热风炉全自动智能燃烧控制系统

燃烧控制系统的设计(DOC)

目录 一绪论...................................................................................................................................... 二燃烧控制系统的设计 2.1燃烧过程控制任务 2.2燃烧过程调节量 2.3燃烧过程控制特点 三燃料控制系统 ........................................................................................................................ 3.1燃料调节系统...................................................................................................................... 3.2燃料调节——测量系统...................................................................................................... 3.3给煤机指令.......................................................................................................................... 四600MW火电机组DCS系统设计 4.1 电源部分 4.2 通信部分 4.3 系统接地 4.4 软件部分 五结论................................................................................................................................... 参考文献...................................................................................................................................

热风炉送风温度控制系统的设计说明

学号： 课程设计 题目热风炉送风温度控制系统设计 学院自动化学院 专业自动化卓越工程师 班级自动化zy1201班 姓名 指导教师傅剑 2015 年12 月8 日

课程设计任务书 学生：专业班级：自动化zy1201 指导教师：傅剑工作单位：理工大学 题目: 热风炉送风温度控制系统的设计 初始条件：炼钢高炉采用燃式热风炉,燃烧所采用的燃料为高炉煤气和转炉煤 气。两种燃料混合后进入热风炉燃烧室,再与助燃空气一起燃烧,要求向高炉送 风温度达到1350 ℃，则炉顶温度必须达到1400 ℃±10℃。 要求完成的主要任务: 1、了解燃式热风炉工艺设备 2、绘制燃式热风炉温度控制系统方案图 3、确定系统所需检测元件、执行元件、调节仪表技术参数 4、撰写系统调节原理及调节过程说明书 时间安排 11月3日选题、理解课题任务、要求

11月4日方案设计 11月5日-11月8日参数计算撰写说明书 11月9日答辩 指导教师签名：年月日 系主任（或责任教师）签名：年月日 目录 前言 (1) 1.热风炉工艺 (2) 1.1主要结构............................................................................. .. (2) 1.2工作方式 (3) 1.2.1 直接式高净化热风炉 (3) 1.2.2 间接式热风炉 (3) 1.3工作原理 (3) 1.4高炉炼铁、转炉炼钢工艺流程 (4) 2.热风炉温度控制方案设计 (7) 2.1熟悉工艺过程，确定控制目标 (7) 2.2选择被控变量 (7) 2.3选择操纵变量 (7)

热风炉自动燃烧

营口钢厂热风炉自动燃烧控制的方案 一、背景说明： 热风炉是高炉炼铁生产过程中的重要设备之一，是提供高炉热风热量的，其提供的热量约占高炉炼铁生产耗热的25%左右，热风温度对高炉炼铁生产产量和节能至关重要，热风炉风温对提高高炉炼铁的许多经济技术指标非常明显，其主要表现在：降低焦比、提高煤比、提高产量。 热风炉的主要作用是把鼓风机站供来的冷风加热到高炉要求的温度，供高炉生产用，热风炉是一种利用蓄热原理工作的换热设备，其工作原理决定它的工作方式是循环周期性的。需要多座（通常是3到4座）交替循环工作，才能满足高炉连续生产的需要。每座热风炉工作又分燃烧阶段和送风阶段。 燃烧阶段：将热风炉内的蓄热体加热，先将冷风阀关闭，煤气和助燃空气按一定的空燃比燃烧，烟气通过烟道排出。 送风阶段：鼓风机站送来冷风进入热风炉与蓄热体充分热交换，达到一定温度时由热风管道送入高炉。对每一座热风炉是一种序批式生产过程。不同的送风制式有：两烧一送，交错并联，两烧两送，半并联方式。 这种序批式生产过程是对燃烧阶段和送风阶段在相对时间内互相 衔接切换，只有燃烧自动化的实现，才有可能实现燃烧阶段和送风阶段相互按照管理要求切换，达到最大节能效果。实现热风炉优化操作。热风炉在其结构上有多种形式，其工作原理是基本相同的，而热风炉的自动化控制也基本相同，主要分为燃烧控制和各设备间的逻辑顺序控制，顺序控制基本能够实现自动。 热风炉自动燃烧控制，据掌握的资料情况和现在的文献看，除引进的高炉外，实现有效的自动燃烧控制很少见，其热风炉的燃烧控制几乎都是在操作站画面上手动（HMI手动），由于手动受人为的因素影响，一人不可能同时操作煤气和助燃空气两个调节阀，就不可避免的出现燃烧状况时好时坏的波动现象。也不能保证空燃比的恒定，经常造成时而煤气过量不能充分燃烧，时而空气过量温度烧不上来，达不到节省能源效果。 二、具体说明： 利用PLC控制系统控制热风炉自动燃烧的方法： 系统构成除工艺和电气的相关设备外，主要仪表设备包括PLC控制系统及热风炉操作站，热风炉各部位温度检测，煤气总管压力调节阀，助燃空气压力调节阀及助燃风机调节门，每座热风炉煤气流量检测和流量调节阀、助燃空气流量检测和流量调节阀，热风炉烟道烟气

锅炉燃烧过程控制系统设计毕业论文

锅炉燃烧过程控制系统设计毕业论文

毕业论文 锅炉燃烧过程控制系统设计

毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明 原创性声明 本人郑重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。尽我所知，除文中特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体，均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。 作者签名：日期： 指导教师签名：日期： 使用授权说明 本人完全了解大学关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定，即：按照学校要求提交毕业设计（论文）的印刷本和电子版本；学校有权保存毕业设计（论文）的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务；学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文；在不以赢利为目的前提下，学校可以公布论文的部分或全部内容。 作者签名：日期：

学位论文原创性声明 本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。 作者签名：日期：年月日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。 涉密论文按学校规定处理。 作者签名：日期：年月日 导师签名：日期：年月日

