鐵嶺發(fā)電廠_4機(jī)組送風(fēng)、引風(fēng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1、中文摘要 風(fēng)量是鍋爐運(yùn)行質(zhì)量的重要指標(biāo)之一，風(fēng)量過高或過低都會(huì)影響電廠的安全 性、經(jīng)濟(jì)性，必須通過自動(dòng)化手段加以控制。風(fēng)量控制的任務(wù)是：送風(fēng)量是當(dāng)機(jī) 組負(fù)荷變化時(shí)要保證燃燒過程中有合適的燃料與風(fēng)量的比例關(guān)系，確保燃燒的經(jīng) 濟(jì)性和穩(wěn)定性。引風(fēng)量是保持爐膛壓力穩(wěn)定在給定值，確保燃燒的安全性。 風(fēng)量調(diào)節(jié)方法采用開大或關(guān)小風(fēng)機(jī)動(dòng)葉或擋板的調(diào)節(jié)方法。送風(fēng)控制系統(tǒng)在 平衡狀態(tài)下，協(xié)調(diào)來的送風(fēng)指令與修正后的風(fēng)量信號(hào)相等，調(diào)節(jié)器的偏差為零， 輸出不變，送風(fēng)機(jī)動(dòng)葉保持在某一位置，煙氣含氧量為最佳值。當(dāng)增加負(fù)荷時(shí)， 送風(fēng)指令增加，調(diào)節(jié)器輸入有正偏差，積分作用使送風(fēng)擋板開大，增加送風(fēng)量直 至與送風(fēng)指令相等，調(diào)節(jié)器輸

2、出不變。上述過程是比較快的，可以看作是粗調(diào)。 在送風(fēng)內(nèi)回路控制過程結(jié)束后，煙氣含氧量也開始變化。當(dāng)煙氣含氧量大于最佳 值時(shí)，說明送風(fēng)量過大，此時(shí)調(diào)節(jié)器輸出增加，即送風(fēng)修正系數(shù)增大，總風(fēng)量信 號(hào)增大，使調(diào)節(jié)器輸入偏差為負(fù)，去關(guān)小送風(fēng)機(jī)擋板開度以減少送風(fēng)量。同理， 當(dāng)含氧量小于最佳值時(shí)，控制系統(tǒng)動(dòng)作去開大送風(fēng)機(jī)擋板以增加送風(fēng)量。引風(fēng)控 制系統(tǒng)是，當(dāng)負(fù)荷改變時(shí)，鍋爐主控發(fā)出改變引風(fēng)量的指令，引風(fēng)調(diào)節(jié)器根據(jù)偏 差運(yùn)算，輸出改變引風(fēng)機(jī)擋板的信號(hào)。 本文正文共分六部分，第一部分是引言，主要對課題背景、選題意義進(jìn)行簡 單介紹。第二部分與第三部分從本設(shè)計(jì)系統(tǒng)出發(fā)，闡述送風(fēng)自動(dòng)控制系統(tǒng)與引風(fēng) 自動(dòng)控制系統(tǒng)，介紹

3、了關(guān)于送引風(fēng)系統(tǒng)的調(diào)節(jié)、投運(yùn)及在火電廠中的應(yīng)用等內(nèi)容。 第四部分為設(shè)計(jì)思想，主要討論本系統(tǒng)應(yīng)采用什么樣的控制方案。第五部分為實(shí) 例分析，對 SAMA 圖的分析，對邏輯圖的分析，便于工作人員更好的理解。第六 部分為結(jié)論，對本文的高度概括。 關(guān)鍵字：送風(fēng)量 ，引風(fēng)量，擋板調(diào)節(jié) Abstract The air flow is a important guideline about circulate molar of boiler. The safety and economy of plant station will be affect when air flow at max or min.

4、 It must be controlled with automatic measure. The assignment of air flow control is : feeded draught will assure fuel and air flow have proportion relation at the process of burning. It assure economy and stability. induced draught keep the hearth press at fixed value. The amount of air regulates a

5、doption to open greatly or closes small air machine to dmp to regulate as a method. At control project , the amount of air regulates the system adoption string class control. feeded draught control system is: Moderate to come under the equilibrium of feeded draught instruction and revise the breeze

6、of empress quantity signal equality, the deviation of the modulator is zero, output constantly, feeded draught machine to dmp to keep at some one position, the smoke spirit contains amount of oxygen for the best be worth. When the increment carry, feeded draught dmd increment, the modulator importat

7、ion contain positive deviation, the integral calculus function makes to feeded draught to dmp to open greatly, the increment sends to amount of breeze to keep to with feeded draught dmp equality, the modulator outputs constantly. The above-mentioned process is quicker. We can see it make be thick to

8、 adjust. After feeded draught the back track control process be over inside the air, the smoke spirit contains amount of oxygen to also start change. When the smoke spirit contains oxygen to have great capacity in the best value, the elucidation feeded draught to measure big, the modulator outputs i

9、ncrement at this time, then feeded draught correction coefficient aggrandizement, total air quantity the signal enlarge, making the modulator input deviation in order to take, close small feeded draught to dmp to open a degree to send amount of air by decrease. Manage together, be to contain amount

10、of oxygen small in the best value, control system the action open to feeded draught to dmp to send amount of air by increment greatly. induced draught control system is: When the burden change, the boiler lord controls to issue the instruction that the change feeded draught dmd, feeded draught modul

11、ator according to the deviation operation, outputting a change to feeded draught dmp signal. In the meantime, this signal sends signal through the dynamic state contact module to induced draught modulator, induced draught modulator to output a size and direction with feeded draught to regulate the s

12、ignal homology to regulate signal, the change induced draught dmp to open a degree. This text is divided into six parts totally, The first part is a preface mainly to the topic background, choose a meaning to carry on simple introduction. The second part with the third part sets out from this design

13、 system, elaborating to feeded draught control system automatically with induced draught control system automatically, introduce concerning send to lead the breeze system to regulate, the hurl luck and in the fire power station of applied etc. contents. Four-part is divided into a design thought, ma

14、in discussion originally the system should adopt what kind of control project. The fifth part is analytical for solid example, to the analysis of the SAMA diagram, to the analysis of the logic diagram, easy to staff member better comprehension. The sixth part is a conclusion, generalizing to the tex

15、tual height. keywords: induced draught，feeded draught，dmp adjust 目目 錄錄 中文摘要中文摘要.I ABSTRACT.II 1 引言引言 .1 11 課題背景.1 12 選題意義.1 2送風(fēng)自動(dòng)控制系統(tǒng)送風(fēng)自動(dòng)控制系統(tǒng) .3 21 送風(fēng)量控制系統(tǒng).3 22 風(fēng)機(jī)的喘振.4 23 送風(fēng)自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)分析.5 24 送風(fēng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)的自動(dòng)投運(yùn).6 25 送風(fēng)控制系統(tǒng)在火電廠中的應(yīng)用.8 3引風(fēng)自動(dòng)控制系統(tǒng)引風(fēng)自動(dòng)控制系統(tǒng) .10 31 引風(fēng)量控制系統(tǒng).10 32 引風(fēng)自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)分析.10 33 引風(fēng)控制系統(tǒng)在火電廠中的應(yīng)用.11 4 設(shè)計(jì)

16、思想設(shè)計(jì)思想 .13 41 控制方案.13 411 送風(fēng)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì).13 412 引風(fēng)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì).13 5控制系統(tǒng)控制系統(tǒng) SAMA 圖及邏輯圖分析圖及邏輯圖分析.15 51 SAMA 圖符號(hào)與邏輯圖功能碼說明.15 52 圖紙分析.15 521 測量回路.15 522 空氣流量指令形成回路.16 523 送風(fēng)機(jī)動(dòng)葉控制回路.16 524 引風(fēng)機(jī)擋板控制回路.17 525 送風(fēng)、引風(fēng)控制系統(tǒng)邏輯圖分析.19 6 結(jié)論結(jié)論 .23 參考文獻(xiàn)參考文獻(xiàn) .24 致謝致謝 .25 附錄附錄 .26 1 引言 11 課題背景課題背景 火力發(fā)電廠在我國電力工業(yè)中占有主要地位，是我國重點(diǎn)能源工業(yè)之一

