基于多燃料混烧的直流锅炉控制策略研究与实现

论文摘要

宝钢电厂引进德国先进技术建造的多燃料混烧直流锅炉,可实现煤气综合利用,减少污染物排放,对企业的“节能减排”具有重要意义。该锅炉工艺独特,设备复杂,国内外暂时没有成功经验可以借鉴。本论文依托公司工程项目,通过消化国外相应的先进控制技术,吸收国内类似锅炉的控制要点,在对直流锅炉控制特点和混烧锅炉特殊性研究的基础上,研究设计出了适用于该多燃烧混烧直流锅炉的控制策略,并给出了在分散控制系统(DCS)上的详细实现过程。本论文首先对直流锅炉的工作原理和静动态特性进行了研究,通过与汽包锅炉的比较分析,阐述了直流锅炉给水控制和汽温控制策略的关键点;其次,对锅炉燃烧的控制原理和混烧锅炉的燃烧控制方式进行了说明,通过与燃煤锅炉的比较分析,论述了混烧锅炉燃料控制和风量控制的重点和难点;最后,对DCS的跟踪原理和核心算法等进行了简要介绍,对多燃料混烧直流锅炉汽水系统和燃烧系统的DCS组态实现过程进行了详细分析,并对其控制参数的进行了工程整定。本论文研究的控制策略已在宝钢多燃料混烧直流锅炉取得了良好的投运效果,并持续运行至今。该锅炉的投运经验和控制策略具有较大的工程价值,若在类似企业进行推广应用,相信将会对国内大型钢铁企业的“节能减排”和“和谐发展”开辟新的思路。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 符号说明
• 第一章 绪论
• 1.1 课题研究背景及意义
• 1.1.1 钢铁工业煤气副产品的循环利用
• 1.1.2 新建煤气发电机组对宝钢的重要意义
• 1.1.3 多燃料混烧直流锅炉控制技术研究的必要性
• 1.2 论文主要内容
• 第二章 直流锅炉控制策略研究分析
• 2.1 直流锅炉工作原理
• 2.1.1 直流锅炉发展历史
• 2.1.2 直流锅炉与汽包锅炉的主要区别
• 2.2 直流锅炉特性研究
• 2.2.1 直流锅炉静态特性研究
• 2.2.2 直流锅炉动态特性研究
• 2.3 直流锅炉与汽包锅炉控制策略的比较
• 2.3.1 给水控制策略的比较
• 2.3.2 汽温控制策略的比较
• 2.4 本章小结
• 第三章 混烧锅炉控制策略研究分析
• 3.1 锅炉燃烧控制原理
• 3.1.1 锅炉燃烧系统的控制任务
• 3.1.2 锅炉燃烧系统的控制策略
• 3.2 混烧锅炉燃烧系统分析
• 3.2.1 混烧锅炉燃烧系统的特殊性
• 3.2.2 混烧锅炉的燃烧器控制方式
• 3.3 混烧锅炉与常规锅炉控制策略的比较
• 3.3.1 燃料控制策略的比较
• 3.3.2 风量控制策略的比较
• 3.4 本章小结
• 第四章 多燃料混烧直流锅炉控制策略的实现
• 4.1 控制平台的研究和配置
• 4.1.1 OVATION 控制系统概述
• 4.1.2 OVATION 跟踪原理分析
• 4.1.3 OVATION 核心算法研究
• 4.1.4 控制系统的硬件配置
• 4.2 汽水控制策略的组态实现与分析
• 4.2.1 蒸发器最小给水流量
• 4.2.2 集水器排放阀控制
• 4.2.3 本生点以上的给水流量设定
• 4.2.4 给水多输出平衡控制
• 4.2.5 一级喷水减温控制
• 4.2.6 二级喷水减温控制
• 4.2.7 直流锅炉的汽水系统保护
• 4.3 燃烧控制策略的组态实现与分析
• 4.3.1 锅炉主控
• 4.3.2 燃料主控
• 4.3.3 燃料层控
• 4.3.4 燃烧器控制
• 4.3.5 燃料风控制
• 4.3.6 燃烬风控制
• 4.3.7 CRG 掺烧控制
• 4.3.8 混烧锅炉的燃烧系统保护
• 4.4 对控制参数整定的探讨
• 4.4.1 参数整定的主要依据
• 4.4.2 PID 参数的工程整定方法
• 4.4.3 主要参数的整定值
• 4.5 本章小结
• 第五章 总结与展望
• 5.1 全文总结和体会
• 5.2 后续工作和展望
• 附录
• 附录1 集水器排放阀控制组态图
• 附录2 给水控制组态图
• 附录3 喷水减温控制组态图
• 附录4 锅炉主控组态图
• 附录5 BFG 主控组态图
• 附录6 BFG11 控制组态图
• 附录7 CRG 掺烧控制组态图
• 参考文献
• 致谢
• 作者攻读学位期间发表的论文