燃油蒸汽锅炉燃烧控制系统的设计与仿真(附件)【字数：9544】
摘 要作为自动化的主要方向及组成部分的过程控制，已普及于化工、石油、电力、机械、冶金、轻工等众多国民经济的重要领域。按照现实中的应用领域和工艺过程的差异，所采取的控制方法和侧重点也不一样。在大批的工业生产中，燃烧锅炉是关键的动力设备，燃烧是必不可少的环节，从燃烧这方面来说，有燃油、燃煤、燃气的分别。锅炉燃烧控制包含温度控制、压力控制、燃烧程度控制等。此次设计仅以燃油蒸汽锅炉为模型阐明燃烧控制系统具有一定普遍性。根据炉膛负压控制、蒸汽压力控制和燃料空气比值控制来设计系统框架，并使用MATLAB软件建立模型，对控制系统进行研究，就是本次的目的。我们选择了MATLAB中的SIMULINK工具箱来进行仿真，并参考模拟示波器中的波形来调节参数，改善控制效果。
目 录
第一章 绪论 1
1.1引言 1
1.2 锅炉燃烧控制系统研究现状 1
1.2.1燃油蒸汽锅炉发展历程与意义 1
1.2.2 锅炉燃烧自动控制系统简介 1
第二章 燃油蒸汽锅炉燃烧控制系统的控制原理 3
2.1系统基本构造及设备 3
2.2锅炉控制主要技术及要求 4
第三章 燃油蒸汽锅炉燃烧控制系统概述 6
3.1蒸汽压力控制系统与燃料空气比值系统 7
3.2炉膛负压控制系统 9
第四章 基于Simulink对系统进行仿真与分析 11
4.1 Simulink功能与简介 11
4.2 燃油蒸汽锅炉燃料、空气和压力比值控制 12
4.3燃油蒸汽锅炉炉膛负压的控制 13
4.4 空气流量控制系统 13
4.5 燃烧燃料的控制系统 14
4.6 炉膛负压控制系统 15
4.7 对控制系统参数进行整定 16
4.8 用Simulink进行控制系统的仿真 23
总 结 30
致谢 31
参考文献 32
第一章 绪论
1.1引言
锅炉设备在全世界工业上的应用是极为广泛的，中国好比一头蓄势已久的雄狮，在仅仅三十几年的时间里就从一个农业大国摇身一变成为 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072#
世界头号工业国和制造业中心。随着锅炉使用范围的扩大，为了迎合大规模生产的需求，锅炉技术必须要提升。想要提高锅炉的工作效率，人们开始使用自动控制系统来进行对锅炉的操作，这不仅可以减少人为操作带来的失误，减小误差，又能大大提高其工作效率。因此，对锅炉设备自动控制系统的研究就极为重要了。
锅炉燃烧控制系统相比较于一般的控制系统是具有特殊性的，在考虑一般控制系统都需考虑的动态调节问题的同时，燃烧控制还需考虑到燃料经济燃烧。怎么让燃烧控制系统保持优秀的动态特性，又让燃料发挥它的最大效率，就是对燃烧控制优化的价值体现，也是其最关键的部分。
1.2 锅炉燃烧控制系统研究现状
1.2.1燃油蒸汽锅炉发展历程与意义
当今世界，众多工业产品的发展都是从构造简单到构造复杂，从参数粗略到参数精确，从产品单一到衍生出许多子产品，燃油蒸汽锅炉也是如此。随着科技的发展，原材料与制造技术的质量也更加出色，锅炉的制造得以更加完善，种类也更多样化。锅炉设备的优化与多样化也带来更大的工作量，想要对锅炉控制系统进行更好地操作，就需要新的技术革新。
锅炉控制技术经历了以下阶段：
(l)纯手动控制阶段
(2)仪表继电器控制阶段
(3)微机控制阶段
(4)智能控制阶段
1.2.2 锅炉燃烧自动控制系统简介
现今的燃烧自动控制系统是以不需人工参与为前提，由自动控制装置及自动化仪表来进行对热力过程的参数测量、信息处理、主动报警、主动保护、自动控制。其涵盖之广，包含了公用系统自动化、主机自动化、辅助设备自动化。大体分为四个内容：