17、，大 型火力發(fā)電機(jī)組在國內(nèi)外發(fā)展很快，是我國現(xiàn)以 300MW 機(jī)組為骨干機(jī)組，并逐 步發(fā)展 600MW 以上機(jī)組。目前，國外已建成單機(jī)容量 1000MW 以上的單元機(jī)組。 單元發(fā)電機(jī)組是由鍋爐、汽輪發(fā)電機(jī)和輔助設(shè)備組成的龐大的設(shè)備群。由于其工 藝流程復(fù)雜，設(shè)備眾多，管道縱橫交錯(cuò)，有上千個(gè)參數(shù)需要監(jiān)視，操作或控制， 而且電能生產(chǎn)還要求有高度的安全可靠性和經(jīng)濟(jì)性，因此，大型機(jī)組的自動(dòng)化水 平受到特別的重視。鍋爐風(fēng)量就是其中一項(xiàng)需要監(jiān)視的重要參數(shù)。鍋爐風(fēng)量包括 送風(fēng)量和引風(fēng)量。本次設(shè)計(jì)題目是：300MW 火力發(fā)電單元機(jī)組送、引風(fēng)控制系 統(tǒng)。 本次設(shè)計(jì)是以鐵嶺發(fā)電廠為課題背景，提供的原始資料及依據(jù)如下

18、： 型式：亞臨界一次中間再熱自然循環(huán)汽包鍋爐；型號(hào)：HZ-1021/18.2-YMX； 最大連續(xù)蒸發(fā)量：1021t/h；過熱蒸汽壓力：18.2Mpa；汽輪機(jī)型號(hào)：N300- 16.7/537/537；過熱蒸汽溫度：537；再熱蒸汽出口溫度：537。 鐵嶺電廠本期改造工程為#2 機(jī) 300MW 燃煤凝汽式機(jī)組。機(jī)組主機(jī)設(shè)備（鍋 爐、汽機(jī)和發(fā)電機(jī)）為哈爾濱三大主機(jī)廠生產(chǎn)。鍋爐為亞臨界，自然循環(huán)，中間 再熱汽包爐，制粉系統(tǒng)采用 5 臺(tái)正壓直吹式中速磨系統(tǒng)，一次風(fēng)送粉；燃燒為單 爐膛四角切圓燃燒，燃燒器布置有五層煤粉，兩層油。點(diǎn)火方式采用蒸汽霧化二 級(jí)點(diǎn)火（點(diǎn)火器點(diǎn)輕柴油，輕柴油點(diǎn)燃煤粉）汽機(jī)為單軸，

19、雙缸雙排汽，中間再 熱凝汽式。發(fā)電機(jī)為水氫氫冷卻方式。主蒸氣和給水系統(tǒng)為單元制熱力系統(tǒng)。設(shè) 有 250% B-MCR 容量的汽動(dòng)給水泵和 150% B-MCR 容量電動(dòng)調(diào)速給水泵作為啟 動(dòng)備用泵，旁路系統(tǒng)設(shè)有 35% B-MCR 容量的高，低壓串級(jí)旁路?；?zé)岢槠到y(tǒng)由 3 臺(tái)高加，1 臺(tái)除氧器，4 臺(tái)低加組成。 12 選題意義選題意義 鍋爐送風(fēng)量、引風(fēng)量是影響鍋爐生產(chǎn)過程經(jīng)濟(jì)性和安全性的重要參數(shù)。大型 鍋爐一般配有兩臺(tái)軸流式送風(fēng)機(jī)，送風(fēng)量是通過送風(fēng)機(jī)的動(dòng)葉來調(diào)整的。兩臺(tái)離 心式或兩臺(tái)軸流式引風(fēng)機(jī)，引風(fēng)量通過引風(fēng)機(jī)的入口擋板（離心式）或動(dòng)葉（軸 流式）來控制。如果送風(fēng)量比較大，送風(fēng)量與燃料量的比

20、例系數(shù) K（最佳比例值） 隨之增大，爐膛內(nèi)燃燒將不會(huì)充分，達(dá)不到經(jīng)濟(jì)性。如果送風(fēng)量比較小，送風(fēng)動(dòng) 葉開度就會(huì)比較小，臨近送風(fēng)機(jī)的喘振區(qū)，喘振危害性很大，嚴(yán)重時(shí)能造成風(fēng)道 和風(fēng)機(jī)部件的全面損壞，而總風(fēng)量小于 25%時(shí)，就會(huì)觸發(fā) MFT（主燃料跳閘）動(dòng) 作。如果引風(fēng)量比較大，也就是爐膛壓力太低，會(huì)使大量的冷空氣漏入爐膛內(nèi)， 降低了爐膛溫度，增大了引風(fēng)機(jī)負(fù)荷和排煙帶走的熱量損失。如果引風(fēng)量太低， 也就是爐膛壓力高，接近大氣壓力，則爐煙會(huì)往外冒，影響設(shè)備與工作人員的安 全。所以，送風(fēng)量、引風(fēng)量過高或過低都是生產(chǎn)過程所不允許的。 為了保證鍋爐生產(chǎn)過程的安全性、經(jīng)濟(jì)性，送風(fēng)量和引風(fēng)量必須通過自動(dòng)化 手段加

21、以控制。因此，送風(fēng)量和引風(fēng)量的控制任務(wù)是：使送風(fēng)量與燃料量有合適 的比例，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行；使?fàn)t膛壓力控制在設(shè)定值附近，保證安全運(yùn)行2。 2送風(fēng)自動(dòng)控制系統(tǒng) 21 送風(fēng)量控制系統(tǒng)送風(fēng)量控制系統(tǒng) 送風(fēng)量控制系統(tǒng)任務(wù)是使送風(fēng)量與燃料量有合理的比例，實(shí)現(xiàn)安全經(jīng)濟(jì)燃燒。 大型鍋爐一般配有兩臺(tái)軸流式送風(fēng)機(jī)，送風(fēng)量是通過送風(fēng)機(jī)的動(dòng)葉來調(diào)整的?？?風(fēng)量指令由從負(fù)荷控制部分送來的燃燒率指令按照風(fēng)/煤比例關(guān)系確定，由于這個(gè) 關(guān)系的確定不可能很精確，特別是煤種變化時(shí)，這個(gè)關(guān)系也應(yīng)改變，所以一般用 煙氣中的含氧量對總風(fēng)量指令進(jìn)行修正。實(shí)際總風(fēng)量與總風(fēng)量指令的偏差經(jīng) PID 調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)器運(yùn)算后，形成送風(fēng)動(dòng)葉指令。簡單的送風(fēng)

22、量控制系統(tǒng)可直接用總風(fēng)量 指令產(chǎn)生送風(fēng)機(jī)動(dòng)葉指令，但為了有效地克服總風(fēng)兩擾動(dòng)，應(yīng)引入總風(fēng)量測量信 號(hào)。 1總風(fēng)量的測量 實(shí)現(xiàn)送風(fēng)量自動(dòng)控制的一個(gè)關(guān)鍵是送風(fēng)量的準(zhǔn)確測量。現(xiàn)代大型鍋爐一般分 設(shè)一次風(fēng)和二次風(fēng)，有些鍋爐還有三次風(fēng)，因此總風(fēng)量是這三種風(fēng)的流量之和。 常用的風(fēng)量測量裝置有對稱機(jī)翼型和復(fù)式文丘里管。一些簡便的測量裝置， 有裝于風(fēng)機(jī)入口的彎頭測風(fēng)裝置和裝于矩形風(fēng)道內(nèi)的擋風(fēng)板等。 2送風(fēng)量控制系統(tǒng) 送風(fēng)控制系統(tǒng)圖如圖 1 所示。送風(fēng)系統(tǒng)接受鍋爐主控系統(tǒng)來的送風(fēng)指令信號(hào)， 與經(jīng)過氧量修正的信號(hào)進(jìn)行比較，調(diào)節(jié)器對偏差進(jìn)行比例積分運(yùn)算，輸出經(jīng) MI 多輸出接口組件送往甲、乙送風(fēng)控制回路，去調(diào)節(jié)送風(fēng)

23、機(jī)動(dòng)葉的開度。 甲、乙側(cè)送風(fēng)量引入了溫度校正。因?yàn)樵陲L(fēng)量測量中，只有工質(zhì)參數(shù)在設(shè)計(jì) 工況時(shí)才認(rèn)為測量是準(zhǔn)確的。當(dāng)運(yùn)行參數(shù)偏離了設(shè)定值時(shí)，實(shí)際流量 Gs 與流量 測量值 Gc 之間有如下關(guān)系： Gs= T T0 Gc （2-1） 式中T0設(shè)計(jì)風(fēng)溫（絕對溫標(biāo)） ； T實(shí)際溫標(biāo)（絕對溫標(biāo)） 。 系統(tǒng)中按照這個(gè)關(guān)系對風(fēng)量進(jìn)行校正，以提高風(fēng)量測量的準(zhǔn)確性。 此外，本系統(tǒng)中風(fēng)量信號(hào)加氧量修正，以使煙氣氧量處于最佳值。煙氣最佳 含氧量與鍋爐負(fù)荷有關(guān)，圖 2-1 中采用蒸汽流量信號(hào)代表鍋爐負(fù)荷信號(hào)，該信號(hào) 經(jīng)函數(shù)模塊 f(x)后產(chǎn)生最佳含氧量值，實(shí)際含氧量與最佳含氧量的偏差經(jīng)比例積 分運(yùn)算后輸出一個(gè)風(fēng)量修正信

