃烧过程丨操纵稳定性的首要征询题。研究分析锅炉
燃烧过程等消费环节的特性,是实现锅炉燃烧优化操纵的关键。
工业锅炉的能源主要以煤为主,其它燃料,例如油、气等仅占极小部分。研
究锅炉燃烧的本质是研究煤在空气中燃烧的过程。然而锅炉内部的各种过程大多
是同时进展,互相阻碍。由锅炉燃烧的热平衡可知输入热量为有效利用热、排烟
损失热、化学不完全燃烧热损失、机械不燃烧损失、锅炉散热以及灰渔物理热损
失的总和。在输入热量一定的情况下,通常通过减少化学不完全燃烧热损失来增
加有效利用热。而炉内换热过程又存在以下几个方面的特点:
(1)换热方式分为辐射和对流两种,主要往常者为主,后者一般不超过5%;
(2)辖射特性按照燃料的不同而波动;
(3)由于火焰温度分布不同,火焰中辐射成分也不同,带来特性的不稳定;
总之,在实际消费中,锅炉的燃烧换热过程存在诸多征询题:辖射换热具有非
线性,燃烧换热过程具有时滞性,负载以及设备功能具有时变性。而工业锅炉燃
烧系统操纵的首要任务是使燃料燃烧所产生的热量习惯负荷的需求,与此同时还
要保证锅炉的经济燃烧和平安运转详细调理任务可概括为三个方面:

保持出水温度恒定是燃烧过程操纵的第一项任务。假设出水温度改变了,就
意味着锅炉的产热量与负荷设备的耗费量不一致,因而必须改变燃料的供给量,
来改变锅炉的燃烧产热量,从而到达改变锅炉输出恢复出水温度为设定值的目
的。此外,保持出水温度在一定范围内,也是保证锅炉和各个负荷设备正常工作
的必要条件。

确保锅炉经济燃烧是锅炉燃烧过程操纵的第二项任务。燃烧的经济性指标特别
难直截了当测量,常用烟气中的合氧量或者是燃料量与给风量的比值来衡量。假设能
够保持燃料量与空气量的正确比值，就能到达最小的热量损失和最大的燃烧效率。反之，假设比值不当，空气缺乏，会导致燃料的不完全燃烧，当大部分燃料不能完全燃烧时，热量损失直线上升；而假设空气过多，就会使大量的热量损失在烟气之中，使燃烧效率降低。一般说来，保持2%的氧或10%的过剩空气是最适宜的，如此的热量损失最小。
3、维持适宜的炉膛负压
炉膛负压的变化，反响了引风量与给风量的不协调的变化。通常要求炉膛负压保持在20-40pPa的范围内，在这个范围内对燃烧工况，以及锅炉的维护及平安运转都最有利。假设炉膛负压过小，炉膛内容易向外喷火，可能危及设备与操作人员的平安，同时带来环境污染等征询题；炉膛负压过大，炉膛漏风量变大，增加引风机的电耗和烟气带走的热量损失。因而，需要维持炉膛负压在适当范围之内。
这三项调理任务是互相关联的，它们能够通过调理燃料量，给风量和引风量来完成，而关于燃烧过程而言，自动操纵系统的要求是：在负荷稳定时，应使燃料量、给风量和引风量各自保持不变，及时地补偿系统的内部扰动。这些内部扰动包括燃料的质量变化，给风量和引风量的变化等；在有负荷变化的外部干扰