（工程热物理专业论文）炉膛灭火预防专家系统的研究.pdf

浙江大学蝴土学位论文摘要 摘要 随着电站锅炉容量的增大，对于锅炉的稳定、安全和经济运行的蒙求也变 得越柬离。但是，由予锅炉燃烧情况控制的复杂性和缺乏完善的监测_ ：f 珏控制调 节手段，许多电站锅炉在实际运行中，炉膛灭火事故时有发生。 本文围绕炉膛灭火预防专家系统的开发与研究，从燃料燃烧的一般过程战 发，讨论了影响燃烧的各种圜索以及稳定和强化燃烧的一般条件，指出了在锅 炉的燃烧系统部分发生燃烧事敞的常见故障，然后研究了专家系统中的知识处 理闷题，它包括知识酌获敬和知识的表示等各方面的澜题，描出了本系统设计 中的诊断知识的来源、种类等；研究了专家系统中的搜索原理，分析了两种基 本鹣鬣索方法的基本琢理鞋及各螽豹伉缺点；研究了专家系统中的稚理机制， 分析了冲突消解策略、前向链策略、磁向链策略和混合控制策略各自的基本原 理：磬在垂乇綦确之上，夯绍了炉琏灭颥谤专家系统的设 卡与实现。 i + 【关键词】燃烧、故障诊蜊专家系 黼江人学帧士学位论文摘要 a b s t r a c t w i t ht h ei n c r e a s i n go f c a p a c i t yo fp o w e rp l a n tb o i l e r s ，t h ed e m a n d s o f s t a b i l i t y , s a f e t ya n de c o n o m i c sf o rt h e m h a sb e e nb e c o m i n gh i g h e ra n dh i g h e r h o w e v e r , b e c a u s eo ft h e c o m p l e x i t yo fc o n t r o l l i n g b o i l e r sc o m b u s t i o na n dl a c ko fp r o p e r m o n i t o r i n gm e t h o d ，t h ea c c i d e n t so f f l a m eg o i n go u to f t e ni nc o m b u s t i o nc h a m b e ri n p r a c t i c e b a s i n go ng e n e r a lf u e lc o m b u s t i o np r o c e s sa n dc o n s i d e r i n gd i f f e r e n tc o n d i t i o n s t h a to f t e na f f e c tt h es t a b i l i t yo fc o m b u s t i o n ，t h i sp a p e rf o c u so nt h er e s e a r c ha n d d e v d o p m e n t o fe x p e r ts y s t e mo np r e v e n t i n gf l a m eg o i n go u ti nc o m b u s t i o nc h a m b e r a n dp o i n t so u ts o m ec o m m o nf a u h sw h i c ha r ee a s yt ol e a dt oa c c i d e n t s t h i sp a p e r w i l lr e s e a r c ht h ep r o b l e mo fk n o w l e d g et r e a t m e n t ，i n c l u d i n gk n o w l e d g ea c q u i s i t i o n a n d k n o w l e d g er e p r e s e n t a t i o n ，w h i c hg i v e t h es o u r c ea n ds