文档介绍：课程设计
自动化专业 XX 班
课程名称热工测量及仪表
题目循环流化床锅炉炉膛压力控制系统设计
任务起止日期: 2012年 1月 3 日~ 2012年1月14日
学生姓名 XXX 2012年 1 月 3 日
指导教师 XXX 2012年 1月 3日
教研室主任年月日
院长年月日
摘要:
我国的电力工业是国民经济发展的基础产业,在我国,电力生产主要以燃煤火力发电为主,由于燃煤发电的直接污染较大,特别是SO2、NOX的排放。SO2的排放是造成酸雨的主要原因,为了通过炉内燃烧技术的改进,降低SO2、NOX排放量,我国从60年代开始对循环流化床锅炉进行研究,并在90年代以后和外国公司联合研究并取得了较大有发展,现在循环流化床锅炉已发展成熟并在全国广泛应用。流化床燃烧设备按流体动力特性分为鼓泡流化床和循环流化床,按工作条件分为常压和增压式流化床。循环流化床锅炉技术是一种新型的高效低污染清洁的燃烧技术,上世纪70年代的能源危机和越来越突出的环保问题使人们促进了这种燃烧技术的发展。现在大型循环流化床锅炉的主要炉型有三大流派,分别为:以德国Lurgi公司为代表的鲁奇型和以美国的Foster Wheeler 、芬兰的Alstorm公司(两者兼并)为代表的FW Pyroflow型和德国Babcock公司的Circofluid型。我国东方锅炉厂采用的是FW公司的Pyroflow型的改进型循环流化床锅炉。北京B&W锅炉厂采用的是德国Babcock公司的架构和技术。哈尔滨锅炉厂有限责任公司(HBC)与美国PPC(奥斯龙技术)以及国内的科研单位合作也开发了自己的大型循环流化床锅炉。上海锅炉厂引进美国ALSTOM技术、消化吸收自行设计制造了自己的循环流化床锅。由于国内各大锅炉厂商的参与,我国的大型循环流化床技术已趋于成熟
目录
1. 设计任务 3
控制对象 5
炉膛压力的动态特性 5
5
5
5
: 6
7
Ts 为采样周期: 8
11
18
设计任务
图1-1典型的循环流化床锅炉原理图
循环流化床锅炉工作的基本流程:
煤和脱硫剂被送入炉膛后,迅速被炉膛内存在的大量惰性高温物料(床料)包围,着火燃烧所需的的一次风和二次风分别从炉膛的底部和侧墙送入,物料在炉膛内呈流态化沸腾燃烧。在上升气流的作用下向炉膛上部运动,对水冷壁和炉内布置的其他受热面放热。大颗粒物料被上升气流带入悬浮区后,在重力及其他外力作用下不断减速偏离主气流,并最终形成附壁下降粒子流,被气流夹带出炉膛的固体物料在气固分离装置中被收集并通过返料装置送回炉膛循环燃烧直至燃尽。未被分离的极细粒子随烟气进入尾部烟道,进一步对受热面、空气预热器等放热冷却,经除尘器后,由引风机送入烟囱排入大气。
燃料燃烧、气固流体对受热面放热、再循环灰与补充物料及排渣的热量带入与带出,形成热平衡使炉膛温度维持在一定温度水平上。大量的循环灰的存在,较好的维持了炉膛的温度均化性,增大了传热,而燃料成灰、脱硫与补充物料以及粗渣排除维持了炉膛的物料平衡。
煤质变化或加入石灰石均会改变炉内热平衡,故燃用不同煤种的循环流化床锅炉在设计及运行方面都有不同程度的差异。循环流化床锅炉在煤种变化时,会对运行调节带来影响。试验表明,各种煤种的燃尽率差别极大,在更换煤种时,必须重新调节分段送风和床温,使燃烧室适应新的煤种。
加入石灰石的目的,是为了在炉内进行脱硫。石灰石的主要化学成份是 CaO .而煤粉燃烧后产生的SO2、SO3等,若直接通过烟囱排入大气层,必然会造成污染。加入石灰石后,石灰石中的的 Cao 与烟气中的SO2、SO3等起化学反应,生成固态的 CaSO3 、CaSO4 (即石膏),从而减少了空气中的硫酸类的酸性气体的污染。另外,由于流化床锅炉的燃烧温度被控制在 800-900 ℃范围内,煤粉燃烧后产生的 NOx 气体也会大大减少硝酸类酸性气体。
在炉膛压力调节系统中:炉膛出口压力测量值与给定值一起送入PI中进行运算,运算结果动作引风机耦合器(或调节挡板)执行器,从而控制炉膛出口压力满足机组运行要求。由于循环流化床锅炉燃烧的特殊性,一次风量和二次风量发生变化时,需经过一段时间炉膛出口压力才发生变化,因此必须把总风量(一次风机出口风量和二次风总风量之和)的微分量作为前馈信号送入PI控制输出中,以提高一、二次风量变化时控制系统响应的快速性。
控制对象
根据炉膛压力信号来动态协调二次风机入口风门和引风门的开度即可确保炉膛压力满足在设定的范围内
炉膛压力的动态特性
变化幅度大而且变化频率