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工业锅炉的工艺过程【相远仪表】

作者: 东风 编辑: 土豆 来源: 相远仪表 点击数: 1 发布日期: 2018.10.09
信息摘要:
锅炉的控制是相当典型的一个控制系统,它包括汽包液位控制、燃烧过程控制、蒸汽压力控制等多个控制回路,属于比较复杂的控制对象。 本篇相远仪表将从…

工业锅炉是化工、炼油、发电等工业生产过程中必不可少的重要动力设备,它的作用是生产出高温高压的蒸汽,给后续工段提供作功活加热用的原料。大中型锅炉的控制是相当典型的一个控制系统,它包括汽包液位控制、燃烧过程控制、蒸汽压力控制等多个控制回路,属于比较复杂的控制对象,而其中的汽包液位控制由于对象特性特殊,控制方法有效成为经典的控制系统实例。

 图1

常见的锅炉设备的主要工艺流程如图所示。由图可知,燃料和热空气按一定比例送入燃烧室燃烧,生产的热量传递给蒸汽发生系统,产生饱和蒸汽 DS 。饱和蒸汽经过热器后形成一定气温的过热蒸汽 D ,汇集至蒸汽母管。压力为 p m的过热蒸汽,经负荷设备控制供给负荷设备用。与此同时,燃烧过程中产生的烟气,除将饱和蒸汽变成过热蒸汽外,还分别经过省煤器和空气预热器对锅炉给水和燃烧用空气进行预热,以充分利用热能,最后经引风机送往烟囱,排入大气。

从锅炉的生产过程和设备情况看,它是一个比较复杂的被控对象,其输入变量主要有:负荷、锅炉给水、燃料量、减温水、送风和引风等;输出变量主要有:汽包水位、蒸汽压力、过热蒸汽温度、炉膛负压、过剩空气(烟气含氧量)等。如果将锅炉等效为一个黑匣子,那么就可以用如图所示的简图表达它的输入输出变量之间的关系。由图可以看出,这些输入输出变量之间并非简单的一一对应的关系,而是相互关联的,具有一定的耦合特性,所以锅炉设备是一个多输入、多输出且相互关联的复杂被控对象。假设其外部设备的用汽负荷发生变化,必将会引起汽包水位、蒸汽压力和过热蒸汽温度等的变化;而燃料量的变化不仅影响蒸汽压力,同时还会影响到汽包水位、过热蒸汽温度、过剩空气和炉膛负压等参数;给水量的变化将直接影响汽包水位,同时还对蒸汽压力、过热蒸汽温度等产生间接影响。所以,要想精确地对锅炉的所有输出量进行控制是一个比较困难的事。在目前控制系统中,大多数情况是对锅炉进行适当的假设后,将锅炉设备控制划为若干独立个子系统,通过各个子系统的分别对相应的变量进行控制,一般不需考虑变量之间的相互影响,从而是锅炉控制变得比较简单。本节仅就其中汽包的液位检测与控制作相应的讨论。


图2

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