目录一绪论...................................................................................................................................... 二燃烧控制系统的设计2.1燃烧过程控制任务2.2燃烧过程调节量2.3燃烧过程控制特点三燃料控制系统 ........................................................................................................................3.1燃料调节系统......................................................................................................................3.2燃料调节——测量系统......................................................................................................3.3给煤机指令.......................................................................................................................... 四600MW火电机组DCS系统设计4.1 电源部分4.2 通信部分4.3 系统接地4.4 软件部分五结论................................................................................................................................... 参考文献...................................................................................................................................一绪论目前，我国的电厂大多数是火力发电厂，煤是发电的主要燃料，锅炉燃烧是发电的重要环节之一。

我们要以最经济的方式来利用有限的能源，这就要求我们寻找燃烧的最优方案。

本文在对国内外锅炉控制现状、发展趋势分析的基础上，研究了燃煤锅炉燃烧系统的自动控制问题。

分析了燃烧控制系统的热工控制结构特点，为更大范围符合锅炉燃烧的要求，提高燃烧自动的控制系统的利用率，是在按照传统燃烧自动控制结构设计的基础上优化实现的。

二燃烧控制系统的设计2.1燃烧过程控制任务1.满足机组负荷要求，维持主蒸汽压力稳定当机组运行方式为汽机跟随控制方式时，燃烧控制系统负担着机组出力，即调节功率；当机组运行方式为锅炉跟随控制方式时，燃烧控制系统维持主蒸汽压力稳定；当机组运行方式为协调控制方式时，燃烧控制系统既要负担着机组出力，又要维持主蒸汽压力稳定。

因此，可见燃烧过程控制任务与机组运行方式密切相关。

2.保证燃烧过程经济性保证燃烧过程经济性是提高锅炉效率的一个重要方面，目前经济性是靠进入炉膛燃料量与通风量之间最佳比值来保证，有足够风使燃料得以充分燃烧，同时尽可能减少排烟造成的热损失。

一般采用烟气过剩空气系数（烟气含氧量）来校正燃料量与风量之间的比值进而来保证燃烧过程的经济性。

3.保证燃烧过程稳定性燃烧稳定性影响着锅炉运行的安全隆和经济性，影响燃烧过程的因素很多，其中炉膛压力是重要因素之一。

炉膛压力反映着燃烧过程送风与引风之间的工质平衡关系，送风量大于引风时，炉膛压力增加，会造成炉膛往外喷灰或喷火；送风量小于引风量，增加引风电耗，增加炉膛漏风，炉温下降，影响炉内燃烧工况；此外，炉膛压力波动还影响燃料的燃烧稳定性，对锅炉安全运行有影响。

为了保证燃烧过程稳定性，需要对炉膛压力进行控制，维持锅炉炉膛压力稳定。

2.2燃烧过程调节量根据燃烧控制任务，主要调节以下三个物理量。

1.燃料量调节通过调节燃料量使入炉燃料的完全燃烧所产生的量能与锅炉外部负荷需要的量能相适应。

被调量调节量燃料量M送风量V引风量Vs pt汽压或功率a过剩空气系数ps炉膛压力2.送风量调节燃料量改变时，送风量也应改变，以保证燃料的完全燃烧和排烟损失最小。

调节送风量的目的是保证锅炉燃烧过程的经济性。

由于过剩空气系数还不能直接测量，因此用测量烟气含氧量这一间接指标来判断燃烧经济性，或者直接平衡风与燃料比值来保证燃烧经济性。

3.引风量调节调节引风量的目的是使引风量与送风量相适应，以保持炉膛压力在要求的范围内，一般通过调节引风量使炉膛维持在微负压状态，以保证燃烧过程稳定性。

2.3燃烧过程控制特点燃烧过程三项控制任务，对应着三个调节量（燃料量、送风量、引风量）以维持三个被调量（机组负荷或主蒸汽压力pt、过剩空气系数a或最佳烟气含氧量、炉膛压力ps）,其中主蒸汽压力pt是锅炉燃料热量与汽轮机需要能量是否平衡的指标；过剩空气系数a是燃料量M和送风量V是否保持适当比例的指标；炉膛压力ps是送风量Vi和引风量Vs是否平衡的指标。

燃烧过程三个被调量的调节存在着明显的相互影响。

这主要是由于对象内部（各调节量与各被调量之间）存在相互作用，即其中每个被调量都同时受到几个调节量的影响，而每个调节量的改变又能同时影响几个被调量。

图3-1表示了燃烧被控对象调节量对被调节量原影响。

所以燃烧过程是一个多输入多输出、且变量间具有相互耦合的被控对象。

图3-1燃烧对象虽然燃烧过程对象三个调节量对三个被调节量都有严重的影响，但台、如果在锅炉运行过程中，严格保持燃料量M、送风量V和引风量Vs这三个调节量比例变化，能保持主蒸汽压力pt、过剩空气系数a和炉膛压力ps基本不变。

