引風(fēng)控制系統(tǒng)課程設(shè)計

1、目錄摘 要2關(guān)鍵字2Abstract3Keywords31引言11.1 課題背景11.2選題意義12引風(fēng)自動控制系統(tǒng)12.1 引風(fēng)量控制系統(tǒng)12.2 引風(fēng)自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)分析22.3 引風(fēng)控制系統(tǒng)在火電廠中的應(yīng)用33設(shè)計思想13.1 控制方案13.1.1 引風(fēng)控制系統(tǒng)的設(shè)計13.2引風(fēng)控制為簡要介紹13.2.1爐膛壓力測量13.2.2引風(fēng)機控制指令13.2.3引風(fēng)機MFT加速器、超越和定向閉鎖23.2.4軸流風(fēng)機堵轉(zhuǎn)保護23.2.5引風(fēng)機偏差平衡系統(tǒng)34控制系統(tǒng)圖分析14.1 SAMA圖符號與邏輯圖功能碼說明14.2 SAMA圖分析14.2.1測量回路14.2.2 空氣流量指令形成回路24.2.3

2、 引風(fēng)機動葉控制回路24.2.4引風(fēng)機擋板控制回路34.3引風(fēng)系統(tǒng)組態(tài)圖4總結(jié)1致謝2參考文獻1華能伊敏電廠4#引風(fēng)控制系統(tǒng)組態(tài) 摘 要風(fēng)量是鍋爐運行質(zhì)量的重要指標之一，風(fēng)量過高或過低都會影響電廠的安全性、經(jīng)濟性，必須通過自動化手段加以控制。風(fēng)量控制中引風(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)機動葉或擋板的調(diào)節(jié)方法。引風(fēng)機提供了鍋爐的抽吸力，把引風(fēng)和送風(fēng)加以平衡，爐膛壓力即可保持在適當(dāng)值。引風(fēng)控制系統(tǒng)是以爐膛壓力為給定值的一個單回路調(diào)節(jié)系統(tǒng)，其被調(diào)量為爐膛負壓，調(diào)節(jié)變量為引風(fēng)量（即引風(fēng)機擋板開度或轉(zhuǎn)速），擾動來自送風(fēng)和引風(fēng)。由于爐膛負壓被控對象的動態(tài)特性基

3、本上為比例環(huán)節(jié)，負壓容易波動，因此從送風(fēng)系統(tǒng)引進一前饋信號，經(jīng)前饋補償裝置進入引風(fēng)調(diào)節(jié)器。當(dāng)送風(fēng)系統(tǒng)動作時使引風(fēng)系統(tǒng)也響應(yīng)動作，從而使引風(fēng)量隨送風(fēng)量成比例地變化，以保持爐膛負壓基本不變。但這一前饋引如入點不要引自送風(fēng)系統(tǒng)的風(fēng)量指令信號或?qū)嶋H送風(fēng)量，因為引風(fēng)調(diào)節(jié)間接會影響送風(fēng)量，從而引起兩系統(tǒng)間的相互作用，引起震蕩。從送風(fēng)動葉指令或位置反饋引出到引風(fēng)系統(tǒng)的前饋，可有效地避免這種系統(tǒng)間的干擾。本文闡述送風(fēng)自動控制系統(tǒng)與引風(fēng)自動控制系統(tǒng)，介紹了關(guān)于送引風(fēng)系統(tǒng)的調(diào)節(jié)、投運及在火電廠中的應(yīng)用等內(nèi)容。并利用組態(tài)進行顯示和監(jiān)控。關(guān)鍵字：引風(fēng)控制系統(tǒng)；INFI-90，擋板調(diào)節(jié)；SAMA圖19AbstractA

4、ir flow is an important indicator of the quality of boiler operation, the air flow is too high or too low will affect the safety of the plant, the economy must be controlled through automated means. Air volume control in the wind volume is to keep the furnace pressure is stable at a given value, to

5、ensure the safety of combustion.Air volume control method uses open or closed by motorized adjustment method leaves or wind baffles. Induced draft fan provides a suction force of the boiler, to be balanced with the wind and air, furnace pressure can be maintained at an appropriate value. Blower cont

6、rol system is based on a single-loop control system for a given value of the pressure chamber, which is adjusted amount of negative pressure chamber, the manipulated variable air volume for the lead (ie, induced draft fan baffle opening or speed), and disturbance from air the wind. Due to the dynami

