锅炉设备的控制培训课件(29张)

锅炉设备的控制2024/6/171锅炉设备的控制2023/8/314.6 锅炉设备的控制4.6.1 概述重要动力设备。耗能大户,节能研究的重点;污染大户,环保治理的重点。1、作用：动力源热源2、组成：2024/6/1724.6 锅炉设备的控制4.6.1 概述1、作用：动力源热源22、组成：燃料热空气烟气经引风机排出过热器减温器炉膛汽包过热蒸汽过热蒸汽空气预热器冷空气给水热空气送炉膛省煤器由给水泵来3、工作原理燃料 空气混合燃烧发热汽包饱和蒸汽过热蒸汽母管输出燃烧烟气饱和蒸汽过热蒸汽省煤器（给水）空气预热器（给风）过热器引风机排出采用了哪些节能措施?饱和蒸汽饱和蒸汽2024/6/1732、组成：燃料热空气烟气经引风机排出过热器减温器炉膛汽包过热4、对象分析特点：锅 炉给水量燃料量送风量引风量减温水汽包水位蒸汽温度蒸汽压力烟气氧含量炉膛负压负荷锅炉的主要输入、输出多入多出（MIMO）变量之间关联蒸汽负荷 汽包水位、蒸汽压力、过热蒸汽温度 燃料量 蒸汽压力、汽包水位、蒸汽温度、过剩空气、炉膛负压 给水量 汽包水位、蒸汽压力、过热蒸汽温度燃料空气烟气过热器减温器炉膛汽包过热蒸汽过热蒸汽空气预热器冷空气给水热空气送炉膛省煤器由给水泵来2024/6/1744、对象分析特点：锅 炉给水量燃料量送风量引风量减温水汽包多输入多输出问题 转化为若干单输入单输出问题:（为什么不用现代控制理论解决？）汽包水位控制汽包水位控制(物料平衡物料平衡)燃烧系统控制燃烧系统控制(能量平衡能量平衡)过热蒸汽系统控制过热蒸汽系统控制(质量控制质量控制)炉膛负压系统控制炉膛负压系统控制(安全控制安全控制)工业锅炉控制方案的特点2024/6/175多输入多输出问题 工业锅炉控制方案的特点2023/8/35任务：安全、合理的运行条件下，提供一定温度和压力的蒸汽要求：蒸汽量应适合负荷变化的需要，或保持给定的负荷蒸汽压力保持一定的范围蒸汽温度保持一定的范围汽包水位保持一定的范围炉膛负压保持一定的范围保持燃烧的经济性和安全运行2024/6/176任务：安全、合理的运行条件下，要求：蒸汽量应适合负荷变化的需6、主要控制系统 (1)汽包水位控制 受控变量：汽包水位(保证安全运行的重要指标之一)(2)燃烧系统控制 操纵变量：给水流量 使给水适应锅炉的蒸发量，保持水位在一定范围内 目的：使燃烧产生的热适应蒸汽负荷的变化 受控变量：蒸汽压力、烟气氧含量、炉膛负压 操纵变量：燃料量、送风量、引风量 (3)过热蒸汽系统控制 目的:维持过热器出口温度、保证管壁温度不超过允许的温度 受控变量：蒸汽温度 操纵变量：减温水量2024/6/1776、主要控制系统 (1)汽包水位控制 受控变量：4.6.2 汽包水位控制汽包水位控制 汽包水位：锅炉运行的主要指标 水位过低：负荷加大时，汽化速度加快，控制不及时会全部汽化 水位过高：影响汽水分离，产生汽带液，影响后序设备的正常运行 1、汽包水位的动态特性 (1)蒸汽负荷对水位的影响（干扰通道）H：实际可视水位H1：不考虑水下面汽泡容积变化时的水位H2：只考虑水面下汽泡容积变化所引起的水位 假水位与锅炉的工作压力和蒸汽量有关虚假水位 100t/h300t/h的中高压锅炉，负荷变化10%时，假水位可达3040mm2024/6/1784.6.2 汽包水位控制 汽包水位：锅炉运行的主要指标 (2)给水流量对位的影响（控制通道）水位特性：纯滞后过程或反向特性过程2、单冲量控制给水锅炉气包蒸汽LC101LI101缺点：负荷变化时，控制不 及时，不能克服假水 位现象水位 给水量的单回路控制适用场合：小型锅炉 负荷较稳定的场合2024/6/179 (2)给水流量对位的影响（控制通道）水位特3、双冲量控制 避免虚假水位造成控制器误动作，设计负荷变化的前馈控制加法器的输出：初始偏置差(阀位的初值)、：加法器的系数。