o r t so fd i a g n o s t i c s k n o w l e d g e t h i sp a p e rw i l l a l s o s t u d y t h es e a r c hp r i n c i p l eo fe x p e r ts y s t e mm a d a n a l y s i st w of o u n d m e n t a l s e a r c hm e t h o d t h ei n f e r e n c em e c h a n i s mo fe x p e r ts y s t e m i sa l s oi n c l u d e di nt h i sp a p e r a tt h el a s tp a r to ft h i sp a p e r ，t h ed e s i g na n dr e a l i z a t i o no fe x p e r ts y s t e mo n p r e v e n t i n gf l a m eg o i n g o u ti si n t r o d u c e d k e y w o r d s c o m b u s t i o n ，f a u l td i a g n o s t i c s ，e x p e r ts y s t e m 浙江大学硕士学位论文绪论 1 1 专家系统的历史 第一章绪论 1 1 1 专家系统的产生 专家系统e x p e r ts y s t e m ( e s ) 是人工智能a r t i f i c i a li n t e l l i g e n c e ( a i ) 的一一个重 要分支，它的产生是a i 从理论研究向应用研究的个转折，是人类智能科学 长期探索所取得的成果与实际问题的求解相结合的产物。自从1 9 6 5 年第个 专家系统d e n d r a l 在美国s t a n f o r d 大学问世以来”1 ，经过2 0 年的研究开发， 到8 0 年代中期，各种专家系统一遍布各个专业领域，取得很大的成功。专家 系统是一个( 或一组) 能在某特定领域内，一人类专家的水平解决领域中困难 问题的计算机稃序，其内部含有大量的某个领域专家水平的知识与经验，能够 利用人类专家的知识和解决问题的方法来处理该领域问题。专家系统应用人工 智能技术和计算机技术，根据某领域一个或多个专家提供的知识和经验，进行 推理和判断，模拟人类专家的决策过程，以便解决那些需要人类专家处理的复 杂问题，简而言之，专家系统是一种模拟人类专家解决领域问题的计算机程序 系统。 6 0 年代中期，a i 工作者们一开始认识到：问题的求解能力不仅取决于它所 拥有的知识，1 9 6 5 年s t a n f o r d 大学计算机科学系的e a f e i g e n b a u m 就提出要使 程序能达到很高的性能，以便付诸实际使用，就必须把人类思维规律的解题策 略与大量的专门知识相结合。基于这种思想，他与诺贝尔奖金获得者 j l e d e r b e r g 、物理化学家c d j e r a s s i 等人合作研制里根据化合物的分子式及其质 谱系数数据帮助化学家推断分子结构的计算机程序系统d e n d r a l 。此系统获 得极大的成功，其解决问题的能力已达到专家水平，某些方面甚至超过了同领 域的化学专家。d e n d r a l 的出现，标志着a i 的个新的研究领域一专家系统 诞生了。 1 1 2 专家系统的发展 专家系统的发展，大致可以分为孕育( 1 9 6 5 年以前) 、产生( 1 9 6 5 一1 9 7 1 ) 成熟( 1 9 7 2 1 9 7 7 ) 和发展( 1 9 8 7 年以后) 四个阶段。