24、號(hào)。 送風(fēng)擋板控制回路的二個(gè) f(x)函數(shù)組件用來校正擋板開度與風(fēng)量之間的非線性 關(guān)系。 送風(fēng)控制系統(tǒng)動(dòng)作過程如下：在平衡狀態(tài)下，協(xié)調(diào)來的送風(fēng)指令與修正后的 風(fēng)量信號(hào)相等，調(diào)節(jié)器的偏差為零，輸出不變，送風(fēng)機(jī)擋板保持在某一位置，煙 氣含氧量為最佳值。當(dāng)控制機(jī)組負(fù)荷時(shí)，鍋爐主控輸出變化，送風(fēng)指令隨之變化。 當(dāng)增加機(jī)組負(fù)荷時(shí)，送風(fēng)指令增加，調(diào)節(jié)器輸入有正偏差，積分作用使送風(fēng) 擋板開大，增加送風(fēng)量直至與送風(fēng)指令相等，調(diào)節(jié)器輸出不變。上述控制過程是 比較快的，可以看作是送風(fēng)粗調(diào)，燃料與風(fēng)量的變化肯定會(huì)影響到煙氣的含氧量， 但其延遲是較長的。在送風(fēng)內(nèi)回路控制過程結(jié)束后，煙氣含氧量也開始變化。當(dāng) 煙氣含氧量

25、大于最佳值時(shí)，說明送風(fēng)量過大，此時(shí)調(diào)節(jié)器輸出增加，即送風(fēng)修正 系數(shù)增大，總風(fēng)量信號(hào)增大，使調(diào)節(jié)器輸入偏差為負(fù)，去關(guān)小送風(fēng)機(jī)擋板開度以 減少送風(fēng)量。同理，當(dāng)含氧量小于最佳值時(shí)，控制系統(tǒng)動(dòng)作去開大送風(fēng)機(jī)擋板以 增加送風(fēng)量。 T V V T T + AA TT f(t) K CD E Pt G T T A I K f(x) TR I A ITAI ITAIITAI XX f(x) f(x) + K TRACK X - 11 K ITAI TR K 3 2 30% O % D D T T + T EFG T PtPt 2 送風(fēng)擋板 送風(fēng)擋板 圖 2-1 送、引風(fēng)控制系統(tǒng) 22 風(fēng)機(jī)的喘振風(fēng)機(jī)的喘振 概

26、述 鐵嶺發(fā)電廠一期工程兩臺(tái) 300MW 機(jī)組的送風(fēng)控制采用兩臺(tái)動(dòng)葉可調(diào)軸流式 風(fēng)機(jī)，這類風(fēng)機(jī)具有容量大、啟動(dòng)力矩小、耗電少和體積?。ㄅc離心式風(fēng)機(jī)比較） 等特點(diǎn)。因此，目前國內(nèi)許多大型火電廠采用軸流式風(fēng)機(jī)作為送風(fēng)機(jī)、一次風(fēng)機(jī)、 和引風(fēng)機(jī)的數(shù)目日趨增多。但以往的送風(fēng)控制系統(tǒng)中，風(fēng)機(jī)的保護(hù)大多是用限制 風(fēng)機(jī)的馬達(dá)電流實(shí)現(xiàn)，這種系統(tǒng)往往設(shè)計(jì)成一旦風(fēng)機(jī)馬達(dá)過電流時(shí)，則保護(hù)動(dòng)作， 風(fēng)機(jī)將由自動(dòng)控制狀態(tài)切到手動(dòng)狀態(tài)運(yùn)行。如果操作人員手調(diào)不及時(shí)，風(fēng)機(jī)則容 易越過臨界點(diǎn)進(jìn)入不穩(wěn)定工作區(qū)。如果風(fēng)機(jī)長期在不穩(wěn)定區(qū)段運(yùn)行就會(huì)造成風(fēng)量 脈動(dòng)等不正?，F(xiàn)象。嚴(yán)重時(shí)脈動(dòng)加劇，風(fēng)量 Q 與風(fēng)壓大幅度波動(dòng)，噪音增大，甚 至風(fēng)道和

27、管道也會(huì)發(fā)生激烈的振動(dòng)，這就是風(fēng)機(jī)的“喘振” 。喘振危害性很大， 嚴(yán)重時(shí)能造成風(fēng)道和風(fēng)機(jī)部件全面損壞。為防止“喘振”的發(fā)生，鐵嶺電廠 4 號(hào) 機(jī)組采用 INFI90 實(shí)現(xiàn)的送風(fēng)控制系統(tǒng)專門設(shè)計(jì)了風(fēng)機(jī)防喘振調(diào)節(jié)回路，不但能 防止風(fēng)機(jī)進(jìn)入不穩(wěn)定工況區(qū)，而且一旦風(fēng)機(jī)的工作點(diǎn)接近下圖中所示的臨界點(diǎn) K 時(shí)，送風(fēng)機(jī)控制將選折風(fēng)機(jī)的放喘振調(diào)節(jié)器的輸出來進(jìn)行調(diào)節(jié)，不必將系統(tǒng)切至 手動(dòng)狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)了風(fēng)機(jī)的安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。 圖 2-2 風(fēng)機(jī)工作區(qū) 23 送風(fēng)自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)分析送風(fēng)自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)分析 送風(fēng)自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)是協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)中的一個(gè)子系統(tǒng)，它主要通過調(diào)節(jié) 2 臺(tái)送 風(fēng)機(jī)入口靜葉角度來滿足鍋爐燃燒所需要的空氣量。該系

28、統(tǒng)具有如下特點(diǎn)： a 為一常規(guī)的具有氧量校正回路的串級(jí)調(diào)節(jié)系統(tǒng)，被調(diào)量是一二次風(fēng)量總和，設(shè) 定值的形成由燃料主控指令經(jīng)過函數(shù)變換給出，并設(shè)計(jì)有最低限制（30%鍋爐總 風(fēng)量） ，與其它電廠設(shè)計(jì)不同的是該系統(tǒng)還設(shè)計(jì)有最小二次風(fēng)量調(diào)節(jié)限制回路， 氧量校正回路的作用是保護(hù)鍋爐燃燒最佳空氣過剩系數(shù)，確保鍋爐經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。氧 量設(shè)定值為鍋爐負(fù)荷的函數(shù)，函數(shù)曲線見下圖3： 圖 2-3 氧量設(shè)定與風(fēng)量校正 B 大部分電廠設(shè)計(jì)的風(fēng)/煤比系數(shù)為固定常數(shù)，該機(jī)組設(shè)計(jì)為由運(yùn)行人員手動(dòng)設(shè) 定風(fēng)/煤比系數(shù)，其獨(dú)到之處是該設(shè)計(jì)方案在于避免了因風(fēng)/煤比系數(shù)計(jì)算不精確 而導(dǎo)致的氧量調(diào)節(jié)器輸出飽和現(xiàn)象。 C2 臺(tái)風(fēng)機(jī)電流可手動(dòng)平衡。

29、由于 2 臺(tái)風(fēng)機(jī)及其入口擋板特性不同，即使在相同 指令下，2 臺(tái)風(fēng)機(jī)也會(huì)因各自的出力不同而導(dǎo)致風(fēng)機(jī)電流的不平衡，因此，該系 統(tǒng)設(shè)計(jì)有 2 臺(tái)風(fēng)機(jī)入口靜葉指令偏置回路，在動(dòng)態(tài)過程中可由運(yùn)行人員進(jìn)行手動(dòng) 操作，平衡風(fēng)力出口，且對熱力系統(tǒng)無擾。 D 設(shè)計(jì)有實(shí)際總?cè)剂狭繉?yīng)的最小風(fēng)量限制回路，在燃燒控制系統(tǒng)中還設(shè)計(jì)有 實(shí)際總風(fēng)量對應(yīng)的最大燃料量限制回路，實(shí)現(xiàn)了燃料量與風(fēng)量的交叉限制，完成 了熱力系統(tǒng)“加煤先加風(fēng)，減煤先減風(fēng)”的要求。 E鍋爐總風(fēng)量由單臺(tái)風(fēng)機(jī)或 2 臺(tái)風(fēng)機(jī)進(jìn)行調(diào)節(jié)時(shí)，系統(tǒng)增益是不同的，因此設(shè) 計(jì)了增益自調(diào)整回路，單臺(tái)風(fēng)機(jī)投入自動(dòng)時(shí)其增益是雙臺(tái)投入時(shí)的 2 倍，增益自 調(diào)整過程為平滑過渡過

