配风方式对部分预混燃烧系统燃烧振荡的影响

　第６３卷　第４期 化　工　学　报

Ｖ

ｏｌ．６３　Ｎｏ．４　２０１２年４月 ＣＩＥＳＣ　Ｊｏｕｒｎａｌ Ａｐ

ｒｉｌ　２０１２檭檭檭檭檭檭檭檭檭檭檭檭檭檭殐

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研究论文

配风方式对部分预混燃烧系统燃烧振荡的影响

邱　步，张小松

（东南大学能源学院，江苏南京２１００９３

）摘要：部分预混燃烧系统是燃气热水器的常用燃烧系统，研究这种燃烧系统中配风方式和燃烧工况的关系十分重要。通过搭建实验台，研究了一个具有三次风的部分预混燃烧系统在不同过量空气系数下的燃烧振荡区域。发现该系统存在一个介于两正常工作区域之间的燃烧振荡区域，该区域的界限随着配风方式的变化发生偏移，减小一次风量时其正常工作范围扩大。通过分析，认为其燃烧振荡范围与一次过量空气系数值有直接关系，该范围具有一个上限，对应一次过量空气系数为０．８０～０．９５；具有一个下限，一次过量空气系数为０．４０～０．５０，此范围内发生燃烧振荡的概率较大。

关键词：部分预混；燃烧振荡；燃气热水器；过量空气系数ＤＯＩ：１０．３９６９／ｊ

．ｉｓｓｎ．０４３８－１１５７．２０１２．０４．０３１中图分类号：ＴＫ　

１６ 文献标志码：Ａ文章编号：０４３８－１１５７（２０１２）０４－１２１１－０６

Ｉｎｆｌｕｅｎｃｅ　ｏｆ　ａｉｒ　ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ　ｏｎ　ｃｏｍｂｕｓｔｉｏｎ　ｏｓｃｉｌｌａｔｉｏｎ　

ｏｆｐａｒｔｉａｌｌｙ　

ｐｒｅｍｉｘｅｄ　ｓｙｓｔｅｍＱＩＵ　Ｂｕ，ＺＨＡＮＧ　Ｘｉａｏｓｏｎｇ

（Ｓｃｈｏｏｌ　ｏｆ　Ｅｎｅｒｇｙ　

ａｎｄ　Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ，Ｓｏｕｔｈｅａｓｔ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｎａｎｊｉｎｇ２１００９３，Ｊｉａｎｇｓｕ，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｐａｒｔｉａｌｌｙ　ｐｒｅｍｉｘｅｄ　ｃｏｍｂｕｓｔｉｏｎ　ｓｙｓｔｅｍｓ　ｗｅｒｅ　ｗｉｄｅｌｙ　ｕｓｅｄ　ｆｏｒ　ｔｈｅ　ｈｏｕｓｅｈｏｌｄ　ｈｏｔ　ｗａｔｅｒ　ｓｕｐｐｌｙｓｙｓｔｅｍ．Ｔｈｅ　ｐｕｒｐｏｓｅ　ｏｆ　ｔｈｉｓ　ｓｔｕｄｙ　

ｉｓ　ｔｏ　ｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｅ　ｔｈｅ　ｃｏｍｂｕｓｔｉｏｎ　ｏｓｃｉｌｌａｔｉｏｎ　ｉｎ　ａ　ｎｅｗ　ｇａｓ　ｓｔｏｒａｇｅ　ｗａｔｅｒｈｅａｔｅｒ，ｗｈｉｃｈ　ｕｔｉｌｉｚｅｓ　ｐｒｉｍａｒｙ，ｓｅｃｏｎｄａｒｙ　ａｎｄ　ｔｅｒｔｉａｒｙ　ａｉｒ　ｓｕｐｐｌｙ．Ｔｈｅ　ｅｆｆｅｃｔ　ｏｆ　ｅａｃｈ　ａｉｒ　ｓｔａｇｅ　ｉｓ　ｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｅｄｂｙ　ｏｂｓｅｒｖｉｎｇ　

ｆｌｏｗ　ｃｈａｎｇｅｓ．Ｔｈｅ　ｐｒｅｓｓｕｒｅ　ｆｌｕｃｔｕａｔｉｏｎ　ｉｎ　ｃｏｍｂｕｓｔｉｏｎ　ｃｈａｍｂｅｒ　ｉｓ　ｏｎｅ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｃｈａｒａｃｔｅｒｓ　ｏｆｃｏｍｂｕｓｔｉｏｎ　ｏｓｃｉｌｌａｔｉｏｎ　ｔｈａｔ　ａｒｅ　ｖｉｓｉｂｌｅ　ｍｏｓｔ　ｅａｓｉｌｙ．Ｈｅｎｃｅ，ｔｈｅ　ｐｒｅｓｓｕｒｅ　ｗａｓ　ｏｂｓｅｒｖｅｄ　ｔｏ　ｄｅｔｅｒｍｉｎｅ　ｔｈｅｏｓｃｉｌｌａｔｉｏｎ．Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ　ｒｅｓｕｌｔ　ｓｈｏｗｓ　ｔｈａｔ　ｔｈｅ　ｐｒｅｓｓｕｒｅ　ｆｌｕｃｔｕａｔｉｏｎ　ｉｓ　ｌａｒｇｅｒ　ｔｈａｎ　４００Ｐａ　ｄｕｒｉｎｇ　ｔｈｅｏｓｃｉｌｌａｔｉｏｎ．Ｔｈｅ　ｔｏｔａｌ　ａｉｒ　ｅｘｃｅｓｓ　ｒａｔｉｏ　ａｎｄ　ｐｒｉｍａｒｙ　

ａｉｒ　ｅｘｃｅｓｓ　ｒａｔｉｏ　ａｒｅ　ｔｈｅ　ｍｏｓｔ　ｉｍｐｏｒｔａｎｔ　ｐａｒａｍｅｔｅｒｓａｆｆｅｃｔｉｎｇ　ｔｈｅ　ｃｏｍｂｕｓｔｉｏｎ　ｏｓｃｉｌｌａｔｉｏｎ．Ｉｎ　ｔｈｅ　ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ，ｓｅｖｅｎ　ｚｏｎｅｓ　ａｐｐｅａｒｅｄ　ａｔ　ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ　ｏｐｅｒａｔｉｏｎｐａｒａｍｅｔｅｒｓ．Ｔｈｅ　ｏｓｃｉｌｌａｔｉｏｎ　ｏｃｃｕｒｒｅｄ　ｂｅｔｗｅｅｎ　ｔｗｏ　ｎｏｒｍａｌ　ｃｏｍｂｕｓｔｉｏｎ　ｚｏｎｅｓ　ａｓ　ｔｈｅ　ｐｒｉｍａｒｙ　

ａｉｒ　ｅｘｃｅｓｓ　ｒａｔｉｏｉｎｃｒｅａｓｅｄ　ｆｒｏｍ　０．４ｔｏ　０．８．Ｗｉｔｈ　ｔｈｅ　ＣＨ４ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ　ｍｅａｓｕｒｅｄ　ｄｉｒｅｃｔｌｙ，ｔｈｅ　ｒａｎｇｅ　ｏｆ　ｐｒｉｍａｒｙ　ａｉｒ　ｅｘｃｅｓｓｒａｔｉｏ　ｃｏｕｌｄ　ｂｅ　ｄｅｔｅｒｍｉｎｅｄ．Ｉｔ　ｓｈｏｗｓ　ｔｈａｔ　ｃｏｍｂｕｓｔｉｏｎ　ｏｓｃｉｌｌａｔｉｏｎ　ｗｉｌｌ　ｏｃｃｕｒ　ｗｈｅｎ　ｔｈｅ　ｐｒｉｍａｒｙ　

ａｉｒ　ｅｘｃｅｓｓ　ｒａｔｉｏｉｓ　ｆｒｏｍ　０．４４ｔｏ　０．９３，ｃｏｎｓｉｓｔｅｎｔ　ｗｉｔｈ　ｔｈｏｓｅ　ｍｅａｓｕｒｅｄ　ｄｉｒｅｃｔｌｙ．Ｔｈｅ　ｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｉｏｎ　ｓｈｏｗｓ　ｔｈａｔ　ｔｈｅ　ｏｃｃｕｒｒｅｎｃｅｏｆ　ｃｏｍｂｕｓｔｉｏｎ　ｏｓｃｉｌｌａｔｉｏｎ　ｉｓ　ｉｎｆｌｕｅｎｃｅｄ　ｂｙ　ｔｈｅ　ｐｒｉｍａｒｙ　

ａｉｒ　ｅｘｃｅｓｓ　ｒａｔｉｏ　ｄｉｒｅｃｔｌｙ．Ｋｅｙ　

ｗｏｒｄｓ：ｐａｒｔｉａｌｌｙ　ｐｒｅｍｉｘ；ｃｏｍｂｕｓｔｉｏｎ　ｏｓｃｉｌｌａｔｉｏｎ；ｇａｓ　ｗａｔｅｒ　ｈｅａｔｅｒ；ａｉｒ　ｅｘｃｅｓｓ　ｒａｔｉｏ ２

０１１－０８－１１收到初稿，２０１１－１２－０６收到修改稿。联系人及第一作者：邱步（１９７２—）

，男，博士研究生。　

Ｒｅｃｅｉｖｅｄ　

ｄａｔｅ：２０１１－０８－１１．Ｃｏｒｒｅｓｐｏｎｄｉｎｇ　

ａｕｔｈｏｒ：ＱＩＵ　Ｂｕ，ｎｅｗｊａｃｋｓｂｏｘ＠ｙａｈｏｏ．ｃｏｍ．ｃｎ　

引　言

家用锅炉或燃气热水器是在国内外广泛应用的

家用热水供应设备［

１］

，其燃烧系统普遍应用部分预混燃烧方式。部分预混燃烧的空气分配方式介于全预混燃烧和扩散燃烧之间，其燃料与空气的分配方式直接影响了燃烧系统的性能，如燃烧效率、污染

物排放等［

２］

。其中，燃烧振荡是这种系统面临的一个重要的热声问题，会造成系统损伤、火焰熄灭、污染物排放超标等多种问题。因此，探讨形成燃烧振荡的原因，优化燃烧系统以避免燃烧振荡，是迫切需要解决的重要课题。

