新疆大学本科生课程考查论文
2013/2014学年 第一学期
600MW循环流化床锅炉燃烧过程自动控制系统
课程名称： 计算机控制技术 任课教师： 学 院： 电气工程学院 专 业： 自动化 学 号： 姓 名：
成 绩：
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1、问题的提出：
随着电力工业的发展，高参数大容量的火力发电机组在电网中所占的比例越来越大，电网因用电结构变化，负荷峰谷逐差逐步加大，因此要求大型机组具有带变动负荷运行的能力，以便迅速满足负荷变化的需要及参加电网调频。另外，机组容量不断地增加，锅炉的蓄热量相对减少，采用机炉分别控制方式已不适应外界负荷的要求和保持机炉之间的平衡，因此通常采用锅炉汽轮发电机组的单元制运行方式。
2、解决问题总体方案：
我们采用循环流化床锅炉燃烧控制。
2.1、燃烧控制系统主要由锅炉的燃烧室（炉膛）、送风装置、送煤装置、灰渣排放装置、引凤装置等组成。主要功能是完成燃料的燃烧过程，将燃料所含能量以热能形式释放出来，用于加热锅炉里的水。主要流程有烟气流程、通风流程、排灰出渣流程、给煤控制流程等。
燃烧过程控制的根本任务是使燃料所提供的热量适应锅炉蒸汽负荷的要求，保证锅炉安全运行。燃烧过程的具体任务及其控制策略因燃料种类、制粉系统、燃烧设备及锅炉的运行方式的不同而有所不同。具体而言，燃烧控制的基本任务可归纳为以下几点：
（1） 维持蒸汽压力稳定，（2）保证燃烧过程的经济性，（3）维持炉膛 压力稳定。
锅炉燃烧过程的上述三项控制任务是不可分开的，它的三个被控参数蒸汽压力、过剩空气系数或最佳含氧量、炉膛压力与三个调节量燃料量、送风量、引风量间存在着关联。因此燃烧控制系统内各子系统应协调运作，共同完成其控制任务。 2.2、燃烧过程的有关参数及其影响：
1）给煤。给煤量影响送进床料的热量。 2）循环流化床风速和风量。 风速影响床料流动性、气泡直径及床内燃烧率等，进而影响液化质量和燃烧效率。 3）床料高度。其高度的变化影响床温。
4）过剩空气系数。在一定范围内，提高过剩空气系数可改善燃烧效率，但其很高时，将导致床温下降，CO浓度升高，总的燃烧效率下降。
5）炉膛负压。正常运行时，一般控制流口处为常压，炉膛出口为-20~30Pa。负压太大，一方面影响正常溢流，另一方面易引起溢流口处向外喷火，影响安全运行。 6）床温。床温是保证循环流化床正常运行的必要条件。
7）负荷。负荷调节是一个动态过程，在此变化过程中，要求锅炉蒸汽参数稳定，循环流化床状态良好，床温保持在允许的范围内。
8）循环倍率的变化。循环床燃烧技术延长了细粒的停留时间，提高了燃烧效率，但同时却增加了风机电耗。应保持锅炉运行在一个能量最有倍率下。 9）其他因素。例如，某些设计因素，非正常工况等。 2.3、控制策略： 1、燃烧控制系统
燃烧控制系统是有三个相对独立的子系统即燃料控制系统、送风控制系统、引凤控制系统组成。
1.1燃料控制采用前馈+反馈的燃料控制系统
1．2送风控制系统采用前馈+反馈的送风控制系统 1.3引风控制系统采用前馈+反馈的引风控制系统 2.4、炉膛的安全监控：
执行点火程序，并对供风系统、引风系统、炉膛压力、汽包水位等进行监视，对出
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现的危险情况进行报警、执行相应的联锁程序，记录事故前后的相关数据。
锅炉起停和正常运行时，一旦检测到危及系统安全的条件时，立即进行动作，切断主燃料，指出首次跳闸原因，并给出声光报警信号，进行有关的联锁和顺控动作，以保证锅炉的安全。当出现以下情况时，燃烧系统停止。 a.燃烧用供风故障；
b.引风机故障或烟气通道阻塞； c.炉膛压力过高或过低； d.汽包水位低于下限；
e.过热器出口温度高于上限； f.按下紧急按钮（MFT）。 2.5、所用到的仪表：
表 1. 1 检测点 仪表名称 规格 型号 安装地点 炉膛负压 差压变送器 量程：SBCC-13-1312/032 炉体后侧 -120-50Pa 压力 引风机压力 压力变送器 量程：-4000-0 SBYC-13112/032 除尘间 送风机压力 压力变送器 量程：0-4000 SBYC-13112/032 除尘间 引风机调速 交流变频器 功率：75KW ACS-501-060-3 低压配电 室 配电器 双回路供电：DFPX-2100 控制柜后 24V/DC 架装 调速 送风机调速 交流变频器 功率：75KW ACS-501-060-3 低压配电室 配电器 双回路供电：DFPX-2100 控制柜后24V/DC 架装 给煤机转速 转速检测器 给煤量 流量检测器 具体过程如下： 1. 分析流程：