热风炉工艺流程图

高炉热风炉技术操作规程 2009-09-21 13:26:12 来源: 作者: 【大中小】浏览:6207次评论:1条 一、热风炉技术操作规程 （一）烧炉和送风制度 1 烧炉制度 (1) 炉顶温度1250℃～1300℃ (2) 烟道温度350℃～380℃ (3) 高炉煤气压力8℃～9℃ 2 烧炉原则： (1) 以煤气流量和烟道残氧仪显示值（应在0.3～0.8%）为参考调节助燃空气，在烧炉初期使炉顶温度尽快达到规定值，以后控制炉顶温度，提高烟道温度，提高热量储备，满足高炉的需要. (2) 烧炉初期应尽量加大煤气量和空气量，实现快速烧炉. (3) 炉顶温度达到规定值时应加大空气量来保持炉顶温不在上升，使炉子中、下部温度上升，扩大蓄热量. (1) 烟道温度达到规定值时，应减小煤气量和空气量，保持烟道温度不在上升，顶温和烟道温度都达到规定值则转入闷炉. (2) 高炉使用风温低，时间在4小时以上时，可采取小烧或者适当增加并联送风时间. (3) 烧炉要注意煤气压力，发现煤气压力低时要和净化室联系提高压力，当煤气压力低于3Kpa时，要停止烧炉. (4) 热风炉顶温度低于700℃时，烧炉要用焦炉煤气引火. 3送风制度： (1)正常情况：四座热风炉同时工作，采用交叉并联送风运行方式，风温使用较低或一座热风炉因故障停用时，可临时采用两烧一送的运行方式，运行方式的改变需工长批准。长期改变运行方式要经工段长批准。 (2) 一个炉子的换炉周期为1.5小时，换炉时间按作业表进行，改变换炉周期应经工段批准，一定要先送风后烧炉. (3) 换炉时，风压波动〈5Kpa，波动超过范围，要立即查清原因（如冲压不当、换炉操作失误等）. (4) 在送风或换炉中，风压和风量突然下降，可能鼓风机失常，应及时报告值班工长，风压降到20Kpa时，立即关闭冷风大闸. （二）热风炉换炉操作选择 （1）手动操作（一般在正常情况下不使用）. （2）机旁操作箱手动操作（特殊情况下使用）. （3）操作室手动（遥控手动），自动失常情况下使用. （4）半自动操作（温度控制或特殊情况）. （5）全自动操作（定时换炉）. （6）单炉自动操作. （7）自动烧炉与停烧. （8）交叉并联送风. 注：操作制度经过同意可以互换，操作方法可根据需要选择. （三）热风炉换炉操作顺序 1.燃烧转送风

热风炉燃烧温度控制系统的设计.

工号：JG-0054889 酒钢炼铁保障作业区 论文设计 题目热风炉燃烧温度控制系统设计 厂区炼铁厂 作业区保障作业区 班组维护班 姓名陈现伟 2011 年05 月08 日

论文设计任务书 职工姓名：陈现伟工种：维护电工 题目: 热风炉燃烧温度控制系统的设计 初始条件：炼铁高炉采用内燃式热风炉,燃烧所采用的燃料为高炉煤气和转炉 煤气。两种燃料混合后进入热风炉燃烧室,再与助燃空气一起燃烧,要求向高炉送风温度达到1350℃，则炉顶温度必须达到1400℃±10℃。 要求完成的主要任务: 1、了解内燃式热风炉工艺设备 2、绘制内燃式热风炉温度控制系统方案图 3、确定系统所需检测元件、执行元件、调节仪表技术参数 4、撰写系统调节原理及调节过程说明书 时间安排 4月29－30日选题、理解设计任务，工艺要求。 5月1－3日方案设计 5月4－7日参数计算撰写说明书 5月8日整理修改 主管领导签字：年月日

目录 摘要.............................................................. I 1内燃式热风炉工艺概述. (1) 2热风炉温度串级控制总体方案 (2) 2.1内燃式热风炉送风温度控制方案选择... (2) 2.2内燃式热风炉温度串级控制系统框图 (4) 3系统元器件选择 (4) 3.1温度变送器 (5) 3.2温度传感器 (5) 3.3控制器及调节阀 (6) 3.3.1调节阀的选择 (6) 3.3.2控制器即调节器的选择 (6) 4参数整定及调节过程说明 (7) 4.1参数整定 (7) 4.2调节过程说明 (8) 学习心得及体会 (10) 参考文献 (11)

