燃烧优化系统

燃烧优化系统（精选12篇）

燃烧优化系统 篇1

摘要：在锅炉燃烧运行控制中,锅炉燃烧器控制部分是锅炉控制系统的一个重要组成。本文分析了锅炉应用进口燃烧器存在的一些问题,通过改善锅炉控制系统整体控制结构的方法,解决了原有锅炉控制系统控制结构复杂,控制器独立和封闭的特点,采用通用的PLC实现了锅炉的燃烧和运行控制。控制方案的成功也为今后锅炉配套进口燃烧器时应用PLC代替专用燃烧程控器奠定了基础,为企业在锅炉上应用进口燃烧器提供了新的解决思路。

关键词：锅炉,燃烧器,燃烧控制,检漏器,PLC,DCS,触摸屏

1 引言

我厂20t/h中压锅炉自2007年底建成投用,负责我厂顺酐和溶剂油两套装置1.4MPa中压蒸汽的供应。它的正常运行直接关系到溶剂油装置的开停和顺酐装置的负荷大小。锅炉自投用以来多次发生意外停炉故障,停炉后检查故障原因困难,工作量大,耗费时间长,严重影响我厂两套装置的正常生产。原有锅炉采用芬兰奥林燃烧机,由于燃烧机厂家要求国内锅炉上使用的燃烧机必须成套燃烧程控器,因此锅炉控制系统采用PLC配套燃烧机专用燃烧程控器形式进行控制,两套控制器联合运行故障点多,锅炉故障信息输出不直观。通过对控制系统进行改造,取消原有专用程控器,独立应用西门子S7-200 PLC实现锅炉燃烧和运行的控制,大大提高了锅炉运行稳定性和故障判别能力。

2 方案研究

2.1 原有锅炉控制结构浅析

原有中压锅炉燃烧器控制系统采用上位P L C与燃烧器自带的下位专用程控器联合配套方式对锅炉进行控制,其中专用程控器负责对中压锅炉的燃烧系统进行控制和连锁,PLC则负责燃烧系统之外锅炉运行部分的控制和连锁,触摸屏为整套控制系统的人机接口,操作工可以通过触摸屏操作锅炉和完成对锅炉状态的监控。同时P L C将关键工艺参数通过MODBUS通信传送至中央控制室的D C S上进行显示。P L C只能启停燃烧程控器不能干涉燃烧程控器的动作,也不可修改燃烧程控器的动作参数,PLC只能接收专用程控器的燃烧故障和正常运行二种运行结果,不监视燃烧专用程控器的全部动作过程。

2.2 原有锅炉控制系统存在的问题

锅炉原有控制方式比较复杂,一个完整的控制系统采用两套相对独立控制器进行分段控制。燃烧器专用控制器比较封闭,锅炉投用后存在的问题难点主要集中在锅炉点火系统的监控。

锅炉点火过程中经常发生点小火故障和点大火故障故障。由于点火故障条件较多,通常包含“空气压力低”、“燃气压力低”、“燃气压力高”、“燃气泄漏”、“无小火火焰”、“无大火火焰”和“程控器故障”等多个联锁源。“故障后信息输出仅为“燃烧故障”信息,因此无法直接判断出故障原因,如果逐一排查各个联锁源,会花费大量时间,严重影响装置正常生产。

2.3 锅炉控制系统改造

针对原有控制系统结构,改造过程需要解决原有燃烧程控器专用、独立和封闭的特性。因此,需要取消专用的燃烧程控器和检漏程控器,控制功能移植到P L C,由P L C接管燃烧程控器的全部工作。

燃烧机专用程控器和检漏控制器所检测的仪表信号主要包括:“空气压力”、“燃气压力1”、“燃气压力2”、“小火火焰”、“大火火焰”、“燃烧机全关位”、“燃烧机点火位”、“最小比例调节位”、“最大负荷位”和“检漏状态”等信号。输出“燃烧运行”、“燃烧停止”和“燃烧故障”信号至PLC。同时通过检漏控制器实现对“点火电磁阀”、“燃烧先导电磁阀”、“主燃烧电磁阀”、“点火变压器”和“负荷比例调节电机”等进行控制。

改造后的控制结构图见图2。控制系统保留原系统的全部功能,除实现DCS对锅炉实时远程监控外,主要是处理燃烧器的燃烧故障问题。当出现联锁停炉时,控制系统在触摸屏上输出具体故障信息,并记录进历史数据列内保存,直接给出了精确地故障信息点,方便了故障维护和处理。

改造后的P L C程序基本逻辑框图见图3所示。

3 效果分析

中压锅炉联锁停炉后能准确记录联锁源信息和联锁发生时间。触摸屏和D C S对历史故障信息记录均正常。当锅炉出现联锁停炉情况是,操作人员和维修人员可以方便的通过历史故障信息判断具体故障点情况,大大节省了故障处理时间和锅炉恢复速度。点火过程中发生“燃烧故障后”系统准确显示出众多联锁源中到底是哪一个出现的问题,方便技术人员对锅炉点火位燃气阀门、空气阀门和风门位置进行准确调整,调整后的点火顺利,锅炉一次点火成功率接近100%。锅炉运行正常,能保证长期正常运行。自2011年9月份改造完成至今,锅炉一直保持点火一次成功的状况。

4 结束语

国内市场在采购锅炉要求配套进口燃烧机的时候,由于国外燃烧机牵涉到技术壁垒和技术专利的情况,所以进口燃烧机一般情况均配套有燃烧机专用的燃烧程控器。这使得使用进口燃烧机的锅炉控制系统均使用P L C+燃烧器装用程控器的控制方式进行控制。因此,在锅炉控制结构方面大大增加了控制系统和硬件配线方面的复杂程度。增加了日常故障处理的难度。本文通过对锅炉控制系统的改造,取消了进口专用燃烧程控器,降低了系统复杂程度,提高了稳定性,同时,也为系统故障处理节约了时间。这种控制方案的采用,也为取消进口燃烧机配套专用燃烧程控器的应用奠定了基础,能够有效节约企业成本。

参考文献

[1]芬兰奥林燃烧器GP系列操作维护说明书[Z].

[2]DUNGS检漏程控器DK2F系列说明书[Z].

[3]DUNGS双电磁阀DMV-D型说明书[Z].

[4]西门子LFL1...系列燃气燃烧器控制器说明书[Z].

[5]西门子STEP_7参考资料[Z].

[6]日本横河CENTUM CS3000组态手册[Z].

[7]Easybuilder500中文使用手册[Z].

燃烧优化系统 篇2

某型冲压燃烧室火焰稳定器布局数值优化研究

为了研究不同火焰稳定器布局对燃烧室流场特征和燃烧性能的影响,对某型亚燃冲压发动机燃烧室的.三维湍流燃烧流场进行了数值模拟.文中采用守恒标量的PDF模型处理扩散燃烧问题,喷雾采用离散相模型,在全流场中用拉格朗日方法跟踪离散液滴的运动和输运.计算结果表明,内外圈稳定器轴向间距取1倍槽宽时出口温度分布最均匀,取2倍槽宽时温升效率最高;等槽负荷原则设计具有最优的出口温度均匀性、温升效率和流阻系数.计算结果定性合理,可用于预估不同条件下的燃烧室性能,用于燃烧室优化设计,指导燃烧试验.

作 者：丁兆波 栾叶君 孙纪国 Ding Zhaobo Luan Yejun Sun Jiguo  作者单位：北京航天动力研究所,北京,100076 刊 名：火箭推进 英文刊名：JOURNAL OF ROCKET PROPULSION 年，卷(期)： 35(6) 分类号：V235.21 关键词：冲压燃烧室   火焰稳定器   燃烧流场   数值模拟  

锅炉燃烧优化运行 篇3

【关键词】锅炉燃烧；锅炉效率；优化运行

0.引言

锅炉的运行参数主要是过热蒸汽压力，过热蒸汽和再热蒸汽温度，饱和水位和锅炉蒸发量等，其运行过程则表现为一个复杂的参数变化过程。在实际情况下，锅炉运行工况经常是不稳定的。各种各样的原因都会引起工况变化，而最后则表现为运行参数的变化。例如当单元机组汽机所需要的蒸汽流量变动时在其他条件未变的情况下，锅炉汽压、汽温、水位都随着改变。此时，必须对锅炉的燃料量、风量、给水量等作相应的调整，才能使锅炉的蒸汽量与汽机负荷相适应，使运行的参数保持在额定值或规定的范围内。

1.锅炉燃烧的优化目标

锅炉燃烧优化控制系统，根据锅炉的负荷和煤种，实时优化锅炉配风、配煤燃烧等运行方式，指导锅炉燃烧调整，通过对锅炉操作参数进行以性能为闭环的动态优化控制，提高锅炉燃烧效率，降低发电煤耗，同时减少烟气NOx排放，实现锅炉的经济环保运行。机组燃烧优化控制系统的基本原理是在机组安全运行的前提下，在运行可控参数的优化空间范围之内，选出一组优化的操作参数组合，这个优化目标一般为：优化的效率；最低的NOx排放；最低的运行成本。对300MW锅炉而言，优化目标为锅炉热效率、NOx、运行成本等等，最优化过程将使这一性能指标达到最优，也可以进行多目标综合的优化。

2.锅炉运行优化参数的确定

目前电厂运行人员习惯于把设计参数作为优化值进行调整，往往不能达到优化的运行效果。尤其是在低负荷的工况下，锅炉运行的安全性、经济性均比较差。其原因主要有三个方面：第一，设计参数仅对单一设备而言，未能充分考虑系统组合；第二，设备在制造、安装过程中存在一定的偏差，未能达到设计要求；第三，设计参数本身采用不合理。所以应该从实际系统出发，通过试验分析、比较，为运行人员提供锅炉在不同负荷下的优化运行方式及参数控制，这些运行方式建立在现有的设备基础上，通过运行调整才可以达到或基本达到，与原设计工况相比具有合理性、准确性和可操作性。它必须通过优化调整试验才能获得。所以，需进行优化试验，确定锅炉的优化经济运行方式及优化运行参数。