自从d e n d r a l 问世以 来，专家系统在化学、医药、军事、法律、管理、地质、过程控制等个行业取 得了很大的发展，善名的专家系统有：用于化学方l 鲥拘d e n d r a l 和由其衍生 的m e t a d e n d r a l ；用于以符号形式进行积分运算的与家系统，从s a i n t 丌 始，经过s i n 、m a t h c a b 最后形成了m a c s m a ：用于医学方面的c a s n e t 、 m y c i n 、i n t e r n i s t ；用于军事方面的h a s p s l a p ；用j 一管理方面的r m ，1 、 浙江大学硕士学位论文绪论 r a b b i t ；用于过程控制的有p 1 c o n 、g 2 、e s c o r t 、t e x 1 等。 1 9 7 7 年f e i g e n b a u m 2 1 提出知识工程k n o w l e d g ee n g i n e e r i n g 的概念，1 9 7 9 年， 在i j c a i 7 9 ( i n t e r n a t i o n a l j o i n tc o n f e r e n c eo na r t i f i c i a l i n t e l i g e n c e 一7 9 ) 东京大会 上，8 0 的论文与专家系统有关。专家系统的应用在8 0 年代中期达到了第一个 高潮。它的的标志是知识基系统得到了广泛的应用，尤其是在工商业。它们被 用于培训、现场管理及使雇员完成一些原先需要密切监督和具有丰富知识的高 级专家才能完成的特殊任务。还有一些小型的专家系统直接安装在芯片上，在 p c 机上运行的专家系统也很多。在这一阶段中，专家系统还是一些小型系统， 且主要被用于解决一些日常事物等非实时任务。 1 9 8 5 年以后，由于受到来自神经网络( n e u r a ln e t w o r k ) 的冲击和行为主义者 建立简洁人类思维理论基础梦想的破灭，对专家系统的研究逐渐冷了下来。1 9 8 6 年，r u m e l h a r t 3 1 提出了b p 算法，由此回答了m i n s k y 在1 9 6 9 年的p e r c e p t i o n ) ) 一书中提出的问题，掀起了全球范围内对神经网络的研究热潮。 尽管专家系统的理论进展缓慢，但是专家系统的应用还是获得了极大的成 功。这种发展，在8 0 年代后期是相对平稳的，进入9 0 年代后加快了发展速度。 可喜的是，这种发展主要体现在专家系统的实时应用上。近几年来，用于实时 任务的专家系统已经开始出现，用于实时控制的专家系统越来越多。这得益于 专家系统本身的发展以及计算机性能的提高和操作系统的发展。 1 2 专家系统的分类 按照专家系统所求解问题的性质，可把它分为下列几种类型： 1 解释专家系统( e x p e r ts y s t e m f o ri n t e r p r e t a t i o n ) 解释专家系统的任务是通过对已知信息和数据的分析与解释，确定它们的 涵义。解释专家系统具有。f 列特点： ( a ) 系统处理的数据量很大，而且往往是不准确的、有错误的或不完全的。 ( b ) 系统能够从不完全的信息中得出解释，并能对数据做出某些假设。 ( c ) 系统的推理过程可能很复杂和很长，因而要求系统具有对自身的推理 过程作出解释的能力。 作为解释专家系统的例子有语音理解、图象分析、系统监视、化学结构分 析和信号解释等。例如，巳星图象( 云图等) 分析、集成电路分析、d e n d r a l 化学结构分析、e l a s 石油测井数据分析、染色体分类、p r o s p e c t o r 地质勘探数 据解释和丘陵找水等实用系统： 2 预测专家系统( t 、x ns y s t e m f o rp r e d i c t i o n ) 预测专家系统的任务是通过对过去和现在己知状况的分析，推断未来可能 发生的情况。预测专家系统具有f 列特点： 浙江大学硕士学位论文绪论 ( a ) 系统处理的数据随时间变化，而且可能是不准确和不完全的。 ( b ) 系统需要有适应时间变化的动态模型，能够从不完全和不准确的信息 中得出预报，并达到快速响应的要求。 