燃煤热水锅炉DCS系统监控及应用研究.pdf

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1、中国石油大学（华东）硕士学位论文燃煤热水锅炉DCS系统监控及应用研究姓名：陈强申请学位级别：硕士专业：计算机测控系统指导教师：戴永寿;宋玉田20071001摘要目前我国新建的锅炉系统普遍都采用了D C S 控制系统，以前采用常规控制的锅炉系统也基本进行了D C S 改造。中国石油大学3 1 7 5 M W 锅炉采用浙大中自公司的S u n y P C C 8 0 0小型集散控制系统，取得了很好工程效果。本文介绍了3 1 7 5 M W 燃煤锅炉系统的工艺原理、工艺流程。根据系统要求，参考其它系统控制参数，确定了7 6 个控制点，对每一个控制点，都确定了具体的安装位置，仪表规格型号，控制参数量程

2、，以及对应的D C S控制编号。根据燃煤热水锅炉的燃烧特性，采用“炉温寻优”的控制方案，分析了控制方案应满足的条件和控制算法。本文对目f i 国内外D C S 控制系统的发展和应用进行了详细地分析研究；确定D C S 应用中的选型原则；石油大学锅炉系统对扩展能力(I 0 点数)要求不高，适宜选用小型的D C S 控制系统，最终采用了浙大中自有限公司的S u n y P C C 8 0 0D C S 控制系统。对浙大中自有限公司的u n y P C C 8 0 0D C S 控制系统进行了分析研究，进行了硬件选型及设计，进行了软件设计，进行了系统整体技术规格设计。针对锅炉可靠性的要求，对影响D

3、C S 系统的安全可靠因素进行了分析设计，分析了系统各种干扰源及抗干扰措施；还对系统各项冗余要求进行了详细分析。应用以上设计的自动控制系统，使锅炉燃烧的控制达到了很好的效果，减轻了劳动人员的劳动强度；提高了锅炉燃烧效率，提高了锅炉运行的安全性。该装置2 0 0 4 年1 2 月I J 顷币F J 运行，目l j i 运行良好，各项指标达到了设计要求。关键词：燃煤锅炉；仪表选型及安装；D C S：参数优化；系统冗余M o n i t o r i n ga n dA p p l i c a t i o nR e s e a r c ho fC o a l f i r e dH o t w a t

4、e rB o i l e rC h e nQ i a n g(C o n t o r lE n g i n e e r i n g)D i r e c t e db yP r o f D a iY o n g s h o uA b s t r a c tA tp r e s e n t，n e wb o i l e rs y s t e m si nC h i n aa r eg e n e r a l l yc o n t r o l l e db yd i s t r i b u t e dc o n t r o ls y s t e m s，a n dp r e v i o u sC o

5、 n v e n t i o n a lc o n t r o l l e db o i l e rs y s t e m sa r ea l s ot r a n s f o r m e dw i t hD C S C h i n aU n i v e r s i t yo fP e t r o l e u mu s e dS u n n y P C C 8 0 0i na3+1 7 5 M Wb o i l e r S u n n y P C C 8 0 0S m a l lD i s t r i b u t e dC o n t r o lS y s t e mi sm a d eb y

6、t h eS u p c o nC o m p a n yo fZ h e J i a n gU n i v e r s i t y A n dP r i n c i p l ea n dP r o c e s so f t h e3+1 7 5 M WC o a l f i r e dH o t w a t e rB o i l e rw e r eg i v e ni nt h ep a p e r R e f e r e dt or e q u i r e m e n t so f t h eb o i l e ra n dp a r a m e t e r so f m a n yo

7、t h e rc o n t r o ls y s t e m s，7 6c o n t r o lp o i n t sw e r es e ti n t h i ss t r a t e g y E a c hp o i n th a ss p e c i f i ci n s t a l l a t i o nl o c a t i o n，i n s t r u m e n ts t a n d a r dt y p e，r a n g eo fc o n t r o lp a r a m e t e r sa sw e l la sa ne x c l u s i v eD C Sn

8、 u m b e r a st h eb u r n i n gc h a r a c t e r i s t i cw a sc o n s i d e r e di nt h ed i s s e r t a t i o n，t h et e m p e r a t u r eb a s e do p t i m i z a t i o nc o n t r o ls c h e m ew a sa d o p t e d，a n dt h e nt h ec o n d i t i o n ss h o u l db em e tw e r ea n y l y s i z e da s