目前针对全预混、扩散燃烧振荡和噪声产生的

研究经验已经非常丰富［

３－

７］，一般认为，燃烧振荡的发生是因为燃烧声音与放热速率的交互影响［

８－

９］。近年来，对部分预混燃烧的燃烧振荡问题的研究也

逐渐增多。Ｋｉｍ等［１

０］

研究了改变燃烧室压力对燃烧振荡的影响，在化学当量比０．８～１．２范围内，研究者使燃烧室压力在－３０～３０ｋＰａ间变化，结果发现，振荡频率随燃烧室压力的变化而改变，燃烧振荡产生的主要原因是不完全燃烧。类似地，李

国能等［１１］研究了化学当量比对旋流燃烧器热声不

稳定性的影响，发现旋流燃烧器热声不稳定的脉动压力可达４５０Ｐａ，压力幅值随着化学当量比的增大而减小，并认为热声振动强度强烈依赖于燃烧功率和化学当量比（过量空气系数）。从以上研究结果可见，实时监测压力波动，可以有效辨别燃烧振

荡的出现。

然而，上述研究大都属于工业设备领域，在家用热水器和微小型锅炉领域内，对于部分预混燃烧系统燃烧振荡的研究文献并不多见。传统容积式燃

气热水器［１２］

的配风方式是自发性的，不能准确控

制各级风的配比，其燃烧方式在近十多年来未发生

重大改变［

１３］

。快速式燃气热水器的燃烧系统负荷控制更灵活，燃烧强度更大，是相对较先进的一种

燃烧方式［

１４－

１５］。将快速式燃气热水器的燃烧系统引入传统容积式燃气热水器中可以增加后者的燃烧强度，是一种有益的结合。但燃烧强度增加也会增大燃烧振荡出现的概率，因此研究引起这种系统燃烧振荡的因素是必要的。

本文介绍了一种引入了快速式燃气热水器的燃烧系统的容积式燃气热水器，该热水器的燃烧系统具有三次供风结构。通过实验研究了配风方式对部分预混系统燃烧振荡区域的影响，通过分析不同工

况下的振荡区域和一次风率、过量空气系数［

１６］

等参数，定量分析了发生燃烧振荡的条件，为解决该种系统内的燃烧共振问题提供参考。

１　实验系统

１．１　燃烧系统

实验系统由供风组件（风机等）、供燃气组件、空气分配装置、燃烧组件和换热组件以及测量装置组成，主要部件如图１所示。燃烧组件由多个独立燃烧器组成，共两组，每组５片，对称设置。

燃烧

图１　实验系统

Ｆｉｇ．１　Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ　ｄｉａｇｒａｍ　ｏｆ　ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ　ｓｅｔｕｐ

·

２１２１·化　工　学　报 第６

３卷　

所需的空气由风机鼓入，系统内部为正压。一部分空气进入燃烧器，与供气组件提供的稳压燃气混合，燃气－空气混合物进入燃烧室燃烧，形成内焰（即一次火焰）

；另外一部分空气以二次风和三次风的形式进入燃烧室，其中二次风经过一个多孔的二次调风板后，经由燃烧器之间的多个间隙（即二次风通道）进入燃烧室，在预混火焰外围与未燃气体或中间产物迅速燃烧，形成外焰（

即二次火焰）；三次风则从燃烧器组两侧的三次风孔进入，在燃烧室的远端与二次火焰仍未燃尽的产物反应，最终将燃气完全燃尽。燃烧室为内径２００ｍｍ、高度１５０ｍｍ的圆柱钢管；燃烧组件截面为１５０ｍｍ×１５０

ｍｍ的正方形，燃烧器高度６０ｍｍ；二次风、三次风之间以镀锌板隔离，无质量交换。

图２详述了单个燃烧器的结构，燃烧器材料为ＳＵＳ４３０不锈钢。燃烧器火孔为有序排列的两种矩形孔，火孔尺寸分别为５．００ｍｍ×０．７０ｍｍ和２．２５ｍｍ×０．７０ｍｍ，交错布置以降低燃烧噪声

。

图２　燃烧器结构示意图和火孔排布Ｆｉｇ．２　Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ　ｄｉａｇ

ｒａｍ　ｏｆ　ｂｕｒｎｅｒ　ａｎｄ　ｐｏｒｔｓ　

１．２　测量系统实验采用的燃料为天然气，燃气低热值为３６．７ＭＪ·ｍ－３，氧化剂为空气，气温２０℃，气压

１０１．１ｋＰａ。本实验中，通过调节各级调风板的孔数目或孔径大小，可以对一次风、二次风和三次风的风量进行精确配比；通过调节风机转速和燃气阀

电流控制总供风量和供燃气量。燃气流量由ＷＣＧ

标准湿式气体流量计测量，精度１％。压力传感器为ＳＭＰ８２８型，精度０．５％，通过对燃烧室内压力

进行实时监测，判断是否发生振荡［

１１］

。压力平稳时认为系统正常工作，压力发生大幅波动时认为发生燃烧振荡，燃烧室压力测试点位于燃烧室侧壁，如图１（ａ）所示。图３为系统从风机启动到稳定燃烧的过程中燃烧室内压力变化：风机启动时产生一定压力，随即点火；点火成功后，燃烧室内压力开始波动，波动幅度逐渐增加，最终达到一个稳定的振荡状态，振动幅度约为±４００Ｐａ；经过调整后，振荡消除，压力波动幅度减小到可接受范围，进入稳定燃烧阶段。由于温度传感器的响应时间较长，因此燃烧室内温度不作为判断燃烧振荡是否发生的条件，温度测量均在稳态下进行。边缘燃烧器上开孔并以一根采样管引出以采集燃气－空气混合物。烟气采样则采用将探头直接放入烟气中的方法，多次重复采样以保证准确性。燃气浓度和烟气分析采用ＵＬＴＲＡＭＡＴ　

２３烟气分析系统，核心模块为ＵＬＴＲＡＭＡＴ　２３型红外气体分析仪，可准确测试ＣＯ、Ｏ２的浓度和烟气温度，测量精度０．５％。实验的数据采集模块为ＣＲ１０００型，并与ＬｏｇｇｅｒＮｅｔ软件结合进行数据处理

。

图３　发生燃烧振荡和正常燃烧时的压力变化

Ｆｉｇ．３　Ｃｈａｎｇ

ｅ　ｏｆ　ｐｒｅｓｓｕｒｅ　ａｔ　ｃｏｍｂｕｓｔｉｏｎ　ｏｓｃｉｌｌａｔｉｏｎａｎｄ　ｎｏｒｍａｌ　ｃｏｍｂｕｓｔｉｏｎ　ｐ

ｒｏｃｅｓｓ　

１．３　实验工况

实验工况分３部分：①不改变燃烧系统结构，通过改变风机供风量和输入负荷，研究不同过量空气系数下的燃烧状态；②不改变二次风率，减小一次风率，研究不同一次风率下的燃烧状态；③测量不同工况下燃烧器内的燃气浓度，并与工况②

·

３１２１·　第４期 邱步等：配风方式对部分预混燃烧系统燃烧振荡的影响

的实验结果进行对比论证。

２　实验结果与分析

２．１　总过量空气系数与振荡区域的关系

通过改变输入负荷和风机的供风量，可以研究不同过量空气系数下系统燃烧振荡的特性。设置系统一次风率ｒ１＝０．２７５，二次风率ｒ２＝０．４００，三次风率ｒ３＝０．３２５。对实验数据进行线性拟合，图４显示了各种负荷和过量空气系数下的系统工作状态，由６条直线将全区域分为７部分。其中区域Ⅰ是不可燃烧区域，此处总过量空气系数α＞４．５，供风量远大于理论供风量，出现离焰和吹熄现象，该区域由于空气量远高于理论需求量，气流速度快，湍流强度大，造成边界模糊，数据点一致性不好；区域Ⅱ是一个正常燃烧区域，介于直线ａ与直线ｂ之间，其α值在３～４．５之间，相对直线ａ、ｂ的一致性有了明显好转；区域Ⅲ是共振区域，直线ｂ、ｃ对应的过量空气系数分别为系统的振荡上限和下限，其α值分别为３和１．５，在此区域内发生强烈不稳定燃烧和巨大噪声；区域Ⅳ是主要的正常燃烧区域，α在１．２～１．５之间，污染物排放等参数均在可控范围内；区域Ⅴ的α＜１．２，直线ｄ近似水平，其下方是烟气中的一氧化碳超标区域，此区域内不会发生燃烧振荡，但由于供风量远小于理论供风量，发生严重的污染物超标，实验测得ＣＯ

排放一般高达１００×１０

－６以上，空气量过低的情况下甚至无法燃烧，不能作为正常工作区域。综上所述，实际操作中，定负荷情况下，增加供风量，会出现烟气污染物超标→正常燃烧→燃烧振荡→正常燃烧→吹熄的变化过程，此过程充分说明系统结构不变的情况下，总过量空气系数是调节燃烧系统性能的基本参数，保持适度的总风量供给可以避免不稳定燃烧，这也是部分预混燃烧方式的普遍特性。其中，区域Ⅰ、Ⅳ和正常燃烧区域之间的位置关系

符合经典理论［１２］对于天然气与空气的燃烧稳定范

围的阐述。此外，直线ｅ左侧的区域Ⅵ和直线ｆ右侧的区域Ⅶ是不可燃烧的区域，与燃烧器的选择有关，限于篇幅，此处不予讨论。

由于系统有两个正常工作区域Ⅱ和Ⅳ，因此选择最佳的一个作为设定工作区域是必需的。首先，该系统的点火过程是先在小负荷、小风量的Ｏ点点燃，随后增加燃气和空气流量，最终至设定负荷。若选择区域Ⅱ中的Ａ点作为工作区域，则要