30、程，避免由于增益變化對系統(tǒng)所產(chǎn)生的擾動(dòng)。 F可實(shí)現(xiàn)從風(fēng)機(jī)啟動(dòng)到鍋爐帶負(fù)荷的全過程自動(dòng)控制，當(dāng)風(fēng)機(jī)啟動(dòng)后即投入自 動(dòng)運(yùn)行方式，維持最小風(fēng)量運(yùn)行，當(dāng)風(fēng)量的設(shè)定值超過 30%MCR 時(shí)自動(dòng)進(jìn)入風(fēng)/ 煤比自動(dòng)控制回路，直至鍋爐滿負(fù)荷運(yùn)行。 G為確保爐膛的安全，設(shè)計(jì)有爐膛壓力高低限制回路。 該系統(tǒng)設(shè)計(jì)缺點(diǎn)是當(dāng)?shù)谝慌_(tái)風(fēng)機(jī)已投入自動(dòng)方式，在第二臺(tái)風(fēng)機(jī)需要投入自 動(dòng)時(shí)，需要手動(dòng)校正 2 臺(tái)風(fēng)機(jī)的指令偏置，否則將存在擾動(dòng)平衡過程，尤其對爐 膛壓力調(diào)節(jié)系統(tǒng)影響較大，因未得到有關(guān)方面的許可，在調(diào)試過程中未對此過程 進(jìn)行改進(jìn)，只在爐膛壓力調(diào)節(jié)系統(tǒng)中通過改變動(dòng)態(tài)參數(shù)，加強(qiáng)爐膛壓力調(diào)節(jié)系統(tǒng) 的擾動(dòng)能力。 24 送風(fēng)調(diào)節(jié)系

31、統(tǒng)的自動(dòng)投運(yùn)送風(fēng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)的自動(dòng)投運(yùn) 1概述 送風(fēng)自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)是火電廠熱工自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)的一個(gè)重要組成部分,對保證鍋 爐的安全、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行起著非常重要的作用。 送風(fēng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)中存在的問題比較多，如風(fēng)量、氧量信號(hào)不易測準(zhǔn)。它與鍋爐 燃燒工況關(guān)系密切，容易引起鍋爐滅火、放炮等事故，長期以來，送風(fēng)自動(dòng)調(diào)節(jié) 普遍投運(yùn)不好。 2送風(fēng)自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)存在的問題 鐵嶺電廠（2300MW 機(jī)組）送風(fēng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)作為協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)（CCS）的一個(gè) 子系統(tǒng)，#4 號(hào)機(jī)組采用北京貝利公司的 INFI-90 控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)。INFI-90 分散控 制系統(tǒng)的功能碼種類多、組態(tài)靈活，能實(shí)現(xiàn)比較復(fù)雜的控制方案，為送風(fēng)調(diào)節(jié)系 統(tǒng)的自動(dòng)投運(yùn)提供了

32、有利條件。該廠#4 號(hào)機(jī)組送風(fēng)調(diào)節(jié)存在的主要問題有： A風(fēng)量測量不準(zhǔn)。風(fēng)量信號(hào)包括爐膛二次風(fēng)量、磨煤機(jī)熱二次風(fēng)量、一次 風(fēng)量。爐膛二次風(fēng)量和一次風(fēng)量的差壓變送器設(shè)計(jì)量程偏小，長期超量程，導(dǎo)致 風(fēng)量測量不準(zhǔn)； B機(jī)組負(fù)荷低，長期在低負(fù)荷下運(yùn)行，送風(fēng)機(jī)動(dòng)葉開度比較小，臨近送風(fēng) 機(jī)的喘振區(qū)，給送風(fēng)自動(dòng)調(diào)節(jié)帶來不利； C調(diào)節(jié)系統(tǒng)中許多參數(shù)設(shè)置不合適，需根據(jù)實(shí)際情況重新設(shè)置。 3、送風(fēng)調(diào)節(jié)原理簡介5 送風(fēng)自動(dòng)調(diào)節(jié)的方案較多，如帶氧量校正的送風(fēng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)，直接用氧量控制 的送風(fēng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)等?；痣姀S最常用的是帶氧量校正的送風(fēng)調(diào)節(jié)自動(dòng)系統(tǒng)，其控制 原理如下圖所示。 圖 2-4 送風(fēng)調(diào)節(jié)原理 風(fēng)量指令信號(hào)由鍋爐熱量

33、信號(hào)與燃料量指令選大值，以保證風(fēng)量始終不小于 燃料量；另外，最小風(fēng)量設(shè)定值（一般為 30%）也送入大值選折器，以保證最低 風(fēng)量，防止鍋爐滅火。煙氣氧量的測量值與設(shè)定值的偏差，經(jīng)比例積分調(diào)節(jié)器運(yùn) 算后送至校正乘法器進(jìn)行煙氣氧量的校正，輸出作為最終的風(fēng)量指令信號(hào) （AFD） ?？傦L(fēng)量實(shí)測值（AF）包括爐膛二次風(fēng)量、磨煤機(jī)熱二次風(fēng)量、一次風(fēng) 量。 總風(fēng)量信號(hào)與總風(fēng)量指令信號(hào)進(jìn)行比較后送入比較積分調(diào)節(jié)器，其輸出通過 2 個(gè)“M/A”操作站去控制 2 臺(tái)送風(fēng)機(jī)的出力。 送風(fēng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)中采用氧量校正控制回路，是為了保證風(fēng)煤之間的合理配比， 時(shí)鍋爐經(jīng)濟(jì)燃燒。 4、調(diào)節(jié)系統(tǒng)投運(yùn)前的準(zhǔn)備6 為了保證送風(fēng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)的

34、安全投運(yùn)，避免鍋爐熄火、放炮等事故，試投運(yùn)前 作了大量的工作。 首先檢查風(fēng)量、氧量信號(hào)的正確性。 A、兩側(cè) A、B 空預(yù)器前的 2 個(gè)氧量測量信號(hào)經(jīng)過邏輯回路選取適當(dāng)?shù)闹底?為氧量測量信號(hào)，信號(hào)邏輯回路的處理原則是：當(dāng) A、B 2 路信號(hào)均好時(shí)，自動(dòng) 選兩者的平均值，也可手動(dòng)選兩者之一作為有效信號(hào)；當(dāng) 2 路信號(hào)均壞質(zhì)量時(shí)， 氧量校正控制回路不能投自動(dòng)。經(jīng)檢查，2 路氧量測量信號(hào)及信號(hào)邏輯選折回路 正確。 B 量測量信號(hào)包括左右爐膛二次風(fēng)量、左右磨煤機(jī)熱二次風(fēng)量、左右一次流 量信號(hào)，經(jīng)檢查，爐膛二次風(fēng)量、一次風(fēng)量的設(shè)計(jì)量程偏小，根據(jù)實(shí)際情況擴(kuò)大 爐膛二次風(fēng)量、一次風(fēng)量的量程。 3系統(tǒng)投運(yùn) 所有

35、準(zhǔn)備工作做好后，在機(jī)組帶 240MW 負(fù)荷以上時(shí)試投送風(fēng)自動(dòng)。首先氧 量校正回路在手動(dòng)（即不投氧量校正） ，投風(fēng)量自動(dòng)，風(fēng)量自動(dòng)調(diào)節(jié)投運(yùn)較好后 再投氧量自動(dòng)1。 25 送風(fēng)控制系統(tǒng)在火電廠中的應(yīng)用送風(fēng)控制系統(tǒng)在火電廠中的應(yīng)用 使燃料在爐膛中充分燃燒是送風(fēng)量控制的主要任務(wù)，如圖 8 所示。送風(fēng)量控 制系統(tǒng)為串級(jí)控制系統(tǒng)，主回路為氧量校正回路，用來修正燃料量與風(fēng)量的比例 系數(shù)，副回路為風(fēng)量控制回路，是以母管壓力調(diào)節(jié)回路輸出或燃料量作為設(shè)定值， 以送風(fēng)量經(jīng)氧量修正后作為測量值。為了保證鍋爐燃燒的安全性，在機(jī)組增減負(fù) 荷時(shí)，保證有充足的送風(fēng)量和一定的過量空氣。在增加負(fù)荷時(shí)，鍋爐負(fù)荷指令同 時(shí)加到燃料控

