锅炉控制系统培训资料

1、 博大精深、细致入微博大精深、细致入微 沈阳中科博微自动化技术有限公司沈阳中科博微自动化技术有限公司MicroCyber Inc. 锅炉工业控制系统锅炉工业控制系统 2009年年2月月27日日 MicroCyber Inc. 锅炉控制系统交流锅炉控制系统交流 l锅炉基本概念锅炉基本概念 l锅炉分类锅炉分类 l锅炉生产工艺流程锅炉生产工艺流程 l锅炉控制系统组成锅炉控制系统组成 l锅炉主要控制流程锅炉主要控制流程 l昌图城建锅炉项目介绍昌图城建锅炉项目介绍 MicroCyber Inc. 锅炉控制系统交流锅炉控制系统交流 锅炉概念锅炉概念 锅炉：就是利用燃料或其他能源的热能把水加锅炉：就是利用燃

2、料或其他能源的热能把水加 热成为热水或蒸汽的机械设备。锅的原义是指在火热成为热水或蒸汽的机械设备。锅的原义是指在火 上加热的盛水容器，炉是指燃烧燃料的场所，锅炉上加热的盛水容器，炉是指燃烧燃料的场所，锅炉 包括锅和炉两大部分。锅炉中产生的热水或蒸汽可包括锅和炉两大部分。锅炉中产生的热水或蒸汽可 直接为工业生产和人民生活提供直接为工业生产和人民生活提供 所需要的热能，也可通过蒸汽动所需要的热能，也可通过蒸汽动 力装置转换为机械能，或再通过力装置转换为机械能，或再通过 发电机将机械能转换为电能。提发电机将机械能转换为电能。提 供热水的锅炉称为热水锅炉，主供热水的锅炉称为热水锅炉，主 要用于生活，工

3、业生产中也有少要用于生活，工业生产中也有少 量应用。产生蒸汽的锅炉称为蒸量应用。产生蒸汽的锅炉称为蒸 汽锅炉，简称为锅炉，多用于火汽锅炉，简称为锅炉，多用于火 电站、船舶、机车和工矿企业。电站、船舶、机车和工矿企业。 MicroCyber Inc. 锅炉控制系统交流锅炉控制系统交流 l按用途不同，可以分为电站锅炉、工业锅炉、按用途不同，可以分为电站锅炉、工业锅炉、 机车船舶锅炉、生活锅炉等。机车船舶锅炉、生活锅炉等。 l 按结构分有：锅壳锅炉：烟气在火管内流动按结构分有：锅壳锅炉：烟气在火管内流动 （船舶机车使用较多）；水管锅炉：汽水在（船舶机车使用较多）；水管锅炉：汽水在 管内流动管内流动

4、。 l按工质在蒸发系统的流动方式不同，可以分按工质在蒸发系统的流动方式不同，可以分 为自然循环锅炉、强制循环锅炉、直流锅炉为自然循环锅炉、强制循环锅炉、直流锅炉 和复合循环锅炉（强制循环锅炉和复合循环锅炉（强制循环锅炉+ +直流锅炉直流锅炉）。）。 锅炉分类锅炉分类 锅炉分类方式很多，一般根据用途、结构、锅炉分类方式很多，一般根据用途、结构、 压力、容量、燃烧方式、热能来源及载热工质压力、容量、燃烧方式、热能来源及载热工质 等来划分等来划分： MicroCyber Inc. 锅炉控制系统交流锅炉控制系统交流 锅炉分类锅炉分类 l按出口介质可分为蒸汽锅炉和热水锅炉按出口介质可分为蒸汽锅炉和热水锅

5、炉 l按容量的大小，可以分为大型锅炉（按容量的大小，可以分为大型锅炉（ 75t/h) 中型锅炉（中型锅炉（20-70t/h) 小型锅炉（小型锅炉（20t/h) l将固体燃料放在炉排上进行火床燃烧的炉膛将固体燃料放在炉排上进行火床燃烧的炉膛 称为层燃炉（火床炉）；将液体、气体或磨称为层燃炉（火床炉）；将液体、气体或磨 成粉状的固体燃料喷入火室燃烧的炉膛称为成粉状的固体燃料喷入火室燃烧的炉膛称为 室燃炉（火室炉）；空气将煤粒托起使其呈室燃炉（火室炉）；空气将煤粒托起使其呈 沸腾状态燃烧、适于燃烧劣质燃料的炉膛称沸腾状态燃烧、适于燃烧劣质燃料的炉膛称 为沸腾炉（硫化床炉）；利用空气流使煤粒为沸腾炉（

6、硫化床炉）；利用空气流使煤粒 高速旋转并强烈火烧的圆筒形炉膛称为旋风高速旋转并强烈火烧的圆筒形炉膛称为旋风 炉。炉。 MicroCyber Inc. 锅炉控制系统交流锅炉控制系统交流 锅炉分类锅炉分类 l按蒸汽压力可以分为按蒸汽压力可以分为 l低压锅炉（低压锅炉（p2.45MPa) )、 l中压锅炉（中压锅炉（2.5MPap5.9MPa） l高压锅炉（高压锅炉（ 7.8MPap11MPa) ) l超高压锅炉（超高压锅炉（ 12MPap15MPa ） l亚临界锅炉（亚临界锅炉（16MPap20MPa ） l超临界锅炉（超临界锅炉（p22MPa）（直流锅炉）（直流锅炉） l按燃料和能源种类不同，可