达到该区域必须经过区域Ⅲ，使点火、传火过程中的燃烧振荡难以避免，故选择区域Ⅳ中的Ｂ点作为工作区域会使系统控制更为容易。然而，此结构中区域Ⅳ的面积较小，需要通过改变系统结构使之具有更大的范围，可使系统具有最低的燃烧振荡风险和更好的适应性。其次，区域Ⅱ的过量空气系数大于区域Ⅳ，使ＣＯ排放水平低于区域Ⅳ，但其缺点在于过多的空气将降低系统热效率，增加风机噪声，并非最优选择。因此区域Ⅳ为更佳的工作区域

。

图４　共振区域图

Ｆｉｇ．４　Ｃｏｍｂｕｓｔｉｏｎ　ｏｓｃｉｌｌａｔｉｏｎ　ｒａｎｇ

ｅｓ　ｉｎ　ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｆａｎ　ｓｐ

ｅｅｄ　ａｎｄ　ｇａｓ　ｆｌｕｘ（ｒ１＝０．２７５，ｒ２＝０．４００，ｒ３＝

０．３２５）２．２　增加三次风时的燃烧振荡区域

由于空气是以不同方式进入燃烧室内的，各级风之间互相影响，因此总过量空气系数只是宏观的设计参数，各级风量变化对燃烧性能的影响是必须研究的。

图５是ｒ１＝０．２００，ｒ２＝０．４００，ｒ３＝０．４００时的燃烧振荡区域图。该图与图４具有基本一致的结构，但区域Ⅳ的面积增加，直线ｃ

、ｄ的过量空气系数差值从图４的０．５增加至图５的１．０，系统可正常工作的范围扩大了１倍；直线ｃ较水平，输入负荷变化时过量空气系数的变化很平稳，易于控制燃烧状况。此外，区域Ⅲ和区域Ⅱ的上限都相应地向上移动，但两区域的面积大小关系并未发生变化。

图４和图５的直线ａ

、ｂ和直线ｃ、ｄ的趋势略有不同，过量空气系数较大时过量空气系数和输入功率的线性关系变差。这是因为在大过量空气系数条件下，系统的燃烧状态越来越趋于不稳定，不同

·

４１２１·化　工　学　报 第６

３卷　

图５　共振区域图

Ｆｉｇ．５　Ｃｏｍｂｕｓｔｉｏｎ　ｏｓｃｉｌｌａｔｉｏｎ　ｒａｎｇ

ｅｓ　ｉｎ　ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｆａｎ　ｓｐｅｅｄ　ａｎｄ　ｇ

ａｓ　ｆｌｕｘ（ｒ１＝０．２００，ｒ２＝０．４００，ｒ３＝

０．４００）　

区域的分界线开始发生波动，尤其是火焰被吹熄前后，状态变化较快，测得的数据较分散。显然，过量空气系数越小，边界越清晰，直线ｃ

、ｄ会具有更好的重复性。

２．３　一次过量空气系数与燃烧振荡区域的关系

图４和图５通过改变一次风率和三次风率改变了燃烧振荡区域的范围，然而这两个参数是互相影响、同时改变的，必须找到一个影响燃烧振荡的独立因素。表１是输入负荷为２２．５ｋＷ左右时两图中各条曲线上一次过量空气系数（α×ｒ１）的对比，发生燃烧振荡的一次过量空气系数范围分别为０．８３～０．４２和０．８０～０．４０，同样，在其他输入负荷下也能发现接近的范围值，这就充分说明了一次过量空气系数的重要性。

表２为ｒ１＝０．２００、ｒ２＝０．５２５、ｒ３＝

０．２７５时，保持风机送风量不变，改变输入负荷引起的过量空

表１　不同曲线上总过量空气系数、一次风率及

其乘积的关系

Ｔａｂｌｅ　１　Ｇｌｏｂａｌ　ｅｘｃｅｓｓ　ａｉｒ　ｒａｔｉｏ，ｐｒｉｍａｒｙ　

ａｉｒ　ｒａｔｉｏ　ａｎｄ　ｔｈｅｉｒｐ

ｒｏｄｕｃｔ　ｉｎ　ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ　ｃｕｒｖｅ（ｐｏｗｅｒ　ｉｎｐｕｔ　ｉｓ　２２．５ｋＷ）Ｃｕｒｖｅ　ｒ１

α

α×ｒ１

ａ　０．２７５０．２００４６１．１０１．２０ｂ　０．２７５０．２００３４０．８３０．８０ｃ　０．２７５０．２００１．５２０．４２０．４０ｄ　

０．２７５０．２００

１１．２

０．２８０．２４

表２　过量空气系数与燃烧共振的关系

Ｔａｂｌｅ　２　Ｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐ　

ｂｅｔｗｅｅｎ　ｃｏｍｂｕｓｔｉｏｎ　ｏｓｃｉｌｌａｔｉｏｎａｎｄ　ｅｘｃｅｓｓ　ａｉｒ　

ｒａｔｉｏＱ／ｋＷ

α１α

ＣＨ４ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ　ｉｎ　

ｂｕｒｎｅｒ／％Ｏｓｃｉｌｌａｔｉｏｎ２６．８　０．３８　１．６４　２１．６ｎｏ２５．９　０．４１　１．６０　２０．４ｎｏ２５．４　０．４１　１．６５　２０．２ｎｏ２４．８　０．４４　１．８０　１９．１ｙｅｓ１３．４　０．９３　３．８７　１０．１ｙｅｓ１２．３　１．０１　４．８５　

９．３

ｎｏ

气系数变化，包括总过量空气系数和一次过量空气系数。该表以直接测量的方式揭示了一次过量空气

系数与燃烧共振的关系，即当一次过量空气系数在约０．４４～０．９３范围内时，会出现燃烧共振，这与表１所推导出的规律相吻合。与之相对应的甲烷浓度为１９．１％～１０．１％，与天然气的爆炸极限为５％～１５％相比，该种燃烧系统的一次空气相对较

少。综合其他工况的实验数据，也可以得到近似的数值范围。

通过以上研究，可以定量地预判正常工作点是否接近共振区，从设计上做到有备无患，提供足够的安全区域。通过表１推导出的一次风率范围和表２直接测量得到的一次风率范围是一致的，可以证明，该结论对这种采用了三级配风的部分预混燃烧系统的各种负荷都是适用的

。

图６　燃烧振荡的机理

Ｆｉｇ

．６　Ｍｅｃｈａｎｉｓｍ　ｏｆ　ｃｏｍｂｕｓｔｉｏｎ　ｏｓｃｉｌｌａｔｉｏｎ综上所述，一次过量空气系数是决定系统是否发生燃烧振荡的重要因素，这与文献［１１］所得结

论保持了很好的一致性。以往的研究表明［１７－

１９］，燃烧振荡是一个系统性问题，其发生的深层次原因是燃料或氧化剂流量的轻微波动导致燃烧放热量的波动，后者产生声振荡，声振荡的增强又引起燃料或氧化剂的波动，如此形成循环，使噪声增强，如图６所示。在实际应用中，燃气和空气的微小流量扰动不可避免，因此使工作点位于燃烧振荡发生概率高的区域之外是解决实际问题中燃烧振荡的重要

·

５１２１·　第４期 邱步等：配风方式对部分预混燃烧系统燃烧振荡的影响

途径。本文的研究证明，这种燃烧放热与噪声之间的累加影响在一定的燃气／空气配比下才能够发生。实验结果定量地界定了燃烧振荡发生的区域，可以有效解决工程应用中发现的燃烧振荡问题。

３　结　论

本文对某种燃气热水器的部分预混燃烧系统进行了实验研究，探索了系统的燃烧振荡区域，研究了过量空气系数和燃烧振荡区域间的定量关系。得到了以下结论。

（１）所述部分预混燃烧系统具有一个连续的燃烧振荡区域，在该区域之前和之后系统均处于稳定工作状态，预设的系统工作点应该远离这个振荡区域。

（２）一次风率降低，使系统燃烧振荡区域的边界在总过量空气系数－输入负荷图中发生偏移。

（３）燃烧振荡区域与系统燃烧器内的燃气浓度，即一次过量空气系数有关系，该区域下限对应的一次过量空气系数约为０．４０～０．５０，上限对应的一次过量空气系数约为０．８０～０．９５，此区域内系统发生燃烧振荡。

符　号　说　明

Ｑ———输入功率，ｋＷ

ｒ———风率

α———过量空气系数

下角标

１———一次风

２———二次风

３———三次风

Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅｓ

［１］　Ｓａｄｅｇｈｚａｄｅｈ　Ａ　Ｍ．Ｕｔｉｌｉｚａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｄｏｍｅｓｔｉｃ　ｇａｓ　ｈｅａｔｅｒ　ｅｘｈａｕｓｔｅｎｅｒｇｙ　ｆｏｒ　ｈｅａｔｉｎｇ　ｗａｔｅｒ［Ｊ］．Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ　Ｅｎｅｒｇｙ

Ｊｏｕｒｎａｌ，２００７，８（１）：６３－７０

［２］　Ｌｅｅ　Ｔ　Ｗ，Ｍｉｔｒｏｖｉｃ　Ａ，Ｗａｎｇ　Ｔ．Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ，ｖｅｌｏｃｉｔｙ，ａｎｄＮＯｘ／ＣＯ　ｅｍｉｓｓｉｏｎ　ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｓ　ｉｎ　ｔｕｒｂｕｌｅｎｔ　ｆｌａｍｅｓ：

ｅｆｆｅｃｔｓ　ｏｆ　ｐａｒｔｉａｌ　ｐｒｅｍｉｘｉｎｇ　ｗｉｔｈ　ｃｅｎｔｒａｌ　ｆｕｅｌ　ｉｎｊｅｃｔｉｏｎ［Ｊ］．

Ｃｏｍｂｕｓｔｉｏｎ　ａｎｄ　Ｆｌａｍｅ，２０００，１２１（１／２）：３７８－３８５

［３］　Ｈｕｒｌｅ　Ｉ　Ｒ，Ｐｒｉｃｅ　Ｒ　Ｂ，Ｓｕｇｄｅｎ　Ｔ　Ｍ，Ｔｈｏｍａｓ　Ａ．Ｓｏｕｎｄｅｍｉｓｓｉｏｎ　ｆｒｏｍ　ｏｐｅｎ　ｔｕｒｂｕｌｅｎｔ　ｐｒｅｍｉｘｅｄ　ｆｌａｍｅｓ［Ｊ］．

Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ　ｏｆ　ｔｈｅ　Ｒｏｙａｌ　Ｓｏｃｉｅｔｙ，１９６８，３０３（１４７５）：

４０９－４２７

［４］　Ｓｗａｍｉｎａｔｈａｎ　Ｎ，Ｂａｌａｃｈａｎｄｒａｎ　Ｒ，Ｘｕ　Ｇ，Ｄｏｗｌｉｎｇ　Ａ　Ｐ．Ｏｎｔｈｅ　ｃｏｒｒｅｌａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｈｅａｔ　ｒｅｌｅａｓｅ　ｒａｔｅ　ｉｎ　ｔｕｒｂｕｌｅｎｔ　ｐｒｅｍｉｘｅｄ

ｆｌａｍｅｓ［Ｊ］．Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ　ｏｆ　ｔｈｅ　Ｃｏｍｂｕｓｔｉｏｎ　Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ，

２０１１，３３（１）：１５３３－１５４１

［５］　Ｏｈｉｗａ　Ｎ，Ｔａｎａｋａ　Ｋ，Ｙａｍａｇｕｃｈｉ　Ｓ．Ｎｏｉｓｅ　ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ　ｏｆｔｕｒｂｕｌｅｎｔ　ｄｉｆｆｕｓｉｏｎ　ｆｌａｍｅｓ　ｗｉｔｈ　ｃｏｈｅｒｅｎｔ　ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ［Ｊ］．

Ｃｏｍｂｕｓｔｉｏｎ　ａｎｄ　Ｓｃｉｅｎｃｅ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，１９９３，９０（１／２／３／

４）：６１－７８

［６］　Ｒａｊａｒａｍ　Ｒ，Ｌｉｅｕｗｅｎ　Ｔ．Ｐａｒａｍｅｔｒｉｃ　ｓｔｕｄｉｅｓ　ｏｆ　ａｃｏｕｓｔｉｃｒａｄｉａｔｉｏｎ　ｆｒｏｍ　ｐｒｅｍｉｘｅｄ　ｆｌａｍｅｓ／／３８ｔｈ　ＡＩＡＡ／ＡＭＥ／ＳＡＥ／

ＡＳＥＥ　Ｊｏｉｎｔ　Ｐｒｏｐｕｌｓｉｏｎ　Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ　Ｅｘｈｉｂｉｔ［Ｃ］．Ｉｎｄｉａｎａｐｏｌｉｓ，

ＵＳＡ，２００２：ＡＩＡＡ－２００２－３８６４

［７］　Ｃａｏ　Ｈｏｎｇｊｉａ（曹红加）．Ｐｒｅｍｉｘｅｄ　ｆｌａｍｅ　ｃｏｍｂｕｓｔｉｏｎｉｎｓｔａｂｉｌｉｔｙ　ａｎｄ　ｉｔｓ　ａｃｔｉｖｅ　ｃｏｎｔｒｏｌ［Ｄ］．Ｂｅｉｊｉｎｇ：Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ　ｏｆ

Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ　Ｔｈｅｒｍｏｐｈｙｓｉｃｓ，Ｃｈｉｎｅｓｅ　Ａｃａｄｅｍｙ　ｏｆ

Ｓｃｉｅｎｃｅｓ，２００４

［８］　Ｔｏｏｎｇ　Ｔ　Ｙ，Ｓａｌａｎｔ　Ｒ　Ｆ，Ｓｔｏｐｆｒｄ　Ｊ　Ｍ，Ａｎｄｅｒｓｏｎ　ＧＹ．Ｍｅｃｈａｎｉｓｍｓ　ｏｆ　ｃｏｍｂｕｓｔｉｏｎ　ｉｎｓｔａｂｉｌｉｔｙ［Ｊ］．Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇ

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（

胡元）．Ｄｒｉｖｉｎｇ　ｍｅｃｈａｎｉｓｍ　ｏｆ　ｃｏｍｂｕｓｔｉｏｎ　ｏｓｃｉｌｌａｔｉｏｎ

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［１０］　Ｋｉｍ　Ｊ　Ｒ，Ｃｈｏｉ　Ｇ　Ｍ，Ｋｉｍ　Ｄ　Ｊ．Ｅｆｆｅｃｔｓ　ｏｆ　ｏｐｅｒａｔｉｎｇ　ｐｒｅｓｓｕｒｅｏｎ　ｆｌａｍｅ　ｏｓｃｉｌｌａｔｉｏｎ　ａｎｄ　ｅｍｉｓｓｉｏｎ　ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ　ｉｎ　ａ　ｐａｒｔｉａｌｌｙ

ｐｒｅｍｉｘｅｄ　ｓｗｉｒｌ　ｃｏｍｂｕｓｔｏｒ［Ｊ］．Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ　Ｔｈｅｒｍａｌ　ａｎｄ

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［１１］　Ｌｉ　Ｇｕｏｎｅｎｇ（李国能），Ｚｈｏｕ　Ｈａｏ（周昊），Ｌｉ　Ｓｈｉｙｕ（李时宇），Ｃｅｎ　Ｋｅｆａ（岑可法）．Ｉｎｆｌｕｅｎｃｅ　ｏｆ　ｅｑｕｉｖａｌｅｎｃｅ　ｒａｔｉｏ　ｏｎ

ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ　ｏｆ　ｔｈｅｒｍｏａｃｏｕｓｔｉｃ　ｉｎｓｔａｂｉｌｉｔｙ　ｉｎ　ａ　ｓｗｉｒｌ

ｃｏｍｂｕｓｔｏｒ［Ｊ］．Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ　ｏｆ　ｔｈｅ　ＣＳＥＥ（中国电机工程

学报），２００８，２８（８）：１８－２３

［１２］　Ｌａｗｒｅｎｃｅ　Ｂｅｒｋｅｌｅｙ　Ｎａｔｉｏｎａｌ　Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ．Ｗａｔｅｒ　ｈｅａｔｅｒｓ　ａｎｄｈｏｔ　ｗａｔｅｒ　ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ　ｓｙｓｔｅｍｓ，ＣＥＣ－５００－２００８－０８２［Ｒ］．

Ｃａｌｉｆｏｒｎｉａ：Ｃａｌｉｆｏｒｎｉａ　Ｅｎｅｒｇｙ　Ｃｏｍｍｉｓｓｉｏｎ，２００８

［１３］　ＰＧ＆Ｅ　Ａｐｐｌｉｅｄ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　Ｓｅｒｖｉｃｅｓ．Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ　ｔｅｓｔｉｎｇ　ｏｆｒｅｓｉｄｅｎｔｉａｌ　ｇａｓ　ｗａｔｅｒ　ｈｅａｔｅｒ［Ｒ］．Ｐａｃｉｆｉｃ　Ｇａｓ　ａｎｄ　Ｅｌｅｃｔｒｉｃ

Ｃｏｍｐａｎｙ．Ｃａｌｉｆｏｒｎｉａ（ＵＳＡ），２００８

［１４］　Ｋｌｏｕｂ　Ｎ．Ｉｍｐｒｏｖｉｎｇ　ｔｈｅ　ｇａｓ　ｉｎｓｔａｎｔａｎｅｏｕｓ　ｗａｔｅｒ　ｈｅａｔｅｒｓｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｓ［Ｊ］．Ａｍｅｒｉｃａｎ　Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆ　Ａｐｐｌｉｅｄ　Ｓｃｉｅｎｃｅｓ，

２００５，２（５）：１００８－１０１３

［１５］　Ｑｉｕ　Ｂ，Ｚｈａｎｇ　Ｘ　Ｓ，Ｄｏｕ　Ｌ　Ｌ．Ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ　ｓｔｕｄｙ　ｏｎｃｏｍｂｕｓｔｉｏｎ　ｓｙｓｔｅｍ　ｏｆ　ｔａｎｋｌｅｓｓ　ｇａｓ　ｗａｔｅｒ　ｈｅａｔｅｒ［Ｊ］．

Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆ　Ｓｏｕｔｈｅａｓｔ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，２０１０，２６（２）：１８７－１９１［１６］　Ｉａｎ　Ｂ　Ｍ，Ｋａｍｅｌ　Ｈ．Ｓｉｍｕｌａｔｉｎｇ　ｆｕｅｌ－ｆｉｒｅｄ　ｃｏｍｂｉｎａｔｉｏｎ　ｓｐａｃｅａｎｄ　ｄｏｍｅｓｔｉｃ　ｗａｔｅｒ　ｈｅａｔｉｎｇ　ｓｙｓｔｅｍ／／Ｅｉｇｈｔｈ　Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ

ＩＢＰＳＡ　Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ［Ｃ］．Ｅｉｎｄｈｏｖｅｎ，Ｎｅｔｈｅｒｌａｎｄｓ，２００３：

９３－１００

［１７］　Ｌｅｗｉｓ　Ｂ，Ｅｌｂｅ　Ｇ　Ｖ．Ｃｏｍｂｕｓｔｉｏｎ，Ｆｌａｍｅ　ａｎｄ　Ｅｘｐｌｏｓｉｏｎ　ｏｆＧａｓｅｓ［Ｍ］．Ｂｅｉｊｉｎｇ：Ｃｈｉｎａ　Ａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅ　＆Ｂｕｉｌｄｉｎｇ

Ｐｒｅｓｓ，２００６：２０６

［１８］　Ｌｉｅｕｗｅｎ　Ｔ．Ａ　ｍｅｃｈａｎｉｓｍ　ｏｆ　ｃｏｍｂｕｓｔｉｏｎ　ｉｎｓｔａｂｉｌｉｔｙ　ｉｎ　ｌｅａｎｐｒｅｍｉｘｅｄ　ｇａｓ　ｔｕｒｂｉｎｅ　ｃｏｍｂｕｓｔｏｒｓ［Ｊ］．Ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓ　ｏｆ　ｔｈｅ

ＡＳＭＥ，２００１，１２３（１）：１８２－１８９

［１９］　Ａｎｎａｓｗａｍｙ　Ａ　Ｍ，Ｇｈｏｎｉｅｍ　Ａ　Ｆ．Ａｃｔｉｖｅ　ｃｏｎｔｒｏｌ　ｏｆｃｏｍｂｕｓｔｉｏｎ　ｉｎｓｔａｂｉｌｉｔｙ：ｔｈｅｏｒｙ　ａｎｄ　ｐｒａｃｔｉｃｅ［Ｊ］．Ｃｏｎｔｒｏｌ