预测专家系统的例子有气象预报、军事预测、人口预测、交通预测、经 济预测和谷物产量预测等。例如，恶劣气候( 包括暴雨，、飓风、冰雹等) 预报、 战场前景预测和农作物病虫害预报等专家系统。 3 诊断号家系统( e x p e r ts y s t e m f o r d i a g n o s i s ) 诊断专家系统的任务是根据观察到的情况( 数据) 来推断出某个对象机能 失常( 即故障) 的原因。诊断专家系统具有下列特点： ( a ) 能够了解被诊断对象或客体各组成部分的特性以及它们之间的联系。 ( b ) 能够区分一种现象及其所掩盖的另一种现象。 ( c ) 能够向用户提出测量的数据，并从不确切信息中得出尽可能正确的诊 断。 诊断专家系统的例子特别多，有医疗诊断，电子机械和软件故障诊断以及 材料失效诊断等。用于抗生索治疗的m y c i n 、肝功能检验的p u f f 、青光眼治疗 的c a e n e t 、内科疾病诊断的i n t e r n i s t ，和皿清蛋白诊断等医疗诊断专家系统， i b m 公司的计算机故障诊断系统d a r t q a s d ，火电厂锅炉给水系统故障检测与 诊断系统、雷达故障诊断系统和大空站热力控制系统的故障检测与诊断系统等， 都是国内外颇有名气的实例。 4 设计专家系统( e x p e r t s y s t e m f o r d e s i g n ) 设计专家系统的任务是根据设计要求，求出满足设计问题约束的目标配置， 设计专家系统具有如下特点： ( a ) 善于从多方面的约束中得到符合要求的设计结果。 ( b ) 系统需要检索较大的可能解空问。 ( c ) 善于分析各种子问题，并处理好子问题间的相互作用。 ( d ) 能够试验性地构造出可能设计，并易于对所得设计方案进行修改。 ( e ) 能够使用已被证明是正确的设计来解释当前的( 新的) 设计。 设计专家系统涉及电路( 如数字电路和集成电路) 设计、土木建筑工程设 计、计算机结构设计、机械产品设计和生产工艺设计等。比较有影响的专家设 计系统有v a x 计算机结构设计专家系统r 1 ( x c o m ) 、浙江大学的花布立体感图案 设计和花布印染专家系统、大规模集成电路设计专家系统以及齿轮加工工艺设 计专家系统等 5 规划号家系统( e x p e r ts y s l f o r p la n n i n g ) 舰划争家系统的任务在于寻找出某个能够达到给定目标的动作序列或步 骤。规划专家系统的特点如下： 浙江大学硕士学位论文绪砣 ( a ) 所要规划的目标可能是动态的或静态的，因而需要对未来动作做出预 测。 ( b ) 所涉及的问题可能很复杂，要求系统能抓住重点，处理好各子目标问 的关系和不确定的数据信息，并通过试验性动作得出可行规划。 规划专家系统町用于机器人规划、交通运输调度、工程项目论证、通信与 军事指挥以及农作物施肥方案规划等。比较典型的规划专家系统的例子有3 界 3 号军事指挥调度系统、r o p e s 机器人规划专家系统、汽车和火车运行调度专家 系统以及小麦和水稻施肥专家系统。 6 监视专家系统( e x p e r ts y s t e m f o rm o n i t o r i n ) 监视专家系统的任务在于对系统、对象或过程的行为进行不断观察，并把 观察到的行为与其应当具有的行为进行比较，以发现异常情况，发出警报。监 视专家系统具有下列特点： ( a ) 系统应具有快速反应能力，在造成事故之前及时发出警报。 ( b ) 系统发出的警报要有很高的准确性。在需要发出警报时发警报，在不 需要发出警报时不得轻易发警报( 假警报) 。 ( c ) 系统能够随时间和条件的变化而动态地处理其输入信息。 监视专家系统可用于安全监视、防空监视与警报、国家财政的监控、传染 病疫情监视及农作物病虫害监视与警报等。粘虫测报专家系统是监视专家系统 的一个实例。 