高炉热风炉自动控制系统

高炉热风炉自动控制系统 1.l 概述 1.1.1 研究背景 高炉热风炉是给高炉燃烧提供热风以助燃的设备，是一种储热型热交换器。国内大部分高炉均采用每座高炉带3至4台热风炉并联轮流送风方式，保证任何瞬时都有一座热风炉给高炉送风，而每座热风炉都按：燃烧-休止-送风-休止-燃烧的顺序循环生产。当一座或多座热风炉送风时，另外的热风炉处于燃烧或休止状态。送风中的热风炉温度降低后，处于休止状态的热风炉投入送风，原送风热风炉即停止送风并开始燃烧、蓄热直至温度达到要求后，转入休止状态等待下一次送风。 热风炉是一个非线性的、大滞后系统，影响热风炉的因素有很多，并且各种因素相互牵制，因此导致它的控制过程非常复杂，很难用精确的数学模型描述。用传统的方法建模，使整个控制系统置于模型框架下，缺乏灵活性及应变性，很难胜任对复杂系统的控制。 1.1.2 国内热风炉控制系统现状及存在的问题 目前许多钢厂热风炉控制系统采用由可编程控制器（PLC)与过程控制器（或集散系统）分别完成电气与仪表控制的方法进行控制。例如改造前的广钢3#高炉热风炉采用HONEYWELL S9000过程控制器完成仪表控制，采用西门子S5115U可编程控制器完成换炉控制；莱钢1#750M3高炉热风炉控制系统采用美国MODICON公司的E984-685 PLC完成顺序控制和回路控制；鞍钢10号高炉热风炉采用英国欧陆公司生产的网络6000过程自动化（DCS）控制系统完成热风炉燃烧控制，通过接口与MODICON(PLC)通讯，由PLC完成热风炉自动换炉、送风控制；宝钢1#高炉热风炉电控系统采用日本安川CP-3500H PLC,仪表控制系统采用日本横河CENTUM-CS集散控制系统，上位机采用HP-9000，电气的PLC和仪表的现场控制站间以V-NET 网连接，上位机间通过以太网连接，V-NET网和以太网间通过ACG（通信接口）连接。 这类热风炉存在的问题主要有两方面： （1）基础自动化控制系统设计不合理 大都采取用可编程序控制器和过程控制器（或集散系统）分别完成的方法进行控制。这种方法的缺点是为了将各部分连接成一个统一的系统，必须投入相当大的工程费用、时间和专门知识将不同类型的软件和用户接口予以配置、编程、调试和测试。这使得整个控制系统变得复杂、维护困难。 （2）热风炉燃烧控制问题 传统的高炉热风炉燃烧自动化系统采用数学模型计算所需的加热煤气流量和助燃空气流量,并计算出空燃比。热风炉流量设定数学模型的基本原理是使燃烧时热风炉格子砖的蓄热量能够满足热风温度和流量的要求,以获得最佳经济效益。由于热风炉的燃烧过程是一个连续的动态变化过程，控制的主要困难是不能及时得到控制作用的反馈信息，等到控制效果能通过输出测量体现时，此时的控制作用强度往往已过头了。因此，欲实现燃烧过程的实时控制，所需的数学模型相当复杂。此外，对于燃烧高炉煤气和焦炉煤气的具有三眼燃烧器的热风炉来说,由于高炉煤气和焦炉煤气分别送入,因此需分别进行高炉煤气和焦炉煤气流量控制,且需进行高炉煤气和焦炉煤气流量比例控制,这使得系统回路更多、更复杂，同时还需设置煤气成分分析仪,这种仪器不仅昂贵,而且还需要良好的维护。一座高炉通常都带有4个(或3

锅炉燃烧控制系统仿真

锅炉燃烧过程控制系统仿真 目的：通过该项目的训练，掌握串级控制、比值控制、前馈控制在锅炉燃烧过程控制系统的综合应用。 原理简述： 燃烧过程控制系统：燃油锅炉的燃烧过程控制主要由三个子系统构成：蒸汽压力控制系统、燃料空气比值控制系统以及炉膛负压控制系统。 1 、蒸汽压力控制和燃料空气比值控制系统 锅炉燃烧的目的是生产蒸汽供其他生产环节使用。一般生产过程中蒸汽的控制是通过压力实现的，后续环节对蒸汽的生产用量不同，反映在蒸汽锅炉环节就是蒸汽压力的波动。维持蒸汽压力恒定是保证生产正常进行的首要条件。 保证蒸汽压力恒定的主要手段是随着蒸汽压力波动及时调节燃烧产生的热量，而燃烧产生热量的调节是通过控制所供应的燃料量以及适当比例的助燃空气的控制实现的。 因此，蒸汽压力是最终被控制量，可以根据生成情况确定； 燃料量是根据蒸汽压力确定的；空气供应量根据空气量与燃料量的合理比值确定。 2 、炉膛负压控制系统 锅炉炉膛负压过小时，炉膛内的热烟、热气会外溢，造成热量损失，影响设备安全运行甚至会危及工作人员安全；当炉膛负压太大时，会增加燃料损失、热量损失和降低热效率。 使外部大量冷空气进入炉膛，改变燃料和空气比值，

控制方案： 某锅炉燃烧系统要求对系统进行蒸汽压力控制。本项目采用燃烧炉蒸汽压力控制和燃料空气比值控制系统，并辅以炉膛负压控制的方案，控制系统框图如图所示。 已知控制系统传递函数： 燃料流量系统的数学模型：G(s)=s e s 31 122-+

空气流量模型：G(s)=s e s 21102-+ 引风量与负压关系模型：G(s)=s e s -+156 送风量对负压的干扰模型：G(s)=122 +s 并取： 燃料流量至蒸汽压力关系约为：G(s)=4 蒸汽压力至燃料流量关系约为：G(s)=1/4 燃料流量与控制流量比值：G(s)=2 空气流量与燃料流量比值：G(s)=1 实现步骤： 1、系统稳定性分析 作出伯德图，如果相角裕度Pm>0°或幅值裕度Gm>1，表示系统稳定。 (1) 燃料流量系统数学模型：G(s)=s e s 31122-+的伯德图： 空气流量数学模型G(s)=s e s 21102 -+的伯德图：

热风炉精细化烧炉控制技术

技术秘密全文 一、技术秘密名称：热风炉精细化烧炉控制技术 二、股份公司原有技术及存在的问题 现有大中型高炉的热风炉一般为四座热风炉，采用两烧两送方式工作，烧炉采用DCS（即Distributed control system，直译为分散控制系统）进行控制的，对煤气和空气采取双闭环比值控制的方式进行配比燃烧，由操作工根据拱顶温度的变化情况及废气残氧量不定时地修改空燃比。为了满足高炉对高风温的需要。一般采用尽量提供足够的焦炉煤气或热值较高的转炉煤气，采用废气含氧量加双闭环比值控制和过量氧气系数的办法来满足自动控制和高风温的需要。 在热风炉作业中要保护设备而须管理格子砖温度分布，此外还因使能耗最小而需在燃烧时对煤气流量作最优设定。前者除了保护拱顶使不超上限温度外，由于硅变形点为1350℃以下，为防止达到此温度时硅砖膨胀而破裂，还须在送风末期管理这一温度。现有技术的热风炉煤气等流量自动设定主要是按热平衡和检测数据来计算送风终了时的蓄热量，但没有足够精确度的残热推断和温度分布的数学模型，为此还需手动设定。 但上述方法不足在于： 使用方法（1）无法用最经济简单方法提供尽可能高温度的热风。而最经济科学的方法是，尽可能多的使用高炉煤气，并且在保证高风温情况下尽可能减少焦炉或转炉煤气的使用量。 使用方法（2）由于其使用废气烟道中装有的残氧量测量仪对残氧量进行闭环跟踪调节，由于其控制输入参数为已发生，因此调节反映较慢，不利于节