3.确定锅炉优化参数的试验方法

优化试验方法是通过对锅炉进行性能的摸底试验，全面优化调整，寻找优化方式及相应优化运行基准值。它包括性能摸底试验、优化调整试验两部分。

3.1锅炉性能优化试验

收集锅炉的基本情况等的相关资料，进行锅炉典型工况下的试验，通过性能计算和能耗分析，寻找引起锅炉煤耗偏高的主要原因，从而确定锅炉的优化目标。也就是要找到影响锅炉经济性的主要问题，了解锅炉设备性能有待改进的地方。

3.2锅炉的优化调整试验

根据锅炉优化调整试验的结果，在现场设备消缺的基础上确定优化目标，进行锅炉优化调整试验，寻找锅炉在调峰范围内合理的运行操作方式。通过试验得出在不同负荷下锅炉主辅设备的优化运行方式。

3.3影响锅炉优化运行因素

锅炉优化运行是指输入锅炉机组燃料的热量被有效利用，使得锅炉各项热损失达到最小。通过对各项热损失的分析，找出锅炉的优化运行的方法，并找出提高锅炉运行经济性的途径。只有通过热平衡才能确定锅炉机组的效率，根据热平衡结果就可以判断锅炉机组的设计和运行情况，研究锅炉机组的热平衡目的在于定量计算与分析各项能量的大小，找出引起热量损失的原因，提出减少损失的措施，提高锅炉效率，降低发电成本。

4.锅炉优化的运行途径

4.1锅炉优化运行与煤质管理

随着电厂进入商业化运营，煤质的管理显得越来越重要。灰分增加．就意味着热值减少，燃料量、电耗、金属单耗、受热面磨损都增加，燃烧的完全性与稳定性也受到很大影响，也会导致排烟热损失相对增加。所以管理好燃料是提高经济性、提高企业效益、提高上网竞争能力的关键环节之一。

4.2锅炉优化与监视系统

锅炉的一、二次风速以及炉膛断面热负荷、燃烧器区域热负荷、壁面热负荷等均根据燃用的煤质设计，这是由于燃烧、传热等过程不仅复杂，且影响因素的随机性也较太。目前在设计过程中，除了计算外，一般按推荐值选取。锅炉在运行过程中，能够定量掌握有关影响系统稳定与经济运行的诸因素是十分重要的。例如，一次风速的大小对整个系统的影响非常大，它不仅影响燃烧的稳定性，而且还涉及到锅炉的经济性。而目前运行人员在运行调整过程中，除对最终参数控制得比较严格外，对其过程变化却无法掌握。也就是说，没有一个好的监视系统。运行人员就无章可循，处于带有一定经验性的、盲目的操作状态。如果，一台200MW机组如果做好优化运行，每年能带来几十万元的效益。所以完善燃烧过程的监视系统，有利于优化锅炉的运行，经济效益和社会效益不可低估。

5.锅炉燃烧优化调整

锅炉燃烧工况的好坏对锅炉机组和整个发电厂运行的经济指标和安全性有很大的影响。燃烧优化调节的任务是：要适应外界负荷的要求，在必须要满足蒸汽质和量的前提下，保证锅炉运行的安全性和经济性。对于一般固态排渣煤粉炉，进行燃烧调节目的可具体归纳为以下方面：保证正常稳定的汽压、汽温和蒸发量。燃烧稳定、燃烧中心适当，火焰分布均匀，不烧损燃烧器、过热器等设备，避免结渣。使机组运行保证最高的热量。减少燃烧污染物的排放。燃烧过程的经济性要求具备合理的风煤配合，二次风配合和送吸风配合，还要保持适当的炉膛温度。合理的风和煤粉的配合，也就是要保持优化的过量空气系数；合理的二次风配合要保证着火迅速、燃烧安全；合理的送、引风配合就是要保持适当的炉膛负压、减少漏风。当运行工况改变时，这些配合比例调节恰当，就可以减少燃烧损失，提高锅炉的热效率。锅炉运行中经常碰到的工况改变是负荷变化，当锅炉负荷变化时，必须及时调节送入炉内的燃料量和风量，使燃烧工况相应改变。在高负荷运行时，由于炉膛温度高，着火与混合条件比较好，故燃烧一般是稳定的。为了提高锅炉效率，可以根据煤质等具体条件，考虑降低过量空气系数，使排烟热损失降低。

6.结束语

锅炉燃烧的优化调整、优化运行是锅炉节能降耗、提高能源利用率的有效措施。它不仅可以降低机组的供电煤耗，而且可以降低发电成本，对电力企业参与电力市场竞争具有十分重要的作用，因此锅炉的燃烧优化运行对于节能降耗，具有十分重要的意义。

【参考文献】

［１］刘也.670t/h褐煤锅炉燃烧调整试验分析及优化运行.中国新技术新产品.2012-01-10．

［２］孙志华,刘红,郭亮,等.锅炉燃烧调整及优化运行.民营科技.2011-08-20．

燃烧优化系统 篇4

答:INOS系统是一个在常态运行中补充DCS控制不足的新型环保、节能、实用型必备工作软件。系统以先进的测控产品为支撑, 运行控制为目的, 煤-风-温度合理匹配为基础, 在安全可靠下优化燃烧, 进行了控制策略的研究和数据挖掘, 合理调配设备冗余、设备与人的运行操作冗余;合理回收热、充分利用热资源、提高热效率、挖掘该企业的节能空间并与DCS和其他节能系统进行结合, 以能效评估与决策为管理方法, 构成一个包括监测、控制、优化、评估、管理等为一体的智能应用体系。

记者:通过和您交流发现INOS系统在节能方面效果十分显著, 那在环保方面是否也有作用呢?

答:节能和环保不分家。我们的INOS系统其中有一个板块就是环保板块, 从NOX生成源头出发, 通过动态烟气监测装置控制炉内燃烧温度, 进而减少NOX排放。

记者:INOS系统既节能又环保, 那么它可以应用到哪些锅炉中呢?

答:目前我们的主要客户是燃煤锅炉 (大型锅炉400~3000/t蒸发量锅炉及辅机系统和35~350/吨蒸发量锅炉及辅机系统) , 后期我们也会将技术和产品逐步应用于燃油和燃汽炉。

记者:看得出您对INOS系统充满了信心, 通过INOS系统进行节能和环保项目的改造, 它的投资回收情况怎样?就天津而言它的市场空间有多大?

答:INOS系统由硬件、软件、技术调整三部分组成。硬件只占20%, 其安装无需停炉, 极大的减少了停机成本。而项目投资额约占采购能源费用的0.75%~1%;投资回收期为0.5~2年;效益持续期为投运开始, 持续产生效益。经调研, 天津10t-35t锅炉有790余台;35t以上的锅炉约420余台, 大型火电燃煤机组30余台 (200MW以上) , 若能实施性能优化, 预计年节约标煤64.05万吨, 降低碳排放167.811万吨, 市值不低于4亿元, 若项目能得到政府奖励资金的支持, 其市场份额将不低于6亿元, 市场前景可观。

记者:看得出您对INOS系统在建设美丽天津所做的贡献显得很有信心?

燃烧优化系统 篇5

本研究中，采用正庚烷作为燃烧工质，并设计了一种带回热结构和多孔介质的小型燃烧器。利用回热结构预热液体庚烷及未燃混合物，促进庚烷液滴的蒸发。利用多孔介质增加液滴蒸发表面积，增加气体庚烷和空气接触的时间，使混合更充分。从可燃极限、燃烧室形状、火焰传播速率几个角度进行实验探讨。本文中定义，可燃混合气中空气质量流量与燃油质量流量之比为空燃比。实验方案

1.1 实验系统

本实验在微燃烧实验台上进行。空气的流量采用型号为D 0727A /ZM的质量流量控制器来调节，量程0~5SLM，测量误差小于满量程的1%。液体正庚烷的流量采用LSP 01-1A 型号的注射泵来调节和控制。壁面温度和尾气温度选用外径0.5m m 的K 型铠装热电偶来测量，热电偶误差极限±0.75%(400~1300℃);采用FLIR A 40 红外热像仪测量套管外壁面温度场。另外，选用C A N O N H F200 来记录火焰位置及形状。同时，利用LA B V IEW 软件开发的数据采集软件来实时采集气体流量、温度等参数。

实验中，氧化剂为空气，通过调节正庚烷和空气的流量来实现不同的空燃比。实验时，采取在内管出口点火，回火点燃的方式。实验中测量的主要参数包括:空气和正庚烷的质量流量;空燃比(A /F);内管外壁面温度和尾气温度;火焰位置和形状。

1.2 燃烧器模型

燃烧器直管是长100m m、内径4m m、外径6m m 的石英管，水平放置。在内管内部从空气进气端伸入一根外径为0.4m m、内径为0.24m m 的毛细不锈钢管，它与注射泵针头相连接。利用注射泵把液体燃料注入内管中。同时将空气从左端口通入燃烧器。另外，为了回收部分废气热量来预热低温的进口反应物，进而增加燃烧稳定性，设计了外套管结构。外套管有三种，M odel2、M odel3、M odel4，M odel2 套管底部为平底，M odel3 套管底部为圆底，M odel4 套管底部为凸底。套管均为石英材质，总长83m m、内径10m m、外径12m m。实验中，选择了聚丙烯腈基碳毡作为多孔介质，其孔隙率大约为87%。