36、制系統(tǒng)和送風(fēng)量控制系統(tǒng)。由于高選折器的作用，送風(fēng)量隨著鍋爐 負(fù)荷指令的增加而增加，而燃料量受到實(shí)際測量的風(fēng)量經(jīng)補(bǔ)償及修正后的總風(fēng)量 的閉鎖（低選折器） ，實(shí)際燃料量不會(huì)馬上增加，這樣就達(dá)到了增加負(fù)荷時(shí)先增 風(fēng)后增燃料量的目的。而在減負(fù)荷時(shí)，只有燃料量減少，送風(fēng)量控制系統(tǒng)才開始 動(dòng)作。但當(dāng)鍋爐負(fù)荷較低時(shí)，為了保證鍋爐能夠安全燃燒，風(fēng)量應(yīng)維持在 30%以 上7。 在實(shí)際的應(yīng)用過程中，為了保證燃料在爐膛中充分燃燒，送風(fēng)量控制系統(tǒng)主 要從以下幾個(gè)方面來完善4。 a) 采用兩臺(tái)送風(fēng)量測量裝置（左、右） ，流量變送器的輸出一般要經(jīng)補(bǔ)償及 開方后送加法器相加，然后作為總風(fēng)量，這樣可以保證風(fēng)量測量的準(zhǔn)確性。

37、b) 送風(fēng)量控制系統(tǒng)設(shè)有保護(hù)系統(tǒng)，當(dāng)爐膛壓力高于一定值時(shí)，送風(fēng)量控制系 統(tǒng)閉鎖，防止送風(fēng)量繼續(xù)增加；當(dāng)爐膛壓力低于一定值時(shí)，送風(fēng)量控制系統(tǒng)閉鎖， 避免爐膛壓力繼續(xù)降低；而當(dāng)總風(fēng)量小于 25%時(shí)，就觸發(fā) MFT（主燃料跳閘）動(dòng) 作。 c) 為了保證燃燒的安全和經(jīng)濟(jì)，采用氧量控制系統(tǒng)控制一定的過量空氣， 通過控制煙氣含氧量就可達(dá)到控制過量空氣系數(shù)的目的。氧量的校正系統(tǒng)采用單 回路 PID 調(diào)節(jié)，其目的是保證氧量的測量值與設(shè)定值保持一致。鍋爐燃燒系統(tǒng)的 需氧量的設(shè)定值應(yīng)與鍋爐的負(fù)荷成一定的函數(shù)關(guān)系，采用主蒸汽流量作為鍋爐負(fù) 荷。選用適當(dāng)?shù)暮瘮?shù)轉(zhuǎn)換可以保持氧量設(shè)定值與鍋爐負(fù)荷的最佳關(guān)系，而在計(jì)算 機(jī)控

38、制系統(tǒng)中采用函數(shù)發(fā)生器實(shí)現(xiàn)上述關(guān)系。燃料控制系統(tǒng)中燃料量和送風(fēng)量控 制系統(tǒng)在升降負(fù)荷過程中，同步協(xié)調(diào)動(dòng)作。氧量回路在回路中起著細(xì)調(diào)的作用。 因此，氧量校正應(yīng)該定得比較慢，以保證鍋爐的經(jīng)濟(jì)燃燒10。 3引風(fēng)自動(dòng)控制系統(tǒng) 31 引風(fēng)量控制系統(tǒng)引風(fēng)量控制系統(tǒng) 燃燒控制系統(tǒng)在根據(jù)燃燒率指令控制燃料量和送風(fēng)量的同時(shí)，必須相應(yīng)地控 制引風(fēng)量，以維持爐膛壓力在設(shè)定值附近，保證安全運(yùn)行。正常運(yùn)行時(shí)，爐膛壓 力設(shè)定值為-50-100Pa，具體數(shù)值與爐膛壓力的測量位置有關(guān)。因?yàn)樗惋L(fēng)量是爐 膛壓力最重要的擾動(dòng)因素，所以一般取送風(fēng)機(jī)動(dòng)葉的控制指令（或送風(fēng)機(jī)動(dòng)葉的 實(shí)際位置） ，作為引風(fēng)量控制的前饋信號(hào)。當(dāng)送風(fēng)量（或控

39、制指令）變化時(shí)比例 改變引風(fēng)量（指令） ，再根據(jù)爐膛壓力與設(shè)定值的偏差，由爐膛壓力調(diào)節(jié)進(jìn)行校 正調(diào)節(jié)。 引風(fēng)量控制系統(tǒng)如圖 2-1 所示。 系統(tǒng)輸入信號(hào)為爐膛壓力信號(hào)，選三個(gè)爐膛壓力測量值信號(hào)中的一個(gè)中間值作為 調(diào)節(jié)器輸入信號(hào)，與給定值進(jìn)行比較，對偏差進(jìn)行比例積分運(yùn)算后，輸出經(jīng) MI 多輸出接口組件送至各引風(fēng)機(jī)控制回路去調(diào)節(jié)引風(fēng)機(jī)擋板的開度。由于爐膛壓力 測量波動(dòng)較大，為防止執(zhí)行器不必要的頻繁動(dòng)作，在調(diào)節(jié)器中加入非線性環(huán)節(jié)， 起阻尼濾波作用。調(diào)節(jié)器的前饋信號(hào)來自送風(fēng)控制系統(tǒng)調(diào)節(jié)器輸出的動(dòng)態(tài)聯(lián)系信 號(hào)，以保證負(fù)荷變化時(shí)，引風(fēng)控制與送風(fēng)協(xié)調(diào)動(dòng)作。 引風(fēng)控制系統(tǒng)動(dòng)作過程如下：當(dāng)負(fù)荷變化時(shí)，鍋爐主控發(fā)

40、出改變送風(fēng)量的指 令，送風(fēng)調(diào)節(jié)器根據(jù)偏差運(yùn)算，輸出改變送風(fēng)機(jī)擋板的信號(hào)。同時(shí)，此信號(hào)通過 動(dòng)態(tài)聯(lián)系組 f(t)把信號(hào)送至引風(fēng)調(diào)節(jié)器，引風(fēng)調(diào)節(jié)器輸出一個(gè)大小與方向與送風(fēng) 調(diào)節(jié)信號(hào)相同的調(diào)節(jié)信號(hào)，改變引風(fēng)機(jī)擋板開度。當(dāng)送風(fēng)機(jī)擋板開度與引風(fēng)機(jī)擋 板的相應(yīng)開度不能完全保證爐膛壓力在給定值時(shí)，或其它擾動(dòng)引起爐膛壓力變化 時(shí)，則由調(diào)節(jié)器偏差信號(hào)進(jìn)行校正。靜態(tài)時(shí)，動(dòng)態(tài)聯(lián)系組 f(t)沒有輸出，故爐膛 壓力保持為給定值15。 32 引風(fēng)自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)分析引風(fēng)自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)分析 引風(fēng)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)是為了實(shí)現(xiàn)對爐膛壓力控制，使其維持在額定負(fù)壓工況 下，爐膛壓力的控制是通過對引風(fēng)機(jī)入口靜葉進(jìn)行調(diào)節(jié)來完成，該系統(tǒng)具有如下

41、 特點(diǎn)： A 系統(tǒng)并非簡單的串級(jí)調(diào)節(jié)系統(tǒng)，而是由 3 個(gè) PI 調(diào)節(jié)器共同完成爐膛壓力 的調(diào)節(jié)，設(shè)定值為一固定參數(shù)，其缺點(diǎn)是手/自動(dòng)切換有擾動(dòng)，因此，在動(dòng)態(tài)投自 動(dòng)時(shí)需手動(dòng)將實(shí)際爐膛負(fù)壓調(diào)至或接近設(shè)定值再投入自動(dòng)，否則引起擾動(dòng)較大。 當(dāng)然，一般運(yùn)行方式一旦風(fēng)機(jī)啟動(dòng)時(shí)將自動(dòng)將爐膛壓力系統(tǒng)投入自動(dòng)狀態(tài)，在啟 動(dòng)過程中存在一些擾動(dòng)是允許的。2 個(gè)輔助調(diào)節(jié)器主要實(shí)現(xiàn)對爐膛壓力的高低限 制，它不同于其它電廠所采用的跟蹤限制，而采用調(diào)節(jié)限制，其優(yōu)點(diǎn)是能夠快速 消除動(dòng)態(tài)超差，確保系統(tǒng)的安全性和穩(wěn)定性。當(dāng)系統(tǒng)運(yùn)行在允許工況下，2 個(gè)副 調(diào)節(jié)器則處于跟蹤狀態(tài)，穩(wěn)定偏差的消除靠主調(diào)節(jié)器來完成。 B 送風(fēng)前饋的引入