7 控制专家系统( e x p e r ts y s t e m f o rc o n t r 0 1 ) 控制专家系统的任务是自适应地管理一个受控对象或客体的全面行为，使 之满足预期要求。 控制专家系统的特点为：能够解释当前情况，预测未来可能发生的情况， 诊断可能发生的问题及其原因，不断修正计划，并控制计划的执行。也就是说， 控制专家系统具有解释、预报、诊断、规划和执行等多种功能。 空中交通管制、商业管理、自主机器人控制、作战管理、生产过程控制和 生产质量控制等都是控制专家系统的潜在应用方面。例如，已经对海、陆、空 自主车、生产线调度和产品质量控制等课题进行控制专家系统的研究。 8 调试专家系统( e x p e r ts y s t e m f o r d e b u g g i n g ) 调试专家系统的任务是对失灵的对象给出处理意见和方法。 调试专家系统的特点是同时具有规划、设计、预报和诊断等专家系统的功 能。 调试专家系统r 叫羽于新产品或新系统的调试，也可用于维修站进行被修设 备的调整量与试验，在这方面的实例还很少见。 9 教学争农系统( e x p e r ts y s t e m f o ri n s t r u cl i o n ) 濑江大学坝上学位论文绪论 教学号家系统的任务是根据学生的特点对学生进行教学和辅导。针对学生 的弱点和基础知识，以最适当的教案和教学方法对学生进行教学和辅导。 教学专家系统的特点为： ( a ) 同时具有诊断和调试等功能。 ( b ) 具有良好的人机界面。 已经开发和应用的教学专家系统有关美国麻省理工学院的m a c s y b l a 符号积 分与定理证明系统，我国一些大学开发的计算机程序设计语言和物理智能计算 机辅助教学系统以及聋哑人语言训练专家系统等。 l o 修理专家系统( e x p e r ls y s t e mf o rr e p a i r ) 修理专家系统的任务是对发生故障的对象( 系统或设备) 进行处理，使其 恢复正常工作。 修理专家系统具有诊断、调试、计划和执行等功能。 美国贝尔实验室的a c i 电话和有线电视维护修理系统是修理专家系统的一 个应用实例。 此外，还有决策专家系统和咨询专家系统等。 1 3 专家系统的一般特点 总体上，专家系统还具有一些共同的特点和优点 专家系统具有下列3 个特点： ( 1 ) 启发性。专家系统能运用专家的知识与经验进行推理、判断和决策。 世界上的大部分工作和知识都是非数学性的，只有一小部分人类活动是以数学 公式为核心的( 约占8 ) 。即使是化学和物理学科，大部分也是靠推理进行思 考的，对于生物学、大部分医学和全部法律情况也是这样，企业管理的思考几 乎全靠符号推理，而不是数值计算。 ( 2 ) 透明性。专家系统能够解释本身的推理过程和回答用户提出的问题， 以便让用户能够了解推理过程，提高对专家系统的信赖感，例如，乙个医疗诊 断专家系统诊断某病人患有肺炎，而且必需用某种抗生索治疗，那么，这一专 家系统将会向病人解释为什么他患有肺炎，而且必须甩某种抗生素治疗，就像 1 位医疗专家对病人详细解释病情一样。 ( 3 ) 灵活性。专家系统能不断地增长知识，修改原有知识，不断更新。由 于这一特点，使得专家系统具有十分广泛的应用领域。 】4 故障诊断专家系统及其再：电力系统中的应用 14 1 故障诊断专家系统 诊断学( d i a g n o s t jc s ) 一词源】二希腊文，意指鉴别、确定。最早的诊断莫过于 浙江入学螗l 学馥论史绪论 医疗诊断，随着人类文明的进步和科技的发展，人们在越来越多的领域里开展 了诊断活动，比如企业诊断和环境诊断等。在工程技术领域中，自从机器问世 以来，人们就非常关心它的健康能否正常工作，对机械设备的运行状态进 行诊断的技术至今已有很长的历史，可以说几乎是与机器的发明同时产生的。 最初，机械设备较为简单，维修人员主要靠感觉器官、简单仪表和个人经验就 能胜任故障的诊断和排除工作，我们把它叫做传统的诊断技术。 一般来说，诊断对象可以是一个比较复杂的大系统，也可以是一个简单的 元件或部件( 子系统) 。