约能源，同时此也不能满足最佳空燃比所要求的精度。 三、国内外解决同类问题的技术方案 目前国内高炉热风炉的烧炉控制方式因建炉时间和体积的不同以及不同钢铁企业之间，其控制水平千差万别，但目前均无法真正实现烧炉的自动控制，主要有以下几种控制方式： A、采用分立仪表控制的，多见于一些比较老的中小高炉（100-1000m3）上，这部分热风炉燃烧控制都是手工调节，燃烧效果的好坏取决于热风炉操作工的“勤心”、“细心”、“精心”。根本谈不上自动控制。 B、采用PLC或DCS进行控制的，多见于后期新建或大修后改造过，有些企业对煤气和空气的配比燃烧采取双闭环比值控制的方式，或分别采用单回路自动控制，由操作工根据拱顶温度的变化情况不定时地修改空燃比，以提高拱顶温度。但是煤气热晗值的变化是比较频繁的，尽管有经验丰富且勤快的操作工经常操作，也难于保证给出的空燃比是最佳的，何况要保持其长期性。加上调节阀频繁动作，容易损坏。因此热风炉的烧炉控制根本无法达到最优。虽然部分热风炉采用新的工艺技术，使热风炉送出的风温较高，多在1050-1250℃之间，甚至更高，但是还是无法使热风炉的烧炉真正实现自动控制，并使得空燃比随时处于最佳值。 C、国内部分高炉操作水平很高的企业，对热风炉自动烧炉和对风温要求自然也很高，因此想尽办法提高风温并实现自动烧炉，除热风炉采用新的工艺技术外，在烧炉控制上除采取上述双闭环比值控制外，还增加煤气热值仪和废气分析仪，这样从理论上可以实现自动烧炉。但是煤气热值仪和废气分析仪滞后大、控制精度低、稳定性差、维护量极大，在自动烧炉和风温的提

热风炉系统常见故障

热风炉系统常见事故 一、操作事故： 1.误操作事故：当机旁手动操作时，有时会发生换炉时热风阀误操作。即未先开送风炉的热风阀，而是先关原送风炉的热风阀，造成高炉突然断风。突然断风如果发生在除铁前，高炉炉缸内大量的渣铁突然断风后高炉相当于突然坐料，将导致高炉风口大灌渣，发生灌渣后高炉被休风处理，同时会憋坏高炉风机，属于热风炉操作的重大事故。处理这样的事故，按热风炉操作应急预案，憋风事故操作。 2.换炉时废气阀未关，就开冷风均压阀，冷风会从废气阀放出造成高炉风压剧烈波动，影响高炉顺行，可从风量、风压量变关系中判断出来，热风炉炉内压力充不起来，废气阀跑风声音大，当确认实属废气阀未关严引起，应立即关冷风均压阀，停止送风，结废气阀关严后，再开冷风均压送风。 3.换炉时燃烧阀未关严，当热风炉送风冲压时会造成高温热风大量从燃烧口喷出，将烧坏燃烧阀，如果再遇上煤气阀关不严，有煤气泄漏，将会造成煤气爆炸，甚至将燃烧器，鼓风机炸毁，若发现此类事故，立即停止冲压，然后再将燃烧阀关严，重新送风。 4.烟道跑风事故：①事故原因：烟道阀或废气阀未关严。②事故特征：冷风流量增大，热风压力明显降低，冷风管道声响增加。③事故后果：风量不足，影响跑料，风压剧烈波动，甚至导致崩料。④处理方法：停止均压重新关严烟道阀、废气阀，确保关严后再灌风。 二、热风炉的设备故障 1.热风阀断水，应立即采取以下措施：①若为燃烧炉停止燃烧，热风阀全开，若为送风炉，降低入炉风量，改为小送风。②迅速找维护人员进行处理。 2.热风阀漏水 热风阀漏水的危害：①导致热风温度降低；②导致燃烧室下部温度太低，常引起点炉爆震；③导致热风炉耐火砌体溃破；④该炉给高炉送风时，湿分大，造成高炉炉况波动。 3.造成热风阀破损的主要原因：断水烧坏阀门 ①进、出水管结垢，在冷却水水压变化时发生堵塞。 ②热风阀阀板、阀圈内部结垢和沉积物堵塞局部过热后产生变形或裂纹，将热风阀烧坏。

