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燃煤蒸汽锅炉热效率优化系统设计与工程应用_刘忠国

燃煤蒸汽锅炉热效率优化系统设计与工程应用_刘忠国

56工业技术

随着工业生产规模的不断扩大,作为热源的锅炉也向着大容量和高效率的方向发展,锅炉是工业生产的重要设备,同时在石油、化工等工业生产过程中是必不可少的。锅炉的耗煤量很多,但是由于目前大多数锅炉的控制水平不高,其热效率仍处于能耗高、环境污染严重等的生产状态。需要我们通过对燃煤蒸汽锅炉控制系统研究,采用微机控制对锅炉进行过程的自动检测、自动控制,实现节能、高热效率运行,实现燃煤蒸汽锅炉控制系统最优设计。

1 影响锅炉热效率的因素

(1)过量空气系数的控制不当。锅炉系统密封不严导致漏风严重,大量冷空气使炉膛温度降低,在操作时对调风的忽视导致过量空气系数的控制不当,直接导致煤炭燃料的不充分燃烧。

(2)锅炉内的温度无法得到控制。由于锅炉受热面积灰尘清理不及时,导致传热受到阻力,致使热传导损失加剧。或者是锅炉结构的不合理、维护的不及时、保温性能差,火焰中心在炉膛中位置的不合理,这些因素都影响到燃煤蒸汽锅炉的热效率。

2 燃煤蒸汽锅炉控制系统

燃煤蒸汽锅炉控制系统是采用模块化设计,构成数字化实时过程的一个系统。利用微机控制系统能够不停机实时进行参数修改功能,实现无扰自动切换和双套报警的功能,确保对水位、 汽压等主要参数的监控。蒸汽锅炉的控制主要是保持汽包内部的物料平衡,通过单级三冲量给水控制系统,使过热器出口温度保持在允许范围内,同时,燃烧系统的控制方案要满足燃烧所产生的热量,适应蒸汽负荷的需要。在保证锅炉汽压稳定的前提下,调节炉排转速,促使锅炉燃煤达到最优燃烧,避免锅炉热量因为炉膛正压而被过多地随烟气排放,保持锅炉燃烧的经济性。

(1)燃烧系统的调节对象。燃烧调节系统是根据燃料种类的不同,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。

1)气压调节。锅炉的燃烧过程是一个能量转换、 传递的过程,主汽压力是衡量蒸汽量与外界负荷是否协调的一个标志。关键是是、要分析燃烧过程对象的动态特性, 以确定燃烧系统自动控制方案的主要依据。

2)燃气量。燃煤锅炉需要经过吸热、燃烧,放热时间, 将热量传给锅炉的汽水容积,燃料量的变化使炉膛热负荷立即增大, 致使使蒸汽量增加,最后是在汽机调汽门开度的稳定的条件下,主汽压的升高又会使蒸汽最终达到新平衡。

(2)串接并联燃烧控制系统。该系统的任务是使燃料与负荷要求相适应,间接地使送风量与燃料量成正比。在送风控制子系统中串入一个氧量校正调节器 PI5,利用函数转换器 f对它进行负荷修正。当出现偏差时, PI5输出给PI3进行风量校正, 虽然矫正缓慢,但是基本上保证了风煤比例。

(3)燃烧控制反系统。燃烧控制反系统可以消除漏风的不利影响,确保炉膛工况的稳定。 该系统决定着炉膛损失的大小,有利于保证锅炉安全运行。主汽压控制采用模糊控制的思想, 以克服汽压被控大延时的特性。

3 锅炉的燃烧控制系统的应用

(1)燃烧调节系统的应用。1)燃烧系统的调节对象。燃烧调节系统是根据燃料种类的不同,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;2)气压调节。锅炉的燃烧过程是一个能量转换、传递的过程,主汽压力是衡量蒸汽量与外界负荷是否协调的一个标志。 分析燃烧过程对象的动态特性,以确定燃烧系统自动控制方案的主要依据。首先需要经过吸热、燃烧,放热时间,将热量传给锅炉的汽水容积,燃料量的变化使炉膛热负荷立即增大, 致使使蒸汽量增加。最后是由于汽机调汽门开度不变, 主汽压的升高又会使蒸汽最终达到新平衡。

(2)串接并联燃烧控制系统的应用。该系统的任务是使燃料与负荷要求相适应,间接地使送风量与燃料量成正比。在送风控制子系统中串入一个氧量校正调节器 PI5,利用函数转换器 f对它进行负荷修正。当出现偏差时, PI5输出给PI3进行风量校正, 虽然矫正缓慢,但是基本上保证了风煤比例。

(3)燃烧控制反系统的应用。燃烧控制反系统可以消除漏风的不利影响, 确保炉膛工况的稳定。 该系统决定着炉膛损失的大小,有利于保证锅炉安全运行。主汽压控制采用模糊控制的思想, 以克服汽压被控大延时的特性。

(4)过程控制系统的应用。蒸汽锅炉控制系统的设计需要了解整个工艺过程通过分析确定控制量和干扰阶跃变化下的动态响应特性。然后根据燃料量的变化,通过汽包内部汽水系统在压力升高时的凝结过程进行调整。最后是保持燃料量不改变,在平衡状态下锅炉供应的蒸汽流量也不会改变。

(5)智能算法在锅炉控制工程中的应用。利用智能控制算法得到实际运行曲线,根据所需要的负荷蒸汽量来控制燃料量和送风量,通过引风设备控制炉膛负压。

1)自适应控制。自适应控制是跟踪系统的运行状态,处理动态特性变化的一个过程。它为多输入多输出的非线性发电机组系统提供了有效的控制策略。建立实际系统输出偏差与微调控制参数的模型,实现对过热汽温的控制。此方案较好的克服了对象特性变化的影响。

2)神经网络控制。神经网络为处理锅炉控制中的非线性建模和非线性控制提供了强有力的工具。通过误差对锅炉动态特性求逆,建立汽包锅炉蒸汽压力控制的曲线图,使得控制器发挥最好的功效。

参考文献:

[1]王保国. 提高锅炉热效率初探[J].新疆科技报(汉),2001.

[2]曹培庆,刘海峰.480t/h循环流化床锅炉燃烧优化调整试验及分析[J].电力学报,2011(04).

[3]冯玉刚.浅析优化锅炉热能的方法及效果[J].中小企业管理与科技(下旬刊),2010(03).

燃煤蒸汽锅炉热效率优化系统设计与工程应用

刘忠国

(黑龙江龙煤鹤岗矿业有限责任公司热电厂,黑龙江 鹤岗 154101)

摘 要:由于一些锅炉自动控制水平很低,存在燃烧不彻底、排烟氧含量偏高、排烟热损失大等诸多问题,这些问题造成了锅炉热效率低下。

因此,探究燃煤蒸汽锅炉的计算机控制具有重要的意义。本文简要分析了影响燃煤蒸汽锅炉热效率的主要因素,阐述了燃煤蒸汽锅炉热效率控制系统的设计与应用策略。

关键词:燃煤蒸汽锅炉;热效率;系统;设计;应用

DOI:10.16640/https://www.sodocs.net/doc/b49179594.html,ki.37-1222/t.2014.23.143

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