也就是说，当锅炉负荷要求变化时，燃烧过程控制系统应使M、V、Vs这三个调节量同时按比例地快速改变，以适应外界负荷的需要，并使pt、a、ps基本不变；当锅炉负荷要求不变时，燃烧过程控制系统应能保持相应的调节量稳定不变。

因此，燃烧过程控制系统的设计和分析，显然要比前面所讨论过的汽包水位、锅炉给水、汽温等这类单变量对象要复杂得多。

本文采用直吹式制粉系统，燃烧控制系统主要包括6个子系统，即燃料控制系统、磨煤机一次风量控制系统、磨煤机出口温度控制系统、一次风压力控制系统、二次风量控制系统和炉膛压力控制系统。

三 燃料控制系统燃料控制系统的任务是保证进入锅炉的燃料量随时与外界负荷要求相适应，控制系统大都设计成串级调节系统。

其接受的是锅炉指令，反馈信号是热量信号，控制的是给煤机转速，以给煤机转速代表煤量信号。

3.1燃料调节系统32∑ΔK ∫∑≯≮Δ∫TRACK52631<PTFTFTΔH/L-ΔK ∫≯≮TRACKT≯≮I IAT↕I IA ΔK ∫TRACKA0%A100%5D DTTZTƒ(x)4552D DAOUT∑∑∑∑∑1112131415163H/L2H/LH/LΔ总风量锅炉负荷指令总燃料量大于（小于）指令热量信号（INC ）（DEC ）暖炉油母管压力暖炉油流量暖炉回油流量（INC ）（DEC ）（INC ）（DEC ）（DEC ）暖炉油流量调节阀给煤机指令最大（最小）AINAINAIN32323232MCS-FD01-01MCS-FD04-01MCS-FD01-01MCS-FD01-02MCS-FD04-02MCS-FD04-03MCS-FD02-04MCS-FD02-05MCS-FD02-04MCS-FD02-04MCS-FD02-05MCS-FD02-05给煤机转速指令MCS-LD02-04MCS-LD02-01MCS-LD02-04MCS-LD02-04图3-2燃料调节系统（1）暖炉油的调节燃料调节系统如图3-2所示，暖炉油流量与暖炉回油流量通过减法器输出燃油总油量，输出的燃油总油量一路与热量信号作代数和。

另一路与给定油量作比较经过PID 调节，再通过高低限幅，输出控制信号作用于暖炉油流量调节阀，控制燃油总油量的大小。

其中高低限幅是由暖炉油母管压力与给定值经过PID 调节得出的值。

当暖炉油母管压力与给定值偏差过高时，跟踪器选择经燃油总油量PID 调节后的信号作为燃油的压力。

这样保证燃油有足够的压力使油雾化，达到充分燃烧。

暖炉油流量调节阀也可以通过手动进行调节。

当暖炉油流量调节阀为手动时，由模拟信号发生器产生调节量。

（2）燃煤量指令的形成锅炉负荷与总风量在小值选择器中进行比较，选择小者作为燃料量指令的定值信号。

通过小值选择器选择定值信号的作用是为了保证锅炉在燃烧过程中，风量始终大于燃煤量，保证燃煤在炉膛中能完全燃烧，提高燃烧的经济性。

在稳定时，锅炉负荷指令与风量信号及燃煤量近似相等，达到适当的燃料/风量静态配比。

（3）给煤指令的形成小值选择器的输出作为PID 燃料控制器的给定值，热量信号作为燃料控制器的反馈信号，同时小值选择器的输出还作为前馈信号送至加法器，以加快燃料量的响应速度。

六台给煤机转速相加得出实际总煤量，其与经过控制器调节后的理论总煤量比较，再经过积分调节得出给煤机转速指令。

当限制煤量增加或减少作用时，切换开关选通右边的信号。

3.2燃料调节——测量系统STSTSTSTSTSTT TT T T T ∑464748484950A A A A A A∑∑689117106A 给煤机B 给煤机C 给煤机D 给煤机E 给煤机F 给煤机总燃料中包括A给煤机总燃料中包括B给煤机总燃料中包括C给煤机总燃料中包括D给煤机总燃料中包括E给煤机总燃料中包括F给煤机AINAINAINAINAINAIN404142434445MCS-LD02-01MCS-LD02-02MCS-LD02-02MCS-LD02-03MCS-LD02-03MCS-LD02-04353536363737383839394040MCS-FD05-01MCS-FD05-01MCS-FD05-01MCS-FD05-01MCS-FD05-01MCS-FD02-04MCS-FD02-04MCS-FD02-04MCS-FD02-05MCS-FD02-05MCS-FD02-05MCS-LD02-01MCS-LD02-02MCS-LD02-02MCS-LD02-03MCS-LD02-03MCS-LD02-04MCS-FD02-04给煤率给煤率MCS-FD08-01总煤量给煤率给煤率给煤率给煤率MCS-FD02-04MCS-FD02-04MCS-FD02-04MCS-FD02-04MCS-FD02-04图3-3 燃料调节——测量如图3-3所示，进入锅炉燃烧的总煤量由所有运行磨煤机的给煤量相加。