42、使得當(dāng)進(jìn)行燃燒調(diào)整時(shí)，能夠提前作用爐膛壓力調(diào)節(jié)系統(tǒng)， 確保系統(tǒng)的快速性和穩(wěn)定性。 C 增益自調(diào)節(jié)回路的設(shè)計(jì)及電流平衡作用的實(shí)現(xiàn)相同于送風(fēng)系統(tǒng)。 D 該系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)從風(fēng)機(jī)啟動(dòng)至鍋爐帶滿負(fù)荷全程自動(dòng)調(diào)節(jié)以及當(dāng)發(fā)生 MFT 時(shí) 快速降低引風(fēng)出力的功能。 E 該系統(tǒng)設(shè)計(jì)的缺點(diǎn)是當(dāng) 1 臺(tái)引風(fēng)機(jī)已投入自動(dòng)時(shí)，再投入第二臺(tái)時(shí)，系統(tǒng) 存在一個(gè)平衡過程，這就是本臺(tái)機(jī)組在多次執(zhí)行機(jī)構(gòu)系統(tǒng)設(shè)計(jì)存在的共同缺陷， 雖然，其平衡過程為一平滑過渡，但對系統(tǒng)本身仍是一個(gè)擾動(dòng)源。該項(xiàng)目可作為 移交生產(chǎn)后的技該項(xiàng)目14。 33 引風(fēng)控制系統(tǒng)在火電廠中的應(yīng)用引風(fēng)控制系統(tǒng)在火電廠中的應(yīng)用 在電廠中引風(fēng)控制系統(tǒng)實(shí)質(zhì)上就是爐膛壓力控制系

43、統(tǒng)。 鍋爐的爐膛壓力通過控制 2 臺(tái)引風(fēng)機(jī)來保持，鍋爐的負(fù)壓一般控制在-20Pa 左右。 原理如圖 3-1 所示，PC3 為壓力控制器。 圖 3-1 爐膛壓力控制系統(tǒng) 為了提高爐膛壓力控制系統(tǒng)的可靠性和提高調(diào)節(jié)品質(zhì)，爐膛壓力調(diào)節(jié)通常采 用如下方法。 a 爐膛壓力測量采用 3 臺(tái)變送器，3 臺(tái)變送器經(jīng)過控制算法后所選的值作為 測量值，對這些變送器設(shè)有監(jiān)控邏輯。當(dāng) 3 臺(tái)變送器全部正常時(shí)，選偏差不大的 2 臺(tái)變送器的平均值作為測量值；當(dāng)其中任一臺(tái)變送器有品質(zhì)報(bào)警，而其他 2 臺(tái) 無品質(zhì)報(bào)警的變送器控制偏差大，此時(shí)切手動(dòng)；當(dāng) 3 臺(tái)變送器全部有品質(zhì)報(bào)警時(shí)， 切手動(dòng)；當(dāng) 3 臺(tái)變送器之間全部有控制偏差

44、報(bào)警時(shí)，切手動(dòng)。這樣就可以保證爐 膛壓力測量信號(hào)的準(zhǔn)確性。 b 當(dāng)爐膛負(fù)壓過低（-500Pa）時(shí)，控制系統(tǒng)將閉鎖引風(fēng)機(jī)風(fēng)量增加；當(dāng)爐膛 負(fù)壓過高（500Pa）時(shí)，該控制系統(tǒng)將閉鎖引風(fēng)機(jī)風(fēng)量減小，以保證爐膛壓力在 要求的范圍內(nèi)。 c 在計(jì)算機(jī)中對爐膛負(fù)壓的測量值進(jìn)行濾波（時(shí)間一般為 2 s 左右） ，以保證 執(zhí)行機(jī)構(gòu)不頻繁動(dòng)作。 d 爐膛壓力控制器一般設(shè)有一個(gè)死區(qū)，當(dāng)爐膛壓力的設(shè)定值和測量值的偏差 不超過死區(qū)范圍時(shí)，控制器的輸出不變，執(zhí)行機(jī)構(gòu)不動(dòng)作，這就有效地消除了因 爐膛壓力經(jīng)常波動(dòng)而使執(zhí)行機(jī)構(gòu)頻繁動(dòng)作，提高了整個(gè)系統(tǒng)的穩(wěn)定性和執(zhí)行機(jī)構(gòu) 的使用壽命。 e 為了保證爐膛壓力控制的正確性，當(dāng)控制偏

45、差超過一定數(shù)值時(shí)自動(dòng)切手動(dòng)， 并有報(bào)警提示。 f 爐膛壓力控制系統(tǒng)還設(shè)有防內(nèi)爆功能。當(dāng)鍋爐由于汽包液位低、爐膛壓力 低等保護(hù)動(dòng)作而發(fā)生鍋爐主燃料跳閘（MFT 動(dòng)作）時(shí)，由于鍋爐突然滅火引起鍋 爐爐膛壓力大幅度下降，如果控制燃料的執(zhí)行機(jī)構(gòu)不及時(shí)動(dòng)作，就有可能引起鍋 爐爐膛內(nèi)爆。為了避免這種情況的發(fā)生，用 MFT 動(dòng)作信號(hào)引發(fā)一組邏輯動(dòng)作， 直接前饋到該控制系統(tǒng)中去（如圖 3-1 所示） 。在 MFT 動(dòng)作后，2 臺(tái)引風(fēng)機(jī)執(zhí)行 機(jī)構(gòu)先向關(guān)的方向動(dòng)作，直到開度達(dá)到原來設(shè)定的某一位置，保持一段時(shí)間后， 使 2 臺(tái)引風(fēng)機(jī)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)再向開的方向動(dòng)作，直到開度達(dá)到 MFT 時(shí)的位置，這 樣就實(shí)現(xiàn)了引風(fēng)機(jī)的一

46、組防內(nèi)爆功能，從而保證了鍋爐的安全12。 4 設(shè)計(jì)思想 41 控制方案控制方案 411 送風(fēng)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)送風(fēng)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 送風(fēng)控制系統(tǒng)的任務(wù)是使鍋爐的送風(fēng)量與引風(fēng)量相協(xié)調(diào)，以達(dá)到鍋爐最高 的熱效率，保證機(jī)組的經(jīng)濟(jì)性，但由于鍋爐的熱效率不可直接測量，故設(shè)計(jì)一些 間接的方法來達(dá)到目的?？刹捎孟旅鎺追N設(shè)計(jì)方案。 1.單閉環(huán)比值送風(fēng)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 送風(fēng)調(diào)節(jié)的任務(wù)在于保證燃燒的經(jīng)濟(jì)性，具體的說，就是要保證燃燒過程中 有合適的燃料與風(fēng)量的比例，送風(fēng)調(diào)節(jié)對象近似于比例環(huán)節(jié)。因此可采用保持燃 料量與送風(fēng)量成比例的送風(fēng)控制系統(tǒng)。燃料量信號(hào)以前饋形式引入送風(fēng)控制系統(tǒng) 作為送風(fēng)調(diào)節(jié)器的給定值，送風(fēng)量信號(hào)作為反饋

47、信號(hào)引入送風(fēng)調(diào)節(jié)器，構(gòu)成一個(gè) 單閉環(huán)比值控制系統(tǒng)?？梢詫?shí)現(xiàn)送風(fēng)量快速跟蹤燃料量的變化。根據(jù)負(fù)荷、燃料 品種的變化去修正最佳風(fēng)煤比例系數(shù)，本設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)簡單，整定投運(yùn)方便11。 2.串級(jí)比值送風(fēng)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 本設(shè)計(jì)采用燃燒經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)的校正調(diào)節(jié)器來修正送風(fēng)量，使送風(fēng)量與燃料量 之間的比值達(dá)到最佳，采用氧量校正的送風(fēng)控制系統(tǒng)。設(shè)計(jì)中采用以燃燒經(jīng)濟(jì)性 指標(biāo)（煙氣含氧量）為被調(diào)量的單回路控制系統(tǒng)。采用氧化鋯儀器測量鍋爐排煙 中的含氧量，氧量信號(hào)反應(yīng)迅速可靠。根據(jù)氧化鋯的測氧性能，可以用氧量信號(hào) 作為送風(fēng)控制信號(hào)，送風(fēng)調(diào)節(jié)器僅接受氧量信號(hào)并與定值信號(hào)平衡，定值信號(hào)可 將氧量定在最佳值。該系統(tǒng)省去了風(fēng)量信號(hào)，