1、检测自动化：
通过自动化仪表来监测热力过程中各类参数的变化（压力、温度、液位、流量等）。火力发电厂就是根据监测得到的参数来判定机组是否正常运转，工作人员再调整自动控制，当然机组本身也可通过得到的参数来进行自我故障分析、自我报警并可进行自动经济核算。
2、调节自动化：
在正常工作状态下进行的自动化操作，意识就是指再某规定范围内，自行根据外符合的变化或其他因素的变化，从而进行自动化生产。锅炉调节的自动化，主要包括以下四个方面的控制：
(1)对最优燃烧的控制
(2)对炉膛负压的控制
(3)对汽包液位的控制
(4)对汽包蒸汽压力的控制
3、保护自动化:
通过使用自动化装置来对设备、系统和机组的参数、状态以及进行自动调节的过程进行监控，一旦发生故障，自动化装置就会发出警报或者主动切除故障设备，以确保设备安全。火力发电厂的保护主要是汽轮发电机组主体保护、辅助设备保护、局部工艺系统保护、 锅炉自动调节系统保护等。既要确保机组运行安全，又得提升机组生产的效率，还得达到电网负荷的要求，为操作人员减少不必要的人工操作就是现今大小型火力发电厂的自动化方向，因此我们就需要自动化的程度能够满足日常的工业所需。
4、程序控制及远方控制:
程序控制：指机组、设备、局部系统在启动停止时、增减负荷时、处理事故时的系列常规逻辑操作。
远方控制：指能够通过使用开关、按钮的信号发射装置，来及时控制处于生产过程时的截止机构和调节机构。
第二章 燃油蒸汽锅炉燃烧控制系统的控制原理
2.1系统基本构造及设备
汽包，由上锅筒、下锅筒、沸水管三部分组成。水流入沸水管，经外部烟气递热升温，水有液体转变为气体，聚集在上锅筒最终形成饱和蒸汽。为了使饱和水蒸汽的干度相对较大，在上锅筒内放置汽水分离装置。下锅筒用以储存水及水垢，并连接沸水管。
炉膛，用于为燃料燃烧提供场所并释放热量。燃料再炉膛内燃烧后产生高温烟气，烟气经过各热界面，将热能进行传递，以此进行对水的加热，最后由烟囱排出。
过热器，又称过热蒸汽换热器，用于对锅炉产生的蒸汽进行再加热的装置，它将锅炉蒸汽继续加热，使其成为合格蒸汽。
目 录
第一章 绪论 1
1.1引言 1
1.2 锅炉燃烧控制系统研究现状 1
1.2.1燃油蒸汽锅炉发展历程与意义 1
1.2.2 锅炉燃烧自动控制系统简介 1
第二章 燃油蒸汽锅炉燃烧控制系统的控制原理 3
2.1系统基本构造及设备 3
2.2锅炉控制主要技术及要求 4
第三章 燃油蒸汽锅炉燃烧控制系统概述 6
3.1蒸汽压力控制系统与燃料空气比值系统 7
3.2炉膛负压控制系统 9
第四章 基于Simulink对系统进行仿真与分析 11
4.1 Simulink功能与简介 11
4.2 燃油蒸汽锅炉燃料、空气和压力比值控制 12
4.3燃油蒸汽锅炉炉膛负压的控制 13
4.4 空气流量控制系统 13
4.5 燃烧燃料的控制系统 14
4.6 炉膛负压控制系统 15
4.7 对控制系统参数进行整定 16
4.8 用Simulink进行控制系统的仿真 23
总 结 30
致谢 31
参考文献 32
第一章 绪论
1.1引言
锅炉设备在全世界工业上的应用是极为广泛的，中国好比一头蓄势已久的雄狮，在仅仅三十几年的时间里就从一个农业大国摇身一变成为 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072#
世界头号工业国和制造业中心。随着锅炉使用范围的扩大，为了迎合大规模生产的需求，锅炉技术必须要提升。想要提高锅炉的工作效率，人们开始使用自动控制系统来进行对锅炉的操作，这不仅可以减少人为操作带来的失误，减小误差，又能大大提高其工作效率。因此，对锅炉设备自动控制系统的研究就极为重要了。
