燃?xì)馊細(xì)忮仩t燃燒控制系統(tǒng)的任務(wù)和特點
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燃?xì)忮仩t利用煤或煤氣的燃燒發(fā)熱，通過傳熱對水進(jìn)行加熱，產(chǎn)生高壓蒸汽，推動汽輪機發(fā)電機旋轉(zhuǎn)，從而產(chǎn)生強大的電能。在燃?xì)忮仩t燃燒系統(tǒng)中，燃料供給系統(tǒng)，送風(fēng)系統(tǒng)以及引風(fēng)系統(tǒng)是燃燒控制系統(tǒng)的重要環(huán)節(jié)。燃?xì)忮仩t生產(chǎn)燃燒系統(tǒng)自動控制的基本任務(wù)是使燃料所產(chǎn)生的熱量適應(yīng)蒸汽負(fù)荷的需要，同時還要保證經(jīng)濟燃燒和燃?xì)?/span>鍋爐的安全運行。另外，在安全保護(hù)系統(tǒng)上應(yīng)該考慮燃燒嘴背壓過高時，可能使燃料流速過高而脫火；燃燒嘴背壓太低又可能回火。
1.燃?xì)忮仩t燃燒控制系統(tǒng)
燃?xì)忮仩t是石油化工、發(fā)電等工業(yè)過程中必不可少的重要動力設(shè)備，它所產(chǎn)生的高壓蒸汽既可作為驅(qū)動透平的動力源，又可作為精餾、反應(yīng)、加熱等過程的熱源。由于燃?xì)忮仩t設(shè)備所使用的燃料種類、燃燒設(shè)備、爐體形式、燃?xì)忮仩t功能和運行要求的不同，燃?xì)忮仩t有各種各樣的流程。
燃料和熱空氣按一定比例進(jìn)入燃燒室燃燒，產(chǎn)生的熱量傳給蒸汽發(fā)生系統(tǒng)，產(chǎn)生飽和蒸汽。然后經(jīng)過熱器，形成一定溫度的過熱蒸汽，匯集至蒸汽母管，過熱蒸汽經(jīng)負(fù)荷設(shè)備控制閥供給生產(chǎn)負(fù)荷設(shè)備使用。與此同時，燃燒過程中產(chǎn)生的煙氣，將飽和蒸汽變成過熱蒸汽后，經(jīng)省煤器預(yù)熱燃?xì)忮仩t給水和空氣預(yù)熱器預(yù)熱空氣，經(jīng)引風(fēng)機送往煙囪排入大氣。
燃?xì)忮仩t設(shè)備的主要任務(wù)是根據(jù)負(fù)荷的需求，提供一定壓力或溫度的蒸汽，同時要使燃?xì)忮仩t在安全、經(jīng)濟的條件下運行，為此生產(chǎn)過程的各個工藝參數(shù)必須嚴(yán)格控制。大型燃?xì)忮仩t是一個復(fù)雜的被控裝置，它的被控變量和操縱變量繁多且相互關(guān)聯(lián)，屬于一個多變量耦合對象。根據(jù)其耦合程度的疏密分為幾個獨立的控制區(qū)域，分別采用單變量系統(tǒng)(變量關(guān)聯(lián)弱)或多變量耦合系統(tǒng)控制(變量關(guān)聯(lián)強)。
燃燒控制系統(tǒng)是燃?xì)忮仩t設(shè)備主要的控制系統(tǒng)之一。燃?xì)忮仩t燃燒系統(tǒng)的控制有3個被控變量：負(fù)荷、經(jīng)濟燃燒指標(biāo)和爐膛負(fù)壓?？蛇x用的操縱變量也有三個：燃料量、送風(fēng)量和引風(fēng)量。組成的燃燒系統(tǒng)的控制方案要滿足燃燒所產(chǎn)生的熱量，適應(yīng)蒸汽負(fù)荷的需要；使燃料與空氣之間保持一定的比值，保證燃燒的經(jīng)濟性和燃?xì)忮仩t的安全運行；使引風(fēng)量與送風(fēng)量相適應(yīng)，保持爐膛負(fù)壓在一定范圍內(nèi)。
2.燃燒控制的任務(wù)
燃?xì)忮仩t燃燒過程實質(zhì)是將燃料中的化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)檎羝麩崮艿哪芰哭D(zhuǎn)換過程。燃燒過程控制的根本任務(wù)是使燃料所提供的熱量適應(yīng)燃?xì)忮仩t蒸汽負(fù)荷的需要，并保證燃?xì)忮仩t安全經(jīng)濟運行。燃燒過程控制的具體任務(wù)及其控制策略因燃料種類、燃燒方式以及機爐運行方式不同而有所區(qū)別。燃燒控制系統(tǒng)的基本任務(wù)可歸納為以下幾個方面：
(1)維持蒸汽出口壓力穩(wěn)定