9、w e l la st h ec o n t r o la r i t h m e t i c T h ep a p e ra n a l y s e dt h ed e v e l o p m e n ta n da p p l i c a t i o no fd o m e s t i ca n di n t e r n a t i o n a lD C Sc o n t r o ls y s t e m s d e t a i l y,a n dr e s e a r c h e di nt h eP r i n c i p l e so fD C Ss e l e c t i o ns

10、 t r a t e g y S i n c eS u p e re x t e n d i n ga b i l i t y(a b o u tt h eI Ou n i tn u m b e r)i sn o tS On e e d e di nt h eb o i l e rs y s t e mo fU P C，s m a l ld i s t r i b u t e dc o n t r o ls y s t e mi ss u i t a b l ei nt h i ss y s t e m，a n du l t i m a t e l yt h eS u n y P C C 8

11、0 0D C Sw e r es e l e c t e d T h e nt h es y s t e mh a r d w a r ew e r es e l e c t e d，a n dt h eh a r d w a r e，s o f t w a r ea n dt e c h n i c a ls p e c i f i c a t i o no ft h es y s t e mw e r ed e s i g n e db a s e do nt h ei n-d e p t hi n v e s t i g a t i o no ft h eS u n y P C C 8

12、0 0s y s t e m T h ep a p e ra l s oa n a l y s e ds e c u r i t yf a c t o r s，j a l T l S，a n t i-j a m m i n gm e a s u r e sa n dr e d u n d a n c y(o fm a n ya s p e c t s)o ft h es y s t e mi nd e t a i lt Om e e tt h er e l i a b i l i t yd e m a n do ft h eb o i l e r T h ec o n t r o ls c h

13、 e m ep r o p o s e di nt h ep a p e rc a no p t i m i z et h ec o a lc o m b u s t i o nc o n t r o l，r e d u c et h ew o r ki n t e n s i t y，i m p r o v et h ec o m b u s t i o ne f f i c i e n c ya n de n h a n c et h eo p e r a t i o ns e c u r i t yo fb o i l e rs y s t e m A n dt h ed e v i c

14、 eo p e r a t i o n sw e l lf r o mD e c e m b e r2 0 0 4u n t i ln o w T h ei n t e r n a t i o n a la d v a n c e da u t o m a t i z a t i o nt e c h n o l o g yw e r eu s e di n t h i ss y s t e m，h e n c et h ei n d e xo fo p e r a t i o nc a nm e e tt h ed e s i g nc o m m a n d sK e yw o r d s

15、：c o a l f i r e db o i l e r；i n s t r u m e n ts e l e c t i o na n di n s t a l l a t i o n；d i s t r i b u t e dc o n t r o ls y s t e m；p a r a m e t e ro p t i m i z a t i o n；s y s t e mr e d u n d a n c y关于学位论文的独创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在指导教师指导下独立进行研究工作所取得的成果，论文中有关资料和数掘是实事求是的。尽我所知，除文中已经加以标注和致谢外，本

16、论文不包含其他人已经发表或撰写的研究成果，也不包含本人或他人为获得中国石油大学(华东)或其它教育机构的学位或学历证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对研究所做的任何贡献均已在论文中作出了明确的说明。若有不实之处，本人愿意承担相关法律责任。学位论文作者签名学位论文使用授权书本人完全同意中国石油大学(华东)有权使用本学位论文(包括但不限于其印刷版和电子版)，使用方式包括但不限于：保留学位论文，按规定向国家有关部门(机构)送交学位论文，以学术交流为目的赠送和交换学位论文，允许学位论文被查阅、借阅和复印，将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，采用影印、缩印或其他复制手段保存学位论文。保密

17、学位论文在解密后的使用授权同上。学位论文作者签指导教师签名：日期e)-7 年f 月I 确同期吱一7 年I 月I X 同中固油人学(牛东)丁程帧 j 学位论文第一章前言随着我国生产力的不断发展以及我国在生产过程自动化方面科技水平的不断提高，目前我国新建的锅炉系统普遍都采用了D C S 控制系统，以前采用常规控制的锅炉系统也基本进行了D C S 改造。随着D C S 控制系统的不断发展，性能不断提高，价格逐年下降，D C S 控制系统的应用范围越来越广。由于D C S 技术进步速度很快，集中更新换代周期很短，过去由几个主要国外D C S厂家垄断的时代已经过去，民族品牌的D C S 厂家迅速发展成熟