锅炉燃烧控制系统相比较于一般的控制系统是具有特殊性的，在考虑一般控制系统都需考虑的动态调节问题的同时，燃烧控制还需考虑到燃料经济燃烧。怎么让燃烧控制系统保持优秀的动态特性，又让燃料发挥它的最大效率，就是对燃烧控制优化的价值体现，也是其最关键的部分。
1.2 锅炉燃烧控制系统研究现状
1.2.1燃油蒸汽锅炉发展历程与意义
当今世界，众多工业产品的发展都是从构造简单到构造复杂，从参数粗略到参数精确，从产品单一到衍生出许多子产品，燃油蒸汽锅炉也是如此。随着科技的发展，原材料与制造技术的质量也更加出色，锅炉的制造得以更加完善，种类也更多样化。锅炉设备的优化与多样化也带来更大的工作量，想要对锅炉控制系统进行更好地操作，就需要新的技术革新。
锅炉控制技术经历了以下阶段：
(l)纯手动控制阶段
(2)仪表继电器控制阶段
(3)微机控制阶段
(4)智能控制阶段
1.2.2 锅炉燃烧自动控制系统简介
现今的燃烧自动控制系统是以不需人工参与为前提，由自动控制装置及自动化仪表来进行对热力过程的参数测量、信息处理、主动报警、主动保护、自动控制。其涵盖之广，包含了公用系统自动化、主机自动化、辅助设备自动化。大体分为四个内容：
1、检测自动化：
通过自动化仪表来监测热力过程中各类参数的变化（压力、温度、液位、流量等）。火力发电厂就是根据监测得到的参数来判定机组是否正常运转，工作人员再调整自动控制，当然机组本身也可通过得到的参数来进行自我故障分析、自我报警并可进行自动经济核算。
2、调节自动化：
在正常工作状态下进行的自动化操作，意识就是指再某规定范围内，自行根据外符合的变化或其他因素的变化，从而进行自动化生产。锅炉调节的自动化，主要包括以下四个方面的控制：
(1)对最优燃烧的控制
(2)对炉膛负压的控制
(3)对汽包液位的控制
(4)对汽包蒸汽压力的控制
3、保护自动化:
通过使用自动化装置来对设备、系统和机组的参数、状态以及进行自动调节的过程进行监控，一旦发生故障，自动化装置就会发出警报或者主动切除故障设备，以确保设备安全。火力发电厂的保护主要是汽轮发电机组主体保护、辅助设备保护、局部工艺系统保护、 锅炉自动调节系统保护等。既要确保机组运行安全，又得提升机组生产的效率，还得达到电网负荷的要求，为操作人员减少不必要的人工操作就是现今大小型火力发电厂的自动化方向，因此我们就需要自动化的程度能够满足日常的工业所需。
4、程序控制及远方控制:
程序控制：指机组、设备、局部系统在启动停止时、增减负荷时、处理事故时的系列常规逻辑操作。
远方控制：指能够通过使用开关、按钮的信号发射装置，来及时控制处于生产过程时的截止机构和调节机构。
第二章 燃油蒸汽锅炉燃烧控制系统的控制原理
2.1系统基本构造及设备
汽包，由上锅筒、下锅筒、沸水管三部分组成。水流入沸水管，经外部烟气递热升温，水有液体转变为气体，聚集在上锅筒最终形成饱和蒸汽。为了使饱和水蒸汽的干度相对较大，在上锅筒内放置汽水分离装置。下锅筒用以储存水及水垢，并连接沸水管。
炉膛，用于为燃料燃烧提供场所并释放热量。燃料再炉膛内燃烧后产生高温烟气，烟气经过各热界面，将热能进行传递，以此进行对水的加热，最后由烟囱排出。
过热器，又称过热蒸汽换热器，用于对锅炉产生的蒸汽进行再加热的装置，它将锅炉蒸汽继续加热，使其成为合格蒸汽。
版权保护: 本文由 hbsrm.com编辑，转载请保留链接: www.hbsrm.com/jxgc/zdh/888.html