燃?xì)忮仩t蒸汽出口壓力作為表征燃?xì)忮仩t運行狀態(tài)的重要參數(shù)，不僅直接關(guān)系到燃?xì)忮仩t設(shè)備的安全運行，而且它是否穩(wěn)定還反映了燃燒過程中的能量供求關(guān)系。在單元機組中，燃?xì)忮仩t主汽壓控制與汽輪機負(fù)荷控制是相關(guān)聯(lián)的，燃?xì)忮仩t燃燒控制系統(tǒng)的任務(wù)是及時調(diào)整燃?xì)忮仩t燃料量，使燃?xì)忮仩t的能量輸出與汽輪機為適應(yīng)對外界負(fù)荷的需求的能量輸入相適應(yīng)，其標(biāo)志是主汽壓的穩(wěn)定。
(2)保證燃燒過程的經(jīng)濟性
保證燃燒過程的經(jīng)濟性是提高燃?xì)忮仩t效率的重要方面，一般可通過維持進(jìn)入爐膛的燃料量與送風(fēng)量之間的比值來實現(xiàn)，即在有足夠風(fēng)量使燃料得以充分燃燒的同時，盡可能減少排煙造成的熱損失。
(3)保證燃?xì)忮仩t安全運行
在安全保護(hù)系統(tǒng)上應(yīng)該考慮燃燒嘴背壓過高而脫火，不但會污染環(huán)境更嚴(yán)重的是燃燒室內(nèi)積存大量燃料氣與空氣的混合物，會有爆炸危險；燃燒嘴背壓過低又可能回火，會危及燃料氣罐發(fā)生燃燒和爆炸。因此，必須設(shè)法加以防止。
3.燃燒控制的特點
燃燒過程的控制系統(tǒng)有三個被控變量和三個操縱變量。燃?xì)忮仩t的運行實踐表明，對燃燒過程的三個被控變量的控制存在著明顯的相互影響。這主要是由于對象內(nèi)部存在相互作用，即其中每個被控變量都同時受到幾個操縱變量的影響，而每個操縱變量的改變又能同時影響幾個被控變量。
燃燒過程中，主汽壓是燃?xì)忮仩t燃燒產(chǎn)生的發(fā)熱量與汽輪機需要能量是否平衡的標(biāo)志；煙氣含氧量是燃料量和送風(fēng)量是否保持適當(dāng)比例的指標(biāo)；爐膛壓力是送風(fēng)量和引風(fēng)量是否平衡的指標(biāo)。因此，雖然對象是幾個操縱變量對幾個被控變量都有嚴(yán)重影響，但如果在燃?xì)忮仩t運行過程中，嚴(yán)格保持燃料量、送風(fēng)量和引風(fēng)量這三個操縱變量的比例，就能保持汽壓、煙氣氧含量和爐膛壓力基本不變。也就是說，當(dāng)燃?xì)忮仩t的負(fù)荷要求變化時，燃燒控制系統(tǒng)應(yīng)使三個操縱變量同時按比例地快速改變，以適應(yīng)外界負(fù)荷的需要；當(dāng)燃?xì)忮仩t的負(fù)荷要求不變時，燃燒過程的控制系統(tǒng)應(yīng)能迅速消除各自的內(nèi)擾，保持各自的操縱變量穩(wěn)定不變。(圖/文http://www.jnjrl.com/)
1.燃?xì)忮仩t燃燒控制系統(tǒng)
燃?xì)忮仩t是石油化工、發(fā)電等工業(yè)過程中必不可少的重要動力設(shè)備，它所產(chǎn)生的高壓蒸汽既可作為驅(qū)動透平的動力源，又可作為精餾、反應(yīng)、加熱等過程的熱源。由于燃?xì)忮仩t設(shè)備所使用的燃料種類、燃燒設(shè)備、爐體形式、燃?xì)忮仩t功能和運行要求的不同，燃?xì)忮仩t有各種各樣的流程。
燃料和熱空氣按一定比例進(jìn)入燃燒室燃燒，產(chǎn)生的熱量傳給蒸汽發(fā)生系統(tǒng)，產(chǎn)生飽和蒸汽。然后經(jīng)過熱器，形成一定溫度的過熱蒸汽，匯集至蒸汽母管，過熱蒸汽經(jīng)負(fù)荷設(shè)備控制閥供給生產(chǎn)負(fù)荷設(shè)備使用。與此同時，燃燒過程中產(chǎn)生的煙氣，將飽和蒸汽變成過熱蒸汽后，經(jīng)省煤器預(yù)熱燃?xì)忮仩t給水和空氣預(yù)熱器預(yù)熱空氣，經(jīng)引風(fēng)機送往煙囪排入大氣。
燃?xì)忮仩t設(shè)備的主要任務(wù)是根據(jù)負(fù)荷的需求，提供一定壓力或溫度的蒸汽，同時要使燃?xì)忮仩t在安全、經(jīng)濟的條件下運行，為此生產(chǎn)過程的各個工藝參數(shù)必須嚴(yán)格控制。大型燃?xì)忮仩t是一個復(fù)雜的被控裝置，它的被控變量和操縱變量繁多且相互關(guān)聯(lián)，屬于一個多變量耦合對象。根據(jù)其耦合程度的疏密分為幾個獨立的控制區(qū)域，分別采用單變量系統(tǒng)(變量關(guān)聯(lián)弱)或多變量耦合系統(tǒng)控制(變量關(guān)聯(lián)強)。