18、起来，目前已经占据了中国D C S 市场的半壁江山，其性能、可靠性和稳定性及优越的性价比得到了广大用户的认可。选择D C S 机种主要考虑以下方面：选择工程实力较强的知名公司；选择符合有经验的专家推荐的主流机型，首先考虑D C S 系统的可靠性、稳定性和操作方便性，其次考虑D C S 功能应满足“功能需要”的要求，具有国际先进水平(但不一定是最先进的)；系统应具有开放式结构，有灵活的系统可扩性；制造厂家的后备支持系统完备，有工程经验和实施能力，服务良好；性能价格比最好，备件供应和响应及时”。对于锅炉系统来说，控制系统的可靠性是至关重要的，如何尽可能的提高D C S 的可靠性，从而保证安全生产是

19、一项非常重要的工作。从提高可靠性的角度来考虑，在D C S 选型和设计上要注意几个方面的问题。在选择D C S 控制系统时要优先考虑有在类似机组上良好运行业绩的控制系统，这样的控制系统通过了工厂试验和实际投运，其可靠性得到了时|日J 的检验。控制系统的硬件一定要具有高可靠性，在电子元器件上的生产工艺各环节上采用了成熟技术，电子模件最好能热拔插。控制器的运算和存储能力要足够，I O 卡件具有很强的抗干扰能力。控制系统从结构上要充分地采用冗余技术。对于控制系统的控制器、网络通讯等必须冗余，且各冗余设备之阳J 必须能实现无扰切换2。采用冗余结构不仅能避免控制系统的局部故障扩大事故，保证机组安全稳定运

20、行，同时也保证设备故障的在线排除，从而消除事故隐患。控制系统软件的可维护性要好。尤其是以下几个方面：程序及软件的稳定性好，不会出现系统或单个控制器死机等问题；系统自诊断性好，控制器及I 0 信号有出错报警：人机交换友好，可以在线修改程序及下装：备品备件有可靠保证，在1 5 年内采购容易且周期短，价格低；控制系统软件的可读性好，其组态功能块的功能是否能轻易实现D C S 控制系统的各种工艺功能的需要。石油大学锅炉系统采用的S u n y P C C 8 0 0D C S 系统。浙大中自有限公司是国内有实力的公司，产品广泛应用于许多行业。该装置是比较成熟的产品，在胜利油田和东营诸多第一章前言石化企

21、业有着很好的业绩。该装置的独立性较强。燃煤锅炉控制系统有8 0 个控制点位左右，系统对扩展能力(I O 点数)要求不高，选用这种小型的D C S 控制系统，较之常规的D C S 控制系统，可以避免不必要的资源浪费，降低工程成本。本人担任中国石油大学供暖中心3+1 7，5 M W 锅炉系统D C S 监控系统的负责人，负责自控仪表的工程设计。本人根据工艺原则流程图，和同事一道，完成了全系统控制方案的制定，完成了仪表选型计算，仪表安装方案，配线方案，D C S 软硬件设计，D C S系统选型，协助采购招标及签署各种技术附件，完成控制室系统规划，盘柜布置，供电分配，各种接线图的绘制，现场施工。综合考

22、虑各种因素，使该控制系统安全、精确而且节能。该套D C S 控制系统，2 0 0 4 年7 月完成基础设计，2 0 0 4 年1 2 月完成详细设计并开始安装运行。2中周正J 油人学(牛东)T 程顺I 擘位论史第二章工艺介绍及流程简述2 1 锅炉系统简述石油大学供暖中，t i 新装锅炉为3 台1 7 5 M W 锅炉，负责全校7 6 力平米供暖面积。新装锅炉为双锅筒横置式全水管链条炉排锅炉，型号：S H L l 7 5 1 2 5 1 3 0 7 0 A I I I，由潍坊生建锅炉厂生产。锅炉室内双层布置，运行层高4 5 m，锅炉呈n 骨。烟气由炉膛进入转向室后进入对流管束区，对流管束分成前后