毛细管尾端即庚烷出口置于碳毡内部，此时碳毡距内管出口44.5m m。燃烧器上布置了8 路热电偶：TC 1、TC 3、TC 4 和TC 5 测量内管壁面温度，TC 6 测量燃烧尾气温度，TC 2 沿内管中轴线伸入多孔介质测量碳毡内部温度，外壁面温度通过红外摄像仪测得。实验结果与讨论

2.1 外套管形状对可燃极限的影响

本文中，用可维持燃料燃烧的最大空燃比来表征此条件下的燃料贫燃极限，同理，用可维持燃料燃烧的最小空燃比来表征此条件下的燃料富燃极限。

为了探索庚烷流量变化时，燃料可燃极限的变化趋势。采用M odel2、M odel3、M odel4 进行了多次重复性实验，得到了可燃极限的变化规律。在实验过程中发现，3 个模型中可燃极限的变化规律相似，只有当庚烷流量大于某临界值时，才能维持稳定燃烧。庚烷流量小于某临界值时，燃料燃烧产生的能量不足以补偿庚烷蒸发和热损失带走的能量，因而无法维持反应进行。以m odel2 所得数据为例，当庚烷流量更小达到0.11m g/s 时，无论如何调整空燃比都无法维持稳定燃烧。这是因为此时放热量相当少，计算得知只有不到5W。随着庚烷流量的增加，参与反应的燃料增多，反应放热增加，空气在一定程度的过量或者不足时依然可以维持稳定燃烧。当庚烷流量超过0.46m g/s 后，可燃极限变化趋于平缓。富燃极限几乎都维持在5.5 左右;贫燃极限则在35附近略有波动。

通过M odel2、M odel3、M odel4 中可燃极限的对比，可以看出可燃极限值最高的是M odel4，其次是M odel2，M odel3 中的可燃极限值最低。即在扩展可燃极限上，凸底套管最优，平底套管其次，圆底套管效果最差。

2.2 外套管形状对散热的影响

在庚烷流量为0.8m g/s(A /F=7.69)和0.57m g/s(A /F=10.76)条件下，分别对M odel2、M odel3、M odel4 中内外管壁壁面的温度分布进行了测量。实验结果表明，庚烷流量为0.8m g/s(A /F=7.69)时三模型中的燃烧火焰都稳定在坐标-10m m 到10m m 之间。在这一条件下，3 模型中得到的最高温度(即TC 6 测得的废气温度)基本相同，其中M odel4 的外壁面平均温度最低，热量损失较少。

2.3 火焰传播速率

改变空气流量和庚烷流量，使燃料A /F 固定为8.5。采用M odel2进行的燃烧实验，并测得了温度分布。

实验结果表明，在R e 为50.2~68.13(庚烷流量为0.34~0.46m g/s)区间段，TC 1、TC 3 和TC 2 温度稍有下降，而TC 4、TC 5、TC 6 温度则略有升高，这表示此时燃料流速略大于火焰传播速率，火焰从TC 1附近非常缓慢的移向下游。在R e 为68.13~132.69(庚烷流量为0.46~0.92m g/s)这段区间，各热电偶测得的温度变化较大，说明此时的燃气流速明显大于火焰的传播速度，火焰较快速的向管口移动;当R e 增加到132.69 时火焰接近内管出口。观察R e 为132.69~200.82(庚烷流量为0.92~1.36m g/s)这段区间，排气和各处管壁温度都呈现出基本稳定略有线性增加的趋势。TC 2 所反映的多孔介质温度则呈现基本稳定略有下降的趋势。同时试验中观察到火焰位置没有发生太大的变化，可见，随着燃烧温度的增加，火焰的传播速率也在增加。结论

1)当庚烷流量小于某临界值时，燃烧器无法稳定工作。随着庚烷流量的增加，可燃极限增加，但增加趋势随着庚烷流量的更加逐渐趋于平缓。

2)外套管底部形状对燃烧的稳定有一定的影响，总体来看，由于壁面对流场的影响，底部为平底时更有利于增加可燃极限。

钠在氯气中燃烧实验的优化 篇6

根据浙教版初中八年级下册教材P13课堂实验中《钠在氯气中燃烧》的实验描述，将钠放入燃烧匙里点燃后放入盛满氯气的集气瓶中，燃烧过程中，我们发现该装置在现象明显程度、环境污染等方面存在较多的缺点。对此，我们通过反复讨论，反复实验，不断探究，在实验现象、实验装置、实验药品的使用等方面进行了优化设计。我们使氯气的制取、氯气与钠的反应均在同一个密封装置中进行，只需滴加浓盐酸制备氯气，滴加水使金属钠熔化并更加彻底地除去表面氧化膜，从而引发反应即可。这样大大地减少了实验风险，并提高了实验的可操作性、可控性与可观察性。

一、实验仪器与试剂

试剂：浓盐酸（15mL）、氯酸钾粉末（半匙）、20%的氢氧化钠溶液、金属钠。

实验仪器：脱脂棉、针筒、集气瓶、与集气瓶配套的木塞、燃烧匙、三角漏斗、200mL烧杯、橡胶管、滴管、玻璃导管、滤纸、小刀、药匙等。

二、实验装置

图1钠在氯气中燃烧实验的优化装置

三、实验步骤和现象

1.装置：在与集气瓶配套的木塞上打出三个孔，可以塞进注射器、滴管、玻璃导管，木塞上插入燃烧匙，在玻璃导管上用橡胶管连接三角漏斗，用200mL烧杯接收，搭建成尾气处理装置。

2.加料：在针筒中加入15mL浓盐酸，滴管吸取少量水，用脱脂棉包裹小半钥匙的氯酸钾粉末放入试剂瓶底部，200mL烧杯中加入20mL20%的氢氧化钠溶液，切取绿豆大小钠块，用滤纸吸干表面煤油，放到燃烧匙中。

3.氯气制备：缓慢滴加浓盐酸至包有氯酸钾的脱脂棉处，使之反应，产生黄绿色气体。

4.钠与氯气反应：待黄绿色气体充满集气瓶后，滴加1滴水至钠粒上，使钠块产生火花，停止滴水。

5.实验现象：钠块剧烈燃烧，发出刺眼的黄色火焰，同时集气瓶壁上产生大量的白色固体。

四、实验注意事项

1.在打孔时保证插入滴管后，滴管中的水刚好滴到燃烧匙而浓盐酸不会滴到。

2.三角漏斗一半浸入NaOH溶液，一半不浸入溶液，防止吸收的时候发生倒吸现象。

3.脱脂棉不宜太厚，放入后要压平，不要接触到燃烧匙，也不宜太薄，否则粉末会散开。

五、实验改进后的优点

1.实验气体制备、收集、反应均在一个集气瓶中发生，装置轻便，方便教师搬运与转移，且装置可反复利用，可作为此反应的专属装置，充分体现实验装置的微型化以及绿色化学和环保概念。

2.实验者只需将浓盐酸缓慢滴入，并滴加水即可，不需要加热或点燃金属钠，也不再需要收集氯气，操作方便，可以让学生进行，很好地调动了化学课的课堂气氛。

3.用氢氧化钠吸收多余的氯气，保护环境，防止氯气泄漏带来的环境污染。

4.现场制备氯气，并且制取氯气的时间短、浓度大，实验时火焰明显、白烟较密集，直观性强，可供学生观察。

5.用水滴到钠表面以除去氧化膜，同时放热，使得反应剧烈，解决了钠在空气中极易被氧化的困扰。

6.用脱脂棉包裹氯酸钾粉末，防止液体与粉末反应时粉末在瓶内飞溅造成实验失误，并且脱脂棉的渗透作用使得浓盐酸与氯酸钾能够缓慢反应，防止由于反应过于剧烈造成危险。

注：本文系温州大学2013年学生科研课题之研究成果，指导师为陈迪妹老师。

加热炉智能燃烧控制系统的优化 篇7

莱钢型钢生产线于2005年建立, 通过多年运行与改造, 生产线控制系统日渐成熟。加热炉控制系统采用法国斯坦因公司的自动控制技术。其燃烧系统利用低热值高焦混合煤气, 钢坯通过预热区、加热区、保温段, 炉体由上部7个钢坯和下部7个钢坯加热。基础控制系统采用Siemens公司的S7-400系统, 采用主机架和远程I/O的方式进行控制, 包括一套燃烧控制系统, 一套顺控系统。燃烧系统由一套S7-400控制器和ET200远程机架组成, 监控画面采用INTOUCH9.0开发。INTOUCH与PLC采用WONDERWARE公司的PCU2000ETH以太网通信卡进行通信, 配置PCU2000ETH以太网通信卡及该公司的APPLICOM3.8软件, APPLICOM3.8软件与PLC通信采用TCP/IP协议, INTOUCH与APPLICOM3.8通信采用SUITLINK协议。

根据对加热炉实际运行的统计分析, 加热炉煤气压力、煤气燃烧值、加热不均都会对燃烧系统造成不利。因此, 对现有燃烧系统进行改造优化, 提高异型坯出炉温度的命中率, 对改善燃烧系统及能源节约具有重要的现实意义。

1 加热炉存在的问题及原因

目前加热炉存在的主要问题是加热温度不均、加热能力不足。现在加热炉实际加热能力为300~450t/h, 低于设计能力480~520t/h (冷坯~热坯) 。加热温度不均, 板坯炉间温差25~35℃, 同板温差20~45℃。而国内同类生产线加热质量指标是, 板坯炉间温差≤15℃, 同板温差≤15℃。对于目前的斯坦因加热炉燃烧模型, 当产量、加热钢种、尺寸、坯料入炉温度、待 (停) 轧时间、开轧温度变化时, 均需一段时间使得加热炉温度缓慢提升, 以避免对整个煤气系统的强烈冲击, 但由于现场节奏的提升, 操作人员不能等到温度的缓慢上升, 更不能及时准确地调整加热策略, 同时受人为因素 (经验、责任心、白、夜班) 的影响, 以及四班、个人操作不统一, 空烧时间长, 最终造成加热炉温、钢温波动, 加热质量差, 单位燃耗高, 钢坯氧化烧损多, 产品质量稳定性差。

