1绪论1.1论文的研究背景及意义随着城市建设的迅速发展，我国北方地区冬季城市集中供暖成为城市现代化必然采取的步骤。我国建筑市场巨大【‘]，1995-2000年，预计每年全国城市新建住宅建筑面积约2.4亿mam。2000-2010年每年新建住宅建筑面积约3.4亿mam。至2010年采暖区约有住宅面积21.6亿mam，房屋建筑面积为40亿mam。供暖面积的不断扩大，使如何科学有效地控制和管理供暖系统，提高供暖的经济效益和社会效益，成为急需解决的重要课题。在供暖系统中，锅炉房供暖所占比例很大，据2006年对我国各地区城市集中供热情况的供暖调查显示[f2l，总供热面积为265853.1万平方米，热水管网79943公里，蒸汽管网14012公里。由此可见，热水锅炉是我国生活供暖重要的热源。中国工业锅炉的设计效率不低[f=}l，一般为72%-82%，但实际运行热效率大多在60%-65%，国家节能标准要求运行热效率达到68%。国际先进水平为80%-85%}低20个百分点。其形成的主要原因是燃用散烧的未经洗选、筛分的原煤，不能符合锅炉燃烧的基本要求(灰分高、细末多)，机械不完全燃烧，热损失大，普遍存在低负荷运行，过剩空气系数大，排烟热损失大等。这也与运行人员水平低以及缺乏最基本的自动控制密切相关。燃烧控制系统是锅炉控制的重要环节。它是一个藕合严重、具有严重非线性、时变特性、扰动变化激烈目_幅值大的多变量系统，其中送风量、引风量、给煤量、热网负荷、环境温度等参数的变化都将对燃烧系统产生直接扰动，当波动较大时，就会造成整个燃烧系统出现振荡现象，严重影响锅炉的安全运行;同时，燃烧得不好，将直接关系锅炉煤烟的排放质量，对环境造成严重污染，因此，燃烧不仅直接影响锅炉供热工况的稳定，ifub_对节能降耗，保护环境，提高锅炉的热效率有着重要的意义。1.2日前的发展与现状1.2.1锅炉自动抓‘制规律的发展从20世纪30年代起，锅炉控制中就采用了PID控制器，随着控制理论和计算机技术的发展，新的控制理论和先进的控制技术不断出现。据国外报道:在130T/H煤粉锅炉上应用自校正技术和FUZZY控制技术已取得了节约燃料的良好效果。E.H.Mmadami首先应用FUZZY控制方法来控制用十试验的锅炉和汽轮机，在燃煤锅炉上应用最优控制、自适应控制、专家系统PID自整定调节器等现代控制技术的例子也有多次报道。目前，国内的锅炉燃烧控制技术远远落后十国外的控制技术。多年来，国内许多专家、研究人员对锅炉燃烧控制方法进行了深入的研究，提出了一些先进的控制方案，如自适应控制、多变量预测控制、自寻优PID控制、加权预测自校正控制，许多还处十仿真研究阶段或实验阶段，实际应用中普遍采用的还是常规PID控制方案。PID控制方法较其它方法简单、可靠性高，尤其适用十可建立精确数学模型的确定性控制系统。但是常规PID控制参数整定不便、工况的适应性差，所以对十锅炉燃烧控制系统这样的大滞后、参数时变、非线性、存在随机干扰的复杂系统，采用常规PID控制不能取得较为理想的控制效果。模糊控制不依赖十被控对象的数学模型，对十存在大滞后、参数时变、非线性等一类不确定系统，有较好的控制作用，对十随机干扰也有较强的抑制能力，并目_系统的规则和参数调整方便。因此，改变传统PID控制方法，采用PID控制器与模糊控制相结合的抓‘制手段对锅炉燃烧进行控制不失为一种较好的控制方案。1.2.2国内外研究现状当前，节能与环保已成为人类社会面临的两大课题。我国的锅炉目前以煤为主要燃料，耗煤量接近全国煤产量的二分之一，燃用的主要是中、低质煤，工业污染十分严重，ifu}_锅炉设备陈旧，生产效率和自动化程度低，进一步加重了环境污染的程度。在欧美和口本等发达国家，石油和天然气已成为第一能源，占能源消费的60%左右，燃油和燃气锅炉已逐步取代燃煤锅炉[f=}l，对风机和水泵等电机的变频控制已相当成熟。自20世纪90年代以来，随着超大型可编程控制器的出现和模糊控制、自适应控制等智能控制算法的发展以及智能控制器的应用，锅炉控制水平大大提高，已实现优化抓‘制[f}l国内对锅炉控制的研究起步较晚，始十80年代初期。国内研究锅炉控制比较成熟的企业有上海杜比公司、南京仁泰公司等。此外还有一些科研院校联合企业开发的各种智能锅炉控制系统，如清华大学动力工程与控制学院为亚运村北辰供热厂热水锅炉的改造开发的锅炉控制系统，采用“一控四”方案，即一台主机控制四台锅炉[[5]尽管对锅炉控制的研究和推广已取得了很大的进展，但仍然存在一些问题:(l)大多数现有的锅炉控制系统可控制的主要还是开关量设备，如风机、炉排和水泵的开关或者阀门控制。不能对它们精确连续调节，使控制手段单一，控制精度低。
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摘要 5-6
Abstract 6
1 绪论 9-14热水采暖|锅炉
1.1 论文的研究背景及意义 9
1.2 目前的发展与现状 9-11
1.2.1 锅炉自动控制规律的发展 9-10
1.2.2 国内外研究现状 10-11
1.3 热水锅炉供暖系统简介 11-13
1.4 论文任务及主要内容 13-14
2 热水锅炉燃烧系统简介 14-19
2.1 链条炉排锅炉的燃烧调整 14-16
2.2 燃烧系统的任务及难点 16
2.3 供热调节 16-18
2.4 本章小结 18-19
3 出水温度控制规律及实现 19-40
3.1 采暖控制的主要方法 19-20
3.2 采暖控制方式的选定 20
3.3 现场数据分析 20-31
3.4 数据处理及规律总结 31-35