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2. 变量的设置：
3. 组态的建立：
MCGS 组态软件所建立的工程由主控窗口、设备窗口、用户窗口、实时数据库和运行
策略五部分构成，每一部分分别进行组态操作，完成不同的工作，具有不同的特性。 ", 主控窗口：是工程的主窗口或主框架。在主控窗口中可以放置一个设备 窗口和多个用户窗口，负责调度和管理这些窗口的打开或关闭。主要的组态操 作包括：定义工程的名称，编制工程菜单，设计封面图形，确定自动启动的窗 口，设定动画刷新周期，指定数据库存盘文件名称及存盘时间等。 ", 设备窗口：是连接和驱动外部设备的工作环境。在本窗口内配置数据采 集与控制输出设备，注册设备驱动程序，定义连接与驱动设备用的数据变量。 ", 用户窗口：本窗口主要用于设置工程中人机交互的界面，诸如：生成各 种动画显示画面、报警输出、数据与曲线图表等。 ", 实时数据库：是工程各个部分的数据交换与处理中心，它将MCGS工程 的各个部分连接成有机的整体。在本窗口内定义不同类型和名称的变量，作为 数据采集、处理、输出控制、动画连接及设备驱动的对象。 ", 运行策略：本窗口主要完成工程运行流程的控制。包括编写控制程序 （if?then脚本程序），选用各种功能构件，如：数据提取、历史曲线、定时器、 配方操作、多媒体输出等。
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组建新工程的一般过程；
工程项目系统分析：分析工程项目的系统构成、技术要求和工艺流程，弄清系统的控制流程和监控对象的特征，明确监控要求和动画显示方式，分析工程中的设备采集及输出通道与软件中实时数据库变量的对应关系，分清哪些变量是要求与设备连接的，哪些变量是软件内部用来传递数据及动画显示的。
工程立项搭建框架：MCGS 称为建立新工程。主要内容包括：定义工程名称、封面窗口名称和启动窗口（封面窗口退出后接着显示的窗口）名称，指定存盘数据库文件的名称以及存盘数据库，设定动画刷新的周期。经过此步操作，即在MCGS 组态环境中，建立了由五部分组成的工程结构框架。封面窗口和启动窗口也可等到建立了用户 窗口后，再行建立。
设计菜单基本体系：为了对系统运行的状态及工作流程进行有效地调度和控制，通常要在主控窗口内编制菜单。编制菜单分两步进行，第一步首先搭建菜单的框架，第二步再对各级菜单命令进行功能组态。在组态过程中，可根据实际需要，随时对菜单的内容进行增加或删除，不断完善工程的菜单。
制作动画显示画面：动画制作分为静态图形设计和动态属性设置两个过程。前一部分类似于“画画”，用户通过MCGS 组态软件中提供的基本图形元素及动画构件库，在用户窗口内“组合”成各种复杂的画面。后一部分则设置图形的动画属性，与实时数据库中定义的变量建立相关性的连接关系，作为动画图形的驱动源。
编写控制流程程序：在运行策略窗口内，从策略构件箱中，选择所需功能策略构件， 构成各种功能模块（称为策略块），由这些模块实现各种人机交互操作。MCGS 还为用户提供了编程用的功能构件（称之为“脚本程序”功能构件），使用简单的编程语言，编写工程控制程序。
完善菜单按钮功能：包括对菜单命令、监控器件、操作按钮的功能组态；实现历史数据、实时数据、各种曲线、数据报表、报警信息输出等功能；建立工程安全机制等。 编写程序调试工程：利用调试程序产生的模拟数据，检查动画显示和控制流程是否正 确。
连接设备驱动程序：选定与设备相匹配的设备构件，连接设备通道，确定数据变量的数据处理方式，完成设备属性的设置。此项操作在设备窗口内进行。
工程完工综合测试：最后测试工程各部分的工作情况，完成整个工程的组态工作，实施工程交接。
注意：以上步骤只是按照组态工程的一般思路列出的。在实际组态中，有些过程是交织在一起进行的，用户可根据工程的实际需要和自己的习惯，调整步骤的先后顺序，
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