23、两部分，烟气为w 形流动，前部管束明显比后部管束吸热量大，热水上升下降分明，构成有序自然循环，中间的隔室可供进入砌筑隔墙和检修。烟气为横向及纵向混合冲刷，烟气流速选取较高，这样布置可以使水循环有保证。烟气混合冲刷，对流管束区不积灰，能一直保持较好的传热状态，尾部布置了省煤器和空气预热器。2，2 锅炉主要技术指标额定热功率1 7 5 M W最大热功率1 9 6 M W额定出水压力1 2 5 M P a额定出口水温1 3 0 额定进口水温7 0。C适用燃料1 1 l 类烟煤设计效率8 0 4 燃料的颗粒度要求0 3 m m 细筛分颗粒含量 3 0，最大块尺寸掣0 m m，燃煤外水分1 1 2。炉排

24、有效面积2 1 7 m 2耗煤量3 4 0 8 2 k g h锅炉水容积2 4 t额定工况下循环水量2 3 7 5 t h热风温度1 1 5 排烟温度1 4 6 受热面积：炉膛1 0 7 m 2第一二章T 艺介绍及流程简述凝渣管对流管束省煤器空气预热器5 7 m。5 4 5 2 m 3 5 7 2 m 3 4 6 m 2表1-1 锅炉热力数据汇总表T a b l e1-1T h e r m a lD a t aC o l l e c t i o no ft h eB o i l e r烟道名称项目单位炉膛凝渣管对流管柬省煤器空预器进口烟温1 6 4 8 69 3 4 99 1 794 0 32

25、 1 8出口烟温9 3 4 99 1 7 94 0 32 1 81 4 5 9吸热量K J k g2 5 5 15 7 91 6 0 825 7 9 22 1 7 8进口质温度7 07 6 77 6 77 03 0山口：质温度1 2 2 81 2 2 81 2 2 87 6 75 5 8【：质流速m s7 3烟气流速m s6 41 229 71 3传热系数K J m 2 h3 8 73 263 01 9 4受热面积m 21 0 75，75 4 5 23 5 7 23 4 62 3 系统运行23 1 升火及控制1 热水采暖系统投入运行前，为了预防热水系统中的杂物在运行中造成堵塞现缘，系统投入使用

26、前必须进行冲洗，冲洗结束后应将除污器清洗干净。2 锅简住升火前应进行全面检查，而后进行注水工作。未注水前必须关闭排污阀，丌启排空气阀，让锅炉内空气可以排出。3 本锅炉水质应符合G B l 5 7 6 工业锅炉水质的有关规定。4 将已处理的水通过省煤器缓慢地注入锅炉内，进水温度应低于4 04 C。锅炉升火I；i 应先开启循环水泵，待网路系统中的水循环起来以后，才能点火。循环水泵应无负荷启动，待运转J 下常后，再逐渐丌启出口阀门，锅炉点火前先开引风机，使炉膛负压在4 5 1 0 0 P a 保持5 m i n 以上。4中国石油人学(华东)丁程硕卜学位论文5 点燃炉排上的木柴并引燃燃煤层，待燃烧旺盛

27、时，用最低的速度使炉排移动视燃烧情况可时开时停。6 升火时温度增加不宣太快，避免各部分因受热不同而产生过大的热应力，影响锅炉寿命。防止水温过高发生汽化。7 加强监视循环泵压力表的指示情况，当锅炉进水时先关闭省煤器再循环管上的阀门。安全阀应在初次升压时进行调整。按照热水锅炉安全技术监察规程第1 0 5 条表2，1 规定的压力进行调整校验。表1-2 安全阀的校正T a b l e1-2s a f e t yv a l v ec o r r e c t i o n安全阀的始启压力1 1 2 倍工作压力但不小于工作压力+O 0 7 M P a1 1 4 倍工作压力但不小于工作压力+0 1 0 M P

28、a(1)锅炉上必须有一个安全阀按表中较低的始启压力进行调整。(2)所有安全阀经校F 铅封后不能乱动。(3)切勿敲击安全阀上的任何部分，开启安全阀只能用阀上的控制杆。(4)在安全阀未校J 下前锅炉绝对禁止投入运行2 3 2 运行操作1，系统运行调整搞好热水采暖系统的调整，控制热网供、回水温度，压力和各回路系统流量，使之在规定范围内，对热水锅炉的安全经济运行十分重要。系统的运行调整由集中调节和局部调节两部分组成。集中调节是为满足供热负荷的需要，对锅炉出口水温和流量进行调节：局部调节是通过支管路上的阀门改变热水流量，以调节其供热量。集中调节的方法有旧：(1)质调节。在流量不变的情况下，改变向网路的供