48、無須風(fēng)量測量裝置，節(jié)約了設(shè)備， 解決了風(fēng)量信號(hào)難于測準(zhǔn)的問題，同時(shí)也解決了爐膛漏風(fēng)的問題。當(dāng)然我們還可 以采用氧量作為校正信號(hào)的串級(jí)控制系統(tǒng)。主調(diào)節(jié)器（氧量校正調(diào)節(jié)器）接受氧 量和氧量定值信號(hào)。副調(diào)節(jié)器接受燃料信號(hào)，反饋信號(hào)及氧量校正調(diào)節(jié)器的輸出， 副回路保證風(fēng)煤的基本比例，起出調(diào)作用，主回路用來進(jìn)行氧量校正，起細(xì)調(diào)作 用。 3. 前饋+反饋的送風(fēng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 煙氣中的最佳含氧量的數(shù)值隨鍋爐的負(fù)荷改變而改變，一般在負(fù)荷增加時(shí)最 佳含氧量的值減小，為了使氧量給定值隨負(fù)荷的改變而改變，可以采用前饋+反 饋的送風(fēng)控制系統(tǒng)，負(fù)荷指令作為前饋信號(hào)能夠克服送風(fēng)調(diào)節(jié)通道中存在的遲延 和慣性，改善動(dòng)態(tài)過程中的

49、燃風(fēng)配合8。 412 引風(fēng)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)引風(fēng)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 引風(fēng)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)是為了實(shí)現(xiàn)對爐膛壓力的控制，如果爐膛壓力接近于大氣壓 力，則爐煙往外冒出，嚴(yán)重時(shí)甚至引起爐膛爆炸，影響設(shè)備與工作人員的安全， 反之，如果爐膛壓力過低，又會(huì)使大量的冷空氣漏入爐膛內(nèi)，降低爐膛溫度增大 引風(fēng)機(jī)負(fù)荷和排煙帶走的熱量損失。引風(fēng)控制系統(tǒng)就是使?fàn)t膛壓力維持在額定的 壓力工況下?？刂茽t膛負(fù)壓的手段是調(diào)節(jié)引風(fēng)機(jī)的引風(fēng)量，其主要的外部干擾是 送風(fēng)量。由于引風(fēng)調(diào)節(jié)對象的動(dòng)態(tài)響應(yīng)快，測量也容易，所以引風(fēng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 成只需采取以爐膛負(fù)壓作為被調(diào)量的單回路控制系統(tǒng)，由于送風(fēng)量的變化是引起 負(fù)壓變化的主要原因，為了使引風(fēng)量快速

50、的跟蹤送風(fēng)量，以保持二者的比例，可 將送風(fēng)量作為前饋信號(hào)引入引風(fēng)調(diào)節(jié)器而使引風(fēng)量跟著改變。是一個(gè)快速補(bǔ)償系 統(tǒng)。這樣當(dāng)送風(fēng)控制系統(tǒng)動(dòng)作時(shí)，引風(fēng)控制系統(tǒng)跟著立即動(dòng)作，而不是等爐膛負(fù) 壓偏離給定值后在動(dòng)作，從而能使?fàn)t膛負(fù)壓基本不變。有利于提高引風(fēng)控制系統(tǒng) 的穩(wěn)定性和減小爐膛負(fù)壓的動(dòng)態(tài)偏差，改善系統(tǒng)的調(diào)節(jié)性能。另外，由于調(diào)節(jié)對 象相當(dāng)于一個(gè)比例環(huán)節(jié)，被調(diào)量反應(yīng)過于靈敏，為了防止小幅度引起引風(fēng)機(jī)擋板 的頻繁動(dòng)作，可以設(shè)置調(diào)節(jié)器是比例帶自動(dòng)修復(fù)環(huán)節(jié)，使得在小偏差時(shí)增大調(diào)節(jié) 器的比例帶。對于負(fù)壓的測量信號(hào)，也需要通過低通濾波，以抑制測量值的劇烈 波動(dòng)9。 5控制系統(tǒng) SAMA 圖及邏輯圖分析 51 SAM

51、A 圖符號(hào)與邏輯圖功能碼說明圖符號(hào)與邏輯圖功能碼說明 目前熱控系統(tǒng)按功能給出的功能圖，其控制框圖的畫法一般都采用國際標(biāo)準(zhǔn) 畫法，即 SAMA 圖例。這種圖例的特點(diǎn)是流程比較清楚，特別是對復(fù)雜回路畫起 來都比較容易。SAMA 圖的輸入輸出關(guān)系及流程方向與控制組態(tài)方式比較接近，各 控制算法有比較明確的標(biāo)志。 常用的 SAMA 圖例有四種，分別表示的含義如下： （1）是圖形框，表示測量或信號(hào)讀出功能； （2）是矩形框，表示自動(dòng)信號(hào)處理，一般表示機(jī)架上所安裝的組件的功能； （3）是正菱形，表示手信處理，一般表示儀表盤上所安裝的儀表的功能； （4）是等腰梯形框，表示最終控制裝置，如執(zhí)行機(jī)構(gòu)等。 邏輯圖中

52、常用的功能碼有三種，分別表示的含義如下： （1）邏輯或，表示當(dāng)輸入的任一條滿足，輸出為 1，即執(zhí)行輸出； （2）邏輯與，表示當(dāng)輸入的所有條件都滿足，輸出為 1，即執(zhí)行輸出； （3）邏輯非，表示輸出所執(zhí)行的指令與輸入的條件相反16。 52 圖紙分析圖紙分析 521 測量回路測量回路 總風(fēng)量（TOTAL AIR FLOW）的測量由送風(fēng)機(jī) A 二次風(fēng)流量測量經(jīng)流量轉(zhuǎn) 換器所得信號(hào)和送風(fēng)機(jī) B 二次風(fēng)流量測量經(jīng)流量轉(zhuǎn)換器所得信號(hào)與五臺(tái)磨煤機(jī) （磨煤機(jī) A、磨煤機(jī) B、磨煤機(jī) C、磨煤機(jī) D、磨煤機(jī) E）一次風(fēng)流量測量值經(jīng) 流量轉(zhuǎn)換器的信號(hào)通過求和塊求和所得。另外，防止信號(hào)壞質(zhì)量影響信號(hào)的測量， 系統(tǒng)設(shè)

53、計(jì)了信號(hào)壞質(zhì)量線路，如果信號(hào)壞質(zhì)量就會(huì)通過壞質(zhì)量塊經(jīng)過邏輯塊或門 送到總風(fēng)量壞質(zhì)量信號(hào)處。為了確保測量的準(zhǔn)確性，送風(fēng)機(jī) A 與送風(fēng)機(jī) B 二次風(fēng) 流量測量采用兩個(gè)測點(diǎn)，分別經(jīng)平均值選折塊通過開方塊將信號(hào)送到求和塊。而 且，總風(fēng)量應(yīng)大于最低風(fēng)量信號(hào)（MIN AIR FLOW 一般設(shè)為 30%） ，如果總風(fēng)量 小于最低風(fēng)量信號(hào)，系統(tǒng)設(shè)置了報(bào)警信號(hào)，并且系統(tǒng)還設(shè)計(jì)了用送風(fēng)機(jī) A 與送風(fēng) 機(jī) B 的出口風(fēng)溫用除法塊對二次風(fēng)流量進(jìn)行修正19。 522 空氣流量指令形成回路空氣流量指令形成回路 鐵嶺電廠送風(fēng)系統(tǒng)有三路，一路送入制粉系統(tǒng)、一路作一次風(fēng)輸粉、另一路 作為二次風(fēng)直接進(jìn)入爐膛燃燒。每路有左、右兩管

54、，共裝有六臺(tái)機(jī)翼型測風(fēng)裝置， 三路信號(hào)經(jīng)過溫度校正后相加，作為總風(fēng)量測量值信號(hào)（TOTAL AIR FLOW） 。 空氣流量指令（AIR FLOW DEMAND）由熱量信號(hào)（HEAT RELEASE） 與鍋爐主控指令（BOILER DMD）選大值，以保證風(fēng)量始終富裕于燃料量。另外， 為防止鍋爐滅火，引入了最低風(fēng)量信號(hào)（MIN AIR FLOW） ，由圖 7 中定值塊進(jìn) 行設(shè)定。當(dāng)鍋爐主控指令與熱量信號(hào)（間接代表燃料量）都小于最低風(fēng)量信號(hào) （一般設(shè)定為 30%）時(shí)，則大值選折塊選折最低風(fēng)量信號(hào)作為空氣流量需求指令， 以維持爐膛不滅火所需要的最低風(fēng)量。為保證燃燒的經(jīng)濟(jì)性，控制系統(tǒng)引入了煙 氣含氧量