7、c characteristics of the controlled object furnace pressure is substantially proportional component, negative easily fluctuate, so the introduction of a feed-forward signal from the air supply system, the feedforward compensation device into the induced air conditioner. When the air supply system so

8、 that the wind action system also responds to the action, so that the amount of change in the wind in proportion to the amount of air to keep the furnace pressure basically unchanged. But this point feedforward cited as not to quote from the air volume air systems command signal or the actual air vo

9、lume, because the wind will affect indirectly regulate the amount of air, which led to the interaction between the two systems, causing shock. Buckets instruction from air drawn into the position feedback or feedforward the wind system can effectively avoid the interference of such systems. This pap

10、er describes the automatic air control system and the wind automatic control system, introduced on the wind system to send the regulation, investment in thermal power plants in operation and content applications. Display and use the configuration and monitoring.Keywords: the wind control system; INF

11、I-90, baffle adjustment; SAMA figure1引言1.1 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，是我國重點能源工業(yè)之一，大型火力發(fā)電機組在國內(nèi)外發(fā)展很快，是我國現(xiàn)以300MW機組為骨干機組，并逐步發(fā)展600MW以上機組。目前，國外已建成單機容量1000MW以上的單元機組。單元發(fā)電機組是由鍋爐、汽輪發(fā)電機和輔助設(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，有上千個參數(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)濟性，因此，大型機組的自動化水平受到特別的重視。鍋爐風(fēng)量就是其中一項需要監(jiān)視的重要參數(shù)。鍋爐風(fēng)量包括送風(fēng)量和引

12、風(fēng)量。本次設(shè)計題目是：300MW火力發(fā)電單元機組送、引風(fēng)控制系統(tǒng)。本次設(shè)計是以鐵嶺發(fā)電廠為課題背景，提供的原始資料及依據(jù)如下：型式：亞臨界一次中間再熱自然循環(huán)汽包鍋爐；型號：HZ-1021/18.2-YMX；最大連續(xù)蒸發(fā)量：1021t/h；過熱蒸汽壓力：18.2Mpa；汽輪機型號：N300-16.7/537/537；過熱蒸汽溫度：537；再熱蒸汽出口溫度：537。伊敏電廠本期改造工程為#2機300MW燃煤凝汽式機組。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。點火方式采用蒸汽霧化二級點火（點火

13、器點輕柴油，輕柴油點燃煤粉）汽機為單軸，雙缸雙排汽，中間再熱凝汽式。發(fā)電機為水氫氫冷卻方式。主蒸氣和給水系統(tǒng)為單元制熱力系統(tǒng)。設(shè)有2×50% B-MCR容量的汽動給水泵和1×50% B-MCR容量電動調(diào)速給水泵作為啟動備用泵，旁路系統(tǒng)設(shè)有35% B-MCR容量的高，低壓串級旁路?；?zé)岢槠到y(tǒng)由3臺高加，1臺除氧器，4臺低加組成。1.2選題意義鍋爐引風(fēng)量是影響鍋爐生產(chǎn)過程經(jīng)濟性和安全性的重要參數(shù)。大型鍋爐一般配有兩臺軸流式送風(fēng)機，送風(fēng)量是通過送風(fēng)機的動葉來調(diào)整的。兩臺離心式或兩臺軸流式引風(fēng)機，引風(fēng)量通過引風(fēng)機的入口擋板（離心式）或動葉（軸流式）來控制。如果送風(fēng)量比較大，送風(fēng)量

14、與燃料量的比例系數(shù)K（最佳比例值）隨之增大，爐膛內(nèi)燃燒將不會充分，達不到經(jīng)濟性。如果送風(fēng)量比較小，送風(fēng)動葉開度就會比較小，臨近送風(fēng)機的喘振區(qū)，喘振危害性很大，嚴重時能造成風(fēng)道和風(fēng)機部件的全面損壞，而總風(fēng)量小于25%時，就會觸發(fā)MFT（主燃料跳閘）動作。如果引風(fēng)量比較大，也就是爐膛壓力太低，會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)機負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)濟性，送風(fēng)量和引風(fēng)量必須通過自動化手段加以控制。因此