2 加热炉加热系统改造方案

2.1 模型跟踪计算

需要对钢坯称重、长度、温度规格型号进行信息确认方可入炉, 一般钢坯温度大于100℃时按照热坯处理, 反之为冷坯, 加热模型需要对钢坯温度进行修正处理。根据加热炉各段的热电偶所测出的钢坯上下炉膛内的温度, 计算出长度和宽度方向的炉温曲线, 同时确定钢坯所在区域的炉温, 另外根据钢坯所在位置计算钢坯表面的热流密度, 将热流密度作为差分方程的边界条件, 可计算出钢坯入炉后一个计算周期内的温度。钢坯温度跟踪模型是按照周期的方式计算在炉内的加热过程中的温度变化, 是当前加热炉温度计算的基础, 其准确与否关系到钢坯加热效果及钢坯温度出炉命中率。高精度的热传导模式在加热炉系统中必不可少, 莱钢H型钢采用一维非对称中心差分热传导模型作为钢坯温度跟踪模型:

式中, c为比热;ρ为钢坯密度;θ为钢坯温度;t为模型计算的时间间隔;λ为热传导率;x为钢坯分层厚度;θ0为入炉时钢坯初始温度;qU和qB分别为上下表面热流密度;h为钢坯厚度;ε为综合辐射指数;σ为玻尔兹曼常数;θUair和θBair分别为钢坯上下表面处的炉气温度;θ1和θ5分别为钢坯上下表面温度。

2.2 改进方案

针对加热炉存在的问题, 在传统的比例积分控制的基础上, 引入模糊控制理论, 实现加热炉的智能控制。

2.2.1 实施目标

传统调节控制回路不能超越工艺过程复杂性与不确定性的限制, 传统比例积分调控装置 (PI) 不能准确控制工艺过程的发展。

最严重的干扰来自生产变更:调步变化、产品变化 (类型、尺寸、数量) 、使用不同的生产方式 (短延时、长延时、低火焰) 。这些因素都造成转换, 这在传统调控中是没有进行周密考虑的。

调节的主要问题是工艺过程比例积分微分调控装置 (PID) 系数的正确调整。通过了解工艺过程的传递函数, 用标准调整算式计算调控装置的系数, 使工艺过程数学模型的参数与调控装置的参数相结合, 以找到可以兼顾调节回路控制的快速与精确的平衡点。模糊逻辑的目标是不仅要改善燃气流振荡减幅状况, 还要按所测温度确定较好的设定值。

2.2.2 实施方法

使用模糊管理程序, 调控装置采用实际运行确定的传统PI (比例积分) 参数。从系统观察、经验与过程认识中析取数据, 形成模糊逻辑管理程序特殊数据库。

模糊程序块原理如图1所示。

模糊调控为监控级调控, 调控时将联机计算比例积分微分调控装置的参数。该调控装置是用于测定标准控制回路温度的, 所考虑的变量:设定值;所测温度;所测定的、在规定时间步内的温度变量;瞬时区域负荷;实际定步值。

模糊控制级仅用简单的开/关指令就可以连通或断开。如果断开模糊控制级, 比例积分微分参数就参照传统方式调定的缺省值。

为确保正常运行, 模糊逻辑控制器需要3种数据:

(1) 用模糊子集描述的输入变量;误差 (设定值-测定值) ;所测温度的动力学数据;该区段产品的重量;实际定步速度。

(2) 模糊子集描述的输出:比例增益Kp;积分时间Ki。

(3) 类型规则:如果<条件>, 那么<结论>。此规则可使输入语言变量与输出语言变量相关联。

模糊控制器有两种模式:“稳态模式”与“瞬态模式”。当测定值与设定值差距不大时, 认为系统处于稳定状态 (模糊推理) 。在稳定状态时, Kp与Ki的调整是根据温度误差进行的。当误差过大时, 认为系统进入瞬态, 有必要动态地控制所测定的温度。工作模式的转变由模糊断续器完成, 确保从一种模式向另一种模式的平衡转变。通过这些模式, 可得到Kp与Ki的初始值。在第2个模式组中, 将对这些数值进行调整, 并计算实际工作条件函数中的Kp与Ki偏差 (重量与定步速度) 。

3 应用效果

采用模糊管理程序模型优化改造后, 减少了煤气热力值及压力波动的干扰, 空燃比控制合理, 提高了燃料的利用率, 钢坯加热效果显著提高, 利于后续轧机轧制。

参考文献

[1]李国军, 雷薇, 陈海耿.加热炉炉温优化算法研究[J].材料与冶金学报, 2011, (4)

[2]金树成, 魏金辉, 宫慧仲, 等.通用燃烧优化控制技术在加热炉上的应用[J].仪器仪表用户, 2010, (01)

燃烧优化系统 篇8

近年来, 随着对内燃机排放要求的日益严格以及石油资源的逐渐枯竭, 各国都非常重视内燃机代用燃料的研究。在众多的代用燃料中, 生物柴油作为一种可再生的含氧燃料, 以其优异的理化性能和排放优势可以直接应用于现有发动机, 从而受到格外的关注, 成为柴油机代用燃料的一条新途径。生物柴油是植物油或动物脂肪通过酯化反应而得到的由长链脂肪酸甲基脂组成的脂类燃料, 原料来源广泛, 具有较高的生物降解率[1,2,3]。与矿物柴油相比, 生物柴油具有十六烷值高、硫和芳烃含量低、挥发性低等特点, 可以提高柴油机的热效率, 降低碳烟、HC和CO的排放。当前, 生物柴油在柴油机中的燃烧过程已成为研究的热点。很多研究结果表明, 由于生物柴油和矿物柴油的燃料特性不同, 致使两者可燃混合气的形成过程不同, 进而导致两者燃烧过程及排放特性不同[4,5,6]。本文根据生物柴油的混合燃烧性质, 利用台架试验对生物柴油发动机的燃烧参数进行优化, 从燃烧分析的角度研究燃用生物柴油对发动机经济性的影响因素。

1 试验设备与方法

试验用发动机为常州柴油机厂生产的ZS195单缸、水冷和直喷式涡流室柴油机, 主要技术参数为:

缸径/mm: 95

行程/mm: 115

标定转速/r·min-1: 2 000

1h最大功率/kW: 9.71

12h标定功率/kW: 8.82

瞬时调速率/%: ≤12

稳定调速率/%: ≤8

柴油机工作时的机油温度为90℃, 冷却水温度为80℃。发动机试验台架采用CW25—2400/10000电涡流测功系统, 油耗仪采用SYZZ—1油耗仪。

试验所用的生物柴油由国内某生物能源公司提供, 其技术指标如表1所示。

试验时, 对柴油机的燃烧系统参数主要选择4个影响参数, 即喷嘴喷孔直径、柱塞直径、启喷压力和供油提前角。每个因素以柴油机最大功率和最高燃烧效率为优化目标。

2 试验结果分析

2.1柱塞行程及直径对柴油机性能的影响

生物柴油的低热值比矿物柴油低, 为了使柴油机燃用生物柴油后的功率保持原来水平, 必须增大每循环供油量。柱塞的有效行程和直径决定着柴油机每循环供油量, 直接影响着柴油机的功率。图1为柱塞行程对柴油机热效率与最大功率的影响图。随着柴油机柱塞行程的增加, 柴油机在标定转速2 000r/min时的最大功率增大, 但是柴油机的热效率降低。这是由于柱塞行程增加, 柴油机供油时间增长, 导致柴油机后燃严重, 使柴油机的热效率下降。根据对喷油泵柱塞滚轮的观察分析可知, 随着柱塞行程的增加, 磨损也增加。这是由于随着柴油机凸轮升程的增大, 滚轮与凸轮之间的作用力增大, 两者之间的摩擦加剧。

图2为喷油泵柱塞直径对柴油机功率和热效率的影响图。喷油泵柱塞直径分别为8, 8.5, 9.0, 9.5和10mm。当柱塞直径从原机的8mm增大到8.5mm时, 柴油机功率与原机相当, 最高热效率达到32.5%。这是由于随着柱塞直径的增大, 每循环供油量增加, 缩短了喷油持续期, 减少了后燃。

2.2 喷嘴型式对柴油机热效率的影响

喷油器决定柴油机喷雾质量、油束与燃烧室的配合, 因而影响柴油机的性能。试验研究了喷孔数量和喷孔直径对柴油机热效率的影响。生物柴油的化学性质不同于矿物柴油, 每循环供油量应大于矿物柴油, 因此所要求的喷嘴型式与燃用矿物柴油时也不相同。试验采用了4种不同型式的喷嘴, 分别为5×0.28mm, 6×0.25mm, 4×0.30mm, 4×0.35mm。图3为喷嘴型式对柴油机热效率的影响图。由图3可以看出:在所设计的喷嘴中, 5×0.28mm喷嘴性能最优, 它能在很大负荷范围内保持较高的热效率。与原机使用的4×0.30mm喷嘴相比, 喷孔数增加, 直径增大, 总流通面积增加了42%。