的正、负取决于阀的特性气关阀：负荷 给水量 应取“-”气开阀：负荷 给水量 应取“+”锅炉气包蒸汽LC101LI101给水FT101 ：根据阀的特性数据计算 现场凑试，在只有负荷干扰的条件下，调整到水位基本不变 ：可取1，也可小于1 ：在正常负荷下，与 近似或正好抵消2024/6/17103、双冲量控制 避免虚假水位造成控制器误动作，设计方框图-+锅炉气包蒸汽LC101LI101给水FT101+-缺点：因控制阀的非线性，很难做到稳态补偿 不能克服给水量的扰动 4、三冲量控制 水位、负荷、给水流量的复合控制系统锅炉气包蒸汽LC101LI101给水FT101FT102FC102方案一：前馈与串级组成的复合控制系统 特点：克服虚假水位现象克服给水量的扰动双冲量控制的另一种形式2024/6/1711方框图-+锅炉气包蒸汽LCLI给水FT+-缺点：因锅炉气包蒸汽LC101LI101给水FT101FT102方案二：前馈加反馈控制 综合信号的单回路系统锅炉气包蒸汽LC101LI101给水FT101FT102 特点：仪表少容易实现 系数设置不当、水位可能有余差 受控变量：方案三：前馈-串级控制系统-+-副回路纯比例控制器，比例度为100%特点：水位无余差在现代广泛应用计算机控制的时代还有意义吗2024/6/1712锅炉气包蒸汽LCLI给水FTFT方案二：前馈加反馈控制 4.6.3 燃烧系统控制燃烧系统控制 1、控制系统的目的 保证锅炉出口蒸汽压力稳定 保持燃料良好地燃烧 保持炉膛负压不变 维持喷嘴背压在一定范围内 2、蒸汽压力控制和燃料与空气的比值控制 压力对燃料量的单回路控制适用于负荷及燃料波动较小的场合 燃料量波动较大时，可采用压力对燃料量的串级控制为什么选蒸汽压力控制？为什么选燃料与空气的比值控制？2024/6/17134.6.3 燃烧系统控制 1、控制系统的目的 基本控制方案 压力控制器输出同时作为燃料和空气流量控制器的设定值 特点：蒸汽压力恒定 燃料和空气的比值恒定燃料燃料阀FC101FT101PC101PI101蒸汽KFC102空气阀FT102空气燃料燃料阀FC101FT101PC101PI101蒸汽KFC102空气阀FT102空气 压力对燃料量的串级，送风量随燃料变化的比值控制。特点：送风量滞后于燃料量2024/6/1714 基本控制方案 压力控制器输出同时 改进的控制方案改进的控制方案 当负荷增加时，先加大空气量，后增加燃料；当负荷增加时，先加大空气量，后增加燃料；当负荷减小时，先减燃料，后减空气。当负荷减小时，先减燃料，后减空气。3、烟气氧含量控制燃料量燃料阀FC101FT101PC101PI101蒸汽量 FC102空气阀FT102空气量LSHSAC101AI101含氧量 直接指标：使燃料量与送风量的比值在各种情况下均为最优烟气氧含量(间接指标)（逻辑提量？）（逻辑提量？）（节能控制？）（节能控制？）讨论两个问题：2024/6/1715 改进的控制方案 当负荷增加时，先加大空气量逻辑提量过程分析:燃料量燃料阀FC101FT101PC101PI101蒸汽量 FC102空气阀FT102空气量LSHSAC101AI101含氧量反作用过程分析:蒸汽量PPC空气量燃料量当负荷增加时，先加大空气量，后增加燃料；当负荷增加时，先加大空气量，后增加燃料；蒸汽量PPC燃料量空气量当负荷减小时，先减燃料，后减空气。当负荷减小时，先减燃料，后减空气。反作用HSHSLSLS反作用LSLSHSHS作业作业:画出上图的原理框图画出上图的原理框图,并且分析它的工作过程。