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燃气锅炉运行控制

发布时间:2021-05-30 09:02 人气:

关于燃气锅炉运行控制 摘要:我国目前正在积极推进可持续发展和绿色环保的发展战略。如何提高燃气锅炉的效率,减少有害气体的排放,意义重大。燃气锅炉在实际使用过程中,系统所需的总热量是不断变化的。这就是如何提高燃气锅炉的效率并对其运行控制进行研究。关键词:燃气锅炉;操作控制;优化中文库分类号:tk223 文献识别码:a 文章编号:1 引言 我国能源工业的不断发展为经济建设做出了重要贡献,但长期以来我国所有锅炉均以煤为主燃烧材料。煤在燃烧过程中会产生大量有害气体,会对环境造成极大的污染。此外,我国大部分燃煤锅炉的生产效率和控制自动化水平普遍不高。近年来,随着科学技术的不断进步,锅炉用燃料也呈现出多种形式。其中,燃气锅炉高效、环保、节能的优势越来越受到重视。燃气锅炉的体积比燃煤锅炉小得多,更容易实现自动控制。燃气锅炉具有更广阔的应用前景。锅炉控制系统的发展也经历了从简单到复杂,逐步到自动控制的连续过程。 2 燃气锅炉燃烧过程机理及能量转换 为了实现燃烧,必须有可燃物质。燃烧需要足够的氧气;在工程实践中,氧气一般来自空气。

具有足够高的温度。也就是说,燃烧的基本条件是:可燃物质与氧分子按一定比例混合;参与反应的分子必须有一定的能量储备,即有一定的温度,才能克服分子间的内力,即当分子碰撞时破坏起始物质的键,然后结合形成稳定的新键,最终导致反应产物的形成;需要一定的时间来保证反应的完成。从节能的角度来看,进入锅炉系统的气体释放出的总能量q应该等于从锅炉系统流出的总能量,包括锅炉水的吸热量q1,循环水的吸热量q2。 、不完全燃烧损失q3、散热损失q4、废气损失q5。即q=ql+q2+q3+q4+q5 当回水温度或设定的出口温度设定值(随外界温度变化)变化时,循环水的吸热量也随之变化,总热量所需的值也随着变化而变化。因此,根据所需总热量的变化,适当调整燃气和进气量,可使锅炉运行更加经济高效。 3 燃气锅炉的运行控制点 3. 1 气体燃料完全燃烧所需的空气量(指干燥空气),根据燃烧反应测量方程,在控制标准状态下最佳过量空气系数(指干燥空气)称为气体燃料的理论空气量( m3 /m3),用v0表示,可以根据气体燃料的成分计算。空气量v(m3/实际发送到锅炉的m3(气体燃料)称为实际空气量,用v表示,其值通常大于理论风量。

这部分超过理论风量的空气称为过量空气。因此,实际风量是理论风量与过剩风量之和。实际空气量与气体量之比称为空燃比,其值等于实际空气量。实际风量与理论风量之比称为过量空气系数,用α表示,即过量空气系数α是影响锅炉燃烧条件和运行经济性的一个非常重要的指标。 α过小时,炉内不完全燃烧的损失会增加;当α过大时,锅炉废气的热损失会增加。 3.2 锅炉汽包水位控制汽包水位是锅炉运行的主要指标燃气锅炉 控制,是一个非常重要的控制变量。将水位保持在一定范围内是保证锅炉安全运行的首要条件。这是因为:水位过高,会影响汽包内汽水的分离。饱和蒸汽会携带过多的水,对过热器壁造成损坏。同时,过热蒸汽的温度会急剧下降;如果水位过低,汽包内的水就会少。负荷大时,水汽化速度加快,汽包内水量变化很快,造成锅炉烧毁甚至爆炸。在锅炉汽包水位控制系统中,受控变量是汽包水位,操纵变量是给水流量。主要干扰变量有以下四个来源: 1) 供水干扰。例如给水压力的变化、减温器控制阀的开度等; 2) 蒸汽消耗的干扰。包括管道阻力变化和负载设备控制阀开度变化; 3)燃油量干扰。

包括燃油热值、燃油压力、含水量等。 4) 油桶压力变化。水位受压力升高时汽包内部汽水系统“自凝”和压力降低时“自蒸发”的影响。根据经典控制理论可知,单脉冲和双脉冲控制系统都不能很好地满足汽包水位的控制目标。双脉冲控制系统的主要缺点是难以对控制阀的工作特性实现静态补偿;另一个是无法克服对供水系统的干扰。为此,引入给水流量信号以形成三脉冲控制系统。 3.3 锅炉热负荷的调整 锅炉在燃烧过程中,工况会不时发生变化。因此,根据所需总热量的变化,适当调整燃气和进气量,可使锅炉运行更经济有效]。空气/燃气比例控制阀置于燃气侧,被动调节燃气,主动调节空气。调节气量时,为了快速准确地将气量调节到设定值,必须选择合适的控制算法。控制算法的选择对锅炉有很大的影响。工业锅炉是典型的多输入、多输出、多变量耦合的复杂非线性受控对象。对于锅炉燃烧过程来说,它是时变的和不确定的,而锅炉换热过程是一个大延迟和纯滞后的过程。因此,很难建立一个具有足够精度且便于系统控制的数学模型。鉴于锅炉燃烧过程的复杂性和控制难度,为了提高锅炉的热效率,满足用户负荷要求燃气锅炉 控制,保证运行安全,控制算法和决策参考因素必须是多重的,并且控制算法应该基于多个过程。对参数的当前值和历史数据进行综合分析、推理和计算。

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