燃燒控制系統(tǒng)是燃?xì)忮仩t設(shè)備主要的控制系統(tǒng)之一。燃?xì)忮仩t燃燒系統(tǒng)的控制有3個被控變量：負(fù)荷、經(jīng)濟燃燒指標(biāo)和爐膛負(fù)壓?？蛇x用的操縱變量也有三個：燃料量、送風(fēng)量和引風(fēng)量。組成的燃燒系統(tǒng)的控制方案要滿足燃燒所產(chǎn)生的熱量，適應(yīng)蒸汽負(fù)荷的需要；使燃料與空氣之間保持一定的比值，保證燃燒的經(jīng)濟性和燃?xì)忮仩t的安全運行；使引風(fēng)量與送風(fēng)量相適應(yīng)，保持爐膛負(fù)壓在一定范圍內(nèi)。
2.燃燒控制的任務(wù)
燃?xì)忮仩t燃燒過程實質(zhì)是將燃料中的化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)檎羝麩崮艿哪芰哭D(zhuǎn)換過程。燃燒過程控制的根本任務(wù)是使燃料所提供的熱量適應(yīng)燃?xì)忮仩t蒸汽負(fù)荷的需要，并保證燃?xì)忮仩t安全經(jīng)濟運行。燃燒過程控制的具體任務(wù)及其控制策略因燃料種類、燃燒方式以及機爐運行方式不同而有所區(qū)別。燃燒控制系統(tǒng)的基本任務(wù)可歸納為以下幾個方面：
(1)維持蒸汽出口壓力穩(wěn)定
燃?xì)忮仩t蒸汽出口壓力作為表征燃?xì)忮仩t運行狀態(tài)的重要參數(shù)，不僅直接關(guān)系到燃?xì)忮仩t設(shè)備的安全運行，而且它是否穩(wěn)定還反映了燃燒過程中的能量供求關(guān)系。在單元機組中，燃?xì)忮仩t主汽壓控制與汽輪機負(fù)荷控制是相關(guān)聯(lián)的，燃?xì)忮仩t燃燒控制系統(tǒng)的任務(wù)是及時調(diào)整燃?xì)忮仩t燃料量，使燃?xì)忮仩t的能量輸出與汽輪機為適應(yīng)對外界負(fù)荷的需求的能量輸入相適應(yīng)，其標(biāo)志是主汽壓的穩(wěn)定。
(2)保證燃燒過程的經(jīng)濟性
保證燃燒過程的經(jīng)濟性是提高燃?xì)忮仩t效率的重要方面，一般可通過維持進(jìn)入爐膛的燃料量與送風(fēng)量之間的比值來實現(xiàn)，即在有足夠風(fēng)量使燃料得以充分燃燒的同時，盡可能減少排煙造成的熱損失。
(3)保證燃?xì)忮仩t安全運行
在安全保護(hù)系統(tǒng)上應(yīng)該考慮燃燒嘴背壓過高而脫火，不但會污染環(huán)境更嚴(yán)重的是燃燒室內(nèi)積存大量燃料氣與空氣的混合物，會有爆炸危險；燃燒嘴背壓過低又可能回火，會危及燃料氣罐發(fā)生燃燒和爆炸。因此，必須設(shè)法加以防止。
3.燃燒控制的特點
燃燒過程的控制系統(tǒng)有三個被控變量和三個操縱變量。燃?xì)忮仩t的運行實踐表明，對燃燒過程的三個被控變量的控制存在著明顯的相互影響。這主要是由于對象內(nèi)部存在相互作用，即其中每個被控變量都同時受到幾個操縱變量的影響，而每個操縱變量的改變又能同時影響幾個被控變量。
燃燒過程中，主汽壓是燃?xì)忮仩t燃燒產(chǎn)生的發(fā)熱量與汽輪機需要能量是否平衡的標(biāo)志；煙氣含氧量是燃料量和送風(fēng)量是否保持適當(dāng)比例的指標(biāo)；爐膛壓力是送風(fēng)量和引風(fēng)量是否平衡的指標(biāo)。因此，雖然對象是幾個操縱變量對幾個被控變量都有嚴(yán)重影響，但如果在燃?xì)忮仩t運行過程中，嚴(yán)格保持燃料量、送風(fēng)量和引風(fēng)量這三個操縱變量的比例，就能保持汽壓、煙氣氧含量和爐膛壓力基本不變。也就是說，當(dāng)燃?xì)忮仩t的負(fù)荷要求變化時，燃燒控制系統(tǒng)應(yīng)使三個操縱變量同時按比例地快速改變，以適應(yīng)外界負(fù)荷的需要；當(dāng)燃?xì)忮仩t的負(fù)荷要求不變時，燃燒過程的控制系統(tǒng)應(yīng)能迅速消除各自的內(nèi)擾，保持各自的操縱變量穩(wěn)定不變。(圖/文http://www.jnjrl.com/)