2.3 供油提前角对柴油机热效率的影响

供油提前角对柴油机经济性的影响较大。如果供油提前角过大, 则燃料在压缩行程中燃烧的数量就多, 不仅增加压缩负功使燃油消耗率增高, 功率下降, 而且供油提前角过大时, 由于着火延迟期较长, 压力升高率和最高燃烧压力迅速升高, 使发动机工作粗暴, 怠速不良, 难以启动;如果供油提前角过小, 则燃料不能在上止点附近迅速燃烧, 后燃期增长, 虽然最高燃烧压力较低, 但燃油消耗率和排气温度增高, 柴油机过热。因此, 每种燃料都有一个最佳的供油提前角。图4为供油提前角对柴油机热效率的影响图。试验条件如下:转速为1800r/min, 启喷压力为20MPa, 柴油机的负荷为30N·m。从图4可以看出, 生物柴油发动机的最佳供油提前角为12～15 ℃A。

2.4 启喷压力对柴油机热效率的影响

图5表示启喷压力对柴油机热效率的影响。由图5可以看出, 喷嘴启喷压力为18～25MPa时柴油机热效率最高。这是因为生物柴油黏度比矿物柴油高, 要提高柴油机的热效率, 必须使生物柴油充分燃烧, 雾化越充分越好。提高喷油器的启喷压力, 可以提高空气对生物柴油喷柱的作用力, 从而提高生物柴油的雾化质量。但是, 提高启喷压力会使喷柱的贯穿度增大, 导致有一部分生物柴油喷到燃烧室壁上而不能及时与空气充分混合, 从而使生物柴油在上止点不能充分燃烧, 降低了燃烧效率。

3 结论

1) 由于生物柴油具有和矿物柴油不同的特性, 燃用两种燃料时柴油机燃烧特性参数也不相同。本文在发动机试验台架上以柴油机的有效热效率为优化目标, 对柴油机燃用生物柴油时的燃烧系统的主要参数进行了优化。

2) 优化结果如下:柱塞直径为8.5mm, 喷嘴型式为5×0.28mm, 最佳供油提前角为12～15 ℃A, 启喷压力为18MPa～25Mpa, 优化后柴油机的热效率可达到32.8%。

摘要：在发动机试验台架上, 以柴油机的有效热效率为优化目标, 研究了柴油机燃用生物柴油时燃烧系统参数对柴油机经济性的影响, 确定了这些参数的最佳值, 以改善柴油机燃烧生物柴油时的燃烧效率。研究结果表明, 通过对燃烧系统参数的优化, 柴油机标定功率可达到原机水平, 燃烧效率可达32%以上。

关键词：柴油机,生物柴油,燃烧系统参数,优化

参考文献

[1]Ralph McGill, John Storey, Robert Wagner.Emission per-formance of selected biodiesel fuels[C]//Detroit, Michi-gan, USA:SAE Paper.2003-01-1866.

[2]Senatore A, Cardone M, Rocco V, et a1.A comparative analysis of combustion process in DI diesel engine fueled with biodiesel and diesel Fuel[C]//Detroit, Michigan, USA:SAE Paper.2000-01-0691.

[3]Yukio Akasaka, Temo Suzuki, Yoshihito sakura1.Exhaust emissions of a DI diesel engine fueled with blends of biodie-sel and low sulfur diesel fuel[C]//Detroit, Michigan, USA:SAE Paper.972988, 1997.

[4]葛蕴珊, 陆小明, 吴思进, 等.车用增压柴油机燃用不同掺混比生物柴油的试验研究[J].汽车工程, 2005, 27 (3) :278-280.

[5]张旭升, 何超, 韩秀坤.生物柴油喷雾特性的试验研究[J].内燃机学报, 2007, 25 (2) :172-176.

燃烧优化系统 篇9

一、高温空气燃烧技术的开发

日本特别重视高温空气燃烧技术, 作为一种全新的蓄热燃烧技术, 是本世纪十分关键的技术, 它可以有效地节能, 降低NOx的排放。

这项技术的节能原理是这样的, 当烧嘴F1在工作时, 烧嘴F2会排出生产过程中所产生的大量高温烟气, 与蓄热体换热之后, 就可以迅速降低排烟温度, 降温的幅度受蓄热体的蓄热容量以及蓄热速率决定。下一个周期, 启动烧嘴F2, 排烟以及蓄热的功能就由烧嘴F1来承担。这样让两个烧嘴交替运行, 就可以回收极限余热, 并且还可以实现燃烧空气的高温预热, 如图1所示。

日本已经对这项技术做了非常多的试验和研究, 结果显示, 通过掺混和稀释高温燃烧烟气, 可以有效降低空气中氧的浓度, 在这个过程中, 起着非常关键作用的环节是高速射流引起的回流。要想对NOx的排放浓度进行改变, 只需要对空气和燃料供应通道的相对位置进行改变即可;因为在增大空气和燃料各自稀释比例的同时, 会降低它的浓度。如果刚刚将燃料喷入炉内, 就可以进入到空气主流中, 高温高氧燃烧就会形成, 导致生成NOx气体。通过试验, 我们可以得知, 对初期空气燃料的扩散混合进行适当抑制, 这样在下游流动的过程中可以混合烟气, 得到稀释, 之后燃烧, 就可以对NOx的排放进行降低。而在传统的燃烧中, 空气和燃料刚刚进入炉内, 就会集中在中心区域, 这样传统意义上的扩散燃烧就形成了, 因为化学当量比控制着燃烧, 那么燃烧温度越高, 就会增大NOx降低的难度。而高温空气燃烧系统则可以有效地避免这个问题, 利用分离空气和燃料供应通道来让燃烧烟气阻隔两股射流, 并且被掺混稀释, 这样两者之间的扩散混合就可以得到有效的延缓, 这样就在更广大的空间范围内进行原来的局部扩散燃烧, 对局部的燃烧热量进行削弱, 局部高温区也可以防止出现, 这样就可以对高温燃烧和局部炽热点的存在的生成的N0x起到抑制作用。

同时, 为了对初期氧的浓度进行稀释, 采用一次燃料和二次燃料分路在对燃料供应到炉内, F2大大多于F1, 在高温下可以快速完成F1的燃烧, 并且高速烟气射流和卷吸回流流动也会形成, 这是通过F2进入的大量燃料, 在高温烟气中只有15%以下的氧, 在高温低氧的条件下燃烧大量燃料, 对于NOx的生成可以起到极大的减小作用, 实现了降低NOx含量排放的目的。

高温空气燃烧系统在炉膛内喷入有着较高温度的空气, 将状态稳定设置为低氧, 同时在这个气流中输送燃料。燃烧空气的高速气流可以再循环炉内气体, 形成的火焰类型完全不同于一般的火焰, 燃烧的环境温度在800℃以上, 并且含氧量在15%以下, 那么就可以实现炉内温度均匀分布、降低NOx的生成, 噪音也比较低。通过实践研究表明, 采用这项技术, 可以节约30%以上的能源, 减少50%的NOx排放。

二、脉冲控制高速燃烧系统的开发

将脉冲控制高速燃烧系统应用到陶瓷烧成窑上, 在上个世纪90年代就已经实现;只有在两种状态下才会运行本系统的燃烧器, 分别是脉冲的峰值和脉冲的谷值, 前者指的是额定的供应能力, 后者是最小的供热能力。通过对两种状态工作时间比例进行控制, 就可以有效地控制窑炉的供热量。比如, 将1/4设置为烧嘴在峰值的工作时间和在谷值的工作时间比, 就可以实现20%的供热量。将1/1设置为峰值时间和谷值时间的比, 就可以实现50%的供热量;当峰值时间约等于1, 供热量就可以完全实现, 也就是达到连续燃烧的目的。

这种燃烧系统具有很多的优点, 具体来讲, 体现在这些方面。一是若供热负荷的烧嘴较低, 不需要将过剩空气掺入进去即可获得比较均匀的炉温, 这样获得的炉内传热系数也比较高, 并且过剩空气排出炉外带走的热量也会得到消除, 起到节省燃料的目的。二是可以独立精确的调节和控制燃烧空气系数, 不需要对喷出气流的温度、速度以及供热能力等进行设置。比如, 在对催化剂载体陶瓷进行烧制时, 利用间歇窑来完成, 有很多造孔用的有机物存在于坯体内, 利用过剩空气、调温高速烧嘴调节比例时, 在400℃下, 也就是有机物燃烧的温度, 不能将大量调温空气掺加进来时, 很难保证窑温的均匀性, 这是因为只需要非常少的热量, 并且要求很低的焰气喷速。而如果采用的是脉冲控制高速燃烧系统, 只需要调节空气系数到1.10, 就可以轻松的满足。

三、受控脉动燃烧技术的开发

近些年来, 受控脉动燃烧技术也受到了人们普遍的关注, 这项技术是由法国和美国两位专家所共同研制的。受控脉动燃烧技术在对燃烧器的燃气以及助燃气的供应量进行改变方面, 利用的是机械装置周期, 它需要维持两者供应量的平均比率保持在一个稳定状态, 并且每种气体不能够小于最小流量, 这样既可以防止出现熄火问题, 又不会产生过多的一氧化碳。并且利用这项燃烧技术, 还可以减少一般的NOx生成量, 甚至可以只留下10%。这项技术对于传热也可以起到有效的改善作用, 达到节能的要求。

四、结语

通过上文的叙述我们可以得知, 陶瓷窑炉的节能设计是未来行业发展的一个必然趋势, 对于缓解能源紧缺问题和环境破坏问题有着很大的帮助。在陶瓷窑炉的节能降耗中, 采取的措施必须要有较强的针对性, 在不影响陶瓷制品质量的前提下, 最大限度地降低单位能耗。上文所讲的三种节能系统, 经过实践研究得知, 有着不错的节能效果。但是, 我们需要特别注意的, 节能并不是一项简单的工作, 它是一个系统的工程, 涉及到诸多方面的内容, 不仅需要丰富的理论知识, 还需要大量的实践研究方可。因此, 在应用的时候, 需要紧密结合实际情况来确定节能方案。本文简要介绍了陶瓷窑炉设计中的燃烧节能系统及其优化控制技术, 希望可以提供一些有价值的参考意见。

参考文献

[1]倪平, 闫凤奎, 石振勤.燃烧控制优化与节能[J].中国高新技术企业, 2010 (16) .