15、，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，實現(xiàn)經(jīng)濟運行；使?fàn)t膛壓力控制在設(shè)定值附近，保證安全運行2。2引風(fēng)自動控制系統(tǒng)2.1 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，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，保證安全運行。正常運行時，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)。因為送風(fēng)量是爐膛壓力最重要的擾動因素，所以一般取送風(fēng)機動葉的控制指令（或送風(fēng)機動葉的實際位置），作為引風(fēng)量控制的前饋信號。當(dāng)送風(fēng)量（或控制指令）變化時比例改變引風(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)進行校正調(diào)節(jié)。 引風(fēng)量控

16、制系統(tǒng)如圖2-1所示。送風(fēng)擋板 送風(fēng)擋板圖2-1 送、引風(fēng)控制系統(tǒng)系統(tǒng)輸入信號為爐膛壓力信號，選三個爐膛壓力測量值信號中的一個中間值作為調(diào)節(jié)器輸入信號，與給定值進行比較，對偏差進行比例積分運算后，輸出經(jīng)MI多輸出接口組件送至各引風(fēng)機控制回路去調(diào)節(jié)引風(fēng)機擋板的開度。由于爐膛壓力測量波動較大，為防止執(zhí)行器不必要的頻繁動作，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)器的前饋信號來自送風(fēng)控制系統(tǒng)調(diào)節(jié)器輸出的動態(tài)聯(lián)系信號，以保證負荷變化時，引風(fēng)控制與送風(fēng)協(xié)調(diào)動作。 引風(fēng)控制系統(tǒng)動作過程如下：當(dāng)負荷變化時，鍋爐主控發(fā)出改變送風(fēng)量的指令，送風(fēng)調(diào)節(jié)器根據(jù)偏差運算，輸出改變送風(fēng)機擋板的信號。同時，此信號通過

17、動態(tài)聯(lián)系組f(t)把信號送至引風(fēng)調(diào)節(jié)器，引風(fēng)調(diào)節(jié)器輸出一個大小與方向與送風(fēng)調(diào)節(jié)信號相同的調(diào)節(jié)信號，改變引風(fēng)機擋板開度。當(dāng)送風(fēng)機擋板開度與引風(fēng)機擋板的相應(yīng)開度不能完全保證爐膛壓力在給定值時，或其它擾動引起爐膛壓力變化時，則由調(diào)節(jié)器偏差信號進行校正。靜態(tài)時，動態(tài)聯(lián)系組f(t)沒有輸出，故爐膛壓力保持為給定值。2.2 引風(fēng)自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)分析引風(fēng)控制系統(tǒng)的設(shè)計是為了實現(xiàn)對爐膛壓力控制，使其維持在額定負壓工況下，爐膛壓力的控制是通過對引風(fēng)機入口靜葉進行調(diào)節(jié)來完成，該系統(tǒng)具有如下特點：A 系統(tǒng)并非簡單的串級調(diào)節(jié)系統(tǒng)，而是由3個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)，其缺點是手/自動切換有擾動

18、，因此，在動態(tài)投自動時需手動將實際爐膛負壓調(diào)至或接近設(shè)定值再投入自動，否則引起擾動較大。當(dāng)然，一般運行方式一旦風(fēng)機啟動時將自動將爐膛壓力系統(tǒng)投入自動狀態(tài)，在啟動過程中存在一些擾動是允許的。2個輔助調(diào)節(jié)器主要實現(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)點是能夠快速消除動態(tài)超差，確保系統(tǒng)的安全性和穩(wěn)定性。當(dāng)系統(tǒng)運行在允許工況下，2個副調(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)前饋的引入使得當(dāng)進行燃燒調(diào)整時，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)計及電流平衡作用的實現(xiàn)相同于送風(fēng)系統(tǒng)。D 該系統(tǒng)可實現(xiàn)從風(fēng)機

19、啟動至鍋爐帶滿負荷全程自動調(diào)節(jié)以及當(dāng)發(fā)生MFT時快速降低引風(fēng)出力的功能。E 該系統(tǒng)設(shè)計的缺點是當(dāng)1臺引風(fēng)機已投入自動時，再投入第二臺時，系統(tǒng)存在一個平衡過程，這就是本臺機組在多次執(zhí)行機構(gòu)系統(tǒng)設(shè)計存在的共同缺陷，雖然，其平衡過程為一平滑過渡，但對系統(tǒng)本身仍是一個擾動源。該項目可作為移交生產(chǎn)后的技該項目。2.3 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)實質(zhì)上就是爐膛壓力控制系統(tǒng)。鍋爐的爐膛壓力通過控制2臺引風(fēng)機來保持，鍋爐的負壓一般控制在-20Pa左右。原理如圖2-2所示，PC3為壓力控制器。圖2-2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