并且分析它的工作过程。2024/6/1716逻辑提量过程分析:燃料量燃料阀FCFTPCPI蒸汽量FC空节能控制思路节能控制思路:热效率热效率(仪表?)热损失热损失q q不完全燃烧的热损失不完全燃烧的热损失(机械和机械和化学化学)、烟气热损失、散热损失、烟气热损失、散热损失 2024/6/1717节能控制思路:热效率(仪表?)2023/8/317热效率热效率(热损失热损失q)q)与空气过剩系数与空气过剩系数的关系的关系020-204060总能量总能量损失损失最高最高效率区效率区烟气烟气热损失热损失化学不完全化学不完全燃烧的燃烧的热损失热损失能量损失%过剩空气率%2024/6/1718热效率(热损失q)与空气过剩系数的关系020-节能控制思路节能控制思路:热效率热效率(仪表?)热损失热损失q q不完全燃烧的热损失不完全燃烧的热损失(机械和机械和化学化学)、烟气热损失、散热损失、烟气热损失、散热损失 （无法测量）（无法测量）2024/6/1719节能控制思路:热效率(仪表?)2023/8/319 由燃料的性质可以确定完全燃烧所需要的空气量由燃料的性质可以确定完全燃烧所需要的空气量 理论量理论量 实际燃烧时应有一定的剩余空气实际燃烧时应有一定的剩余空气 实际量实际量 不同的燃料对过剩空气都有一个最优值不同的燃料对过剩空气都有一个最优值 液体燃料液体燃料 过剩空气量通常用过剩空气系数来描述过剩空气量通常用过剩空气系数来描述：烟气氧含量：烟气氧含量过剩空气系数2024/6/1720 由燃料的性质可以确定完全燃烧所需要的空气量 理空气过剩系数空气过剩系数 与烟气氧含量与烟气氧含量 的关系的关系040203010过剩空气率%1000600400200800PPMCOCOO2锅炉效率锅炉效率0246O2%2024/6/1721空气过剩系数 与烟气氧含量 的关系0402030小结：小结：节能控制思路节能控制思路:热效率热效率(仪表?)热损失热损失q q不完全燃烧的热损失不完全燃烧的热损失(机械和化学机械和化学)、烟气热损失、散热损失烟气热损失、散热损失 （无法测量）（无法测量）空气过剩系数空气过剩系数（无法计算）（无法计算）烟气氧含量烟气氧含量 （氧化锆氧分析仪）（氧化锆氧分析仪）2024/6/1722小结：节能控制思路:热效率(仪表?)2023/8/322 重温：重温：改进的控制方案改进的控制方案 当负荷增加时，先加大空气量，后增加燃料；当负荷增加时，先加大空气量，后增加燃料；当负荷减小时，先减燃料，后减空气。当负荷减小时，先减燃料，后减空气。3、烟气氧含量控制燃料量燃料阀FC101FT101PC101PI101蒸汽量 FC102空气阀FT102空气量LSHSAC101AI101含氧量 直接指标：使燃料量与送风量的比值在各种情况下均为最优烟气氧含量(间接指标)2024/6/1723 重温：改进的控制方案 当负荷增加时，先加工程实例工程实例:青岗糖厂燃煤工业锅炉计算机控制系统工艺:蒸汽 汽轮机发电 制糖特点:制糖是间歇操作,负荷变化相当大。失败的教训：满足不了工况变化的要求。成功的尝试：观察人工操作；编制计算机控制程序。2024/6/1724工程实例:青岗糖厂燃煤工业锅炉计算机控制系统2023/8/3启示：一切从实际出发，一切从实际出发，具体问题具体分析，具体问题具体分析，灵活创新是永恒的主题。灵活创新是永恒的主题。2024/6/1725启示：一切从实际出发，2023/8/325参考文献:蒋慰孙过程控制工程(第2版)中国石化出版社金以慧过程控制 清华大学出版社王锦标计算机控制系统 （P200 交叉控制）清华大学出版社2024/6/1726参考文献:蒋慰孙过程控制工程(第2版)2023/8/32 4、炉膛负压控制 炉膛负压的操作手段:引风量 负荷变化较大时，单回路难于满足要求，可采用前馈反馈控制，在引风量回路中引入送风量的前馈或蒸汽压力前馈。