严格他说，从1 i 同的层次观察可对诊断对象有不同的划 分，但无特别说明的话，诊断对象都被视为系统，其诊断也就看作系统诊断。 所谓系统的故障，是指系统的运行处于不正常状态( 劣化状态) ，并可导致系统 相应的功能失调，即导致系统相应的行为( 输出) 超过允许范围，使系统的功 能低于规定的水平，这种劣化状态称为故障。 该定义具有以下特点： 1 ) 强调系统的输出( 行为) ，从而有利于给出系统状态的测量途径。 2 ) 强调系统故障评判的多样性，即从系统的所有行为表现都可以进行评 判，系统的输出是以多种方式表现：些能直接表现系统的功能行为( 称功能 输出) ；一些则是实现系统功能时所附带产生的行为( 称附加输出) 。 3 ) 强调对故障认识的主观性，即系统的状态超过允许范围是人参与的体 现。 4 ) 该定义也不排斥客观性，即“超过允许范围”是一个诊断标准问题， 一旦标准确立，则具有客观性与公正性。对故障分类目前还缺乏系统的方法， 现在从不同角度给出以下几种分类方法： 1 ) 按故障发生的时间历程分，有突发性故障和渐进性故障。突发性故障是 发生故障前，不能提前测试与预测，这种故障表现出随机性；渐进性故障是由 系统参数的逐步劣化产生的，这种故障能够在一定程度上早期预测，一般正常 使用下在其有效寿命的后期才表现出来= 2 ) 按故障存在的时间历程分，有间歇性故障和永久性故障。间歇故障是 系统功能输出或附加输出在短时间内超过规定界限的现象；永久性故障是系统 功能输出或附加输出持续超过界限的现象。 3 ) 按故障的显现状况来分，有潜在故障和功能故障。潜在故障是系统功能 输出并未超过允许范围，但其附加输出已有明显的表现；功能故障则是系统的 功能输出超过规定范围，一般是子系统的功能降低，严重的情况是零部件的损 坏。 4 ) 按故障原因分，有内在故障和环境故障，内在故樟是系统内部各部分结 构关系不协调或结构劣化引起，环境故障是系统的输入异常引起。而系统的环 浙江大学硕士学位论文缡论 境故障是指其从环境中获得的能量、物质和信息肄常。 故障的：扛要性质表现如下： 1 ) 层次性：从系统论的观点看，可以认为系统是由“元素”按一定的规 律聚合而成的当然，系统的“元素”可以是j f 系统，子系统的“元素”还可 以是更深层次的f 系统，如此类推，直到元素是物理元件为止。显然，系统是 有层次的。故障的产生对应于系统的不同层次而表现出层次性。 2 ) 时间十牛：系统故障的产生与表现常常与时间有关，以及由其运行的动态 性所决定，如渐进性故障、间歇故障等。 3 ) 相关忭：复杂系统是若干相互联系的子系统组成的整体，某些子系统的 故障常常是由j i 弓之相关子系统或下一级子系统故障传播所致，从而表现出相 关性。 4 ) 模糊性：系统运行状态中的模糊性，以及人们在状态监测和技术诊断中 存在着许多模糊的概念及方法。 5 ) 随机惟：故障的发生常常与时间紧密相关的随机过程有关。 6 ) 未确知性：它既不是由于故障描述的模糊性引起，也不是因随机性而产 生，而是由于人为主观上因条件的限制，在系统故障已产生后，不能准确说明其 发生的部位与原因，而它又确实已经存在，只是因条件不足我们不能完全感知。 7 ) 相对性：系统故障与一定的条件和环境有关，不同条件和环境下的故障 表现以及对其捕述与划分存在不一致性，如不同的描述方法故障的程度就不同 等。 故障诊断是指系统在定工作环境下查明导致系统某种功能失调的原因或 性质，判断劣化状态发生的部位或部件，以及预测状态劣化的发展趋势等。犹 如医疗诊断，是指医生借助各种手段对人体进行检查、化验，然后根据医学理 论确定诊断对象是否患病和患有何种疾病的过程。诊断就是由现象判断本质， 由当前预测未来，由局部推测整体的过程，在i 一程技术领域，也需要根据设备 各种可测量的物埋现象和技术参数的检测来推断设备是否正常运转，判断发生 故障的原因和部件，预测潜在故障的发生等等。