燃燒控制系統(tǒng)

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使鍋爐爐膛內(nèi)燃料燃燒放出的能量適應(yīng)負(fù)荷的需要，同時保持燃料和空氣比例合理，燃燒產(chǎn)生的煙氣和引風(fēng)平衡，以確保鍋爐安全、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的模擬量控制系統(tǒng)的總稱。燃燒控制系統(tǒng)通常包括燃料量控制系統(tǒng)、送風(fēng)量控制系統(tǒng)和爐膛負(fù)壓控制系統(tǒng)等

中文名稱

燃燒控制系統(tǒng)

英文名稱

combustion control system

定　　義

使?fàn)t膛內(nèi)燃料燃燒的能量適應(yīng)鍋爐負(fù)荷的需要，同時維持鍋爐安全、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的模擬量控制系統(tǒng)的總稱。通常由燃料量控制系統(tǒng)、送風(fēng)量控制系統(tǒng)、氧量校正系統(tǒng)和爐膛壓力控制系統(tǒng)組成。

應(yīng)用學(xué)科

電力（一級學(xué)科），熱工自動化、電廠化學(xué)與金屬（二級學(xué)科）

催化燃燒裝置組成及功能

催化燃燒器電控制系統(tǒng) 由PLC控制器、文本顯示器、變頻調(diào)速器、點火器、紫外線傳感器、熱電偶等電控設(shè)備以及風(fēng)機(jī)，另外由零壓閥調(diào)節(jié)燃?xì)馀c空氣的比例。催化燃燒電氣控制系統(tǒng)工作過程分為三個狀態(tài)：燃燒器工作狀態(tài)、停止?fàn)顟B(tài)及參數(shù)設(shè)定狀態(tài)。在工作狀態(tài)中又分為點火過程和燃燒過程。由安裝的熱電偶檢測出溫度，送文本顯示器顯示。PLc具有模擬量輸入、輸出模塊，檢測火焰燃燒信號和熱電偶溫度信號，將檢測到的信號與設(shè)定的信號經(jīng)過比較運(yùn)算后，通過0～10 V電信號控制變頻器的輸出頻率來調(diào)整風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，保持燃燒器的燃燒溫度，這就是構(gòu)成以設(shè)定溫度為基準(zhǔn)的控制系統(tǒng)；自動檢測燃燒器溫度信號與設(shè)定的溫度比較，輸出各類報警信號或直接停機(jī)。顯示器可以顯示燃?xì)饬髁?、燃燒溫度和變頻器輸出頻率。設(shè)定參數(shù)和工作狀態(tài)等信息；可以通過顯示器在線調(diào)整運(yùn)行溫度參數(shù)，修改設(shè)定溫度控制風(fēng)機(jī)的運(yùn)行。該系統(tǒng)還設(shè)有多種保護(hù)功能，尤其是較強(qiáng)的邏輯互鎖功能，從而保證系統(tǒng)工作可靠，并且具有較為完善的控制功能。

催化燃燒裝置工作原理

該系統(tǒng)工作過程主要劃分為三種狀態(tài)參數(shù)設(shè)定、燃燒運(yùn)行和燃燒停止。

1．參數(shù)設(shè)定狀態(tài)

此狀態(tài)為燃燒工作之前做好數(shù)據(jù)的準(zhǔn)備?？筛鶕?jù)需要分別設(shè)定點火溫度和變頻器起動時的頻率，控制風(fēng)機(jī)的風(fēng)量。點火溫度是為了保證點火過程的可靠性。起動頻率保證催化燃燒器在剛點燃時的有焰燃燒，這時的燃燒比不易太低，風(fēng)量不能過大。

2．燃燒運(yùn)行狀態(tài)

(1)燃燒起動過程

當(dāng)控制系統(tǒng)在待命的狀態(tài)下，接到輸入的起動命令，將進(jìn)入燃燒運(yùn)行狀態(tài)，首先是控制系統(tǒng)進(jìn)行自檢，之后進(jìn)行前吹掃，變頻器輸出信號控制風(fēng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)，空氣風(fēng)量由低速漸變?yōu)楦咚僭僦饾u變?yōu)榈退伲迈r空氣風(fēng)吹過燃燒爐盤，以保證爐內(nèi)沒有殘留燃?xì)獾拇嬖冢ＷC點火過程的安全可靠。具體操作是變頻器先起動，PLc模擬輸出信號使變頻器頻率從起動設(shè)定頻率開始上升，達(dá)到一定頻率后保持一定時間后再下降，完成起動前的吹掃。之后，發(fā)出點火信號，高壓點火器工作，同時打開點火管道的閥門，小火點燃。通過紫外線傳感器的檢測到期小火點燃后，打開主燃?xì)忾y門。這時催化燃燒爐盤進(jìn)行有焰燃燒，直到檢測溫度信號達(dá)到設(shè)定的點火關(guān)閉溫度，點火閥門關(guān)閉，完成點火過程，進(jìn)入到燃燒調(diào)節(jié)階段。

(2)燃空比的調(diào)定

有文獻(xiàn)表明，催化燃燒時的“燃?xì)?空氣比值”范圍一般在4%～11%之間；在一定的燃燒條件之下，燃/空比為6%時，天然氣就能實現(xiàn)較好的催化燃燒效果，燃燒系統(tǒng)就可以得到最大的熱效率，同時又能取得較好的排放效果。

本系統(tǒng)的燃?xì)庖豢諝獗鹊恼{(diào)節(jié)是通過零壓閥實現(xiàn)的。當(dāng)改變風(fēng)機(jī)的空氣風(fēng)量時，燃/空比也能隨之被改變，以達(dá)到催化燃燒器燃燒工作的要求。在起動時只要調(diào)節(jié)輸出變頻器的頻率就能達(dá)到點火時要求的從有焰燃燒到催化燃燒的燃/空比的變化。

(3)燃燒溫度調(diào)節(jié)

燃燒器溫度調(diào)節(jié)可以通過文本顯示器的鍵盤輸入，改變變頻器的輸出頻率，調(diào)節(jié)適當(dāng)?shù)娘L(fēng)量。當(dāng)風(fēng)量增大，燃燒溫度超過設(shè)定值，則PLc控制變頻器降低輸出頻率，減少出風(fēng)量來穩(wěn)定燃燒器的溫度。若變頻器輸出頻率低于設(shè)定值(風(fēng)機(jī)出風(fēng)量頻率，設(shè)為5 Hz)，而出風(fēng)量仍高于設(shè)定值時，PLc開始計時，若在一定時間內(nèi)，降低到設(shè)定值，PLc放棄計時，繼續(xù)變頻調(diào)速運(yùn)行；若在一定時間內(nèi)溫度仍高于設(shè)定，PLc將繼續(xù)調(diào)節(jié)，直至達(dá)到設(shè)定值。由PLc經(jīng)PID運(yùn)算后控制變頻器的頻率輸出；如溫度不夠，則頻率上升，延時保持一定時間。反之亦然。

3．燃燒停止?fàn)顟B(tài)

燃燒器的停止是在接受到文本顯示器發(fā)來的停止命令，首先將主燃?xì)忾y關(guān)斷，然后，系統(tǒng)進(jìn)行后吹掃，進(jìn)行驅(qū)散殘余燃?xì)?，并對燃燒盤進(jìn)行強(qiáng)制風(fēng)冷降溫。經(jīng)過一段時間之后，關(guān)閉風(fēng)機(jī)，變頻器停止工作，完成燃燒器停機(jī)過程。

燃燒時序程序控制是指對鍋爐的啟動和燃燒按照預(yù)先安排好的時間順序進(jìn)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(yù)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?；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。