金以慧过程控制清华大学出版社 P2482024/6/1727 4、炉膛负压控制 炉膛负压的操作手段:引风量 4.6.4 蒸汽系统控制蒸汽系统控制 目的：蒸汽出口温度在允许范围内，过热器管壁温度不超过允许的工作温度。采用控制减温水量的方法 时滞和时间常数较大，单回路控制不能满足要求 控制方案 (1)以减温器出口温度为副参数的串级控制 (2)双冲量控制TT102TC102TT101TC101第一过热器第二过热器减温器TT102TT101TC101第一过热器第二过热器减温器2024/6/17284.6.4 蒸汽系统控制 目的：蒸汽出口温度在允许范围参考文献:蒋慰孙过程控制工程(第2版)中国石化出版社金以慧过程控制 清华大学出版社王锦标计算机控制系统 （P200 交叉控制）清华大学出版社2024/6/1729参考文献:蒋慰孙过程控制工程(第2版)2023/8/321、最孤独的时光，会塑造最坚强的自己。2、把脸一直向着阳光，这样就不会见到阴影。3、永远不要埋怨你已经发生的事情，要么就改变它，要么就安静的接受它。4、不论你在什么时候开始，重要的是开始之后就不要停止。5、通往光明的道路是平坦的，为了成功，为了奋斗的渴望，我们不得不努力。6、付出了不一定有回报，但不付出永远没有回报。7、成功就是你被击落到失望的深渊之后反弹得有多高。8、为了照亮夜空，星星才站在天空的高处。9、我们的人生必须励志，不励志就仿佛没有灵魂。10、拼尽全力，逼自己优秀一把，青春已所剩不多。11、一个人如果不能从内心去原谅别人，那他就永远不会心安理得。12、每个人心里都有一段伤痕，时间才是最好的疗剂。13、如果我不坚强，那就等着别人来嘲笑。14、早晨给自己一个微笑，种下一天旳阳光。15、没有爱不会死，不过有了爱会活过来。16、失败的定义：什么都要做，什么都在做，却从未做完过，也未做好过。17、当我微笑着说我很好的时候，你应该对我说，安好就好。18、人不仅要做好事，更要以准确的方式做好事。19、我们并不需要用太华丽的语言来包裹自己，因为我们要做最真实的自己。20、一个人除非自己有信心，否则无法带给别人信心。21、为别人鼓掌的人也是在给自己的生命加油。22、失去金钱的人损失甚少，失去健康的人损失极多，失去勇气的人损失一切。23、相信就是强大，怀疑只会抑制能力，而信仰就是力量。24、那些尝试去做某事却失败的人，比那些什么也不尝试做却成功的人不知要好上多少。25、自己打败自己是最可悲的失败，自己战胜自己是最可贵的胜利。26、没有热忱，世间便无进步。27、失败并不意味你浪费了时间和生命，失败表明你有理由重新开始。28、青春如此华美，却在烟火在散场。29、生命的道路上永远没有捷径可言，只有脚踏实地走下去。30、只要还有明天，今天就永远是起跑线。31、认真可以把事情做对，而用心却可以做到完美。32、如果上帝没有帮助你那他一定相信你可以。33、只要有信心，人永远不会挫败。34、珍惜今天的美好就是为了让明天的回忆更美好。35、只要你在路上，就不要放弃前进的勇气，走走停停的生活会一直继续。36、大起大落谁都有拍拍灰尘继续走。37、孤独并不可怕，每个人都是孤独的，可怕的是害怕孤独。38、宁可失败在你喜欢的事情上，也不要成功在你所憎恶的事情上。39、我很平凡，但骨子里的我却很勇敢。40、眼中闪烁的泪光，也将化作永不妥协的坚强。41、我不去想是否能够成功，既然选了远方，便只顾风雨兼程。42、宁可自己去原谅别人，莫等别人来原谅自己。