故障诊断的基本思想一般可以 这样表述：设被检测对象全部可能发生的状态( 包括正常和故障状态) 组成状 态空间凡它的”j 观测量特征的取值范围全体构成特征空间l 当系统处于某一状 态j 时，系统矮有确定的特征y ，即存在映射g ： g ：s - y 反之，定的特征也对应确定的状态，即存在映刺 f ：y - s 状态空删r o 特祉空间的关系可用图1 1 表不 浙江大学矮士学链论文绪论 t 、 黼1 - 1 故障诊断表述 如采f 和g 是双射函数，朝特鬣空闯和妖态空蠲存在一簿一豹肇满射，翔由 特征向量可唯一确定系统的状态，反之亦然。故障诊断的目的在于根据可测量 静籍征商蘩寒翔瑟系统处予侮释狡淼，氇虢是找密淤瓣& 若系统可能发生的状态是有限的，例如可能发生某种故障，遂时把正常系 统掰处的羧态拣为j 。甏存在不两救藩戆系统凄楚熬不嗣状态稼为五，j 2 ，。 当系统处于状态j 时，对应的可测量特征向量为y 。= ( y ”，y ，。) 。故障诊断 跫囊特经囱量y = ( y ；，y m ) ，求窭它掰对应教狱态了熬过程。瓣秀一般教簿 状态并非绝对清晰的，有一定模糊性。因此，它所对应的特征值也在一定范围 癌变动，凌这穆揍嚣下，鼓障诊疑裁成必按特挺起量对被测系统避行分 类的问题或去对特征向量进行状悫的模式识别问题。因此，故障诊断实质上是 一炎模式分类阉题。 故障诊断学怒以可靠性理论、信息论、控制论和系统论为理论基础，以现 代溯试仪器和计算飙为技术手段，结合各种诊断对象( 系统、设镑、机器、装 鹭、工程结构、工艺过程等) 的特殊规律面逐步形成的门新兴学科，大体上 由三大部分组成。第一部分为故隧诊断物理、化学过程的研究：例如电气、机 械部件失效的腐镪、蠕交、疲劳、氧化、绝缘击穿、断裂、磨损等理化原因簸 研究。第二部分为故障信息学的研究，它主要研究各种倍号的采集、选择、处 理与分析避程。铡如通过传感器聚集系统运行中靛信号 台理的送入二次风 二次风不要送入火焰檄部，而需要与撤部有一定的距离。使煤粉气流先着 火，当燃袋过程发戚副适切需要氧气时，霹与二次风混台。 表2 - 2 各释续l 嚣蠲次晟魄饲推荐镳 煤种挥发分一次风率 茺濯渫 4 0 4 0 4 5 ( 4 ) 选择适当的气流速度 癸低次菇速度霹颤镘漾羚气溅褒囊羚燃烧嚣不远缝嚣始羞灾，毽姥速度 必须保证煤粉气流和热烟气强烈混合，另外，当气流速度太低时，燃烧中心过 分接近囔口，爨搜燃烧器烧坯，势梅在燃烧嚣黠迓萼| 起结瀵。 ( 5 ) 选择适当的煤粉细度 如裁所述煤粉款挥发分越多，着火彝燃烧条传也越好。疑班固尺寸的媒粉 褐煤比烟煤燃烧得快。如聚炉膛容襁相接近，则挥发分越高，煤粉可越粗黛。 ( 6 ) 在着火区傈持赢激 加强气流中商温烟气的卷吸，使在一摊火炬之间，或在火炬内部，或程火 炬与炉墙之间，形成较大的高温烟气的涡流逸，这是强烈顾稳定的着火热源。 火斑从这个涡流区吸入大爨烟气，能保证稳定着火。当燃烧无烟煤时，得到广 泛成用的接施是再燃烧器驸近的水冷壁上涂以耐火材料，构成所谓“燃烧带“或 明“卫撩带”。 ( 7 ) 往强化餐火阶段的同时必须强化燃烧阶段的本身 通常焦炭燃烧速度决定于两令蓥本斛豢：溢袋嗣素和襞气向凝粒表西抟扩 散能力。根据具体情况，燃烧速度受其巾”个因素的限制，或和两个因素都有 关。在燃烧啐：心，燃烧可黥在骞l 散区遘幸j ，蠢在爨尽区，蠢子滋鹰降低，燃凌 浙江大学硕i 学位论史第章锅炉燃烧的稳定性与安伞十牛 可能在动力区进行。 一个重要的结论是：使煤粉气流燃烧强化的一个基本条件是应该远离在燃 烧器火炬尾部维持足够高的温度。当然，这要以保证对流受热面不结渣为前提。 对于燃烧中心，则因该设法加强混合。 第：二节锅炉的燃烧调整 锅炉运行时，它的蒸发量通常是根据外界负荷来决定的。当外界负荷发生 变化时，为了满足需要，必须对炉内的燃料燃烧量作相应的调整，同时要保持 汽压、汽温及水位等多数在规定范围内。 锅炉燃烧调节的任务是：1 ) 使汽压、汽温及水位稳定在规定的范围内，以 保证有足够数量的合格蒸汽满足于外界负荷的需要；2 ) 保证运行安全可靠，3 ) 尽力减少不完全燃烧损失，提高锅炉的经济性。 为了实现燃烧调节任务，必须要做到燃烧良好，对煤粉炉来说，也就是要 做到：燃烧稳定，火焰均匀地充满整个燃烧室，但火焰不应冲刷到水冷壁，火 焰中心不应过高、过低或偏斜，阻免结渣等等。