鍋爐燃燒自動控制汽包水位三沖量控制回路

通過給水控制，保證鍋爐汽包水位維持在一定范圍內(nèi)。如果水位過低，會造成鍋爐缺水的故障；水位過高，會引起蒸汽帶水和汽包壓力過高。一般情況下利用三沖量控制容易達到技術(shù)要求，而不需要任何先進控制算法。三沖量指水位，蒸汽流量，給水流量三個測量值。引入蒸汽流量的目的是為了克服虛假水位的影響。當鍋爐負荷突然增加時（如用戶打開用汽閥），蒸汽流量迅速增加，造成汽包內(nèi)壓力降低。這時，在汽包內(nèi)部水面的氣泡迅速變大，抬高了水位。這就是虛假水位。如果只根據(jù)水位控制，則在用汽增加時，進水反而減少。引入蒸汽流量作為前饋，則能在用汽量增加時，提前增加給水，有效地克服虛水現(xiàn)象。PID算法實現(xiàn)三沖量水位自動控制技術(shù),可以將水位控制在設(shè)定值±10mm范圍內(nèi),遠遠高于國家標準。

燃燒時序程序控制是指對鍋爐的啟動和燃燒按照預先安排好的時間順序進行的自動控制。主要元件包括：

鍋爐燃燒自動控制信號發(fā)送器

信號發(fā)送器包括手動信號發(fā)送器和自動信號發(fā)送器，能發(fā)出啟動和停止燃燒信號；前者一般采用按鈕和選擇開關(guān)；后者采用各種自動開關(guān)，如壓力開關(guān)、溫度開關(guān)、液位開關(guān)等。用它們來接通或斷開控制電路，完成時序程序控制的啟動和停止。

鍋爐燃燒自動控制時序控制器

時序控制器是輔助鍋爐時序程序控制的核心部分。它根據(jù)啟動信號發(fā)送器送出來的電信號接通或者切換電路，或根據(jù)規(guī)定時間接通或切斷電路，在輔助鍋爐時序程序控制中，就是利用時序控制器輸出預定的時序信號，來完成鍋爐啟動或停止的各項程序動作的。廣泛采用的時序控制器有兩大類：有觸電和無觸點的時序控制器。

鍋爐燃燒自動控制火焰監(jiān)視器

火焰監(jiān)視器用來監(jiān)視爐膛內(nèi)有無火焰。火焰監(jiān)視器的主要組成元件是光敏電阻。輔助鍋爐上常用的有光敏電阻、紫外線燈泡和光電池。

鍋爐燃燒自動控制蒸汽壓力自動控制

鍋爐內(nèi)的蒸汽壓力是隨使用量的多、少變化的，即蒸汽的產(chǎn)量與供出的使用量不平衡，引起蒸汽壓力變化。要保持平衡，需要改變?nèi)紵?，使蒸汽的產(chǎn)量適應輸出量。燃燒自動控制是要維持汽包內(nèi)的蒸汽壓力在一定范圍之內(nèi)。

船舶輔助鍋爐的蒸汽壓力自動控制一般有：雙位控制、雙位-比例控制和多位控制。雙位控制只有一種燃燒狀態(tài)，即只有一種噴油量和送風量。比例控制是隨著壓力上升減少噴油量同時按比例減小風量；相反則增加。三位控制有2種燃燒狀態(tài)：大火、大噴油量、大風量；小火、小噴油量、小風量。

鍋爐燃燒自動控制燃燒過程的程序控制

燃燒程序控制是從點火、燃燒至熄火的過程控制，它包括：前掃風、點火、燃燒、正常熄火和后掃氣。

1.前掃風

鍋爐熄火后爐膛內(nèi)可能積存一些未經(jīng)燃燒的油，在爐膛內(nèi)蒸發(fā)后，會形成可燃的油氣混合物，一旦點火會引起爆炸。規(guī)范要求點火前需要開大風門進行前掃氣，即用鼓風機進行一段時間通風，掃除可燃的油氣混合物。