55、（FLUE GAS OXYGEN）信號(hào)進(jìn)行校正，圖中實(shí)測煙氣含氧量信號(hào)（最 佳含氧量與鍋爐負(fù)荷有關(guān)，一般負(fù)荷增加，最佳含氧量減少，負(fù)荷減少，最佳含 氧量增加）比較，經(jīng)比例積分調(diào)節(jié)塊 PI 輸出被一級(jí)壓力經(jīng)函數(shù)發(fā)生器修正后對風(fēng) 量指令進(jìn)行修正。煙氣含氧量采用17 。 523 送風(fēng)機(jī)動(dòng)葉控制回路送風(fēng)機(jī)動(dòng)葉控制回路 該系統(tǒng)增設(shè)了兩臺(tái)送風(fēng)機(jī)（A、B）的防喘振調(diào)節(jié)回路。該回路由運(yùn)算塊，比 例積分塊及大值選擇塊組成，送風(fēng)機(jī)動(dòng)葉控制設(shè)計(jì)為選擇調(diào)節(jié)系統(tǒng)。 鍋爐在正常負(fù)荷下，風(fēng)機(jī)的工作點(diǎn)位于穩(wěn)定工況區(qū)，這時(shí)風(fēng)道阻力正常，防 喘振調(diào)節(jié)器的輸出小于送風(fēng)調(diào)節(jié)器的輸出。因此，大值選擇塊選擇送風(fēng)調(diào)節(jié)器的 輸出作為送風(fēng)機(jī)動(dòng)

56、葉開度的控制指令。系統(tǒng)根據(jù)總風(fēng)量測量值與空氣流量指令的 偏差進(jìn)行比例積分調(diào)節(jié)，防喘振調(diào)節(jié)器處于掛起狀態(tài)。 一旦鍋爐負(fù)荷降低，送風(fēng)量減少或運(yùn)行中風(fēng)道發(fā)生阻塞造成風(fēng)量減少時(shí)，送 風(fēng)機(jī)出口壓頭增大，則風(fēng)機(jī)有喘振發(fā)生的趨勢。這時(shí)，防喘振調(diào)節(jié)器的輸出大于 送風(fēng)調(diào)節(jié)器的輸出，大值選擇塊選擇防喘振調(diào)節(jié)器的輸出作為送風(fēng)機(jī)動(dòng)葉的控制 信號(hào)，迅速調(diào)整風(fēng)機(jī)的動(dòng)葉角度，使風(fēng)機(jī)的工作點(diǎn)不越過臨界點(diǎn) K，從而阻止了 風(fēng)機(jī)發(fā)生喘振的可能。 為了實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)自動(dòng)、手動(dòng)的雙向無擾切換。本系統(tǒng)設(shè)計(jì)了如下的一些跟蹤回 路： 當(dāng)任意一臺(tái)風(fēng)機(jī)處于“自動(dòng)”運(yùn)行方式，則送風(fēng)調(diào)節(jié)器即處在“自動(dòng)”方式； 只有當(dāng)兩臺(tái)風(fēng)機(jī)均處于手動(dòng)方式時(shí)，送風(fēng)調(diào)節(jié)器

57、才處于跟蹤方式。送風(fēng)調(diào)節(jié)器的 輸出跟蹤兩臺(tái)風(fēng)機(jī)動(dòng)葉開度之和的平均值。 一臺(tái)風(fēng)機(jī)投自動(dòng)，則處于手動(dòng)狀態(tài)下的風(fēng)機(jī)所對應(yīng)的防喘振調(diào)節(jié)器處于跟蹤 狀態(tài)，跟蹤自動(dòng)方式下送風(fēng)調(diào)節(jié)器的輸出。 兩臺(tái)風(fēng)機(jī)分別投自動(dòng)時(shí)的無擾切換靠偏差塊，切換塊，速率限制塊所構(gòu)成的 跟蹤回路實(shí)現(xiàn)。 為了保證兩臺(tái)風(fēng)機(jī)的同步運(yùn)行，該系統(tǒng)由風(fēng)機(jī) B 的自動(dòng)/手動(dòng)操作站引出一 個(gè)偏置信號(hào)。當(dāng)兩臺(tái)都處于自動(dòng)運(yùn)行方式下，偏置信號(hào)通過切換塊，速率限制塊 分別作用到加法塊和減法塊的一個(gè)輸入端，并與送風(fēng)調(diào)節(jié)器的輸出指令相加或相 減，以實(shí)現(xiàn)兩臺(tái)風(fēng)機(jī)的負(fù)荷分配或用來調(diào)整兩臺(tái)風(fēng)機(jī)的輸入輸出特性之間存在 的差異，求得兩臺(tái)風(fēng)機(jī)同步運(yùn)行。 該系統(tǒng)還設(shè)計(jì)了一些聯(lián)

58、鎖保護(hù)回路： a.當(dāng)爐膛壓力高（HI FURN PRESS）或送風(fēng)指令在最大（FDF DMD AT MAX） 時(shí)，送風(fēng)機(jī)閉鎖增（FDF BLOCK INC） ； b.當(dāng)爐膛壓力低（LO FURN PRESS）或空氣量與熱量信號(hào)偏差太?。ˋF-HR DEV LO）或送風(fēng)控制系統(tǒng)在最?。‵DF DMD AT MIN）時(shí)，送風(fēng)機(jī)閉鎖減（FDF BLOCK DEC） 。 c.兩臺(tái)引風(fēng)機(jī)調(diào)閘 5 分鐘應(yīng)全開兩臺(tái)送風(fēng)機(jī)擋板實(shí)現(xiàn)爐膛自然通風(fēng)。 該系統(tǒng)還設(shè)計(jì)了一些報(bào)警回路： a 總風(fēng)量偏差高報(bào)警和總風(fēng)量偏差低報(bào)警； b 送風(fēng)動(dòng)葉指令在最大和送風(fēng)動(dòng)葉指令在最小。 此外，從風(fēng)機(jī)運(yùn)行角度上為提高風(fēng)機(jī)效率，減少攻耗，

59、一般不允許空載啟動(dòng) 風(fēng)機(jī)；應(yīng)先將運(yùn)行中的風(fēng)機(jī)負(fù)荷降低（即動(dòng)葉關(guān)小到一定位置）再啟動(dòng)另一臺(tái)風(fēng) 機(jī)；當(dāng)一臺(tái)風(fēng)機(jī)停止運(yùn)行，則先將繼續(xù)運(yùn)行的另一臺(tái)風(fēng)機(jī)的動(dòng)葉先關(guān)小再停止此 臺(tái)風(fēng)機(jī)等措施都是為了風(fēng)機(jī)安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行設(shè)置的運(yùn)行準(zhǔn)則，運(yùn)行操作人員應(yīng)嚴(yán)格 遵守。 524 引風(fēng)機(jī)擋板控制回路引風(fēng)機(jī)擋板控制回路 系統(tǒng)輸入信號(hào)為爐膛壓力信號(hào)，選三個(gè)爐膛壓力測量信號(hào)中的一個(gè)中間值作 為調(diào)節(jié)器輸入信號(hào)，與給定值進(jìn)行比較。給定值由遙控手動(dòng)設(shè)定值器、速率限制 器、高低值限定器送到偏差塊，比較的偏差通過 PID 調(diào)節(jié)器進(jìn)行運(yùn)算，PID 調(diào)節(jié) 器輸出的引風(fēng)機(jī)入口擋板指令分別作用到加法塊、減法塊和切換塊去控制引風(fēng)機(jī) 入口擋板13。

60、該系統(tǒng)同樣也設(shè)計(jì)了引風(fēng)機(jī)防喘振回路，該回路由 A、B 風(fēng)機(jī)入口壓力測量 值經(jīng)防喘振調(diào)節(jié)器、小值選折器組成。 鍋爐在正常負(fù)荷下，風(fēng)機(jī)的工作點(diǎn)位于穩(wěn)定工況區(qū)，這時(shí)風(fēng)道阻力正常，防 喘振調(diào)節(jié)器的輸出大于送風(fēng)調(diào)節(jié)器的輸出。因此，小值選擇塊選擇送風(fēng)調(diào)節(jié)器的 輸出作為送風(fēng)機(jī)動(dòng)葉開度的控制指令。系統(tǒng)根據(jù)爐膛壓力測量值與給定值的偏差 進(jìn)行比例積分調(diào)節(jié)，防喘振調(diào)節(jié)器處于掛起狀態(tài)。 一旦鍋爐負(fù)荷增加，引風(fēng)量減少或運(yùn)行中風(fēng)道發(fā)生阻塞造成風(fēng)量減少時(shí)，引 風(fēng)機(jī)入口壓頭增大，則風(fēng)機(jī)有喘振發(fā)生的趨勢。這時(shí)，防喘振調(diào)節(jié)器的輸出小于 送風(fēng)調(diào)節(jié)器的輸出，小值選擇塊選擇防喘振調(diào)節(jié)器的輸出作為送風(fēng)機(jī)動(dòng)葉的控制 信號(hào)，迅速調(diào)整風(fēng)機(jī)的擋