鍋爐燃燒自動(dòng)控制燃燒時(shí)序程序控制系統(tǒng)

燃燒時(shí)序程序控制是指對(duì)鍋爐的啟動(dòng)和燃燒按照預(yù)先安排好的時(shí)間順序進(jìn)行的自動(dòng)控制。主要元件包括：

鍋爐燃燒自動(dòng)控制信號(hào)發(fā)送器

信號(hào)發(fā)送器包括手動(dòng)信號(hào)發(fā)送器和自動(dòng)信號(hào)發(fā)送器，能發(fā)出啟動(dòng)和停止燃燒信號(hào)；前者一般采用按鈕和選擇開關(guān)；后者采用各種自動(dòng)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(shí)序程序控制的啟動(dòng)和停止。

鍋爐燃燒自動(dòng)控制時(shí)序控制器

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

鍋爐燃燒自動(dòng)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?；鹧姹O(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(dòng)控制蒸汽壓力自動(dòng)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(yīng)輸出量。燃燒自動(dòng)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(dòng)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(fēng)量。比例控制是隨著壓力上升減少噴油量同時(shí)按比例減小風(fēng)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(fēng)量；小火、小噴油量、小風(fēng)量。

鍋爐燃燒自動(dòng)控制燃燒過程的程序控制

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

1.前掃風(fēng)

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(huì)形成可燃的油氣混合物，一旦點(diǎn)火會(huì)引起爆炸。規(guī)范要求點(diǎn)火前需要開大風(fēng)門進(jìn)行前掃氣，即用鼓風(fēng)機(jī)進(jìn)行一段時(shí)間通風(fēng)，掃除可燃的油氣混合物。

2.點(diǎn)火

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

3.燃燒

檢測(cè)到火焰說明點(diǎn)火成功，可以進(jìn)入正常燃燒。為了達(dá)到完全（至少是良好）燃燒，需要開大風(fēng)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(dòng)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(dá)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(fēng)量。三位控制先用大火燃燒，蒸汽壓力達(dá)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(huì)逐步上升，達(dá)到設(shè)定的允許值時(shí)，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(shí)清除爐膛內(nèi)的可燃物，熄火后需要再開大風(fēng)門一段時(shí)間，稱為后掃氣。

鍋爐燃燒自動(dòng)控制安全保護(hù)

各型鍋爐設(shè)置的安全保護(hù)不盡相同，一般設(shè)有水位高、蒸汽壓力高、低報(bào)警等。發(fā)生嚴(yán)重故障如：水位過低、蒸汽壓力過高、點(diǎn)火失敗或故障熄火、風(fēng)壓低、電源故障和燃燒器電動(dòng)機(jī)過載等，則切斷燃油停止燃燒發(fā)出報(bào)警。

燃燒重油還需做到高油溫、低報(bào)警。

鍋爐燃燒自動(dòng)控制是指鍋爐負(fù)荷變化時(shí)，保持規(guī)定的鍋爐蒸汽壓力的自動(dòng)控制，根據(jù)鍋爐出口蒸汽壓力的變化，使燃油量控制機(jī)構(gòu)和空氣供給控制結(jié)構(gòu)動(dòng)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)。

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(huì)造成鍋爐缺水的故障；水位過高，會(huì)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(dá)到技術(shù)要求，而不需要任何先進(jìn)控制算法。三沖量指水位，蒸汽流量，給水流量三個(gè)測(cè)量值。引入蒸汽流量的目的是為了克服虛假水位的影響。當(dāng)鍋爐負(fù)荷突然增加時(shí)（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(shí)，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(shí)，進(jìn)水反而減少。引入蒸汽流量作為前饋，則能在用汽量增加時(shí)，提前增加給水，有效地克服虛水現(xiàn)象。PID算法實(shí)現(xiàn)三沖量水位自動(dòng)控制技術(shù),可以將水位控制在設(shè)定值±10mm范圍內(nèi),遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。

爐膛負(fù)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(fù)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(shí)造成環(huán)境污染。目的之二為保證系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)燃燒。負(fù)壓太大，隨引風(fēng)流失的熱能會(huì)增大，不利于經(jīng)濟(jì)燃燒，計(jì)算機(jī)將爐膛負(fù)壓控制在-5~-20Pa范圍內(nèi)，負(fù)壓控制是通過調(diào)整引風(fēng)機(jī)風(fēng)門開度或風(fēng)機(jī)速度完成的。對(duì)于技改系統(tǒng)，如果系統(tǒng)中引風(fēng)機(jī)風(fēng)門開度不足80%則建議采用變頻器控制風(fēng)量。一是利用變頻器的調(diào)速特性改善風(fēng)量的控制品質(zhì)；二是降低風(fēng)機(jī)的電耗，增加改造系統(tǒng)的整體節(jié)能效果。引入鼓風(fēng)量作為前饋，可以在鼓風(fēng)量變化時(shí)提前控制引風(fēng)量。

本書面向火電廠熱工自動(dòng)控制的工程實(shí)際應(yīng)用，闡述了火電機(jī)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(dòng)控制系統(tǒng)、循環(huán)流化床鍋爐控制系統(tǒng)、汽輪機(jī)數(shù)字電液控制系統(tǒng)、協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)、機(jī)組一次調(diào)頻以及機(jī)組RB技術(shù)的工程設(shè)計(jì)、調(diào)試、試驗(yàn)以及日常運(yùn)行維護(hù)等內(nèi)容，另外還簡(jiǎn)要介紹了熱工店自動(dòng)控制的基礎(chǔ)知識(shí)。

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