工业蒸汽锅炉热工燃烧自动控制系统的探讨

摘要：近年来,工业研究领域中对于蒸汽锅炉热工燃烧的问题广泛关注,尤其是在自动控制方面的研究更加深入,这对于工业技术的更新改进有促进作用。现代化各类技术的广泛运用使得工业蒸汽锅炉逐渐朝着自动化方向发展,这不仅对锅炉的控制系统提出了更高的要求,也对操作人员的实践技能提出了标准化的操作,对于工业生产存在非常大的意义。也可以说蒸汽锅炉自动化是现代技术发的重要趋势,对这一问题的分析有助于燃烧过程的顺利进行。因此,针对这一点,本文重点分析了工业蒸汽锅炉燃烧自动控制的相关问题,就热工燃烧自动控制进行一些论述。

关键词：蒸汽锅炉 热工燃烧 自动控制

工业锅炉主要为工业生产提供工艺蒸汽,为社会大众提供热水供应,是工业和社会的必须消耗品。锅炉燃烧时的调节系统在蒸汽锅炉热工燃烧时有着很大的辅助作用,能够为燃烧环节提供必要的环境,协调好每个步骤的有序进行。近年来锅炉热工过程先进控制理论的研究工作已经为其在应用中奠定了应有的理论基础。控制计算机的普及与提高也为先进控制的应用提供了强有力的硬件和软件平台。

锅炉汽包水是正常运行主要指标之一,汽包水位是一个十分重要的调节参数。由于汽包水位在锅炉运行中占居首要地位,所以锅炉自动化都是从给水自动调节开始的。给水自动调节的任务,是使给水量跟踪锅炉蒸发量并维持汽包中的水位在工艺允许的范围内。锅炉汽包水位的自动调节,是根据汽包水位的动态特性来设计的。引起水位变化的因素很多,但主要是给水量和蒸发量的阶跃变化,调节器就是依据水位信号、蒸汽流量和给水流量的偏差信号进行调节的。

其次,装有三冲量给水自动调节装置的锅炉在运行时,由于引进了蒸汽流量和给水流量的调节信号,调节系统动作及时,抗干扰能力强,当蒸汽负荷突然发生变化,蒸汽流量信号使给水调节阀一开始就向正确方向动作,即如蒸汽流量增加,给水调节阀开大。抵销了由于虚假水位引起的反向动作,减少了给水流量的波动幅度,如果给水流量减少,则调节器立即根据给水流量减少的信号开大给水阀门,使给水流量维持不变。

除此之外,容量较大的锅炉,根据节能和自动化水平的需要以及维护水平和投资允许时,可设置锅炉燃烧自动调节系统。锅炉燃烧系统自动调节的基本任务,是使燃料燃烧所产生的热量,适应蒸汽负荷的需要,同时还要保证经济燃烧和锅炉的安全运行。在操作过程中维持蒸汽母管压力不变、保持锅炉燃烧的经济性与维持炉膛负压在一定范围内都是十分必要的任务。这三项调节任务是相互关联的,对于燃烧过程自动调节在负荷稳定时,应使燃烧量、送风量和引风量各自保持不变,及时地补偿系统内的内部扰动,在负荷变化的外扰作用时,则应使燃料量、送风量和引风量成比例的改变,既要适应负荷要求,又要使三个被调量,即蒸汽压力、炉壁负压和燃烧经济性指标保持在允许的范围内,便于操作。

锅炉燃烧系统主要有汽包压力、蒸汽流量、鼓风量、给煤量、炉膛负压、烟气含氧量六个参量组成,调节的目的就是使燃烧所产生的热量适应蒸汽负荷的需要,操作时要保证母管蒸汽压力维持不变,保持锅炉燃烧的经济型,同时也要维持炉膛负压在一定的范围内。工业锅炉汽包水位使正常运行的重要环节,水位过高会影响汽包的汽水分离,产生蒸汽带液现象,水位过低又会影响锅炉的汽水自然循环,如不及时调节就会使汽包水全部气化,可能导致锅炉烧坏和发生爆炸事故。锅炉汽包水位不仅受给水量和蒸发量之间平衡关系的影响,同时还受到汽水循环管路,汽水容积变化影响,还有燃料量的变化,汽包压力的变化,给水、蒸汽量的扰动等诸多因素对水位均会产生影响。

其次,在微机操作的状态下,在微机自控系统中采用三冲量汽包水位微机自动调节方式。三冲量微机调节系统的设计思想就是分析了影响水位调节对象动态特征的基础上,根据汽包水位这一调节对象有一定的延迟和惯性特点,即在蒸汽流量、给水量发生阶段变化时,调节对象不可能立即跟着做相反方向的变化,尤其在蒸汽流量发生阶段变化时,汽水容积跟着做相反方向的变化,造成“虚假水位”现象。

因此,锅炉的微型计算机调节系统采用了综合自动调节方案。第一点是要根据出口压力调节鼓风机变频控制器频率,从而改变鼓风量,并且汽包压力及蒸汽流量换算的热量信号进行精调,为保证出口蒸汽计算准确,引进了温度和压力补偿；然后根据最佳风煤比调节炉排转速,也就是调节燃烧煤的供应量和进风量的比值,改变锅炉燃烧的发热量进而改变了锅炉的蒸发量,并引进了残氧信号加以修正,使锅炉母管压力保持在一定值内,还根据炉膛负压调节引风机变频控制器频率,从而改变引风量,用微分信号进行超前调节,也就是说在负荷稳定时应使燃料量、送风量、引风量各保持不变；即使是在负荷变动时使燃料量、送风量、引风量成比例进行改变。在这种情况之下,我们就可以确定燃烧系统微机控制方案,画出系统框图,充分利用微机计算程序,尽可能的代替仪表单元快速对各参数进行计算。综上所述,稳固细致的操作过程和理论才能使工业蒸汽锅炉更好的完成热工燃烧自动化的控制。

结语

当然,由于锅炉系统的热惯性大,负荷变化剧烈,操作人员只凭感观参数控制锅炉运行,随意性很大,难以保证锅炉运行的最佳状态,使得自动化控制完善化。而锅炉热工燃烧自动控制系统投运后,提高了锅炉运行热效率,煤层燃烧充分,排放污染物达标,能源利用率提高,减少人工手动方法控制锅炉运行造成的能源浪费,节省人力、物力,降低运行成本,提高了锅炉运行的可靠性,因此,对于蒸汽锅炉自动控制的研究要时刻进行更新,保证操作的随机应变。

参考文献

[1]王竹霞.工业锅炉应采用自动化控制[J].品牌与标准化,2010年.

[2]董晓光,李景贵,孙巧玲.蒸汽锅炉给水硬度自动监控技术的探讨[J].品牌与标准化,2010年.

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