7、以分为燃煤锅炉、按燃料和能源种类不同，可以分为燃煤锅炉、 燃油锅炉、燃气锅炉、原子能锅炉、废热锅燃油锅炉、燃气锅炉、原子能锅炉、废热锅 炉等。炉等。 l MicroCyber Inc. 锅炉控制系统交流锅炉控制系统交流 锅炉结构工艺流程示意图锅炉结构工艺流程示意图 汽包 减温器 减温水调节阀 给水二次阀 给水一次阀 集箱 送风机 引风机 除尘器 煤斗 V 负压控制 主汽温控制 水位控制 H P 氧量 炉排转速 送风机挡板 F T 空气预热器 省煤器 过热器 MicroCyber Inc. 锅炉控制系统交流锅炉控制系统交流 锅炉控制系统组成锅炉控制系统组成 伺服放大器 执行器 热电偶 转速调节器

8、 或变频调速器 操作器 热电阻 变送器 氧量仪 转 速 开关量 和其他 锅 炉 控 制 系 统 锅 炉 本 体 水位，蒸汽 压力常规检 测报警装置 阀门 滑差电机 或电机 锅炉本体 温度 温度 压力流量 氧量 转速 mV 自动 手动 mA mA mA RTD 一次仪表部分控制系统部分 mA mA 操作部分执行部分 MicroCyber Inc. 锅炉控制系统交流锅炉控制系统交流 锅炉主要控制流程锅炉主要控制流程 l汽包水位控制汽包水位控制 汽包水位是影响锅炉安全运行的重要参数，水位过汽包水位是影响锅炉安全运行的重要参数，水位过 高会破坏汽水分离装置的正常工作，严重时会导致蒸汽高会破坏汽水分离装

9、置的正常工作，严重时会导致蒸汽 带水增多，增加在管壁上结垢和影响蒸汽质量。水位过带水增多，增加在管壁上结垢和影响蒸汽质量。水位过 低，严重时会造成干锅损坏汽包。所以其值过高过低都低，严重时会造成干锅损坏汽包。所以其值过高过低都 可能造成重大事故。它的被调量是汽包水位，而调节量可能造成重大事故。它的被调量是汽包水位，而调节量 则是给水流量，通过对给水流量的调节使汽包内部的物则是给水流量，通过对给水流量的调节使汽包内部的物 料达到动态平衡，变化在允许范围之内。料达到动态平衡，变化在允许范围之内。 系统给水自动调节分为三种模式：系统给水自动调节分为三种模式： 1 1）单水位控制模式：只通过检测汽包水

10、位来控制给水量）单水位控制模式：只通过检测汽包水位来控制给水量 2 2）双冲量水位控制模式：监测汽包水位、蒸汽流量，将）双冲量水位控制模式：监测汽包水位、蒸汽流量，将 蒸汽流量作为前馈信号，与汽包水位组成前馈蒸汽流量作为前馈信号，与汽包水位组成前馈反馈控反馈控 制方式。制方式。 MicroCyber Inc. 锅炉控制系统交流锅炉控制系统交流 锅炉主要控制流程锅炉主要控制流程 PID调节阀 测量变送 H H给定 汽包PID给水 测量变送 F主汽流量 F 前馈系数 3）三冲量水位控制模式：监测汽包水位、蒸汽流量、给三冲量水位控制模式：监测汽包水位、蒸汽流量、给 水流量，将汽包水位作为主控变量，给

11、水流量作为辅水流量，将汽包水位作为主控变量，给水流量作为辅 助被控变量的串级控制系统与蒸汽流量作为前馈信号助被控变量的串级控制系统与蒸汽流量作为前馈信号 组成前馈组成前馈串级反馈控制方式，如下图所示串级反馈控制方式，如下图所示 MicroCyber Inc. 锅炉控制系统交流锅炉控制系统交流锅炉主要控制流程锅炉主要控制流程 l主蒸汽温度控制主蒸汽温度控制 过热蒸汽的温度是锅炉生产过程的重要参数，一般由锅过热蒸汽的温度是锅炉生产过程的重要参数，一般由锅 炉和汽轮机生产的工艺确定。从安全生产和经济技术指炉和汽轮机生产的工艺确定。从安全生产和经济技术指 标上看，必须控制过热蒸汽温度在允许范围之内。标

12、上看，必须控制过热蒸汽温度在允许范围之内。 PID调节阀 测量变送 T T给定 主汽温度PID减温水 测量变送 前馈系数 炉膛出口温度 MicroCyber Inc. 锅炉控制系统交流锅炉控制系统交流锅炉主要控制流程锅炉主要控制流程 l燃烧控制燃烧控制 燃烧控制包括三部分，即主汽压力控制、风煤比控制、燃烧控制包括三部分，即主汽压力控制、风煤比控制、 炉膛负压控制。燃烧控制系统中主要有三个调节量：燃炉膛负压控制。燃烧控制系统中主要有三个调节量：燃 料量、送风量和引风量。料量、送风量和引风量。 主汽压力控制：是维持主汽压力保持稳定，克服自身燃料主汽压力控制：是维持主汽压力保持稳定，克服自身燃料 方面的扰动，保证负荷与出力的协调；方面的扰动，保证负荷与出力的协调； 风煤比控制：是使燃料量与空气量相协调（风煤比），保风煤比控制：是使燃料量与空气量相协调（风煤比），保 证燃烧的经济性；证燃烧的经济性； 炉膛负压控制：使引风量与送风量相适应，维持炉膛负压炉膛负压控制：使引风量与送风量相适应，维持炉膛负压 在一定范围内，保证燃烧的安全性。在一定范围内，保证燃烧的安全性。 MicroCyber Inc. 锅炉控制系统交流锅炉控制系统交流锅炉主要控制流程锅炉主要控制流程 前两点由规则控制完成，为此建立一个规则库，规则前两点由规则控制完成，为此建立一个