Ｓｙｓｔｅｍｓ，ＩＥＥＥ，２００２，２２（６）：３７－５４

·

６

１

２

１

·化　工　学　报 第６３卷　

制粉系统爆炸事故原因分析及预防措施

1 煤粉爆炸的机理 在炉膛或烟道积存了大量的未燃尽可燃物，在与空气按一定比例混合时，形成了新的可燃性混合物。当该混合可燃物获得一定的能量并达到燃烧条件时，在极短的时间迅速点燃。在这个化学反应中将会发生一个链状的燃烧反应，火焰激波迅速传播，因而在极短的时间很快将积存燃料燃尽。爆燃的结果是在极短的时间释放出巨大能量。在制粉系统中，煤粉是由气体来输送，气体和煤粉混合成云雾状混合物，煤粉的自燃引起周围气粉混合物爆炸，产生较大的压力而形成煤粉爆炸。 根据对事故的分析以及爆燃的物理化学起因，得出发生可燃物爆燃事件的因素主要有以下几方面。由于某种原因积存了大量的可燃物，包括可燃气体和可燃固体燃料颗粒，如氢气、一氧化碳、煤粉挥发分中碳氢化合物等气体都可能是导致爆炸的可燃气体；积存的可燃物与足够的氧气或空气相混合，形成了爆炸性混合物，并且混合物达到了爆炸极限(表1列出了3种煤粉与空气混合时的爆炸极限)；积存的燃料发生了“自热现象”或遇到了明火使得燃料引燃。这 3个条件是造成可燃物爆炸的必要因素。 表 1 燃煤与空气混合时的爆炸极限

a．挥发分含量。一般说来，含挥发分较高的煤粉易爆炸，含挥发分低的煤粉不易爆炸。这是由于煤粉着火燃烧的开始主要是靠燃烧析出挥发分，挥发分含量高的煤粉容易析出挥发分，而且比较多，能够为煤粉的迅速着火提供足够的能力。根据有关资料介绍，当挥发分小于10％时则无爆炸危险。挥发分大于20％的煤粉，很容易自燃，爆炸的可能性很大。 b．煤粉的粗细。在炉窑中，煤粉的输送是靠气力输送，因此煤粉越细，在细煤粉的周围所吸附聚集的一次风空气或氧气越多，这样就给自燃提供了更优越的条件，从而越容易自燃和爆炸。烟煤的粒度大于0.1min时几乎不会爆炸。综合考虑挥发分和煤粉细度对煤粉着火的影响，对于挥发分高的煤不允许磨得过细。 c．输送煤粉的气体含氧量。含氧的比例越大，爆炸的可能性越大，充足的氧气为混合物的爆炸提供了条件，而在氧浓度低于一定程度时难以发生爆炸。关于煤粉系统含氧量浓度的标准，各个国家都有不同的规定标准，但一般都在15％左右。制粉系统的氧气来源于多种渠道，如干燥风、漏风，输送煤粉的一次风或三次风等。如果煤粉混合物中的含氧量不足，即使存在很强的点燃能，混合物的浓度处于最佳爆炸点，也不可能发生爆炸。 d．煤粉气流混合的温度。混合物的温度升高会减少煤粉颗粒的着火热，加速燃烧的速度，因此温度高易爆炸，低于一定温度则无爆炸危险。煤粉气流混合温度主要指标是指磨煤机出口风温。

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...................................................................................................................................

锅炉燃烧调整总结

#2 炉优化调整 机组稳定运行已有3个多月，但在调试结束后我厂#2机组在3月份前在满负荷时床温在960℃左右，总风量大，风机电流大，厂用电率居高不下，一直困扰着我们。通过三个月的分析、调整，近期床温整体回落，总结出主要原因有以下两点： 一、煤颗粒度的差异。前一段时间负荷300MW时床温高炉膛差压在,下部压力，近期炉膛差压在，下部压力,这说明锅炉外循环更好了，分离器能捕捉更多的物料返回炉膛，同时也减少了飞灰含碳量，否则小于1mm的煤粒份额太多分离器使分离效率下降,小于1mm 细颗粒太多就烧成煤粉炉的样子，从而导致高床温细颗粒全给飞灰含碳量做贡献了，大于10mm煤粒太多就烧成鼓泡床了，导致水冷壁磨损加剧爆管、冷渣器不下渣和燃烧恶化等一系列问题，所以控制好入炉煤粒度（1—9mm)是保证燃烧的前提，当煤颗粒度不合适时只能通过加大风量使床温下降，在煤颗粒度不合适时加负荷一定要先把风量加起来，否则负荷在300MW时床温会上升到接近980℃，甚至会因床温高被迫在高负荷时解床温高MFT保护，如果处理不当造成结焦造成非停。所以循环流化床锅炉控制煤粒度是决定是否把锅炉烧成真正循环流化床最为重要的因素，可以说粒度问题解决了，锅炉90%的问题都解决了，国内目前最好的煤破碎系统为三级筛分两级破碎。 二、优化燃烧调整。3月份以来#2炉床温虽然整体下降，但仍不够理想，由于我厂AGC投入运行中加减负荷频繁，所以在负荷变

化时锅炉床温变化幅度较大，在最大出力和最小出力时床温相差接近200℃，不断的调整风煤配比使其达到最优燃烧工况，保证床温维持在850℃-900℃。负荷150MW时使总风量维持32万NM3/h左右,一次流化风量21万NM3/h,二次风量11万NM3/h左右，同时关小下二次风小风门（开度20%左右,减小密相区燃烧，提高床温）和开大上二次小风门（开度40%左右，增强稀相区燃烧，提高循环倍率），可使床温维持850℃左右，正常运行中低负荷时一次风量保证最小临界流化风量的前提下尽可能低可使床温维持高一点，以保证最佳炉内脱硫脱硝温度。负荷300MW时总风量维持62万NM3/h左右，一次风量27万NM3/h左右,二次风量35万NM3/h左右，同时开大下二次小风门（开度80%左右，增强密相区扰动，降低床温），关小上二次小风门（开度60%左右，使稀相区进入缺氧燃烧状态），因为东锅厂设计原因，二次上下小风门相同开度情况下上二次风是下二次风风量的三倍，所以加减负荷时根据负荷及时调整二次小风门开度对床温影响较大。高负荷时在床温不高的情况下尽量减小一次风，以达到减少磨损的目的，二次风用来维持总风量，高负荷时床温尽量接近900℃，以达到最佳炉内脱硫脱硝温度，同时加负荷时停止部分或全部冷渣器，床压高一点增强蓄热量可降低床温，减负荷相反，稳定负荷后3台左右冷渣器可保证床压稳定。 在优化燃烧调整基本成熟的基础上，配合锅炉主管薛红军进行全负荷低氧量燃烧运行,全负荷使床温尽量靠近900℃。根据#2炉目前脱硝系统运行情况，负荷150MW时根据氧量及时减减小二次风，

600MW火电机组送风控制系统课程设计论文

1 引言 1. 1课题背景 火力发电厂在我国电力工业中占有主要地位，是我国重点能源工业之一，大型火力发电机组在国外发展很快，是我国现以300MW机组为骨干机组，并逐步发展600MW以上机组。目前，国外已建成单机容量1000MW以上的单元机组。单元发电机组是由锅炉、汽轮发电机和辅助设备组成的庞大的设备群。由于其工艺流程复杂，设备众多，管道纵横交错，有上千个参数需要监视，操作或控制，而且电能生产还要求有高度的安全可靠性和经济性，因此，大型机组的自动化水平受到特别的重视。送风量就是其中一项需要监视的重要参数。本次设计题目是：600MW火电机组送风控制系统。 1. 2 课题意义 锅炉送风量是影响锅炉生产过程经济性和安全性的重要参数。大型锅炉一般配有两台轴流式送风机，送风量是通过送风机的动叶来调整的。如果送风量比较大，送风量与燃料量的比例系数K（最佳比例值）随之增大，炉膛燃烧将不会充分，达不到经济性。如果送风量比较小，送风动叶开度就会比较小，临近送风机的喘振区，喘振危害性很大，严重时能造成风道和风机部件的全面损坏，而总风量小于25%时，就会触发MFT（主燃料跳闸）动作。所以，送风量、过高或过低都是生产过程所不允许的。为了保证锅炉生产过程的安全性、经济性，送风量必须通过自动化手段加以控制。因此，送风量的控制任务是：使送风量与燃料量有合适的比例，实现经济运行；使炉膛压力控制在设定值附近，保证安全运行。

2 送风自动控制系统 2. 1 送风量控制系统 实现送风量自动控制的一个关键是送风量的准确测量。现代大型锅炉一般分设一次风和二次风，有些锅炉还有三次风，因此总风量是这三种风的流量之和。 常用的风量测量装置有对称机翼型和复式文丘里管。一些简单的测量装置，有装于风机入口的弯头测风装置和装于举行风道的挡风板等。 在协调控制中，氧量－风量控制是燃烧控制的重要组成部分，其对于保证锅炉燃烧过程的经济性和稳定性起着决定性作用。在稳态时根据锅炉主控指令的要求协调控制燃料量和送风量，保持适当的风煤比，即保证一定的炉膛出口过剩空气系数a，在动态调节过程中，必须保证增加负荷时先增加送风量再增加燃料量，降负荷时先减少燃料量再减少送风量，保证送风量大于给煤量，以达到空气与燃料交叉限制的目的。 由于到目前为止，还没有找到一种有效的方法来准确地测量给煤量信号，工程实际中一般以烟气含氧量作为给煤量的一种间接反馈信号。烟气含氧量是一个非常重要的指标。氧量过低，证明燃料没有充分燃烧，浪费燃料又增加了有害气体排放，氧量过高，使送引风机的耗电量增加，造成烟气中的Nox、SO2排放量增多。锅炉运行中，当过剩空气量增多时，不仅使炉膛温度下降，而且也使最重要的烟气热损失增加。因此，过剩空气量要有一个最优值，即所谓的最经济燃烧，过剩空气量常用过剩空气系数a来表示，即实际空气量QP与理论空气量QT之比： A=QP/QT 过量空气系数α还可以用炉膛出口烟气中的含氧量 O2％来衡量，完全燃烧情况下空气系数α与O2％的关系为： α=21/(21- O2％) 由上式可知α和 O2％成反比关系，控制α就可以达到控制烟气中含氧量 O2％的目的，其中含氧量一般都控制在 5％左右，含氧量信号具有时间延迟短，对判断是否充分燃烧反映快等优点。因此，可将送风调节系统直接看成是氧量调节的过程送风控制系统一个带有氧量校正的串级回路控制系统，所谓串级回路控制系统，就是采用两个控制器串联工作，主控制器的输出作为副控制器的设定值，由副控制器的输出去操纵调节阀，从而对主被控变量具有更好的控制效果。

