模糊控制理論在煤粉爐爐壓控制中的研究與應(yīng)用

1、    模糊控制理論在煤粉爐爐壓控制中的研究與應(yīng)用    賀彥摘 要：爐膛壓力控制是火力發(fā)電廠燃燒控制系統(tǒng)的一個(gè)重要組成部分，爐膛壓力的穩(wěn)定與否直接關(guān)系到機(jī)組運(yùn)行的安全性與經(jīng)濟(jì)性。針對(duì)爐膛壓力單回路調(diào)節(jié)系統(tǒng)，參考燃煤發(fā)電機(jī)組的控制策略，提出了爐膛壓力測(cè)量回路的信號(hào)處理模型，并對(duì)如何進(jìn)行壓力測(cè)量信號(hào)的采集處理以減少系統(tǒng)波動(dòng)的方法進(jìn)行了詳細(xì)的研究分析。關(guān)鍵詞：模糊控制；煤粉爐；鍋爐壓力控制：tm73 ：a ：1671-2064（2017）05-0179-011 燃燒控制系統(tǒng)的分析鍋爐壓力調(diào)節(jié)器（pc1）的輸出與經(jīng)修正后的送風(fēng)量經(jīng)低選器后，作為燃料調(diào)節(jié)器（fc

2、1）的設(shè)定值，該調(diào)節(jié)器的輸出值作為煤粉控制閥的指令，使煤粉控制閥開度發(fā)生變化，從而滿足鍋爐負(fù)荷的需要?？刂葡到y(tǒng)確保在鍋爐增減負(fù)荷時(shí)要有充足的風(fēng)量，保持一定的過量空氣系數(shù)，即總保證能“過氧”燃燒：當(dāng)鍋爐增加負(fù)荷時(shí)，在原有的總風(fēng)量未變化之前，低選器的輸出仍與原鍋爐煤粉控制閥輸出指令值保持一致，當(dāng)實(shí)際風(fēng)量增加之后，低選器的輸出才開始增加，煤粉控制閥的輸出指令也隨之增加，直至煤粉控制閥指令與鍋爐負(fù)荷指令一致，這樣又達(dá)到新的煤粉量和風(fēng)量的平衡。在鍋爐減負(fù)荷時(shí)，由于低選器的作用，使煤粉量控制閥指令立即減小，但由于高選器的作用，只有當(dāng)實(shí)際煤粉量減小時(shí)，風(fēng)量指令才開始減小，這樣就可以達(dá)到增負(fù)荷時(shí)先增加風(fēng)量，后

3、增燃料量；減負(fù)荷時(shí)先減燃料量再減風(fēng)量的目的。當(dāng)增、降負(fù)荷的過渡時(shí)間內(nèi)鍋爐都是富氧燃燒，保證不出現(xiàn)欠氧燃燒。2 風(fēng)量控制系統(tǒng)的分析使燃料在爐膛中充分燃燒是風(fēng)量控制的主要任務(wù)。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（qrc），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（fc2），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(cè)量值。在實(shí)際的應(yīng)用過程中，為了保證燃料在爐膛中能夠充分燃燒，風(fēng)量控制系統(tǒng)主要從以下幾個(gè)方面來完善：（1）采用2臺(tái)風(fēng)量測(cè)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(cè)量的準(zhǔn)確性。（

4、2）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)，風(fēng)量控制系統(tǒng)閉鎖，防止風(fēng)量繼續(xù)增加；當(dāng)爐膛壓力低于一定值時(shí)，風(fēng)量控制系統(tǒng)閉鎖，避免爐膛負(fù)壓繼續(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。（3）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(cè)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)控制系統(tǒng)中采用函數(shù)發(fā)生器實(shí)現(xiàn)上述關(guān)系。燃

5、料控制系統(tǒng)中燃料量和風(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)該整定得比較慢，以保證鍋爐的經(jīng)濟(jì)燃燒。3 爐膛壓力控制系統(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。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。（1）爐膛壓力測(cè)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(cè)量值，對(duì)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(cè)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)

6、警時(shí)，切手動(dòng)；當(dāng)3臺(tái)變送器之間全部有控制偏差報(bào)警時(shí)，切手動(dòng)。這樣就可以保證爐膛壓力測(cè)量信號(hào)的準(zhǔn)確性。（2）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)。（3）在計(jì)算機(jī)中對(duì)爐膛負(fù)壓的測(cè)量值進(jìn)行濾波（時(shí)間一般為2s左右），以保證執(zhí)行機(jī)構(gòu)不頻繁動(dòng)作。（4）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(cè)量值的差值不超過死區(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。（5）為了保證爐膛壓力控制的正確性，當(dāng)控制偏差超過一定數(shù)值時(shí)自動(dòng)切手動(dòng)，并有報(bào)警提示。（6）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)，由于爐膛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。在mft動(dòng)作后，兩臺(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，使兩臺(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)的一組防內(nèi)爆功能，從而保證了鍋爐的安全。參考文獻(xiàn)1