热风炉自动燃烧控制系统研究与应用

热风炉自动燃烧控制系统研究与应用 发表时间：2019-01-04T14:30:15.143Z 来源：《防护工程》2018年第28期作者：李吉莲 [导读] 热风炉的燃烧控制问题一直被称为是世界性难题很多公司为此进行过长期的研究,国外普遍基于物料平衡和能量平衡的复杂数学模型,而我国基本思路是采用先进的控制理论技术作为实现控制的方法 李吉莲 青海中信国安锂业发展有限公司青海格尔木 816000 摘要：热风炉的燃烧控制问题一直被称为是世界性难题很多公司为此进行过长期的研究,国外普遍基于物料平衡和能量平衡的复杂数学模型,而我国基本思路是采用先进的控制理论技术作为实现控制的方法。但由于控制思想和数学模型复杂、实施难度大、对现场条件要求苛刻和严重偏离现场实际情况等原因,很难使燃烧系统运行达到最佳。燃烧控制基本依靠操作人员经验手工操作,由于操作员控制水平参差不齐,造成热风炉煤气消耗增大,热风炉拱侧温度不高且不稳定,使高炉风温达不到最高,这种情况至今没有得到有效解决,对高炉的稳定生产是非常不利的。研究一种适合国情、易于实施的热风炉控制系统及控制方法,具有重大的现实意义。 关键词：热风炉；自动燃烧；控制系统；应用 1热风炉自动控制功能开发 1.1数据采集, 实现二级上位机能够读取和控制热风炉PLC系统。其中关键性技术(问题)PLC系统的通信的解决方法(技术手段)是通过OPC通信协议建立OPC服务器和客户端实现与PLC通信。 1.2控制决策协调器, 实现专家系统、燃烧自寻优模型、拱顶温度控制模型和速度模型协调控制。其中关键性技术(问题)协调控制的解决方法(技术手段)是通过与生产操作工结合,了解热风炉工艺确定各个模型之间的时序,编写程序实现总结出来的时序控制。 1.3专家系统, 实现在煤气压力和热焓值变化比较大的情况下,利用专家系统根据热风炉当前工艺条件算出相应的调节阀输出。其中关键性技术(问题)专家最佳案例的收集和工艺条件的判断输出的解决方法(技术手段)是通过与生产操作工结合了解热风炉工艺确定最佳案例的判断条件,以及案例管理算法。 1.4自寻优模型, 实现模仿操作工热风炉操作控制空燃比最优。其中关键性技术(问题)外界条件不断变化下最佳空燃比的确定的解决方法(技术手段)是通过时间序列法与热风炉操作工烧炉经验总结出自寻优模型算法,根据算法确定出最佳空燃比,并且应用于自动燃烧控制中。 1.5拱顶温度控制模型 实现拱顶温度控制在目标温度范围内。其中关键性技术(问题)煤气质量影响拱顶温度高低的解决方法(技术手段)是通过寻找到最佳空燃比,根据热风炉操作工操作经验控制拱顶温度在目标范围之内。 2锅炉燃烧自动化技术应用的必要性 2.1保证蒸汽管道的安全稳定 通过在工业锅炉中应用燃烧自动化技术能够有效维持住蒸汽管道的压力，并且由于蒸汽压力能够平衡锅炉的负荷，因此从锅炉蒸汽产量的变化就能够直接体现出锅炉运行状态。一旦燃料的供应量发生变化，就会改变锅炉的发热量，因此通过自动化技术的应用能够快速恢复蒸汽压力，实现蒸汽管道压力的有效维护。此外，通过控制气压的稳定性，还能够有效提高锅炉整体的安全、稳定性。 2.2保证炉膛压力的安全稳定 应用了锅炉燃烧自动化技术能够通过平衡引风量和送风量的方式，稳定炉膛压力，并且保证锅炉燃烧的稳定性、安全性以及经济型。大多数情况下，我们将炉膛的负压控制在-40～-20Pa的范围内，如果压力过小，则容易导致炉膛喷火，继而影响到锅炉燃烧环境，严重影响周边作业人员的人身安全与健康；如果压力过大，则会造成炉膛风量增加，在消耗大量电力驱动引风机的同时，损失大量的热量，因此说，我们需要通过锅炉燃烧自动化技术的应用保证膛内压力。 2.3提升锅炉燃烧的经济指标 在锅炉燃烧的整个过程中，我们需要严格保证经济性指标，这样才能够从根本上实现节能降耗的目的，我们通常采用烟气中含氧量与送风量的比值作为重要的经济性指标。如果能够合理控制比值，不仅会降低热量的无谓损失，还能够在一定程度上提高燃烧效率；反之，如果出现锅炉燃烧过程中燃料并未完全燃烧的情况也会造成大量的浪费。此外，如果锅炉燃烧过程中内部空气含量过大，也会造成热量的大量损失，降低锅炉的工作效率。并产生严重的空气污染。因此说，我们应通过使用锅炉自动化技术的方式，在改变燃料量时应恰当调整锅炉的送风量，保证燃料的充分燃烧。 3锅炉燃烧系统自动控制基本控制策略 3.1燃料量的控制 由于燃料量控制系统的任务是维持锅炉主汽压力的稳定，避免汽压过高、过低或者急剧变化。我们采用将多模态切换控制技术应用于锅炉燃料量控制，建立锅炉暂态、稳态、外扰、内扰四种运行模态的在线辨识方法、控制策略及各种运行模态下不同控制策略的自适应切换原则，以实现锅炉负荷在70%-110%范围内快速波动时，燃料量自动控制系统能快速稳定主蒸汽压力，确保燃烧连续自动运行。 3.2送、引风协调控制 锅炉运行过程中，引风必须与送风协调，本项目采用的送、引风协调控制的基本思想如下：炉膛漏风引起炉膛负压—烟气氧量震荡时，送风系统暂停调节，引风系统采取过阻尼控制策略，并选择FUZZY控制器，使炉膛负压逐渐恢复稳定，同时避免调节过量引起超调。炉膛负压在稳态情况下偏差过大时，为避免炉膛漏风引起负压—氧量震荡，送风也暂停调节，但引风采用PID快速控制，使炉膛负压快速稳

过程控制系统

《控制系统》课程设计课题：加热炉温度控制系统 系别：电气与电子工程系 专业：自动化 姓名： 学号：1214061（44、32、11） 指导教师 河南城建学院 2010年12月29日

成绩评定· 一、指导教师评语（根据学生设计报告质量、答辩情况及其平时表现综合评定）。 二、评分（按下表要求评定） 评分项目 设计报告评分答辩评分平时表现评分 合计 （100分）任务完成 情况 （20分） 课程设计 报告质量 （40分） 表达情况 （10分） 回答问题 情况 （10分） 工作态度与 纪律 （10分） 独立工作 能力 （10分） 得分 课程设计成绩评定 班级姓名学号 成绩：分（折合等级） 指导教师签字年月日