29、水温度，即改变锅炉出口水温。(2)量调节。在供水温度不变的情况下，改变向网路供水的流量，即加减循环水的流量。5第二章丁艺介绍及流程简述(3)间歇调节。改变每天供热的时间长短即变化锅炉运行时间。一般在室外气温接近设计温度时，采用间歇运行调节，在室外气温回升时，采用供水温度的质调节。2 运行参数控制(1)保持压力稳定。热水锅炉运行中应密切监视锅炉进出口压力表和循环泵入口压力太，如发现压力波动较大，应及时查找原因，加以处理。当系统压力偏低时，应及时向系统补水，同时根据供热量和水温的要求调整燃烧。当网路系统中发生局部故障，需要切断修理时，更应对循环水压力加强监视。如压力变化较大，应通过阀门作相应调整，

30、确保总的运行网路压力不变。(2)温度控制。运行人员要经常注意室外气温的变化，根据规定的水温与气温关系的曲线图进行燃烧量调节，一般要求供水温度与水温曲线所规定的温度数值相差不大于2。C。采用质调节时，网路供水温度的改变要逐步进行，每小时水温升高或降低不宜大于2 0。C，以免管道产生不币常的温度应力。如对各外循环回路加以调节，要注意调整使其温度偏差不超1 0。C。3 排气除污。热水采暖网路和锅炉内，在运行时充满了水，水中有许多游离气体，这些气体无论对锅炉和网路来说都是有害的，必须予以排除。具体做法是：定期对锅炉，网路的最高点，除污器的排气管进行排气，同时定期清沈除污器。4 合理分配配水量。通过阀门

31、开度来合理分配通到各循环网路的水量。并监视各系统网路的回水温度。由于管道在弯头、三通、变径管及阀门等处容易被污物堵塞，影响流量分配，因此对这些地方应勤加检查，最简单的检查方法是用手触摸，如果感觉温度差别很大，则应拆开处理。5 防止汽化。在讵常运行时，必须严密监视锅炉出口水温，使水温与沸点之间有足够的温度裕度，并保持锅炉内的压力恒定，同时应使锅炉和各部位的循环水流量均匀。6 停电保护。当突然停电时，必须迅速打开炉门，撤出炉膛煤火，使炉温很快降低，关闭回水及出水总阀，丌启再循环管路阀门保证省煤器的冷却。如果自来水压力高于锅炉静压时，可用自来水向锅炉进水，并丌启锅炉的放汽阀。恢复供电以后，当水位表水

32、位仍在可见水位时，由回水管路重新进水。7 定期排污。排放次数视水质情况而定，排污时锅水温度应低1 0 04 C，防止锅炉因排污而降压，使锅水发生水击和汽化。除污器一般每周排污一次，如果系统新投入运行或者水质情况较差时，可适当增加排污次数。6中困由油人学(1 仁东)T 程顾J 学位论文2 3，3 锅炉停炉锅炉停炉分三种情况：正常停炉；暂时锅炉；紧急停炉。1 币常停炉。F 常停炉时，先停止供给燃料，然后关闭送风机，最后关闭引J x L 机，但不可立即停泵，只有当锅炉出口水温降到5 0 以下时才能停循环泵。停泵时，为了防止产生水击，应先逐渐关闭水泵出口阀门，待出口阀门基本关闭后再停泵。2 暂时锅炉。

33、暂时停炉时，火床一定要压住，烟道出口挡板要关严。在压火期间，如发现锅水温度升高，应短时问开动循环水泵，防止锅水超温汽化。天气寒冷时，停泵时间不应过长，防止系统发生冻结事故。3 紧急停炉锅炉运行中，有下列情况之一时，应紧急停炉。(1)因循环不良造成锅水汽化，或锅炉出口热水温度上升到与出口压力下相应饱和温度的差小于2 0。(2)循环水泵全部失效，锅水温度急剧上升，失去控制。(3)压力表、温度表、安全阀，其中有一种全部失效。(4)锅炉元件损坏，危及运行人员安全。(5)锅炉虽经补给水泵不断补水，但锅炉压力仍然继续下降。(6)热网系统严重损坏。(7)燃烧设备损坏，炉墙倒塌或锅炉构架被烧红，严重威胁锅炉安

