尽管先进的过程控制能够改善锅炉的控制,但先进过程控制技术在锅炉上的应用却一直进展缓慢。主要是因为现有的锅炉复杂控制策略易于实现而且基本能满足锅炉控制的要求,锅炉的控制策略形成比较早而且比较完备,而且锅炉的安全规范要求严格。锅炉控制策略主要包括:
锅炉汽包液位及给水控制;
蒸汽压力控制;
蒸汽温度控制;
炉膛负压控制;
燃料流量控制;
空气控制;
烟气中的氧气控制控制。
为了在蒸汽负荷变化过程中,使燃料得到充分燃烧就要保证有足够的控制器。需要保持一定的过量空气系数,因此,在蒸汽负荷增加时,就要求先加空气后加燃料;在蒸汽负荷降低时,就要求先减燃料后减空气。这就是空气和燃料的交叉限幅控制策略(图 34‑1)。有兴趣可以按逻辑推导一下升降燃料时的控制过程。

图34‑1燃料和空气的交叉限幅控制策略
交叉限幅控制主要用于负荷调整频繁,而且特别关注燃烧效率的场合。锅炉、煤气化炉等都有这方面的设计。在石油化工广泛应用的加热炉很少考虑交叉限幅,这主要是因为石油化工燃料多为燃气,正常操作时的过剩空气系数就很低,适当的提高过剩空气系数并不会造成太多能量损失,对这部分能量损失关注不够。
基于复杂控制策略的锅炉控制策略在工业现场得到了广泛验证。使用尽可能简单而且能满足控制要求的方案就是有生命力的方案。尽管先进控制可能具有更好的控制性能,但由于成本、习惯等在锅炉控制中尚未得到广泛应用。复杂控制策略略依赖于现代DCS中已有模块,使之成为提高锅炉控制性能的一种经济有效的方法。
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