锅炉燃烧控制系统怎么建模

锅炉燃烧控制系统怎么建模

通过改变给煤量、送风量和循环物料量来实现的负荷调节称为循环流化床锅炉的变负荷调节。这种调节可以保证在变负荷过程中，维持床温基本稳定。在升负荷时，投煤量和风量都增加，如总的过量空气系数及一、二次风比不变，则预期密相区和炉膛出口温度将稍有变化，但变化量最大的是各段烟速及床层内颗粒浓度。变负荷调节一般采用以下方法：1、改变给煤量和总风量。这是基本的负荷调节方法；2、改变一、二次风比。改变一、二次风比以改变炉内物料浓度分布，从而达到调节负荷的目的。3、改变床层高度。提高或降低床层高度，可以改变密相区与受热面的传热量，从而达到调节负荷的目的。4、改变循环灰量。利用控制循环灰量来控制床温，以达到调节负荷的目的。5、改变炉内物料流化状态和供氧量，从而改变物料燃烧份额，从而达到调节负荷的目的。6、锅炉负荷发生变化时一、二次风的调整。 当外界负荷增加时，锅炉需要的总吸热量增加。如果燃烧不进行调整，则汽温、汽压就相应降低。为了维持汽温、汽压的稳定，运行人员就会增加投煤量和一、二次风量，加强燃烧，提高床温水平，循环灰量也相应增加，旋风分离器分离效率将大大提高。对于蒸发面来说，由于床层温度和稀相区的燃烧加强了，蒸发面的吸热量增加；对于屏式过热器来说，由于炉膛上部燃烧加强，其温度水平也有一定程度的提高，吸热量增加。对于尾部受热面，随着烟气流速的增加，吸热量也增加，这样整个锅炉受热面的吸热量就比原来增大，使汽温、汽压重新回复到正常值，就这样锅炉蒸发量适应了整个机组负荷的需要达到了新的平衡。当外界负荷减少时，运行人员就会减少给煤量，减小一次风量和二次风量，炉膛内的颗粒浓度和炉膛上部燃烧份额都下降，并向鼓泡床的运行工况接近；床内颗粒浓度的下降，进一步使水冷壁热流密度下降，从而对传热造成影响，旋风分离器的分离效率，随入口颗粒浓度的降低而降低。分离效率的下降，反过来又使悬浮颗粒浓度和循环倍率难以维持，炉膛总吸热量下降，但蜜相区的燃烧份额却因循环倍率的下降而上升。在某种程度上减缓了床温的降低，但其程度与负荷增加时相反。 总的来说CFB负荷与风量、风速、物料浓度的变化方向一致，随负荷的增减自动增减，具有良好的自动适应性

系统组成 燃煤锅炉自动控制系统的核心思想是使煤充分燃烧，提高利用能源的效率。系统包括两层：plc现场控制层和上位机监控层，如图2-1所示。现场控制采用高性价比的西门子 s7-200系列plc。一方面监视锅炉的各项参数的变化，如蒸汽压力、炉膛温度、炉膛负压以及流量等，依据相应的控制策略和算法，通过驱动变频器和电机把锅炉控制在最佳的燃烧点运行。另一方面，plc通过opc服务包向上位机提供数据服务，包括上传数据和执行相关操作。 图2-1 系统总图 组态王6.52是一款具有丰富功能的hmi/scada软件，为系统工程师提供了集成、灵活、易用的开发环境和广泛的功能，能够快速建立、测试和部署自动化应用来连接、传递和记录实时信息。用户可以实时查看和控制工业生产过程。组态王的主要功能：丰富的人机界面、 强大的通讯能力、先进的报警和事件管理 、 强大的网络和冗余功能。 组态王通过opc服务包与plc通讯，起着重要的人机交互，监视控制的作用。如图2-2，图2-3所示。 图2-2 工艺流程图 图2-3用户操作台 3、opc通讯 组态王支持的硬件设备包括：可编程控制器（plc）、智能模块、板卡、智能仪表，变频器等。组态王软件系统与工程人员使用的具体的plc或现场部件无关。对于不同的硬件设施，只需为组态王配置相应的通信驱动程序即可。工程人员可以把每一台下位机看作一种设备，不必关心具体的通讯协议，只需要在组态王的设备库中选择设备的类型，然后按照“设备配置向导”的提示来完成安装即可。组态王支持以下几种通讯方式： • 串口通讯 • 数据采集板 • dde通讯 • 人机界面卡 • 网络模块 • opc 3.1 pc access opc（ole for process control）是嵌入式过程控制标准，是用于服务器/客户端链接的统一而开放的接口标准和技术规范。不同的供应商的硬件存在不同的标准和协议，opc提供了工业环境中信息交换的开放式统一标准软件接口，允许在自动化/plc应用、现场设备和基于pc的应用程序之间进行简单的标准化数据交换。 西门子pc access 软件是专用于s7-200系列plc的opc server软件，它向opc客户端提供数据信息，可以与任何标准的opc 客户端通信。支持各类s7-200通讯协议： 1）ppi 协议，通过rs-232 ppi和usb ppi智能电缆。 2）mpi和profibus，通过siemens cp卡。 3）外装和内装调制解调器和s7-241调制解调器模块。 4）以太网，通过cp243-1或cp243-1 it。 5）允许与一台pc连接多个plc。