34、全运行。(8)其他异常运行情况，且超过安全运行允许范围。紧急停炉时，应立即停止供给燃料，必要时扒出炉内燃煤或用湿炉灰将火压灭，其他操作与正常停炉相同。7第=辛仪表选型及砹计第三章仪表选型及设计3 1 仪表选型原则3 1 1 温度仪表3 1 1 1 就地温度显示仪表就地温度显示选用抽芯式、力I 向型双金属温度计，均带保护套管。管道及设备上安装均采用D N 4 0 法兰连接。3 1 1 2 远传温度测量仪表(1)一般场合温度测量选用分度号“K”型隔漏铠装型热电偶，I E C 标准：控制用温度回路，另配架装温度变送器。管道及设备上安装均采用D N 4 0 法兰连接”1。(2)加热炉炉膛的温度测量选用

35、分度号“s”型热电偶，I E C 标准，法兰规格与加热炉炉体设备开口法兰规格相同。(3)加热炉炉管的温度测量选用分度号“S”型刀刃式热电偶。3 1 2 压力仪表3 1 2 1 就地压力显示仪表(1)一般场合选用不锈钢压力表；(2)微压或负压场合选用不锈钢膜盒压力表：(3)泵出口等有振荡场合选不锈钢耐振压力表。3 1 2 2 远传压力测量仪表(1)一般压力测量选用智能压力变送器。(2)微压或负压场合选用智能差压变送器。31 3 流量仪表锅炉出口流量选用电磁质量流量计哺。3 1 4 液位仪表3 1 4 1 就地液位测量仪表(1)就地清洁介质液位测量选用玻璃板液位计。(2)就地粘稠介质液位测量选用磁

36、浮子液位计。3 1 4，2 远传液位测量仪表水罐液位测量选用差压变送器。3 1 5 分析仪表8中国石油人学(华东)工程硕卜学位论文氧化锆及P H 值分析仪就地安装。3 1 6 执行机构鼓风机和引风机选用角行程电动执行器。3 2 控制点和控制参数锅炉房3 台锅炉共设计7 6 个控制点，输入点6 7 个，输出点9 个。表3-1 锅炉控制点参数表T a b l e3 1P a r a m e t e r so f t h eB o i l e rR e f e r e n c eP o i n 乜序号编号参数位置量程备注1T E l 0 1I#炉膛温度1#炉膛0 1 6 0 0 2T E 2 0 1

37、2#炉膛温度2#炉膛0 1 6 0 0 3T E 3 0 13#炉膛温度3#炉膛0 1 6 0 0 4T E l 0 21#省煤器入烟温省煤器烟道入口0 4 0 0 5T E 2 0 22#省煤器入烟温省煤器烟道入口0 4 0 0 6T E 3 0 23#省煤器入烟温省煤器烟道入口0 4 0 0 7T E l 0 31#空预器山烟温空预器烟道山口0 2 0 0 8T E 2 0 32#空预器出烟温空预器烟道出口0 2 0 0 9T E 3 0 33#空预器山烟濡空预器烟道出口0 2 0 0 1 0T E l 0 41#4 t b 烟温度除尘器出口0 2 0 0 1 1T E 2 0 42#排灿

38、I 温度除尘器山口0 2 0 0 1 2T E 3 0 43#排烟温度除尘器山口0 2 0 0 1 3T E l 0 5l#省煤器出口水温l#锅炉进水管线0 2 0 0 1 4T E 2 0 52#省煤器出口水温2#锅炉进水管线0 2 0 0 1 5T E 3 0 53#省煤器出口水温3#锅炉进水管线0 2 0 0 1 6T E l 0 61#锅炉山口水温锅炉出口水管线0 2 0 0 1 7T E 2 0 62#锅炉山口水温锅炉出口水管线0 2 0 0 1 8T E 3 0 63#锅炉出口水温锅炉山口水管线0 2 0 0 1 9T E l 0 7l#空预器山风温I#空预器山口0 2 0 0 2

39、 0T E 2 0 72#空预器山风温2#空预器山口0 2 0 0 2 1T E 3 0 73#空预器出风温3#空预器出口0 2 0 0 2 2P T l 0 11#炉膛负压I#炉膛O 1 6 K P a2 3P T 2 0 12#炉膛负压2#炉膛O 1 6 K P a9第二章仪表选型及砹汁表3-1 锅炉控制点参数表(续)T a b l e3 1P a r a m e t e r so f t h eB o i l e rR e f e r e n c eP o i n t s(C o n t i n u a t i o n)2 4P T 3 0 13#炉膛负压3#炉膛O 1 6 K P a2