[2]刘之宽.天然气锅炉燃烧系统节能控制方案[J].中国农业大学学报, 1997 (6) .

[3]周以琳, 隋树林.实现玻璃窑炉燃烧系统优化控制的研究[J].青岛大学学报, 2000 (2) .

[4]冯翠芝.民用采暖锅炉燃烧系统的优化[J].节能, 2010 (8) .

燃烧优化系统 篇10

工业生产是我国经济发展中的支柱性产业, 而在工业生产的过程中, 锅炉的运行效率直接关系到企业的经济效益。锅炉的运行是通过燃烧原料来获取热能, 进而转化为工业生产所需要的动能。燃烧热效率直接关系到锅炉的能耗, 并且对污染物的排放存在一定的影响。燃烧优化系统在600MW机组锅炉中的应用, 能够有效地提高燃烧热效率, 降低各个环节的能源消耗, 并且减少污染物的生成和排放, 是提高锅炉运行效率的重要途径。

1 燃烧优化系统简介

在锅炉燃烧优化方面, 我国的研究起步较晚, 并且进程比较缓慢。在上个世纪中, 大大的提升了我国锅炉控制系统的发展速度, 但是和其进行比较, 锅炉控制自动化程度上还存在较大的差距, 锅炉用燃烧调整试验, 为锅炉燃烧优化的主要途径所在, 在以前的优化过程中也主要是应用这种方法, 锅炉测量技术的精确性和先进性为其带来了一定的保证, 在测量技术不断改进和创新的过程中, 也在很大程度上提升了我国锅炉燃烧的优化效果。

锅炉中的燃烧优化系统按照燃用煤种和锅炉负荷, 采用配煤和优化配风等运行策略, 将锅炉燃烧的效率进而提升上来, 将烟气NO2的排放量进而能够有效地降低下来, 对锅炉的环保经济运行目标上给予实现。遗传寻优算法、动态过程控制和稳态及动态模型三大部分一同构成了该系统。在锅炉正交性能试验数据的基础上, 将Kriging模型和神经网络模型一同建立起来, 将优化操作量约束条件、优化目标和实施数据向Kriging模型和神经网络模型中带入, 在最优遗传算法的基础上, 将每个控制量的最优化目标予以获取, 并对动态控制措施上进行使用, 对优化调整锅炉状态的目标上给予实现。

在锅炉运行的过程中, 将同燃煤发热量关系密切的信息及时有效地提取出来, 将燃煤热值的辨识模型有效地建立起来, 进而在工况稳定运行的基础上, 在按照运行的基本数据, 将目前燃煤的热值能够辨识出来, 将煤质扰动的参数为燃烧优化控制提供出来, 在煤质波动下, 确保控制系统对锅炉的燃烧状态能够适时的进行调整。

2 燃烧优化系统在机组锅炉控制中的实际应用

2.1 环保降耗效果

为了提高锅炉燃烧的热效率, 降低能源消耗, 应该最大程度的确保锅炉内的燃料能够充分燃烧, 减少能源损耗, 同时提高热效率。当燃料在炉膛内燃烧的过程中, 因为无法直接观察到内如的燃烧工况, 所以应该尽量减少缺氧区域, 使更多的空气与燃料进行充分的接触, 确保空气与燃料达到一种均衡的状态, 在配风量达到标准状态时, 能够再次提升锅炉的燃烧效率。

风量的配送直接影响到炉膛内的燃烧状况, 在氧气供给比较充足并且均匀的情况下, 燃料能够得到充分的燃烧, 释放最多的热能。但是在配风的过程中, 还需要考虑到引风机的运行负荷, 以及炉膛的受热面积不断增大的情况, 这些都会对风量供给造成影响。在燃烧优化系统应用的过程中, 应该最大程度的满足一次风量的配送, 在循序渐进的过程中将风量降低下来。

燃烧优化系统的运用还需要对烟气含量的指标进行有效的控制, 烟气含量与锅炉内氧气的密度有一定的关系, 所以在优化的过程中, 应该对炉膛进风量进行控制, 严格按照相关参数操作, 与燃烧工况进行紧密的联系。在调整烟气含量时, 初期阶段可以控制在3%-4%, 然后在调试的过程中, 可以控制在4%-5%。要想进一步提高热效率, 就需要降低污染物的排放量, 并且对烟气损失状况进行控制, 由此需要使用低氧燃烧的方法。为了更加有效地控制烟气含量, 需要将其维持在1.5%-2.5%之间, 在这种状况下会取得较好地效果。

为了减少炉内燃烧时造成的热量损失, 就需要严格控制燃料层的厚度, 一旦料层的厚度增加, 在燃烧的过程中, 就会影响到传热效果, 由此导致耗电量增加。在实际运行的过程中, 需要根据600MW机组锅炉的运行状况对料层的厚度进行调整, 在达到适宜的厚度时, 锅炉会处于合理的运行负荷下。

在燃烧优化系统中还要考虑飞灰的燃烧状况, 为了控制飞灰的浓度, 可以将中下二次风控制在50%左右, 但是如果在炉底发现黑渣的话, 就需要将中下二次风门控制在30%, 这种做法可以降低电能消耗。

2.2 对锅炉的调节

在600MW机组锅炉控制系统中, 燃烧优化系统的应用就是要达到低成本、高效率、污染物排放量小的目的, 这也是工业生产所追求的最终目标。在燃烧优化系统运行的过程中, 需要与DCS进行连接, 以此来实现数据的通信, 对锅炉运行过程中的各项数据指标进行有效控制。通过与DCS的连接, 可以及时的获取燃烧优化系统中的各项数据, 在对这些数据进行统计分析后, 根据实际生产状况, 对锅炉运行中的各项参数进行调整, 以达到燃烧热效率最大化的目的。

要将锅炉中的机组功能以及运行效率作为重要的调节目标, 并且通过炉膛风箱的压差、火焰的中心、风量以及氧量等作为调节的手段。在对锅炉运行状态调节的过程中, 还需要考虑到运行环境的温度以及机组所能够承受的负荷, 将这些影响因素进行一个综合的权衡, 然后将神经网络与燃烧优化系统的模型相关联, 从而获取燃烧优化系统的最佳参数。燃烧优化系统需要与DCS相结合, 但是在使用的过程中, 不能够改变DCS中的保护整定值以及控制逻辑等, 需要在以往的基础上进行二级调控系统的构建。在燃烧优化系统运行的过程中, 需要充分考虑到各种会对燃烧工况造成影响的因素, 然后进行合理的调节, 确保锅炉燃烧效率的提升。

为了有效地控制锅炉内燃料的供给, 需要根据负荷以及压力的变化, 而对给煤机进行适当的调整。通过给煤机的转速来控制给煤量, 这需要构建串级控制系统, 通过各项参数的分析比对后, 为了确保燃烧系数的合理化, 需要对给煤机的转速进行合理的控制, 从而保证燃烧效率。

3 结束语

锅炉是工业生产中必不可少的机械设备, 同时也是消耗能源最大, 产生污染物最多的环节, 在生态工业生产时代, 需要切实做到节能降耗, 在降低工业生产成本的同时, 减少对环境造成的污染。在600MW机组锅炉运行的过程中, 将燃烧优化系统运用其中, 会得到良好的效果。为了确保锅炉运行的稳定性和安全性, 需要对燃烧优化系统不断的改进, 在运行的过程中, 全面的考虑各项影响因素, 在优化调整的过程中, 达到最佳的燃烧工况, 从而提高锅炉燃烧效率, 降低运行成本, 减少污染物的排放, 为提高工业生产效率创造有利的条件。

摘要：锅炉是工业生产中重要的设备, 为工业生产的正常运行提供了主要的动力能源。在锅炉燃烧运行的过程中, 会产生一定的污染, 对周围的环境造成影响, 所以节能减排成为工业生产中的重要问题。燃烧优化系统能够有效达到节能减排的目的, 并且在600MW机组锅炉中运用会得到较好的效果, 可以有效地降低能源消耗, 并且减少污染物的排放。文章对于燃烧优化系统在600MW机组锅炉中应用的状况进行了分析, 对于提高锅炉的运行效率具有重要的意义。

关键词：燃烧优化系统,600MW机组锅炉,控制应用,节能减排

参考文献

[1]蒋国平.掺烧生物质燃料对燃煤锅炉效率的影响分析[J].华中电力, 2010 (3) .

燃烧优化系统 篇11

摘 要：热电厂燃烧控制是一个多输入、多输出、不确定的复杂系统，要安全经济控制燃烧，掌握系统的特性是十分重要的;而分析空煤比的动态特性实施燃烧稳定性是锅炉燃烧最有效的方法之一。用模糊推理机理在锅炉运行时，基于模糊规则和测量值来评估燃料供给状态，并通过工程技术人员经验摸索，空煤比在为5倍时锅炉燃烧最为经济安全，运行实例说明此方法的有效性和稳定性。

关键词：热电厂；空煤比；燃烧控制；模糊化

中图分类号：TB493文献标识码：A文章编号：1672-1098(2008)01-0045-04

收稿日期：2007-05-19

作者简介：高昕(1965-)，女，安徽淮南人，副教授，在读博士，主要从事煤矿电力电子传动与控制技术的研究。

Dynamic Characteristic Analysis of Combustion Match System

Based on Fuzzy Controller for Thermal Power Plants

GAO Xin

(School of Electrical and Information Engineering, Anhui University of Science and Technology, Huainan Anhui 232001, China)

Abstract:Combustion control of thermal power plants is a multi-input, multi-output and uncertain complex system. It is important to understand characteristics of the system, in order to realize combustion reliably and economically. One of the effective means of combustion control in boilers is to realize stable combustion on the basis of analysis of dynamic characteristic of air/fuel ratio. In the paper fuel feed was estimated based on fuzzy rule and measurement. Based on results of fuzzy inferring and experience of technicians, combustion in boiler is most economical and safe, when air/coal ratio is 5. The case studied shows that the method is valid and reliable.