一、设计目的： 通过对一个使用控制系统的设计，综合运用科学理论知识，提高工程意识和实践技能，使学生获得控制技术工程的基本训练，培养学生理论联系实际、分析解决实际问题的初步应用能力。 二、设计要求： 设计一个加热炉温度控制系统，确定系统设计方案，画出系统框图，完成元器件的选择和调节器参数整定。 三、总体设计： 1．控制系统的设计思想 串级控制系统采用两套检测变送器和两个调节器，前一个调节器的输出作为后一个调节器的设定，后一个调节器的输出送往调节阀。前一个调节器称为主调节器，它所检测和控制的变量称主变量（主被控参数），即工艺控制指标；后一个调节器称为副调节器，它所检测和控制的变量称副变量（副被控参数），是为了稳定主变量而引入的辅助变量。整个系统包括两个控制回路，主回路和副回路。副回路由副变量检测变送、副调节器、调节阀和副过程构成；主回路由主变量检测变送、主调节器、副调节器、调节阀、副过程和主过程构成。 2 .加热炉控制系统原理 加热炉控制系统以炉内温度为主被控对象，燃料油流量为副被控对象的串级控制系统。该控制系统的副回路由燃料油流量控制回路组成，因此，当扰动来自燃料油上游侧的压力波动时，因扰动进入副回路，所以，能迅速克服该扰动的影响。 由于炉内温度的控制不是单一因素所能实现的，所以，还要对空气的流量进行控制。空气的控制直接影响炉内燃烧的状况，不仅影响炉温，还直接影响了能源的利用率和环境的污染。所以，对空气的控制很有必要，其原理和燃料控制相同。

循环流化床锅炉燃烧过程自动控制的优化方法详细版

文件编号：GD/FS-2931 The Daily Operation Mode, It Includes All The Implementation Items, And Acts To Regulate Individual Actions, Regulate Or Limit All Their Behaviors, And Finally Simplify Management Process. 编辑：_________________ 单位：_________________ 日期：_________________ （操作规程范本系列） 循环流化床锅炉燃烧过程自动控制的优化方法详细版

循环流化床锅炉燃烧过程自动控制 的优化方法详细版 提示语：本操作规程文件适合使用于日常的规则或运作模式中，包含所有的执行事项，并作用于规范个体行动，规范或限制其所有行为，最终实现简化管理过程，提高管理效率。，文档所展示内容即为所得，可在下载完成后直接进行编辑。 循环流化床锅炉CFB的控制系统的现状 目前，国内中、大型循环流化床锅炉CFB （Circulating Fluidize Bed）投运数量越来越多，这些电厂一般采用DCS (Distributed Control System：分散控制系统)进行机组运行控制。DCS控制系统应用于煤粉锅炉经验已经很成熟，而且自动化水平、安全性都比较高。对于国内的循环流化床锅炉，目前的DCS控制系统现状基本是套用煤粉炉的DCS控制逻辑，只是稍加改动；另外基于国内电厂基建现状，多数机组都是在抢工期的情况下投运的，

所以留给控制系统研究人员的研究时间几乎没有。然而循环流化床锅炉的燃烧机理十分复杂，循环流化床锅炉的设计尚处于经验设计阶段，系统中变量之间的耦合比较紧密，而且具有严重的非线性。循环流化床锅炉热工自动控制，特别是燃烧自动控制方面的问题已成为其进一步推广应用的主要障碍，循环流化床锅炉的运行自动化已成为其走向实用的关键之一。 在机组基建调试期间，大家对于控制系统一般都是只要能保证锅炉正常启动和停运就行了，至于控制系统的优化、逻辑的优化、自动的投入与优化、锅炉保护的设定等都是简单地在煤粉炉的控制理念下做一些简单修改。然而，循环流化床锅炉和煤粉锅炉从燃烧机理上说有很大的区别，这就决定了控制逻辑及理念应该有很大的不同。所以套用煤粉锅炉的控制理念往往不能适合循环流化床锅炉。这也就是目前为