20、方法。（1） 爐膛壓力測量采用3臺變送器，3臺變送器經(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臺變送器全部正常時，選偏差不大的2臺變送器的平均值作為測量值；當(dāng)其中任一臺變送器有品質(zhì)報警，而其他2臺無品質(zhì)報警的變送器控制偏差大，此時切手動；當(dāng)3臺變送器全部有品質(zhì)報警時，切手動；當(dāng)3臺變送器之間全部有控制偏差報警時，切手動。這樣就可以保證爐膛壓力測量信號的準確性。（2）當(dāng)爐膛負壓過低（-500Pa）時，控制系統(tǒng)將閉鎖引風(fēng)機風(fēng)量增加；當(dāng)爐膛負壓過高（500Pa）時，該控制系統(tǒng)將閉鎖引風(fēng)機風(fēng)量減小，以保證爐膛壓力在要求的范圍內(nèi)。（3）在計算機中對爐膛負壓的測量值進行濾波（時間一般

21、為2 s左右），以保證執(zhí)行機構(gòu)不頻繁動作。（4）爐膛壓力控制器一般設(shè)有一個死區(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，控制器的輸出不變，執(zhí)行機構(gòu)不動作，這就有效地消除了因爐膛壓力經(jīng)常波動而使執(zhí)行機構(gòu)頻繁動作，提高了整個系統(tǒng)的穩(wěn)定性和執(zhí)行機構(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)值時自動切手動，并有報警提示。 （6）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、爐膛壓力低等保護動作而發(fā)生鍋爐主燃料跳閘（MFT動作）時，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)行機構(gòu)不及時動作，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，

22、用 MFT動作信號引發(fā)一組邏輯動作，直接前饋到該控制系統(tǒng)中去（如圖2-2所示）。在MFT動作后，2臺引風(fēng)機執(zhí)行機構(gòu)先向關(guān)的方向動作，直到開度達到原來設(shè)定的某一位置，保持一段時間后，使2臺引風(fēng)機的執(zhí)行機構(gòu)再向開的方向動作，直到開度達到MFT時的位置，這樣就實現(xiàn)了引風(fēng)機的一組防內(nèi)爆功能，從而保證了鍋爐的安全。3設(shè)計思想3.1 控制方案3.1.1 引風(fēng)控制系統(tǒng)的設(shè)計引風(fēng)控制系統(tǒng)的設(shè)計是為了實現(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，嚴重時甚至引起爐膛爆炸，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)機負荷和排煙帶走的熱量損

23、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。控制爐膛負壓的手段是調(diào)節(jié)引風(fēng)機的引風(fēng)量，其主要的外部干擾是送風(fēng)量。由于引風(fēng)調(diào)節(jié)對象的動態(tài)響應(yīng)快，測量也容易，所以引風(fēng)控制系統(tǒng)設(shè)計成只需采取以爐膛負壓作為被調(diào)量的單回路控制系統(tǒng)，由于送風(fēng)量的變化是引起負壓變化的主要原因，為了使引風(fēng)量快速的跟蹤送風(fēng)量，以保持二者的比例，可將送風(fēng)量作為前饋信號引入引風(fēng)調(diào)節(jié)器而使引風(fēng)量跟著改變。是一個快速補償系統(tǒng)。這樣當(dāng)送風(fēng)控制系統(tǒng)動作時，引風(fēng)控制系統(tǒng)跟著立即動作，而不是等爐膛負壓偏離給定值后在動作，從而能使?fàn)t膛負壓基本不變。有利于提高引風(fēng)控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性和減小爐膛負壓的動態(tài)偏差，改善系統(tǒng)的調(diào)節(jié)性能。另外，由于調(diào)節(jié)