Key words:thermal power plants;air/fuel ratio;combustion control;Fuzzification

目前，随着工业的快速发展，人们除了开发新能源及替代品外，还积极开发能源的二次利用。而以焦炉煤气为主要燃料的热电联产环保热电厂，即利用了大量剩余煤气改善周围空气环境质量，又可满足焦化厂生产用气及用电的需要，同时还在冬季通过汽轮机低真空运行来满足居民采暖用热，做到能源的二次利用，并极大地降低企业生产成本，提高企业经济效益，为企业可持续发展提供动力。

某热电联产热电厂有些机组自动化程度低，整个控制系统不能有机地结合起来，运行的经济性和安全性较差。如锅炉燃烧系统,从现有运行情况来看，存在配风、燃烧状况不理想、热效率偏低的现象，主要原因是锅炉运行工况变动后，手动调整不能随工况的变化保持最佳的风煤比，运行过程中，当入炉煤气质量发生变化时，一、二次风的配比也不能随之变化而保持最佳配比，因而造成不完全燃烧，使燃烧经济性和安全性都较差。

针对这种情况，在生产上需要对燃烧参数值进行修正，有时需重新设置新的比值系数，这样燃料量和空气量两个参数之间的比值就不一定是常数，而是根据另一个参数的变化而不断变化地修正，保证系统优化经济安全运行，所以燃烧控制系统的结构一般比较复杂。

1 燃烧过程控制

热电厂采用燃气锅炉，利用焦化厂剩余焦炉煤气作为燃料，按照规定，煤气燃烧时必须充分，热效率必须达到90％以上［1-2］，否则，残余煤气排入大气就将造成严重的环境污染。燃汽锅炉的主要热工参数是炉温和压力，炉膛温度和压力控制的最终目的是使燃烧锅炉获得最佳热力学性能。燃烧控制的任务在于进入锅炉的燃料量随时与外界负荷要求相适应。因为汽压是锅炉燃料热量与汽轮机需要能量的平衡标志，并且在负荷扰动下汽压具有近似比例的响应特性，因此汽压可以作为燃料控制系统的被调量。

燃料控制系统由炉膛、过热器和汽轮机等组成(见图1)。

图1 燃烧流程图

燃烧过程，主要是指燃料在炉内燃烧产生热量，并保持炉内温度分布符合热工要求。根据燃烧学理论，为保证燃料充分燃烧，须有合理的燃料与助燃空气配比。当助燃空气量不足则形成不完全燃烧，燃烧过程产生黑烟，浪费能源，污染环境；当助燃空气量过多，则燃烧过程废气量增加，导致烟气带走的热量损失增大，锅炉热效率同样降低。

2 燃烧处理的模式

热电厂燃烧处理是一个复杂的、不确定的、时变的多输入、多输出系统，尽管如此，设计一个简单且综合的控制模型仍是能实现的［3-4］。

用两输入（煤气流量和空气流量）和两输出（烟道含氧量和微量元素）描述的燃烧处理模型(见图2)。 由下列方程表示：

玠玿┆玂2玠玹=1V璳｛-x┆玂2［Φ瓃+Φ(V璬-V璒)］+

21Φ瓃-100V璒Φ璯｝(1)

玠玿璽玠玹=1V璳｛-x璽［Φ瓃+Φ(V璬-V璒)］+

(1-α)1.866CΦ璯｝(2)

式中：玿┆玂2为烟道含氧气的体积分数；玿璽为烟道含微量元素的质量分数；玍璳为燃烧室的体积，m3；Φ璯为焦炉煤气正常总流量，kg•s-1；Φ瓃为空气正常总流量，Nm3•kg-1；玍璒为理论上每单位燃料所要求的燃烧空气体积，Nm3•kg-1；玍璬是理论上每单位燃料获得的燃烧焦炉煤气体积，Nm3•kg-1；(1-α)为CO转化CO2的相对分量；獵为燃料中甲烷的相对分量。

式(1)和式(2)也能由下式表示

x•(t)=A1u(t)+A2v(t)x(t)+B′1u(t)+B′2v(t)（3）

y(t)=x(t-T璬)（4）

式中：xT=［x┆玂2獂璽］u=Φ瓃 v=Φ璯

A1=1V璳A2=V0-V璬V璳

B′T1=［B1 0］=［21V璳0］

B′T2=［B2B4］=［-100V0V璳1.866CV璳］

式中：玊璬为传输延时的死区时间。

图2 燃烧处理模型的模拟示意图

式（3）表明该模式是一种非线性模式，有时这个非线性模式被描述成时变常数的线性系统性能，而时变常数的值取决于输入信号的幅值。通过调节风门挡板来控制空气流量，因为它是闭环的一部分，它必需是模块化的且加入燃烧模块里。调节风门挡板是一个非线性动态系统，它的增益可由下式表达

K瓃=Φ﹝玬ax2玡xp(3(Φ-45)45)

0°≤Φ≤45°(5)

K瓃=Φ﹝玬ax2(2-玡xp(-3(Φ-45)45))

45°≤Φ≤90°(6)

式中：獽瓃为调节风门挡板的增益；Φ为调节挡板的角度；Φ﹝玬ax为空气流量的最大值。

调节风门挡板动态性可由一阶传递函数表示：

G(s)=K瓃0.5s+0.5（7）

3 控制目的和动态特点分析

模型中的变量说明焦炉煤气和空气流量之间强烈地相互影响， 因此， 对独立的设置点和严格的控制变量是必需的。 对烟道中氧气和微量元素的数量剩余量描述很重要， 这不仅是因锅炉的燃烧效率且有燃烧经济性［5］。 为此， 燃烧控制必需妥善处理干扰的介入（如煤气质量变化，空气压力变化等）。另外，煤气流量还受负载率（输出功率）的约束，而这些约束不影响运行条件选择和合理选择的设置点。

焦炉煤气的特点是物理和化学特性的不均匀性都能引起波动：① 当热值低的焦炉煤气进入炉膛后，燃烧时产生的热值也是波动的；② 焦炉煤气完全蒸发、充分分解和燃烧的变化都取决于进入炉膛的湿度变化；③ 既使焦炉煤气速度供给保持常量，供给锅炉的煤气质量和流量都将变化（焦化厂的输出尾气不确定性）；这些变化构成了影响焦炉煤气稳定燃烧的因素。对燃烧数量（如煤气供给速度、给水量和速度、一次和二次风量等）和具体状态的量化（如蒸汽流量、燃烧气体温度、烟道含氧量、燃烧速度等）都是相互影响的。

为保证燃烧完全，应先加大空气流量后加大煤气流量。在减负荷时，应先减煤气流量后在减空气流量，以保证燃料的安全性和经济性。该模型采用如下策略:当锅炉处于动态时(升降负荷),采用定风煤比比值加氧量校正的方法控制送风系统,保证锅炉对负荷变化的快速响应;当系统稳态时,燃料量一定并调节送风则进行模糊控制。为此，燃烧控制的目的就是通过监测处理条件来控制空气和燃料的供给，配置合理的空煤比［6］。空煤比优化条件的设置(见表1)基于锅炉燃烧优化控制，空煤比设置为4～8倍，经现场工程技术人员长期摸索，空煤比在为5倍（偏差±15％）时锅炉燃烧最为经济安全。为此，对燃烧控制空煤比的要求，下面用模糊逻辑控制器说明燃烧的鲁棒性和稳定性。

表1 空煤比优化条件

变化量过(欠)空气/%过(欠)煤气/%动量比例Φ瓃－30.24Φ璯1500.24Φ瓃/Φ璯1530

4 控制器实施及性能评价

由于燃烧系统是有一般运行特点和黑匣相结合的复杂系统，因而运用模糊控制器；它的主要部分是语言控制规则和模糊蕴涵的概念及推理分解规则相关联的。即模糊控制器提供了基于专家知识把语言控制策略转化为自动控制策略。

一般来说，模糊控制器的基本结构有下列五个主要模块组成：①确定模糊控制器的结构,即确定关键的输入、输出量；②输入、输出变量的模糊化,即把输入、输出的精确量转化为对应的语言变量的模糊集。模糊集通常可按“负大, 负中, 负小, 零, 正小, 正中, 正大”的方式划分； ③模糊推理、决策算法的设计, 即根据模糊控制规则进行模糊推理, 并决策出输出模糊量； ④对输出模糊量进行模糊判决,完成其模糊量到精确量的转化。判决的方法主要有:最大隶属度法、取中位数法、加权平均法等； ⑤对于多参数的非线性系统,基于人脑和经验的模糊逻辑的控制语言,才能真正实现智能和精确控制。

通过对锅炉应用系统运行的充分研究分析,对象系统具有多输入、多输出的大时滞、鲁棒性强、多参数的复杂过程模糊特征。焦炉煤气的特点及流量受排放（焦化厂尾气）影响等不确定性，空气、煤气流速及质量作为控制量，而烟道含氧量、烟道其它成分等可作为被控量，在燃烧处理模式中进行基本估算；当误差较大时，控制系统的主要任务是消除误差，这时，对误差在控制规则中的加权该大些，相反，当误差较小时，此时系统已接近稳态，控制系统的主要任务是使系统尽快稳定，为此必须减小超调，这样就让误差变化加权大些，于是在不同的误差等级引入不同的加权因子，以实现对模糊控制的自调整。而焦炉煤气热值的变化假定是和相对应的焦炉煤气流量变化相平衡(见表2，图3)。表2 燃烧控制中风煤量模糊控制变化

不完全燃烧完全燃烧过完全燃烧一次风流量Φ㈱1玃BPSNS二次风流量Φ㈱2玃SZPS煤气流量Φゞ玃BNSNS烟道含氧量ΦX┆玂2玁SZPB

图3 隶属度函数

该系统模糊控制算法包括两个部分,首先计算离线查询，然后在控制过程中在线计算输入变量，先将他们作模糊化处理,从而得出控制决策。并采用模块化结构和抗干扰措施，系统设计以经济运行为基础。在实际应用时对输入焦炉煤气的供给量和空气量进行模糊推论进行分析，并通过此供给量来进行试验模拟，而在某热电厂锅炉技改过程中运用上述模式，并由实际对象模拟了结果(见图4)。

5 结论

通过利用模糊推理及燃烧动态分析相结合，采用模糊自寻优原理模式,能够有效地寻找最佳合理配置的空煤比使锅炉燃烧安全经济。在实际应用中收到了良好的效果,为热电厂燃烧控

制节能降耗提供了一条新途径。图4 优化燃烧系统投入后的锅炉变化情况

参考文献：

［1］ 国家环境保护总局科技标准司.GB13223-2003 火电厂大气污染物排放标准［S］.北京：中国标准出版社，2003.