40、 5P T l 0 21#省煤器入烟压1#省煤器烟道入口O 1 6 K P a2 6P T 2 0 22#省煤器入烟压2#省煤器烟道入口O 1 6 K P a2 7P T 3 0 23#省煤器入烟压3#省煤器烟道入口O 1 6 K P a2 8P T l 0 3I#空预器山烟压l#空预器烟道出口0 4 K P a2 9P T 2 0 32#空预器山烟压2#空预器烟道出口O 4 K P a3 0”3 0 33#空预器山烟压3#空预器烟道出口0 4 K P a3 1盯1 0 4I#除尘器出烟压1#引风机房0 4 K P a3 2盯2 0 42#除尘器山烟压2#引风机房0 4 K P a3 3P T

41、 3 0 43#除尘器出烟乐3#引风机房0 4 K P a3 4P T l 0 51#空预器入风压1#空预器风道入口0 4 K P a3 5P T 2 0 52#空预器入风压2#空预器风道入口O 4 K P a3 6P T 3 0 53#空预器入风压3#空预器风道入口0-4 K P a3 7P T l 0 61#空预器山风压1#空预器风道出口0 4 K P a3 8P T 2 0 62#空预器山风压2#空预器风道山口0-4 K P a3 9P T 3 0 63#空预器出风压3#空预器风道出口0 4 K P a4 0P T l 0 71#省煤器入口水压1#省煤器水管入口0 一1 6 M P a4

42、 1P T 2 0 72#省煤器入口水压2#省煤器水管入口0 1 6 M P a4 2P T 3 0 73#省煤器入口水压3#省煤器水管入口0 1 6 M P a4 3P T l 0 8l#锅炉入口水压1#锅炉水管入口0 1 6 M P a4 4P T 2 0 82#锅炉入口水压2#锅炉水管入口0 1 6 M P a4 5P T 3 0 83#锅炉入口水压3#锅炉水管入口0 1 6 M P a4 6P T l 0 9I#锅炉出口水压1#锅炉水管山口0 1 6 M P a4 7P T 2 0 92#锅炉出口水压2#锅炉水管出口O 一1 6 M P a4 8P T 3 0 93#锅炉出口水压3#锅

43、炉水管出口0 1 6 M P a4 9F T l O l1#锅炉出口流晕1#锅炉水管出口0 3 0 0 M 3 h5 0F T 2 0 l2#锅炉出口流晕2#锅炉水管出口0 3 0 0 M 3 h5 1F T 3 0 l3#锅炉出口流耸3#锅炉水管出口0 3 0 0 M 3 h5 2A T l 0 1I#烟气氧含量1#省煤器烟道山口O 2 0 6 5 3A T 2 0 12#烟气氧含量2 斯i 煤器烟道出口O 2 0 6 5 4A T 3 0 13#烟气氧含鼍3#省煤器烟道出口0 2 0 6 中周“油人学(华东)T 程顺t 学位论文表3-1 锅炉控制点参数表(续)T a b l e3 IP a

44、 r a m e t e r so f t h eB o i l e rR e f e r e n c eP o i n t s(C o n t i n u a t i o n)5 5T E 4 0 8总同水温度一层同水缸0 2 0 0 5 6T E 4 0 91#同水管温度一层同水缸0 2 0 0 5 7T E 4 1 02#同水管温度一层亓|水缸0 2 0 0 5 8T E 4 0 43#同水管温度一层同水缸0 2 0 0 5 9T E 4 0 5省煤器入口水渝循环泵山口管道0 2 0 0 6 0T E 4 0 6总山水温度二二层分水缸0 2 0 0 6 IT E 4 0 7环境温度顶楼2

45、 0 5 0 6 2P T 4 0 1总亓|水压力一层同水缸O 1 6 M P a6 3P T 4 0 2总山水压力一层同水缸O 1 6 M P a6 4P T 4 0 3原水罐液位原水罐0 8 m6 5P T 4 0 4软水罐液何软化水罐0 8 m6 6F T 4 0 1补水流量补水泵出口0 4 0 M 36 7F T 4 0 2皮带秤五层上煤皮带A I6 8K Z l 0 11#炉排转速操作室A o6 9K Z 2 0 12#炉排转速操作室A o7 0K Z 3 0 13#炉排转速操作室A o7 1K Z l 0 21#鼓风葺专速D C SA O7 2K Z 2 0 22#鼓风转速D C