而要做到这些，必须要调节好 制粉系统的运行，保持合理的风、粉( 或风、油) 配合和一、二次风配合以及 送、引风配合等等。 2 1 燃料量与风量的调节 燃烧调整无非是调节燃料量、送风量和引风量，并使三个被调量的调节密 切配合。以下将从燃料量和风量等方面来说明燃烧调节的方式和要求。 2 1 1 燃煤量的调节 燃煤量的调节方式与锅炉符合变化的幅度、制粉系统和给粉机或给煤机的 型式有关。 对于中间储仓式制粉系统，当锅炉符合变化不大时，一般是调节给粉机的 转速，从而改变进入一次风管和燃烧器的煤粉量。当锅炉负荷变动较大时，可 以改变投、停燃烧器的只数及其相应的给粉机台数，以大幅度地改变燃料量。 当锅炉负荷变动较大时，可以启动或停用一台磨煤机及相应的制粉系统。 在确定启动或停运方案时、应考虑到炉内燃烧工况的合理性，如投运的燃烧器 要均衡，以保证炉内热力均匀等。当锅炉负荷变动不大时可先调节排粉机进口 挡板，增加磨煤机通风量，利用磨煤机内存粉量的改变来暂时适应锅炉的需要。 同时们节给煤机以改变进入磨煤机的给煤量。 不论哪种制粉系统，在调节一次风和给煤量后，二次风也应该立即跟卜， 以保证燃烧器良好地r 一作 浙江人学硕士学位论文第一章l i i 5 炉燃烧的稳定件安全性 2 2 2 风量的侧节 锅炉负荷变化时，送入炉内的风量必须与送入炉内的燃料量相适应，同时 也必须对引风量进行相应的调节。 1 送风凋节 进入炉膛的空气主要是有组织的一、一：次风( 有时还有三次风) ，其次是少 量的漏风。 运行巾应该尽可能保持炉内最佳过量空气系数，以获得较高的锅炉热效率。 锅炉控制盘l 二装有二氧化碳表或氧量表，运行人员可直接根据这种表的指示值 来控制炉内窄气量，而不必换算成过量空气系数。 考虑到测点装设的可靠和方便，c o ：表或0 ，表的取样通常是在后面烟道( 例 如省煤器前) 而不是炉内，固此，在用c o ：或0 ：表监视锅炉送风量多少时，必 须考虑漏风的影响。 根据实际运行经验，固态排渣煤粉炉当燃用烟煤时，在正常负荷范围内， 一般c 0 2 值控制在1 4 1 5 左右，0 ：值控制在4 5 左右是比较经济的。 锅炉在运行中除了用表计分析判断燃烧情况的好坏外，还要注意分析飞 灰、灰渣中可燃物的含量，观察炉内火焰的颜色，依此来综合分析炉内工况是 否正常。 风量的具体调节方法，就总风量的调节来说，目前电厂中多数是通过电动 执行机构操纵送风机进口导向挡板，以改变其开度来实现的。除了改变总风量 外，有些情况下。还需要借助改变二次风挡板的开度来调节，例如有的燃烧器 中煤粉气流的浓度和其它的不一样时可从看火孔中观察到，可通过改变燃烧器二 次风门挡板的开度来调节。 容量较大的锅炉通常都装有两台送风机。当两台送风机都运行，需要调节 送风量时， 般应同时改变两台送风机进口导向挡板的开度，以使烟道两侧的 烟气流动f 况均匀。 运行中，当锅炉负荷变化时，燃料量和送风量均需要做相应的调节。以负 荷增加为例，其操作顺序是：先增加送风量然后紧接着再增加燃料量。如果先 增加燃料量，而后增加送风量，则将造成不完全燃烧。但是，由于炉膛中总是 保持有定的过量空气，所以在某些实际操作中当负荷增加较大或增加速度较 快时为了保持汽压，使之不致有大幅度地卜降，可以先增加燃料量，然后紧接 着再适当地增加送风量。低负荷情况下，由于炉膛中过量空气相对地较多，因 而在增加负荷时，也可先增加燃料量，f i 增加送风量。 2 炉牌负压及引风调节 同前圈内除有少数微正压燃烧的燃油锅炉外，绝大多数的锅炉均采用既有 浙7l 太学硕士学位论文第二章锅炉燃烧稳砖4 p f2 7 安争能 送风机又有引风机的乎衡通风方式，使炉膛烟7 压力( 叉称炉膛风压) 恰好稍 稍低于外界大气压。由于炉膛内高温烟气产生自拔风) 的作用，长炉内不同高 度处的烟气压力不样，自炉底到炉项，烟气压力是逐渐升高的，另外由于烟 气离开炉膛时沿熘道克服流动阻力的结果，使烟。t 压力又逐渐降低下来，直到 最终