43、踩着垃圾到达的高度和踩着金子到达的高度是一样的。44、每天告诉自己一次：我真的很不错。45、人生最大的挑战没过于战胜自己！46、愚痴的人，一直想要别人了解他。有智慧的人，却努力的了解自己。47、现实的压力压的我们喘不过气也压的我们走向成功。48、心若有阳光，你便会看见这个世界有那么多美好值得期待和向往。49、相信自己，你能作茧自缚，就能破茧成蝶。50、不能强迫别人来爱自己，只能努力让自己成为值得爱的人。51、不要拿过去的记忆，来折磨现在的自己。52、汗水是成功的润滑剂。53、人必须有自信，这是成功的秘密。54、成功的秘密在于始终如一地忠于目标。55、只有一条路不能选择那就是放弃。56、最后的措手不及是因为当初游刃有余的自己57、现实很近又很冷，梦想很远却很温暖。58、没有人能替你承受痛苦，也没有人能抢走你的坚强。59、不要拿我跟任何人比，我不是谁的影子，更不是谁的替代品，我不知道年少轻狂，我只懂得胜者为。60、如果你看到面前的阴影，别怕，那是因为你的背后有阳光。61、宁可笑着流泪，绝不哭着后悔。62、觉得自己做得到和做不到，只在一念之间。63、跌倒，撞墙，一败涂地，都不用害怕，年轻叫你勇敢。64、做最好的今天，回顾最好的昨天，迎接最美好的明天。65、每件事情都必须有一个期限，否则，大多数人都会有多少时间就花掉多少时间。66、当你被压力压得透不过气来的时候，记住，碳正是因为压力而变成闪耀的钻石。67、现实会告诉你，不努力就会被生活给踩死。无需找什么借口，一无所有，就是拼的理由。68、人生道路，绝大多数人，绝大多数时候，人都只能靠自己。69、不是某人使你烦恼，而是你拿某人的言行来烦恼自己。70、当一个人真正觉悟的一刻，他放弃追寻外在世界的财富，而开始追寻他內心世界的真正财富。71、失败并不意味你浪费了时间和生命，失败表明你有理由重新开始。72、人生应该树立目标，否则你的精力会白白浪费。73、山涧的泉水经过一路曲折，才唱出一支美妙的歌。74、时间告诉我，无理取闹的年龄过了，该懂事了。75、命运是不存在的，它不过是失败者拿来逃避现实的借口。76、人总是在失去了才知道珍惜！77、要铭记在心：每天都是一年中最美好的日子。78、生活远没有咖啡那么苦涩，关键是喝它的人怎么品味！每个人都喜欢和向往随心所欲的生活，殊不知随心所欲根本不是生活。79、别拿自己的无知说成是别人的愚昧！80、天空的高度是鸟儿飞出来的，水无论有多深是鱼儿游出来的。81、思想如钻子，必须集中在一点钻下去才有力量。82、如果我坚持什么，就是用大炮也不能打倒我。83、我们要以今天为坐标，畅想未来几年后的自己。84、日出时，努力使每一天都开心而有意义，不为别人，为自己。85、有梦就去追，没死就别停。86、今天不为学习买单，未来就为贫穷买单。87、因为一无所有这才是拼下去的理由。88、只要我还有梦，就会看到彩虹!89、你既认准这条路，又何必在意要走多久。90、尽管社会是这样的现实和残酷，但我们还是必须往下走。91、能把在面前行走的机会抓住的人，十有八九都会成功。92、你能够先知先觉地领导产业，后知后觉地苦苦追赶，或不知不觉地被淘汰。93、强烈的信仰会赢取坚强的人，然后又使他们更坚强。94、人生，不可能一帆风顺，有得就有失，有爱就有恨，有快乐就会有苦恼，有生就有死，生活就是这样。95、好习惯的养成，在于不受坏习惯的诱惑。96、凡过于把幸运之事归功于自我的聪明和智谋的人多半是结局很不幸的。97、如果我们一直告诫自己要开心过每一天，就是说我们并不开心。98、天气影响身体，身体决定思想，思想左右心情。99、不论你在什么时候结束，重要的是结束之后就不要悔恨。100、只要还有明天，今天就永远是起跑线。1、最孤独的时光，会塑造最坚强的自己。30