《锅炉手册 锅炉工操作控制手册 锅炉操作学习资料工业锅炉控制手册》由会员分享，可在线阅读，更多相关《锅炉手册 锅炉工操作控制手册 锅炉操作学习资料工业锅炉控制手册（27页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、Homewell目录第一章锅炉自动调节的任务.2第二章锅炉给水系统的自动调节.3第一节 锅炉汽包水位调节对象的特性.5第二节 单冲量调节系统.6第三节 双冲量调节系统.7第四节 三冲量调节系统.8第三章锅炉蒸汽过热系统的自动调节.10第一节 过热蒸汽温度调节对象的特性10第二节 调节减温水的流量控制过热器出口蒸汽温度的调节系统11第四章锅炉燃烧系统的自动调节.14第一节 锅炉燃烧系统自动调节的任务14第二节 锅炉燃烧过程调节对象的动态特性15第三节 燃煤锅炉燃烧过程的自动调节18第四节 燃油锅炉燃烧系统的自动调节22第五节 锅炉燃烧凋节系统的整定. 25参考数目：1.化工自动化丛书锅炉设备的自
2、动调节，孙优贤、孙红主编，化学工业出版社198252.工业锅炉自动控制，张亮明、夏桂娟主编，中国建筑工业出版社，1987.113.燃油燃气锅炉房设计手册，燃油燃气锅炉房设计手册编写组，机械工业出版社，1998.64.工业锅炉节能技术，鹿世金编著，兵器工业出版社， 1993.125.工业锅炉热工检测与过程控制，张亮明、夏桂娟主编，天津大学出版社，1992.9第一章 锅炉自动调节的任务锅炉是工业生产的重要动力设备，工业锅炉的生产任务是根据负荷设备的要求，生产具有一定参数（压力和温度）的蒸汽和热水。为了满足负荷设备的要求，保证锅炉本身运行的安全性和经济性，工业锅炉具有以下自动调节任务： 一、保持汽包
3、水位在规定的范围内锅炉汽包水位高度，关系着汽水分离的速度和生产蒸汽的质量，也是确保安全生产的重要参数。随着科学技术的飞速发展，现代的锅炉要向蒸发量大，汽包容积相对减小方向发展。这样，要使锅炉的蒸发量随时适应负荷设备的需要量，汽包水位的变化速度必然很快，稍微、不注意就容易造成汽包满水，或者烧成干锅。在现代锅炉操作中，即使是缺水事故，也是非常危险的，这是因为水位过低，就会影响自然循环的正常进行，严重时会使个别上水管形成自由水面，产生流动停滞，致使金属管壁局部过热而爆管。无论满水或缺水都会造成事故。因此，必须对汽包水位进行自动调节，将水位严格控制在规定的范围之内二、稳定蒸汽的温度过热蒸汽的温度是生产
4、工艺确定的重要参数，蒸汽温度过高会烧坏过热器水管，对负荷设备的安全运行带来不利因素。因为新型的蒸汽锅炉，一般金属强度的安全系数设计得比较下，超高温严重还会使汽轮机或其他负荷设备膨胀过大，使汽轮机的轴向推力增大而发生事故。蒸汽温度过低会直接影响负荷设备的使用，对汽轮机来说，会影响它的效率，一般情况，进汽温度每降低5，效率降低1。因此，从安全生产和技术经济指标上看，必须对蒸汽的温度进行自动调节，使蒸汽温度保持在额定值范围之内。 三、控制蒸汽压力的稳定蒸汽压力是衡量蒸汽供求关系是否平衡的重要指标，是蒸汽的重要工艺参数。蒸汽压力过高或过低，对于金属导管和负荷设备都是不利的。压力太高，会加速金属的蠕变，
5、压力太低，就不可能提供给负荷设备符合质量的蒸汽。在锅炉运行过程中，蒸汽压力降低，表明负荷设备的蒸汽消耗量大于锅炉的蒸发量；蒸汽压力升高，说明负荷设备的蒸汽消耗量小于锅炉的蒸发量。因此，控制蒸汽压力，是安全生产的需要，是维持负荷设备正常工作的需要，也是保证燃烧经济性的需要。四、控制炉膛的负压在规定的范围内锅炉极常运行中，炉膛压力应保持在1020Pa的负担范围之内。负压过大，漏风严重，总的风量增加，烟气热量损失增大，同时引风机的电耗增加，不利于经济燃烧；负压偏正，炉膛要向外喷火，不利于安全生产，有害于环境卫生。所以炉膛负压必须进行自动凋节。五、维持经济燃烧要使锅炉燃烧过程出现最佳工况，提高锅炉的效
6、率和经济性，必须使空气和燃料维持适当的比例。对于燃油锅炉，现代的运行水平可以将燃烧室里的自由氧控制在0.51之内，即过剩空气为2.45左右。将过剩空气降低到近于理想水平而又不出现CO和冒黑烟，这就需要快速而精确地对燃烧过程进行自动调节，使空气和油呈现最佳的配比。否则，势必增加热量损失，降低经济技术指标，并造成对周围环境的污染。工业锅炉生产是一个复杂的调节对象，有许多个调节参数和被调节参数，还存在着错综复杂的扰动参数。这些参数的相互作 用如图12所示。 燃 管 运 料 路 行 品 阻 状 质 力 况锅炉设备 给水量 汽包水位 减温水 蒸汽温度 燃料量 蒸汽压力 送风量 烟气含氧量 引风量 炉膛负