［2］ 中国环境监测总站，中华人民共和国国家质量技术监督局.GB3096-1996 环境空气质量标准［S］.北京：中国标准出版社，1996.

［3］ BANASZUK A, JACOBSON C A, KHIBNIK A I, et al.(1999a).Linear and nonlinear analysis of controlled combustionprocesses. PartI: linear analysis［C］//Proceedings of the IEEE conference on control applications, Kohala-Coast, Hawai, pt.1 ,1999(1)：199-205.

［4］ BANASZUK A,JACOBSON C A,KHIBNIK A I,et al.Linear and nonlinear analysis of controlled combustion processes. Part II: nonlinear analysis［C］//Proceedings of the IEEE conference on control applications, Kohala-Coast, Hawai,pt.1,1999(1)：206-212.

［5］ YUICHI MIYAMOTO,YOSHIMITSU KUROSAKI,HITOSHI FUJIYAMA，et al.Dynamic characteristic analysis and combustion control for a fluidized bed incinerator［J］. Control Engineering Practice, 1998， 6：1 159-1 168.

［6］ ANDRZEJ BANASZUK, KARTIK B ARIYUR，

MIROSLAV KRSTIC，et al. An adaptive algorithm for control of combustion instability［J］. Automatica， 2004， 40： 1 965-1 972.

燃烧优化系统 篇12

关键词：加热炉,燃烧自动控制,蓄热式烧嘴供热系统,空气供给系统,煤气供给系统

山东钢铁集团莱芜分公司大H型钢生产线加热炉系统是一座额定能力120t/h(冷坯)高效高炉煤气蓄热步进梁式加热炉 , 分为两大子系统:顺控系统和燃烧系统。顺控系统主要包括冷上料系统、装钢系统、步进梁系统、出钢系统和辊道输送系统五部分,燃烧系统主要作用在炉膛内部,整个区域共分为16部分,随着莱钢H型钢生产规模的不断扩大以及产品性能的快速提升,原有的加热炉燃烧系统开始出现一些问题影响钢坯的质量,如不同规格情况下烧钢温度不均匀,导致钢坯上下表面温度差距较大,给后期钢坯的轧制带来很大困难。另外,我们还发现自动化控制系统中存在一些缺陷,使得燃烧控制的优势不能得以充分发挥,如炉压控制不稳定,煤气消耗过大;点火时间和顺序无法实现全自动,严重影响加热炉燃烧效率;出钢机挑钢位无法实现自动计算;装钢机机械设备不平衡等。 因此,深入研究和改进莱钢大H型钢加热炉自动化控制系统具有重大意义。

1加热炉燃烧控制系统的组成

加热炉燃烧控制系统主要包括蓄热式烧嘴,换向阀、 换向程序及安全控制单元,空气供给系统,煤气供给系统, 放散系统,排烟系统,点火系统等7部分。其中点火系统是整个燃烧系统的核心,能否稳定运行直接影响整个钢坯的质量以及后续产品的轧制质量,所以在本项目的研究过程中对该部分的优化是整个项目得以实现的关键,在点火过程中利用计算机堆栈技术可以实现加热炉自动燃烧。

1.1蓄热式烧嘴供热系统

蓄热式烧嘴供热系统采用三段供热,三段炉温制度。 每个供热段均设有上下加热,即均热段上下加热、第一加热段上下加热、第二加热段上下加热。各段供热分配比为均热段25%,第一、第二加热段各30% 和45%,考虑到水梁吸热,上加热供热比为45%,下加热供热比为55%。各段蓄热式烧嘴燃料分配及供热能力如表1所示。

蓄热式烧嘴成对布置在两侧墙上,采用对侧换向。每个蓄热式烧嘴配置一个煤气蓄热室或一个空气蓄热室。全炉共64个空、煤气蓄热式室,组合成16对燃烧单元。多点供热可根据不同钢种、不同规格、不同生产量灵活调节炉温制度。当产量为120t/h冷装料时,对加热不同钢种的板坯,可灵活调节各段热负荷,从而灵活调节各段温度, 以满足钢坯加热质量的要求。

1.2空气供给系统

空气供给系统由助燃风机、空气管道、空气换向阀等组成。空气压力应考虑蓄热室、换向阀、空气管道及其调节测量装置在内的整个系统阻力损失。加热炉选用2台9-26 № 12.5D节能型离心风机供风(一用一备),风机入口设有手动调节装置,电机采用软启控制,用以调节风量, 降低电耗,并防止风机在小流量时发生喘震,风机前设有消声器,以降低风机的噪声。由助燃风机供给的冷空气经冷风总管(直径DN1000mm)分成三段后分别进入空气换向阀, 经蓄热式烧嘴完成热交换后喷入炉内助燃。在每路段管上设有流量孔板和调节阀以及必要的压力检测装置,在段管末端设有安全防爆阀,各法兰间垫有石棉垫圈。在空气蓄热式烧嘴前空气管道上设有手动蝶阀,在冷空气总管上设有压力检测装置,并设有低压报警和自动停风机控制系统。

1.3煤气供给系统

由工厂煤气管网供给的热值为750kcal/Nm3的高炉煤气接至炉前煤气总管交接点处,接点流量50 000Nm3/h。同空气管道一样,煤气由炉前煤气总管(直径DN1 200mm)分成三段分别进入煤气换向阀,从换向阀出来后经蓄热式烧嘴完成热交换后喷入炉内燃烧。在煤气总管上设有盲板阀、 无泄露双偏心蝶阀和煤气低压快速切断阀。设有流量和压力检测装置,设有稳压阀,稳定煤气压力。

2加热炉燃烧系统的优化

基于本加热炉的工艺特点,炉膛温度控制相当复杂, 为了实现炉膛温度精确控制,采用双交叉限幅燃烧控制的方式,主要对换向阀的调整、监控画面参数、报警参数以及二级跟踪系统等进行了二次优化。

2.1换向系统的优化

换向系统具有灵活的手动、自动控制功能。该加热炉采用分散换向方式,换向时间间隔为0.5~1min,每次换向时只能有一对煤气、空气换向阀同时动作,每对换向阀的动作都是以固定时间间隔依次向下进行。

系统换向时 , 炉子一侧的空气和煤气二位三通阀同时切断该侧烧嘴前煤气和空气 , 同时打开炉子另一侧烧嘴前煤气和空气,整个动作同步进行。换向时间间隔在程序中自动设定根据炉膛压力以及炉内温度自动调整,但在实际应用中,当检测仪器损坏时就会导致换向阀的调整频率出现变化,引起炉内燃气的稳定燃烧,在后期的研究过程中通过对程序的修改,实现可在监控画面上由操作工根据现场进行调节。另外,还加入了自动报警功能:当某一动作发生异常时,系统会自动报警并提示故障点及处理方法。

2.2监控画面参数优化

加热炉燃烧系统采用服务器、客户端的方式实现燃烧画面的监控,原来我们采用INTOUCH系统的监控画面, 后期利用WINCC6.0编程系统对部分画面进行了修改加入了新的功能,如流程监控图、历史趋势跟踪、硬件检修图、 实时温度曲线图等。流程监控图可以用方便、直观的方式系统监视加热炉各段炉温、炉压、风量、燃气量等热工参数, 以及动态显示风机和执行机构的运行状态、换向动作状态及调节阀门的开度等。实时温度曲线图可以实时绘出生产过程中过去1小时各点温度曲线,使操作人员直观了解各点温度趋热,以便作出及时调整。硬件检修图在检修或维护期间,可以方便快速找到计算机系统的故障点、损坏模块、 元器件,从而使维护、检修工作准确、快捷。

2.3加热炉二级跟踪系统优化

加热炉二级跟踪系统是通过模糊逻辑和加热模型根据入炉和出炉温度及煤气热力值对烧嘴的煤气流量、空气流量和燃烧时间进行控制,以达到烧钢时热量利用的最优值。 以前只是入炉的钢坯为单一状态时的设置值,根据设置值程序再进行处理。但当入炉钢坯为冷热混装时,如果再进行同样的处理,则会造成煤气浪费或钢坯加热不到位,影响生产。为此,加入对入炉门口高温计温度的判断,优化设置值,当冷热混装钢坯时,调节煤气流量、空气流量和燃烧时间,使异形坯到达炉子中间部位时的温度尽可能的是平滑的曲线,以达到异形坯所需要的出炉温度,使热量利用最优化,提高烧钢质量,减少异形坯烧损。

3应用效果