2.點火

點火是在前掃氣后進行的，點火火花出現(xiàn)后才可以噴油。點不著火，點火裝置和噴油閥應自動關(guān)閉。一般是用變壓器次級的高電壓在點火棒之間產(chǎn)生的火花來點火。這時風門要關(guān)小，以免吹熄火焰。點火棒打火后，開啟噴油電磁閥噴油，火是否點著由火焰檢測器檢驗。如果在設(shè)定的時間內(nèi)檢測不到火焰，說明點火失敗，停止點火。點火時以噴過油，要再嘗試點火，需要在進行前掃氣。

3.燃燒

檢測到火焰說明點火成功，可以進入正常燃燒。為了達到完全（至少是良好）燃燒，需要開大風門，提供過剩的空氣幫助燃燒。正常燃燒過程控制根據(jù)自動控制方式?jīng)Q定。雙位控制保持設(shè)定的燃燒狀態(tài)，直至蒸汽壓力達到設(shè)定的允許值才熄火。比例控制根據(jù)蒸汽壓力的大小調(diào)節(jié)噴油量，并按照噴油量調(diào)節(jié)風量。三位控制先用大火燃燒，蒸汽壓力達到設(shè)定值，改用小火燃燒。

4.正常熄火

隨著蒸汽用量減少，蒸汽壓力會逐步上升，達到設(shè)定的允許值時，無論采用哪種方式燃燒，都必須切斷燃油停止燃燒、熄火。

5.后掃氣

為了及時清除爐膛內(nèi)的可燃物，熄火后需要再開大風門一段時間，稱為后掃氣。

鍋爐燃燒自動控制安全保護

各型鍋爐設(shè)置的安全保護不盡相同，一般設(shè)有水位高、蒸汽壓力高、低報警等。發(fā)生嚴重故障如：水位過低、蒸汽壓力過高、點火失敗或故障熄火、風壓低、電源故障和燃燒器電動機過載等，則切斷燃油停止燃燒發(fā)出報警。

燃燒重油還需做到高油溫、低報警。

鍋爐燃燒自動控制是指鍋爐負荷變化時，保持規(guī)定的鍋爐蒸汽壓力的自動控制，根據(jù)鍋爐出口蒸汽壓力的變化，使燃油量控制機構(gòu)和空氣供給控制結(jié)構(gòu)動作，調(diào)整燃油量和空氣量，使蒸汽壓力維持在規(guī)定值范圍內(nèi)。

爐膛負壓控制的主要目的之一是保證操作工人的安全，鍋爐采用負壓燃燒，如果爐膛內(nèi)壓力太大，爐火將從觀察孔冒出，危害操作工人人身安全，同時造成環(huán)境污染。目的之二為保證系統(tǒng)的經(jīng)濟燃燒。負壓太大，隨引風流失的熱能會增大，不利于經(jīng)濟燃燒，計算機將爐膛負壓控制在-5~-20Pa范圍內(nèi)，負壓控制是通過調(diào)整引風機風門開度或風機速度完成的。對于技改系統(tǒng)，如果系統(tǒng)中引風機風門開度不足80%則建議采用變頻器控制風量。一是利用變頻器的調(diào)速特性改善風量的控制品質(zhì)；二是降低風機的電耗，增加改造系統(tǒng)的整體節(jié)能效果。引入鼓風量作為前饋，可以在鼓風量變化時提前控制引風量。

本書面向火電廠熱工自動控制的工程實際應用，闡述了火電機組汽包鍋爐給水控制系統(tǒng)、汽包鍋爐汽溫控制系統(tǒng)、汽包鍋爐燃燒自動控制系統(tǒng)、循環(huán)流化床鍋爐控制系統(tǒng)、汽輪機數(shù)字電液控制系統(tǒng)、協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)、機組一次調(diào)頻以及機組RB技術(shù)的工程設(shè)計、調(diào)試、試驗以及日常運行維護等內(nèi)容，另外還簡要介紹了熱工店自動控制的基礎(chǔ)知識。

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