24、對象相當(dāng)于一個比例環(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)機擋板的頻繁動作，可以設(shè)置調(diào)節(jié)器是比例帶自動修復(fù)環(huán)節(jié)，使得在小偏差時增大調(diào)節(jié)器的比例帶。對于負壓的測量信號，也需要通過低通濾波，以抑制測量值的劇烈波動。3.2引風(fēng)控制為簡要介紹3.2.1爐膛壓力測量爐膛壓力選用三冗余變送器進行測量。其中一臺變送器故障不致引起控制系統(tǒng)異常。如各個變送器均正常，則變送器間出現(xiàn)大的偏差時將發(fā)出報警。偏差正常時，運行人員可任選一臺或中值、平均值信號。變送器有故障時，控制邏輯將自動切換到好的變送器。若變送器全部故障，控制邏輯自動切換到手動狀態(tài)運行。設(shè)有適當(dāng)?shù)穆?lián)鎖邏輯以防止運行人員選用故障變送器。3.2.2

25、引風(fēng)機控制指令所選的爐膛壓力信號和運行人員設(shè)定的給定值加以比較，送入引風(fēng)調(diào)節(jié)器，調(diào)節(jié)器輸出控制引風(fēng)機入口動葉。為了使系統(tǒng)快速響應(yīng)爐膛燃燒的變化，引入送風(fēng)系統(tǒng)的風(fēng)量指令或送風(fēng)調(diào)節(jié)輸出作為引風(fēng)系統(tǒng)的前饋信號。在“氧量信號”的反系統(tǒng)中，該系統(tǒng)與上述不同在于：使引風(fēng)量與負荷相適應(yīng)；調(diào)送風(fēng)量維持爐膛負壓；因為爐膛壓力本質(zhì)上是低增益高積分控制，所以在誤差和比例/積分控制器之間用一個非線性函數(shù)塊加以修正。這種組態(tài)在爐膛壓力誤差大時用高增益比例調(diào)節(jié)，爐膛壓力接近設(shè)定點時用低增益修正，從而保證了控制的穩(wěn)定性。如爐膛壓力低或引風(fēng)機入口靜葉都在最大位置，該控制器禁止進一步增加。如果爐膛壓力高，則禁止進一步減少。3.

26、2.3引風(fēng)機MFT加速器、超越和定向閉鎖該控制系統(tǒng)監(jiān)測鍋爐何時跳閘并采取措施減小所造成的負壓偏差。鍋爐跳閘時，由負荷產(chǎn)生的負壓偏差被加到引風(fēng)機入口靜葉控制信號上。這將使靜葉立即關(guān)閉。這個加速信號在短時間內(nèi)使遲延變?yōu)?%。該回路還用來補償投運風(fēng)機的臺數(shù)。如只有一臺風(fēng)機運行，則在跳閘時增益為2。如存在大的爐膛負壓偏離，即發(fā)生爐膛壓力超越。爐膛壓力超越控制器用來減小引風(fēng)機入口靜葉的位置。當(dāng)爐膛壓力超過其設(shè)定點以上一個預(yù)定量時，機組即開始降負荷（RUNBDOWN）。RUNDOWN一直持續(xù)到引風(fēng)機能夠保持適當(dāng)?shù)臓t膛壓力為止。加速和超越閉鎖發(fā)生在控制站的下游，從而避免運行人員無意中使?fàn)t膛壓力連續(xù)惡化。入口

27、靜葉指令的定向閉鎖可防止其向錯誤方向移動。一旦爐膛壓力異常，即閉鎖入口靜葉指令。爐膛內(nèi)負壓偏大時，入口靜葉位置指令被存儲起來，進行選擇最低指令。自動控制只能減小而不能增加該指令量。如爐膛壓力出現(xiàn)正壓誤差，其控制邏輯與此相同，但方向相反。定向閉鎖在控制站下游因而可禁止運行人員或次后的指令信號來增加入口靜葉位置使?fàn)t膛壓力更負，或禁止減小靜葉位置使?fàn)t膛壓力更高。3.2.4軸流風(fēng)機堵轉(zhuǎn)保護軸流風(fēng)機有一個獨特的性質(zhì)，稱為堵轉(zhuǎn)（顫振）。堵轉(zhuǎn)情況是一種氣動力現(xiàn)象，當(dāng)風(fēng)機風(fēng)葉被要求提供超出其設(shè)計能力的升力時，就在風(fēng)葉周圍發(fā)生氣流分離現(xiàn)象。這時，風(fēng)機呈不穩(wěn)狀態(tài)，不在以其正常性能曲線運行。控制系統(tǒng)提供了一個方法來