防止制粉系统爆炸的运行措施示范文本

防止制粉系统爆炸的运行措施示范文本 In The Actual Work Production Management, In Order To Ensure The Smooth Progress Of The Process, And Consider The Relationship Between Each Link, The Specific Requirements Of Each Link To Achieve Risk Control And Planning 某某管理中心 XX年XX月

防止制粉系统爆炸的运行措施示范文本使用指引：此解决方案资料应用在实际工作生产管理中为了保障过程顺利推进，同时考虑各个环节之间的关系，每个环节实现的具体要求而进行的风险控制与规划，并将危害降低到最小，文档经过下载可进行自定义修改，请根据实际需求进行调整与使用。 1#炉于7月12日、7月28日发生两次制粉系统爆炸 事故，造成磨煤机混合风道破损，严重威胁到人身安全和 电厂生产安全。 从发生这两次事故的过程来看，事故都发生在停磨过 程中。根据发生爆炸的条件分析：在走空磨煤机存煤过程 中，由于磨煤机内部煤粉浓度逐渐降低，逐渐进入煤粉爆 炸极限以内，当磨煤机内存在明火（自燃）和磨煤机内钢 球发生碰撞（微小的金属火花），以及在富氧条件下，就 会发生爆炸。 为减少事故发生的可能，在近一段燃用高挥发份煤种 期间，要求各值做到: 一、磨煤机的启动前

1、磨煤机启动前，测量磨煤机本体各部位温度，确证磨煤机内没有发生自燃；如证实磨内发生自燃，则投入磨煤机消防蒸汽和消防水进行灭火。 2、启磨前，开大冷风挡板，对磨本体及煤粉管进行彻底吹扫后再进行暖磨。 二、磨煤机正常运行 1、磨煤机出口风粉混合温度正常运行控制在≯70℃。 2、经常检查制粉系统各部位温度有无异常，如有异常，立即采取措施。 3、运行中，如果发生断煤，要及时增加另一台给煤机出力并降低磨煤机出力，必要时可以投运消防蒸汽或停运磨煤机，避免磨煤机内料位极低发生爆炸。 三、停运磨煤机 1、根据负荷调度曲线，可以提前将需停运磨煤机出口温度设定到60℃。

暖通专业送排风系统共板法兰施工方案

暖通专业送排风系统 ——共板法兰风管制作及安装施工方案 一、前言 本施工方案适用于机电安装工程暖通专业送排风/防排烟系统风管制作及安装。共板式法兰风管又称无法兰风管，其制作形式比传统的矩形风管加工速度更快捷、更小的漏风率。其优点是漏风量小，降低能耗，节省运行费用，颇受用户欢迎。美国和欧洲等发达国家从九十年代开始已采用风管的无法兰连接，目前此工艺已被广泛应用于各种工程。我国的国家标准 GB50243-2002关于《通风与空调工程施工及验收规范》中明确规定矩形风管可以采用无法兰连接工艺。该形式的风管采用全自动生产线，并结合世界上先进的数控及光纤信息技术，除能生产镀锌直矩形风管外，还能生产弯头、三通、四通等各种异形风管部件。在安装工程中发挥越来越重要的作用。 二、风管特点 1、生产线机械化、自动化程度高，大大提高了制作效率以及风管的制作精度。 2、风管自成法兰，与传统角铁法兰比较，减轻了风管重量。 3、风管密封性好，显著降低漏风量，节约能源，降低运行成本。使用效果好。能满足现代化工程需要。 4、风管自动压筋，强度高且外形美观整洁，无锌层破损，可延长使用寿命。 三、工艺原理 1、根据风管口径及形状输入电脑，由程序软件控制设备下料。 2、采用机制TFD法兰成型机，在风管上翻边形成法兰。使用该设备，制成相应连接用法兰角。 3、现场安装时，使用法兰角及法兰固定卡连接风管，达到安装目的。 四、本方案适用范围 适用于矩形金属风管且大边长不超过2500mm。

五、施工工艺 1、风管制作 （1）板厚规格 （2）绘制风管加工草图 根据施工图纸及现场实际情况（风管标高、走向及与其它专业协调情况）按系统绘制出加工草图，并按系统编号。 （3）直管的生产流程 根据草图输入风管尺寸到电脑→进镀锌板于生产线调直→压筋（大边尺寸＞630mm）→切割机切角→剪板机剪板→咬口（插口及承口）→机制TFD法兰成形机→折弯机折弯（根据口径的大小折成一字形、L形、U形、口形）→质检。（4）异形管(弯头、三通等配件)生产制作流程 根据图纸电脑制出切割图→FPC3600等离子切割机切割出半成品→单机咬承口和插口→TFD法兰成型机→折弯机折弯→质检。 2、风管安装 （1）风管加固 ①风管大边尺寸在630～1000mm时，直接在生产线压筋加固，排列应规则，间隔应均匀，板面不应有明显的变形。 ②当风管大边尺寸在1000mm以上时，可采用角钢、扁钢、钢管、Z形槽、

锅炉燃烧调整试验方案

锅炉燃烧调整试验方案 一、试验目的 1、消除在煤泥使用量加大后造成锅炉床温下降的现象； 2、改变目前二次风风压、一二次风配比等参数，试验其是否能对加大煤泥用量产生积极作 用。 二、组织机构及分工 组长：马瑛 成员：崔彪殷勇王鹏军李军龙马战强张慧斌郭慧军许红卫各值长各锅炉运行班长 分工说明： 组长：负责本次调试的全面工作； 运行车间：负责锅炉的稳定运行，同时做好试验记录。具体由殷勇、崔彪、王鹏军和炉运行班长负责； 燃料车间：负责输送合格的煤泥（控制煤泥水份在30%--35%之间、煤泥系统能满足运行要求）,并按要求调整好入炉固体燃料热值及粒度。具体由李军龙负责； 检修车间：负责锅炉主辅设备的正常维护及异常设备的抢修。具体由许红卫负责； 生技室：负责对各值长生产环节的协调。具体由郭慧军负责； 安监室：负责试验期间现场安全监督工作。具体由马占强负责。 三、试验开始前应具备的条件 3.1 锅炉燃烧稳定 床温：控制在930～950℃、差压：控制在8.5～8.8Kpa、负压：维持在-50pa、一次风量：保持在130k m3/h、返料风机：母管风压保持在20-22Kpa、其它参数确保在规程允许范围内。 3.2 四台煤泥泵正常运行，煤泥水份控制在30%--35%，入炉固体燃料热值及粒度合格。 3.3 锅炉的除灰设备运行正常。 3.4 除渣设备 3.4.1 两台冷渣器运行正常。 3.4.2 1#、2#链斗运行正常。 3.4.3 放渣管保持畅通。现场捅渣工具及人员防护设备完好齐全。 四、试验中需要特别注意的事项

4.1 锅炉专业在试验过程中，要做好相应的燃烧调整。要以安全稳定运行为主。严格控制各参数底限。出现异常立即停止试验，确保锅炉稳定燃烧。 4.2 锅炉要做好一台突然停止运行时的事故处理（一般当一台煤泥泵故障停止时，锅炉运行工与煤泥值班工做好联系，在尽可能短的时间内将其它煤泥泵的用量增加，如其它煤泥泵的泵送次数不能满足需要时，可以增加煤量，以防灭火）。 4.4 床温在低于920℃时应尽快采取开放料门放灰、放低炉床差压和减小煤泥用量来提高床温。 五、调整步骤及措施 试验时间：7月5日9：00-7月10日9:00 试验步骤共分五步，具体如下： 第一步首先进行降低差压调整试验（时间：7月5日9：00—7月6日9：00） 试验目的：通过调整差压试验床温的变化趋势 1、将现差压下调，保持在8.0---8.5kpa，一次风压维持在8.5—9.5kpa。调整原则为：高负荷高限，低负荷低限。 2、一次风量维持现有风量128—131km3/h不变，二次风量仍维持现有风量进行调整。 3、根据床温情况进行煤与煤泥适当进行加减量控制。 4. 第一步试验完成后方可进行下一步试验。 第二步进行返料放灰的调整试验（时间：7月6日9：00—7月7日9：00） 试验目的：通过返料器放灰试验不同负荷情况下，对床温的影响程度，寻求最佳放灰量和方式 1、将1# 、2#返料放料门逐渐开启，保证少量连续排向尾部烟道，并定时对放料管进行检查，保证不超温不堵塞，但尾部烟温不许超165℃。调整放灰量的原则为：能实现用放灰来控制床温。 2、如少量向尾部烟道排灰试验中不能控制床温变化或尾部烟温超过165℃，则采用人工通过返料放灰直管的排灰方式进行，但要确保床温稳定且变化幅度较小。 3. 第二步试验完成后方可进行下一步试验。 第三步进行一、二次风量的调整试验（时间：7月7日9：00—7月8日9：00） 试验目的：通过风量的调整，确定煤泥配烧时最佳的风煤配比及燃烧工况的变化 1、首先，在锅炉正常运行稳定情况下进行调整。 2、维持差压正常，逐步将一次风量下调至115—125km3/h。原则为：高负荷用高限，低

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)

锅炉压力容器爆炸事故原因分析及预防措施(正式)

编订：__________________ 单位：__________________ 时间：__________________ 锅炉压力容器爆炸事故原因分析及预防措施(正式) Deploy The Objectives, Requirements And Methods To Make The Personnel In The Organization Operate According To The Established Standards And Reach The Expected Level. Word格式 / 完整 / 可编辑