热风炉

热风炉是现代大型高炉主体的一个重要组成部分，其作用是把从鼓风机来的冷风加热到工艺要求的温度形成热风，然后从高炉风口鼓入，帮助焦炭燃烧。所以热风炉的热风温度大小或稳定与否都对于整个高炉炼铁有着很大的影响。所以我们要做一套设计，控制热风炉的温度，保证生产的正常进行。本次课程设计正是针对于转炉炼钢生产中热风炉的单炉送风系统，利用单闭环系统进行负反馈控制，使得热风炉的热风温度能够达到转炉炼钢生产的工艺要求。国内大部分高炉均采用每座高炉带3至4台热风炉并联轮流送风方式，保证任何瞬时都有一座热风炉给高炉送风，而每座热风炉都按：燃烧-休止-送风-休止-燃烧的顺序循环生产。当一座或多座热风炉送风时，另外的热风炉处于燃烧或休止状态。送风中的热风炉温度降低后，处于休止状态的热风炉投入送风，原送风热风炉即停止送风并开始燃烧、蓄热直至温度达到要求后，转入休止状态等待下一次送风。 钨-铼）。③构造简单，使用方便。热电偶通常是由两种不同的金属丝组成，而且不受大小和开头的限制，外有保护套管，用起来非常方便。满足热风炉工艺要求的热电偶型号有B型和S型，B型测温范围是0℃--1700℃，S型测温范围是0℃--1450℃，所以从经济适用方面选择S型铂铑10-铂热电偶。具体参数见表2-1。表2-1 标准化热电偶技术数据热电偶名称分度号热电极标示E（100,0）（mV）测温范围（℃）对分度表允许误差极性识别长期短期等级使用温度（℃）允差铂铑10-铂S 正亮白较硬0.646 0~1300 1600 III ≤600 ±1.5℃负亮白柔软＞600 ±0.25％t 用铂电阻作为电桥的一个桥臂电阻，将导线一根接到电桥的电源端，其余两根分别接到铂电阻所在的桥臂及与其相邻的桥臂上，当桥路平衡时，导线电阻的变化对测量结果没有任何影响，这样就消除了导线线路电阻带来的测量误差。采用三线制会大大减小导线电阻带来的附加误差，工业上一般都采用三线制接法。温度测量选用的温度变送单元已包含在PLC功能模块中，不需另行选择。 2.6执行器的选择控制过程中常用的执行器有电动和气动两种，他们均由执行机构和调节阀组成。根据安全生产原则，当热风温度不够时，进入高炉燃烧不充分，高炉温度降低，铁水凝固，导致生产被迫停产，严重会出现生产事故，所以选择气关式调节阀，调节器输出的模拟信号为4-20mA，当电信号为4 mA时，调节阀处于全开状态；当电信号为20 mA 时，调节阀处于全关状态。根据管路特性、生产规模及工艺要求，宜选用百分比流量特性的调节阀，而具体的调节阀尺寸则要根据被控介质流量大小及调节阀流通能力来选择。由于本次设计选用的是热风炉，选择温度控制器作为执行机构，选用对应的MJYD-JL-20型单相交流模块。PLC控制器输出的数字量经过D/A转换成温度控10 制器可识别的模拟电压信号后，根据不同的电流值，MJYD-JL-20型单相交流模块输出相应的电压值从而控制煤气调节阀的开度，达到调节温度的目的。 2.7调节器的选择根据构成控制系统为负反馈原则，选择调节器作用方式。由于调节阀为气关式，故Kv为“-”，当煤气调节阀开度增加时，热风炉温度上升，故被控对象的Ko为“+”；测温仪表的Km为“+”，根据闭环内只有奇数个副作用的原则调节器的Kp应为“+”，故调节器选用负作用方式。工业中常用的控制器有工业控制计算机、单片机和可编程控制器等。与其它几种控制器相比较，可编程控制器是综合了计算机技术、自动化技术与继电器逻辑控制概念而开发的一代新型工业控制器，是专为工业环境应用而设计的。它可以取代传统的继电器完成开关量的控制，比如，将行程开关、按钮开关、无触点开关或敏感元器件作为输入信号，输出信号可控制电动阀门、开关、电磁阀和步进电机等执行机构。它采用可编程的存储器，在其内部存储，执行逻辑运算，顺序控制、定时计数和算术运算等操作的指令，通过数字式、模拟式的输入和输出控制各种类型的机械和生产过程实现自动化。工业控制采用PLC，显示了突出的优越性，因它可对用户提出的生产控制要求和意见，能方便地在现场进行程序修改和调试，使系统的灵活性大大增强。内部的软继电器使系统在控

锅炉燃烧过程控制系统的Simulink仿真 (2)

锅炉燃烧过程控制系统的Simulink仿真 燃烧过程控制系统概述 燃烧蒸汽锅炉的燃烧过程主要由三个子系统构成：蒸汽压力控制系统、燃料空气比值控制系统和炉膛负压控制系统。[6]如图1是燃烧过程控制系统示意图，图2是原理方框图，图3是燃烧过程控制特点。 图1燃烧过程控制系统示意图

图2原理方框图 图3 燃烧过程控制特点 2.1蒸汽压力控制系统和燃料空气比值系统 燃油蒸汽锅炉燃烧的目的是为后续的生产环节提供稳定的压力。一般生产过程中蒸汽的控制是通过调节压力实现的，随着后续环节的蒸汽用量不同，会造成燃油蒸汽压力的波动，蒸汽压力的波动会给后续的生产造成不良的影响，因此，维持蒸汽压力恒定是保证生产正常进行的首要条件。 保证蒸汽压力恒定的主要手段是随着蒸汽压力波动及时调节燃料产生的热量，而燃烧产生热量的调节是通过控制所供应的燃料量以及适当比例的助燃空气实现的。因此，各个控制环节的关系如下：蒸汽压力是最终被控量，根据生成量确定；燃料量根据蒸汽压力确定；空气供应量根据空气量与燃料量的比值确定。控制量如图4所示。图5为燃烧炉蒸汽压力控制系统和燃料空气比值控制系统结构简图。图6为燃烧炉蒸汽压力控制系统和燃料空气比值控制系统框图。

图4控制量示意图 图5燃烧炉蒸汽压力控制系统和燃料空气比值控制系统框图

图6燃烧炉蒸汽压力控制系统和燃料空气比值控制系统框图 2.2炉膛负压控制系统 所谓炉膛负压：即指炉膛顶部的烟气压力。炉膛负压是反映燃烧工况稳定与否的重要参数，是运行中要控制和监视的重要参数之一。炉内燃烧工况一旦发生变化，炉膛负压随即发生相应变化。当锅炉的燃烧系统发生故障或异常时，最先将在炉膛负压上反映出来，而后才是火检、火焰等的变化，其次才是蒸汽参数的变化。因此，监视和控制炉膛负压对于保证炉内燃烧工况的稳定、分析炉内燃烧工况、烟道运行工况、分析某些事故的原因均有极其重要的意义。大多数锅炉采用平衡通风方式，使炉内烟气压力低于外界大气压力，即炉内烟气负压，炉膛内烟气压力最高的部位是炉堂顶部。当炉负压过大时，漏风量增大，吸风机电耗，不完全燃烧损失、排烟热损失均增大。甚至使燃烧不稳定甚至灭火炉负压小甚至变为正压，火焰及飞灰将炉膛不严处冒出，恶化工作燃烧造成危及人身及设备安全。故应保持炉膛负压在正常范围内。[7] 保证炉膛负压的措施是引风量和送风量的平衡。如果负压波动不大，调节引风量即可以实现负压控制；当蒸汽压力波动较大时，燃料用量和送风量波动也会很大，此时，经常采用的控制方法为动态前馈-反馈控制，如图4所示。前馈控制的基本概念是测取进入控制过程的干扰信号，在炉膛负压控制系统中，由于蒸汽压力波动较大时，燃料用量和送风量的波动会较大，所以通过测取引风量，就可以的到干扰信号，利用反应较快的动态前馈控制，就可以很好的减小干扰信