46、SA o7 3K Z 3 0 23#鼓风转速D C SA O7 4K Z l 0 31#引风机转速D C SA O7 5K Z 2 0 32#引风机转速D C SA o7 6K Z 3 0 33#引风机转速D C SA o合计A I 输入点6 7 个，A O 输出点9 个。第四章锅炉燃烧系统控制方案第四章锅炉燃烧系统控制方案4 1 锅炉燃烧过程和控制任务4 1 1 工业锅炉燃烧过程分析工业锅炉是利用燃料(煤、气、油)的热能或工业废热将工质加热到一定温度和压力的换能设备。锅炉生产在国民经济发展中占据重要的地位。锅炉的燃烧换热过程是一个复杂的工业过程。它主要包括煤的燃烧氧化释热和换热两大历程，二者

47、均存在多相化学和物理反应过程，这些反应过程的宏观时滞性和非线性是影响锅炉燃烧过程控制稳定性的主要问题。研究分析锅炉燃烧过程等生产环节的特性，是实现锅炉优化控制的关键”。41 1 1 工业锅炉燃烧过程1 燃烧过程热量分析工业锅炉的能源主要以煤为主，其它燃料，如油、气、工业余热、废气等仅占很小部分。研究锅炉燃烧的实质是研究煤在空气中燃烧的过程。锅炉内部的各种过程往往同时进行，交叉影响。在计算一种过程中，往往根据经验假定其它因素的影响是定常的。煤主要由碳(C)、氢(H)、氧(o)、氮(N)、硫(S)等化学元素组成。煤的成分基于应用基(用上角枷表示)的百分含量为C y+H y+0 y+S+A+矿=1

48、0 0(4-1)其中、H y、o y、N y、S y、砂、y 分别为碳、氢、氧、氮、硫、灰分和水的应用分析基的百分含量。工业分析煤的成分百分含量可表示为F C y+V y+爿y+y=1 0 0(4 2)其e P F C y、矿y、砂、W y 分别为固定碳、挥发分、灰分和水分含量的百分数。同样，可以用分析基来描述煤的成分百分量F C +v 七A +0=1 0 0 0 4 3 其e?F C f、A f、W f 为固定碳、挥发分、灰分和水分含量的分析基I _ l k 分析质量含量百分数。有了成分含量，经门捷列夫化学公式，可计算煤的低位发热量，即Q：=3 3 9 C+1 1 0 5 1 H+1 0 8

49、 s(o 一s)一2 5 1 w(4 4)其中Q 为应用低位基发热量。它包含着y，是一个不确定的量，它因存储、运1 2中田石油人学(牛东)T 程硕I。学位论义输或天气条件变化而改变，是一个不可测的扰动。2 热平衡特性分析锅炉燃烧的热平衡可用下式表示Q，=Q l+Q 2+Q 3+Q 4+珐+Q 6(4-5)其中Q，为输入热量；Q l 为有效利用热；Q 2 为排烟损失热；Q 3 为化学不完全燃烧热损失；Q 4 为机械不燃烧损失R 热；Q 5 为锅炉散热；Q 6 为灰渣物理热损失。(1)锅炉输入热量Q，锅炉输入热量Qr 是指锅炉以外的纯输入值，它不包括炉内循环热量。Q，=Q；+i，+Q“，(4-5)

50、其中Q 为锅炉输入热量；，为燃料物理热；Q。，为外来热源加热空气带入的热量。其中r，按下式计算i，=c；f，(4 6)其中为燃料温度，可取为2 0。C；c；为燃料应用基比热容。当用外热源加热燃料(蒸汽干燥器等)及系统使燃料干燥时应计算此项，并根据炉前燃料状态取用和燃烧水分。若未经预热，只有当铬时彳需计算。固体燃料比热容按下式计算牡等“埘淼，)其中c?为燃料干燥基比热容，无烟煤、贫煤c；=0，9 2k J(k g)；烟煤c；=1 0 9k J(k g)；褐煤c f f=1 1 3k J(k g)；油页岩=0 8 8k J(k g)(2)锅炉有效利用热Q l锅炉有效利用热是指锅炉供出工质的总焓与给