文件编号：KG-AO-3673-61 锅炉压力容器爆炸事故原因分析及 预防措施(正式) 使用备注：本文档可用在日常工作场景，通过对目的、要求、方式、方法、进度等进行具体、周密的部署，从而使得组织内人员按照既定标准、规范的要求进行操作，使日常工作或活动达到预期的水平。下载后就可自由编辑。 锅炉爆炸事故的几种原因： 1)水蒸气爆炸：该容器破裂，容器内液面上的压力瞬即下降为大气压力，原工作压力下高于100℃的饱和水此时成了极不稳定、在大气压力下难于存在的"过饱和水"，其中的一部分即瞬时汽化，体积骤然膨胀许多倍，在容器周围空间形成爆炸。 2)超压爆炸：由于各种原因使锅炉主要承压部件筒体、封头、管板、炉胆等承受的压力超过其承载能力而造成的锅炉爆炸。预防措施主要是加强运行管理。 3)缺陷导致爆炸：是指锅炉承受的压力并未超过额定压力，但因锅炉主要承压部件出现裂纹、严重变形、腐蚀、组织变化等情况，导致主要承压部件丧失承载能力，突然大面积破裂爆炸。

(整理)通风系统与送风、排风、防排烟的区别1

通风系统、送风系统和排烟系统的区别？ 1、通风系统包括：送风系统、排风系统、防排烟系统。 根据字面意思就可以理解它们是干什么用的了。 2、一般情况下是分开施工的，比如单独的送风系统、排风系统。 3、设计人员有一般是将排风系统与防排烟系统放在一起设计以节约工程成本。消防系统中的排风、排烟系统的区别和联系是什么 浏览次数：3602次悬赏分：0 |解决时间：2009-3-13 14:18 |提问者：bdzdwjj 消防系统中的排风系统、排烟系统的区别和联系是什么？排风系统是否不属于消防系统中啊？两个系统的烟道是共用的吗？风机是独立的吗？明白人帮我讲讲，谢了。 可以共用，风机不必独立也可以共用。但区分高低速。二者没有太大 1、消防类风机的界定范围是什么？一个工程中，防排烟风机、正压送风机、送排风机，以上哪些属于消防类风 浏览次数：1624次悬赏分：0 |解决时间：2011-1-22 21:34 |提问者：fengxu0228 1、消防类风机的界定范围是什么？ 一个工程中，防排烟风机、正压送风机、送排风机（屋顶风机、走廊排风、电梯房排风、机房排风等），以上哪些属于消防类风机？ 2、防排烟风管的界定范围？ 送排风、空调风管属于消防类风管吗？ 需要相关规定做为支撑，谢谢 最佳答案 1、以上除了走廊排风不是，其他全部都是消防类风机。这个分辨很容易，你看看弱电图纸上凡是消防联动控制的风机都是消防类的，没有联动控制的就不是消防类的。一般主要集中在地下室以及屋顶。 2、送排风风管属于消防类风管，空调风管不属于。 什么是正压送风机:向逃生楼道里送风的风机，在意外发生的时候向逃生楼道里送风，利于逃生，同时送风时楼道内处于正压，也就是说楼道的气压比别的地方高，烟雾不会渗进来而引起人员窒息，以保证安全 排烟风机：意外发生时候用来将建筑物内烟雾抽走的风机，以提高建筑物内视野，驱除烟雾，便于灭火

锅炉燃烧调整

锅炉燃烧调整 一、燃烧调整的目的和任务 锅炉燃烧工况的好坏，不但直接影响锅炉本身的运行工况和参数变化，而且对整个机组运行的安全、经济均将有着极大的影响，因此无论正常运行或是启停过程，均应合理组织燃烧，以确保燃烧工况稳定、良好。锅炉燃烧调整的任务是： l、保证锅炉参数稳定在规定范围并产生足够数量的合格蒸汽以满足外界负荷的需要； 2、保证锅炉运行安全可靠； 3、尽量减少不完全燃烧损失，以提高锅炉运行的经济性； 4、使NOxSOx及锅炉各项排放指标控制在允许范围内。 燃烧工况稳定、良好，是保证锅炉安全可靠运行的必要条件。燃烧过程不稳定不但将引起蒸汽参数发生波动，而且还将引起未燃烬可燃物在尾部受热面的沉积，以致给尾部烟道带来再燃烧的威胁。炉膛温度过低不但影响燃料的着火和正常燃烧，还容易造成炉膛熄火。炉膛温度过高、燃烧室内火焰充满程度差或火焰中心偏斜等，将引起水冷壁局部结渣，或由于热负荷分布不均匀而使水冷壁和过热器、再热器等受热面的热偏差增大，严重时甚至造成局部管壁超温或过热器爆管事故。 燃烧工况的稳定和良好是提高机组运行经济性的可靠保证。只有燃烧稳定了，才能确保锅炉其它运行工况的稳定；只有锅炉运行工况稳定了，才能保持蒸汽的高参数运行。此外，锅炉燃烧工况的稳定、良好，是采用低氧燃烧的先决条件，采用低氧燃烧，对降低排烟热损失、提高锅炉热效率，减少NOx和SOx的生成都是极为有效的。 提高燃烧的经济性，就要求保持合理的风、粉配合，一、二次风配比，送、吸风配合和保持适当高的炉膛温度。合理的风、粉配合就是要保持炉膛内最佳的过剩空气系数；合理的二、二次风配比就是要保证着火迅速，燃烧完全；合理的送、吸风配合就是要保持适当的炉膛负压。无论在稳定工况或变工况下运行时，只要这些配合、比例调节得当，就可以减少燃烧损失，提高锅炉效率。对于现代火力发电机组，锅炉效率每提高l％，整个机组效率将提高约0．3—0．4％，标准煤耗可下降3—4g/(kW?h)。 要达到上述目的，在运行操作时应注意保持适当的燃烧器一、二次风配比，即保持适当的一、二次风的出口速度和风率，以建立正常的空气动力场，使风粉均匀混合，保证燃烧良好着火和稳定燃烧。此外，还应优化燃烧器的组合方式和进行各燃烧器负荷的合理分配，加强锅炉风

正压送风余压控制系统技术方案

附件五、3正压送风余压控制系统技术方案

1、设计依据 跟据中华人民国国家标准2015 年6 月1 号实行的建筑设计防火规 GJBT-1257 里面《高层民用建筑设计防火规》与2015 年发行的建筑防排烟系统技术规中明确指出： 8.3.1不具备自然排烟措施的防烟条件的防烟楼梯间、消防电梯间前室和使用前室，应设置独立的机械加压送风的防烟措施。 8.3.7：机械加压送风机的全压，除计算最不利环管道压头损失外，尚应有余压。其余压值应符合下列要求： 8.3.7.1：防烟楼梯间为40Pa 至50Pa。 8.3.7.2：前室、合用前室、消防电梯间前室、封闭避难层（间）为25Pa 至30Pa。 2、系统组成 正压送风系统通常有正压送风机、通风管道、旁通泄压阀、旁通管道、旁通泄压阀控制箱、压差控制器、连接线等组成，其中压差控制器、泄压阀控制箱、连接线等是本次施工围。本公司采用浩捷PTJ601压差控制系统。

3、产品特点 压差控制器的安装采用壁挂式，简单方便。采用四线制连接，安装时将每个单元中压差控制器并联在四根总线上（其中二根电源线，二根信号线）通过四根总线接入旁通泄压阀控制箱中，再通过控制箱控制旁通泄压阀打开或关闭进行泄压。在该系统中压差控制器均为独立工作，压差值正常时压差控制器亮绿色巡检灯，当压差控制器所在楼层压差超过设定值后，压差控制器红色指示灯亮同时发出蜂鸣报警声。压差控制器在整个巡检和报警过程中均为独立工作方式，任一处出现故障不会影响其他设备运行。 压差控制器特点： ◆带一个绿色巡检指示灯，一个红色报警指示灯； ◆直接输出开关控制信号； ◆供电及信号输出采用总线制传输； ◆系统采用总线制连接（四线制），单机独立工作方式，任意一台故障不影

锅炉制粉系统爆炸的原因及措施(新版)

( 安全技术 ) 单位：_________________________ 姓名：_________________________ 日期：_________________________ 精品文档 / Word文档 / 文字可改 锅炉制粉系统爆炸的原因及措 施(新版) Technical safety means that the pursuit of technology should also include ensuring that people make mistakes

锅炉制粉系统爆炸的原因及措施(新版) 针对我司近期的生产状况，对锅炉制粉系统的爆炸做了具体的分析，并做出了相关的措施，主要内容如下： 一、制粉系统自燃及爆炸的原因 1、制粉系统内积煤与积粉。 比如在制粉系统停止时，没有抽尽磨煤机中的煤粉或是磨煤机入口存在积煤等等，不论制粉系统是否运行，都有可能将积煤引燃。 2、磨煤机出口温度过高。 由于磨煤机出口温度高，可能引燃煤粉 3、磨煤机断煤。 如磨煤机断煤，可能倒至出口温度超温。 4、煤粉过细，水分过低。 5、粉仓严重漏风。

粉仓漏风，进入粉仓的氧气可能引起煤粉自燃 6、高挥发分的煤粉在煤粉仓内存积过久。 高挥发份的煤如果存积时间过长，可能蓄积的热量导致煤粉自燃 7、煤中含有油质或有易爆品物等。 8、一次风管因磨损漏粉或法兰连接漏粉。 9、热风门内漏 由于热风门内漏，导致大量热风进入磨煤机内，造成存煤自燃，再次启动时引起制粉系统爆炸。 10、粗粉分离器内堆积煤粉自燃 粗粉分离器的细粉内锥体下部和固定帽锥之间的环形缝隙有时被杂物堵塞而造成大量的积粉，可能导致煤粉自燃 11、磨煤机夹球或摩擦。 12、有外来火源。 二、自燃及爆炸的预防措施 1、消除系统内的积煤与积粉。