循环流化床锅炉燃烧过程自动控制的优化方法

编号：AQ-JS-09119 ( 安全技术) 单位：_____________________ 审批：_____________________ 日期：_____________________ WORD文档/ A4打印/ 可编辑 循环流化床锅炉燃烧过程自动 控制的优化方法 Optimization method for automatic control of combustion process in circulating fluidized bed boiler

循环流化床锅炉燃烧过程自动控制 的优化方法 使用备注：技术安全主要是通过对技术和安全本质性的再认识以提高对技术和安全的理解，进而形成更加科 学的技术安全观，并在新技术安全观指引下改进安全技术和安全措施，最终达到提高安全性的目的。 循环流化床锅炉CFB的控制系统的现状 目前，国内中、大型循环流化床锅炉CFB （CirculatingFluidizeBed）投运数量越来越多，这些电厂一般采用DCS(DistributedControlSystem：分散控制系统)进行机组运行控制。DCS控制系统应用于煤粉锅炉经验已经很成熟，而且自动化水平、安全性都比较高。对于国内的循环流化床锅炉，目前的DCS控制系统现状基本是套用煤粉炉的DCS控制逻辑，只是稍加改动；另外基于国内电厂基建现状，多数机组都是在抢工期的情况下投运的，所以留给控制系统研究人员的研究时间几乎没有。然而循环流化床锅炉的燃烧机理十分复杂，循环流化床锅炉的设计尚处于经验设计阶段，系统中变量之间的耦合比较紧密，而且具有严重的非线性。

循环流化床锅炉热工自动控制，特别是燃烧自动控制方面的问题已成为其进一步推广应用的主要障碍，循环流化床锅炉的运行自动化已成为其走向实用的关键之一。 在机组基建调试期间，大家对于控制系统一般都是只要能保证锅炉正常启动和停运就行了，至于控制系统的优化、逻辑的优化、自动的投入与优化、锅炉保护的设定等都是简单地在煤粉炉的控制理念下做一些简单修改。然而，循环流化床锅炉和煤粉锅炉从燃烧机理上说有很大的区别，这就决定了控制逻辑及理念应该有很大的不同。所以套用煤粉锅炉的控制理念往往不能适合循环流化床锅炉。这也就是目前为什么许多循环流化床锅炉很多自动投不上、许多保护不敢投，从而造成循环流化床锅炉的运行人员数量多，劳动强度高，效率低下等，而且锅炉的运行也极为不稳定。这就给我们的制造厂、电厂及试验研究人员提出了一个课题：如何使DCS控制系统更加适合循环流化床锅炉。 循环流化床锅炉燃烧过程自动控制的特点 循环流化床锅炉不同于煤粉炉，其控制回路多，系统比较复杂，

高炉热风炉的控制

高炉热风炉的控制

1. 概述 钢铁行业的激烈竞争，也是技术进步的竞争。高炉炼铁是钢铁生产的重要工序，高炉炼铁自动化水平的高低是钢铁生产技术进步的关键环节之一。 炉生产过程是，炉料（铁矿石，燃料，熔剂）从高炉顶部加入，向下运动。热风从高炉下部鼓入，燃烧燃料，产生高温还原气体，向上运动。炉料经过一系列物理化学过程：加热、还原、熔化、造渣、渗碳、脱硫，最后生成液态生铁。 高炉系统组成： 1)高炉本体系统 2)上料系统 3)装料系统 4)送风系统 5)煤气回收及净化系统 6)循环水系统 7)除尘系统 8)动力系统 9)自动化系统 高炉三电一体化自动控制系统架构：

组成：控制站和操作站二级系统 控制内容： 仪表、电气传动、计算机控制自动化 包括数据采集及显示和记录、顺序控制、连续控制、监控操作、人机对话和数据通信 2．热风炉系统 (1) 热风炉系统温度检测 (2) 热风炉煤气、空气流量、压力检测 (3) 热风炉燃烧控制 (4) 热风炉燃烧送风换炉控制 (5) 煤气稳压控制 (6) 换热器入口烟气量控制 (7) 空气主管压力控制 热风炉燃烧用燃料为高炉煤气，采用过剩空气法进行燃烧控制，在规定的燃烧时间内，保持最佳燃烧状态燃烧；在保证热风炉蓄热量的同时，尽量提高热效率并保护热风炉设备。 热风炉燃烧分三个阶段：加热初期、拱顶温度管理期和废气温度管理期。

⑴加热初期： 设定高炉煤气流量和空燃比，燃烧至拱顶温度达到拱顶管理温度后，转入拱顶温度管理期。在加热初期内，高炉煤气流量和助燃空气流量均为定值进行燃烧。 ⑵拱顶温度管理期： 保持高炉煤气流量不变，以拱顶温度控制空燃比，增大助燃空气流量，将拱顶温度保持在拱顶目标温度附近，燃烧至废气温度达到废气管理温度后，转入废气温度管理期。在拱顶温度管理期内，高炉煤气流量为定值进行燃烧，助燃空气流量进行变化以控制拱顶温度。 ⑶废气温度管理期： 依据废气温度逐渐减小煤气流量，同时以拱顶温度调节控制助燃空气流量，将拱顶温度保持在拱顶目标温度附近，至废气温度达到废气目标温度后，如果热风炉燃烧制选择为“废气温度到”，则燃烧过程结束；如果选择为“燃烧时间到”，则调节煤气流量减小到仅供热风炉保持热状态的需要，直到燃烧时间到时燃烧过程结束。 热风炉是烧炉、送风交替进行的，其循环周期根据高炉生产和送风制度确定。例如，配备三台热风炉时可选择二烧一送模式，或半并联交叉送风的模式。二烧一送的模式，其循环周期表如下：