7、压 一次风 蒸汽流量图12 锅炉输入参数与输出参数之间的相互影响示意图图中可以看出，锅炉是一个多输入，多输出，多回路，非线性的相互关联的对象，调节参数与被调参数之间，存在着许多交叉的影响。例如当锅炉的负荷变化时，所有的被调量都会发生变化。而当改变任一个调节量时，也会影响到其他几个被调量。因此，理想的锅炉自动调节系统应该是多回路的调节系统。这样当锅炉受到某一扰动后，同时协调地动作，改变其调节量，使所有的被调量都具有一定的调节精度。但这种调节十分复杂，要实现这样的调节比较困难。目前根据锅炉的运行经验，实际解决锅炉自动调节任务的方法是将锅炉当作几个相对独立的调节对象所组成，相应地设置几个相对独立的调
8、节系统，这样可以适当简化 自动调节的问题。下面主要分别讨论锅炉几个相对独立的调节系统的动态特性，组成方案，调节方法和调节过程。第二章 锅炉给水系统的调节工业锅炉的汽包水位是正常运行的主要指标之一，汽包水位是一个十分重要的被调参数。由于汽包水位在锅炉运行中占据首要地位，所以工业锅炉自动化都是从给水自动调节开始的。工业锅炉给水自动凋节的任务，是使给水量跟踪锅炉的蒸发量并维持汽包中的水位在工艺允许的范围内。锅炉汽水系统如图21所示。以汽包水位h作为被调量，以给水调节间作为调节机构来改变调节量，即给水量。达到保持汽包水位在允许范围的目的。锅炉汽包水位的自动调节，是根据汽包水位的动态特性来设计的。引起水
9、位变化的因素很多，但主要扰动是给水量和蒸汽量的阶跃变化，调节器就是依据水位信号、蒸汽流量和给水流量的偏差信号进行调节的。汽包水位调节系统，根据锅炉的容量，负荷变化的速度，调节的精度要求，可分为三种类型：1以汽包水位为唯一凋节信号的单冲量给水调节系统；2以汽包水位为主调节信号，以蒸汽流量为补充信号的双冲量调节系统；3以汽包水位为主调节信号，以给水流量和蒸汽流量为补充信号的三冲量调节系统。锅炉汽包水位的自动调节，根据使用厂家的条件和要求，可选用电动仪表系列，也可选用气动仪表系列。 第一节 锅炉汽包水位调节对象的特性锅炉汽包中的水位不仅受到给水量（锅炉的输入量）和蒸发量（流出量）之间平衡关系的影响，
10、同时还受到在汽水循环管道中汽水混合物内汽水容积变化的影响。因为锅炉汽包中的水位H值不仅反映了汽包（包括水循环的管路）中的储水容积，也反映了水面下气泡的容积。水面下气泡的容积又与锅炉的负荷和蒸汽压力有关。因此，影响锅炉汽包中水位变化的因素是很多的，概括起来有四个主要方面：一是给水方面的扰动，包括给水母管压力的变化和给水阀门和开度的变化；二是蒸汽负荷的变化；三是燃料量的变化，还包括影响燃料发热量变化的种种因素；四是汽包压力变化，压力变化对汽包水位的影响，是通过汽包内部汽水系统的“自凝结”和“自蒸发”过程起作用的。 在蒸汽发生过程中，汽包内部可以看成由蒸汽空间的蒸汽容积VD、蒸发面以下的汽水容积，即
11、蒸汽容积VS和水容积VW，三部分组成，如图2-2所示。根据物料平衡和热平衡的关系，考虑到由于燃料量对汽包水位的影响有较大的传送滞后和容量滞后，影响十分缓慢，可以忽略不计。对于汽包压力的变化往往是由于蒸汽负荷变化所引起的，因此压力的变化可归并到蒸汽负荷中去，所以压力变化对汽包水位的影响也可以忽略不计。这样汽包水位调节对象的动态特性方程式，经推导和化简可写成： （21）式中，h汽包水位的高度；TW给水流量项的时间常数，s；TD蒸汽流量项的时间常数，s；KW给水流量项的放大倍数；KD蒸汽流量项的放大倍数；D锅炉蒸汽流量，kg/s；W锅炉给水流量，kg/s；，通过锅炉汽包水位的动态微分方程式可以看出，
12、引起汽包水位变化的主要扰动是蒸汽流量的变化和给水流量的变化。下面我们将着重分析在给水流量（称为内干扰）和蒸汽流量（称为外干扰）扰动下，汽包水位调节对象的动态特性。一、包水位在给水流量作用下的动态特性如果蒸汽负荷量不变，给水量产生变化时，汽包水位调节对象的运动方程式可表示为： （22）二、汽包水位在蒸汽流量扰动下的动态特性 在蒸汽负荷增加的时候，虽然锅炉的给水量小于蒸发量，可水位不但不下降，反而迅速上升，这种特殊现象称为“虚假水位”现象。“虚假水位”产生的原因主要是，蒸汽流量增加，汽包内的气压下降，炉水的沸点降低，使炉管和汽包内的汽水混合物中的汽容积增加，体积膨胀，引起汽包水位上升。因“虚假水位”现象而出现的水位最大偏差，是不可能依靠凋节来克服的。另外，当锅炉的负荷突然减小时，则汽包水位变化的情况是相反的，汽包水位先下降后上升。第二节 单冲量给水调节系统以汽包水位为唯一调节信号的锅炉给水调节系统称作单冲量水位调节系统，其凋节系统示意图如图25所示。它是汽包水位自动调节中最简单，最基本的一种调节形式。调节系统由汽包、水位变送器，凋节器和给水调节间组成。当汽包水位发生变化时，水位变送器发出信号并输入调节器，水位调节器根据水位的测量与给定值的偏差，经过运算放大后输出调节信号，去控制给水阀门，改变给水量来保持汽包水位在允许范围内。上述信号传递可用图26的方块图表示。工业锅炉的容量一般