28、防止這種現(xiàn)象發(fā)生。每個風(fēng)機均配備有壓力開關(guān)，用以檢測堵轉(zhuǎn)條件。當(dāng)風(fēng)機接近進入堵轉(zhuǎn)條件時，一個負偏差加到風(fēng)機指令（控制站輸出）上，該指令使靜葉或動葉降低出力以緩解這種狀態(tài)。如堵轉(zhuǎn)狀態(tài)通過減小出力指令仍未予糾正，則機組負荷指令將發(fā)出機組將負荷指令以降低機組負荷。3.2.5引風(fēng)機偏差平衡系統(tǒng)引風(fēng)機的偏差回路保證了平衡切換。當(dāng)兩臺引風(fēng)機均正常時，引風(fēng)機主控制站跟隨兩臺引風(fēng)機風(fēng)葉指令的平均值。該平均值減去引風(fēng)機風(fēng)葉控制站的輸出即為偏差信號。然后把該偏差值從平均值中減去即為引風(fēng)機A的輸入信號。該偏差加上平均值即為引風(fēng)機B的輸入信號。這樣，該偏置網(wǎng)絡(luò)使兩臺引風(fēng)機得以平衡以便切換到自動運行。例如，假設(shè)引風(fēng)機A

29、為60%，引風(fēng)機B為40%，則平均值為50%，偏差為-10%即為引風(fēng)機A的60%輸入信號，而50%加上-10%即為引風(fēng)機B的40%信號。若只有一臺引風(fēng)機為自動運行，則偏置網(wǎng)絡(luò)自動補償該臺引風(fēng)機，以抵消對手動運行風(fēng)機的任何調(diào)節(jié)。兩臺風(fēng)機間的偏差被連續(xù)計算，而且手動運行風(fēng)機被平衡以便切換為自動運行。若兩臺風(fēng)機均為自動則偏差調(diào)節(jié)有運行人員進行。4控制系統(tǒng)圖分析4.1 SAMA圖符號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準畫法，即SAMA圖例。這種圖例的特點是流程比較清楚，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

30、接近，各控制算法有比較明確的標志。常用的SAMA圖例有四種，分別表示的含義如下：（1） 是圖形框，表示測量或信號讀出功能；（2） 是矩形框，表示自動信號處理，一般表示機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)行機構(gòu)等。邏輯圖中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。4.2 SAMA圖分析4.2.1測量回路總風(fēng)量（TOT

31、AL AIR FLOW）的測量由送風(fēng)機A二次風(fēng)流量測量經(jīng)流量轉(zhuǎn)換器所得信號和送風(fēng)機B二次風(fēng)流量測量經(jīng)流量轉(zhuǎn)換器所得信號與五臺磨煤機（磨煤機A、磨煤機B、磨煤機C、磨煤機D、磨煤機E）一次風(fēng)流量測量值經(jīng)流量轉(zhuǎn)換器的信號通過求和塊求和所得。另外，防止信號壞質(zhì)量影響信號的測量，系統(tǒng)設(shè)計了信號壞質(zhì)量線路，如果信號壞質(zhì)量就會通過壞質(zhì)量塊經(jīng)過邏輯塊或門送到總風(fēng)量壞質(zhì)量信號處。為了確保測量的準確性，送風(fēng)機A與送風(fēng)機B二次風(fēng)流量測量采用兩個測點，分別經(jīng)平均值選折塊通過開方塊將信號送到求和塊。而且，總風(fēng)量應(yīng)大于最低風(fēng)量信號（MIN AIR FLOW一般設(shè)為30%），如果總風(fēng)量小于最低風(fēng)量信號，系統(tǒng)設(shè)置了報警信號

32、，并且系統(tǒng)還設(shè)計了用送風(fēng)機A與送風(fēng)機B的出口風(fēng)溫用除法塊對二次風(fēng)流量進行修正。4.2.2 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)直接進入爐膛燃燒。每路有左、右兩管，共裝有六臺機翼型測風(fēng)裝置，三路信號經(jīng)過溫度校正后相加，作為總風(fēng)量測量值信號（TOTAL AIR FLOW）。空氣流量指令（AIR FLOW DEMAND）由熱量信號（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（MIN AIR FLOW），由圖7中定值塊進行設(shè)定。當(dāng)鍋爐主控指令與熱