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。

机房新排风系统的方案设计方法081009

新风系统的方案设计方法： 设计方案时，即便再简单的方案，我们也应该先做方案、再扒图纸、作出预算的程序，这样我们就不会丢项、报错。 复杂的项目，应该编制联系人表格；方便现场沟通； 一、确定新（排）风机的风量： 空调系统的新风量依据机房设计规范应取以下三项中的最大值： 1．室内总循环风量的5%; 2．保证工作人员每人40m-603/h； 3．维持室内正压：即主机房相对于室外9.8PA，其他房间相对于室外4.9PA； 二、确定新（排）风机的形式： 三、确定新（排）风系统的路由，新（排）风从何处进？经过什么路线？最终送（排） 到何处？此时需要尽量详细的平面图纸，并在图纸上标明制作草图； 路线要保证可行，尽量少弯头、三通等增加阻力的设计。 一般新风要送到机房空调回风口1m距离内；如果直接送到室内，则风管尽量减少阻力。风口布局在门口附近，人感觉正压较大，因为人通常通过门缝漏风感觉正压的。风道系统不要阻隔空调系统的回风。 要考虑梁的走向，梁下空间一般较低。 正规的排烟风道尽量伸到地板下抽出烟气，因为烟气比重大，是沉在地面上的。 新风换气机的两个外墙风口距离要尽量远，最好1.5m以上，防止短路。室内的送排风口同理也要尽量远。 四、确定新风系统的具体组成部分。新（排）风机的风道系统，从新）风进口（排风 出口）到新风出口（排风进口），一般都会有新风进风口（排风外墙出口）、新（排）风电动防火阀、风道、新风进口（排风出口）软连接、新（排）风机、新风出口（排风进口）软连接、（消声器/静压箱）、风道、接百叶风口的软连接（下挂）、新风出风（排烟进风）百叶风口； 五、按照下面的要求确定新风系统各组成部分的具体规格参数，并对各组成部分进行 编号，在草图上标注位置、规格参数，并作出材料明细表。 1．新风进风口（排风外墙出口）材质一般采用铝合金，形式一般是防雨百叶，如果

锅炉燃烧调整配风规定

通知 国电东胜热电有限公司发电部第007号2011-12-01 锅炉燃烧调整方案 氧量控制表 控制锅炉氧量的意义： 煤粉燃烧是一种化学反应的过程。氧量的多少对化学反应速度影响较大，高温条件下有较高的化学反应速度，但若物理混合速度低，氧气浓度下降，可燃物得不到充足的氧气供应，结果燃烧速度也必然下降。适量的空气供应，是为燃料提供足够的氧气，它是燃烧反应的原始条件。空气供应不足，可燃物得不到足够的氧气，也就不能达到完全燃烧。但空气量过大，又会导致炉温下降及排烟损失增大。 1）入炉总风量的大小与锅炉热效率的高低密切相关,总风量过大会使排烟热损失增加；总风量过小,则会使煤粉燃烧不充分,烟气中CO含量、飞灰可燃物含量和炉渣可燃物含量增加,致使化学和机械未完全燃烧损失增加；总风量的大小也对主汽温和再热汽温产生影响,因此选取合理的入炉总风量,可使总的热损失最小,锅炉热效率达到最高,同时在低负荷时又能保持较高的汽温。 2）炉膛—风箱压差 在锅炉负荷与炉膛出口氧量不变的条件下,炉膛—风箱压差的高低关系到辅助风、燃料风和燃烬风彼此间风量的比例,比例大小对煤粉燃烧的稳定性、燃烬性及NOx的排放量有极大的影响,因此选择合理的炉膛—风箱压差,会提高锅炉的安全性和经济性。 3）燃尽风风量 燃烧器最上层为燃烬风喷口,燃烬风的作是实现分级燃烧,减少热力型NOx生成,补充燃烧后期所需氧。燃尽风风量的大小影响NOx的排放量和碳粒子的燃烬程度。不足容易产生CO，因而使灰熔点温度大大降低。这时，即使炉膛出口烟温不高，仍会形成结渣。燃用挥发份大的煤时，更容易出现这种现象。 4）燃料与空气混合不充分。 燃料与空气混合不充分时，即使供给足够的空气量，也会造成一些局部地区空气多一些，另一些局部地区空气少一些。在空气少的地区就会出现还原性气体，而使灰熔点降低，造成结渣。

【精品】火电机组送风控制系统课程设计

1引言 1.1课题背景 火力发电厂在我国电力工业中占有主要地位，是我国重点能源工业之一，大型火力发电机组在国内外发展很快，是我国现以300MW机组为骨干机组，并逐步发展600MW以上机组。目前，国外已建成单机容量1000MW以上的单元机组。单元发电机组是由锅炉、汽轮发电机和辅助设备组成的庞大的设备群.由于其工艺流程复杂，设备众多，管道纵横交错,有上千个参数需要监视，操作或控制，而且电能生产还要求有高度的安全可靠性和经济性，因此，大型机组的自动化水平受到特别的重视。送风量就是其中一项需要监视的重要参数。本次设计题目是：600MW火电机组送风控制系统。 1。2课题意义

锅炉送风量是影响锅炉生产过程经济性和安全性的重要参数。大型锅炉一般配有两台轴流式送风机，送风量是通过送风机的动叶来调整的。如果送风量比较大，送风量与燃料量的比例系数K（最佳比例值)随之增大,炉膛内燃烧将不会充分，达不到经济性。如果送风量比较小，送风动叶开度就会比较小，临近送风机的喘振区，喘振危害性很大，严重时能造成风道和风机部件的全面损坏,而总风量小于25%时,就会触发MFT （主燃料跳闸）动作.所以，送风量、过高或过低都是生产过程所不允许的。为了保证锅炉生产过程的安全性、经济性，送风量必须通过自动化手段加以控制.因此,送风量的控制任务是：使送风量与燃料量有合适的比例，实现经济运行；使炉膛压力控制在设定值附近,保证安全运行.

2送风自动控制系统 2.1送风量控制系统 实现送风量自动控制的一个关键是送风量的准确测量。现代大型锅炉一般分设一次风和二次风，有些锅炉还有三次风，因此总风量是这三种风的流量之和. 常用的风量测量装置有对称机翼型和复式文丘里管。一些简单的测量装置，有装于风机入口的弯头测风装置和装于举行风道内的挡风板等。 在协调控制中,氧量－风量控制是燃烧控制的重要组成部分,其对于保证锅炉燃烧过程的经济性和稳定性起着决定性作用。在稳态时根据锅炉主控指令的要求协调控制燃料量和送风量,保持适当的风煤比，即保证一定的炉膛出口过剩空气系数a，在动态调节过程中，必须保证增加负荷时先增加送风量再增加燃料量，降负荷时先减少燃料量再减少送风量，保证送风量大于给煤量，以达到空气与燃料交叉限制的目的。 由于到目前为止，还没有找到一种有效的方法来准确地测量给煤量信号,工程实

锅炉配风

锅炉原理摘录的（具体风门开度需要实际燃烧调整试验及经验总结）： 一、二次风率、风速及风温在锅炉燃烧设备和煤质一定的条件下，一次风与二次风的调节就成为决定着火和燃尽过程的关键。一次风与二次风的工作参数用风量、风速和风温来表示。 （1）一次风量（率）一次风量主要取决于煤质条件。当锅炉燃用的煤质确定时，一次风量对煤粉气流着火速度和着火稳定性的影响是主要的。一次风量愈大，煤粉气流加热至着火所需的热量就越多，即着火热愈多。这时，着火速度就愈慢，因而，距离燃烧器出口的着火位置延长，使火焰在炉内的总行程缩短，即燃料在炉内的有效燃烧时间减少，导致燃烧不完全。显然，这时炉膛出口烟温也会升高，不但可能使炉膛出口的受热面结渣，还会引起过热器或再热器超温等一系列问题，严重影响锅炉安全经济运行。对于不同的燃料，由于它们的着火特性的差别较大，所需的一次风量也就不同。应在保证煤粉管道不沉积煤粉的前提下，尽可能减小一次风量。对一次风量的要求是，满足煤粉中挥发分着火燃烧所需的氧量，满足输送煤粉的需要。如果同时满足这两个条件有矛盾，则应首先考虑输送煤粉的需要。例如，对于贫煤和无烟煤，因挥发分含量很低，如按挥发分含量来决定一次风量，则不能满足输送煤粉的要求，为了保证输送煤粉，必须增大一次风量。但因此却增加了着火的困难，这又要求加强快速与稳定着火的措施，即提高一次风温度，或采用其它稳燃措施。一次风量通常用一次风量占总风量的比值表示，称为一次风率。一次风率的推荐值列于下表： 煤种无烟煤贫煤烟煤烟煤褐煤Ｖdaf 20%～30% ＞30% 乏气送粉20～25% 25～30% 25～35% 20～45% 热风送粉15～20% 20～25% 20～25% 25～40% 40～45% （2）一次风速在燃烧器结构和燃用煤种一定时，确定了一次风量就等于确定了一次风速。一次风速不但决定着火燃烧的稳定性，而且还影响着一次风气流的刚度。一次风速过高，会推迟着火，引起燃烧不稳定，甚至灭火。任何一种燃料着火后，当氧浓度和温度一定时，具有一定的火焰传播速度。当一次风速过高，大于火焰传播速度时，就会吹灭火焰或者引起“脱火”。即便能着火，也可能产生其它问题。因为较粗的煤粉惯性大，容易穿过剧烈燃烧区而落下，形成不完全燃烧。有时甚至使煤粉气流直冲对面的炉墙，引起结渣。一次风速过低，对稳定燃烧和防止结渣也是不利的。原因在于：1）煤粉气流刚性减弱，易弯曲变形，偏斜贴墙，切圆组织不好，扰动不强烈，燃烧缓慢；2）煤粉气流的卷吸能力减弱，加热速度缓慢，着火延迟；3）气流速度小于火焰传播速度时，可能发生“回火”现象，或因着火位置距离喷口太近，将喷口烧坏；4）易发生空气、煤粉分层，甚至引起煤粉沉积、堵管现象；5）引起一次风管内煤粉浓度分布不均，从而导致一次风射出喷口时，在喷口附近出现煤粉浓度分布不均的现象，这对燃烧

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