33、量信號（間接代表燃料量）都小于最低風(fēng)量信號（一般設(shè)定為30%）時，則大值選折塊選折最低風(fēng)量信號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)濟性，控制系統(tǒng)引入了煙氣含氧量（FLUE GAS OXYGEN）信號進行校正，圖中實測煙氣含氧量信號（最佳含氧量與鍋爐負荷有關(guān)，一般負荷增加，最佳含氧量減少，負荷減少，最佳含氧量增加）比較，經(jīng)比例積分調(diào)節(jié)塊PI輸出被一級壓力經(jīng)函數(shù)發(fā)生器修正后對風(fēng)量指令進行修正。4.2.3 引風(fēng)機動葉控制回路 該系統(tǒng)增設(shè)了兩臺送風(fēng)機（A、B）的防喘振調(diào)節(jié)回路。該回路由運算塊，比例積分塊及大值選擇塊組成，送風(fēng)機動葉控制設(shè)計為選擇調(diào)節(jié)系統(tǒng)。鍋爐在正常負荷

34、下，風(fēng)機的工作點位于穩(wěn)定工況區(qū)，這時風(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)機動葉開度的控制指令。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)。一旦鍋爐負荷降低，送風(fēng)量減少或運行中風(fēng)道發(fā)生阻塞造成風(fēng)量減少時，引風(fēng)機出口壓頭增大，則風(fēng)機有喘振發(fā)生的趨勢。這時，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)機動葉的控制信號，迅速調(diào)整風(fēng)機的動葉角度，使風(fēng)機的工作點不越過臨界點K，從而阻止了風(fēng)機發(fā)生喘振的可能。為了實現(xiàn)系統(tǒng)自動、手動的雙向無擾切換。本系統(tǒng)設(shè)計了如下的一些跟蹤

35、回路：當(dāng)任意一臺風(fēng)機處于“自動”運行方式，則送風(fēng)調(diào)節(jié)器即處在“自動”方式；只有當(dāng)兩臺風(fēng)機均處于手動方式時，送風(fēng)調(diào)節(jié)器才處于跟蹤方式。送風(fēng)調(diào)節(jié)器的輸出跟蹤兩臺風(fēng)機動葉開度之和的平均值。一臺風(fēng)機投自動，則處于手動狀態(tài)下的風(fēng)機所對應(yīng)的防喘振調(diào)節(jié)器處于跟蹤狀態(tài)，跟蹤自動方式下引風(fēng)調(diào)節(jié)器的輸出。兩臺風(fēng)機分別投自動時的無擾切換靠偏差塊，切換塊，速率限制塊所構(gòu)成的跟蹤回路實現(xiàn)。為了保證兩臺風(fēng)機的同步運行，該系統(tǒng)由風(fēng)機B的自動/手動操作站引出一個偏置信號。當(dāng)兩臺都處于自動運行方式下，偏置信號通過切換塊，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，以實現(xiàn)兩臺風(fēng)機的負荷分配

36、或用來調(diào)整兩臺風(fēng)機的輸入輸出特性之間存在的差異，求得兩臺風(fēng)機同步運行。該系統(tǒng)還設(shè)計了一些聯(lián)鎖保護回路：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，送風(fēng)機閉鎖增（FDF BLOCK INC）；b.當(dāng)爐膛壓力低（LO FURN PRESS）或空氣量與熱量信號偏差太?。ˋF-HR DEV LO）或送風(fēng)控制系統(tǒng)在最?。‵DF DMD AT MIN）時，送風(fēng)機閉鎖減（FDF BLOCK DEC）。c.兩臺引風(fēng)機調(diào)閘5分鐘應(yīng)全開兩臺送風(fēng)機擋板實現(xiàn)爐膛自然通風(fēng)。該系統(tǒng)還設(shè)計了一些報警回路：a 總風(fēng)量偏差高報警和總風(fēng)量偏差低報警；b 送風(fēng)動葉指令在最大和送

37、風(fēng)動葉指令在最小。此外，從風(fēng)機運行角度上為提高風(fēng)機效率，減少攻耗，一般不允許空載啟動風(fēng)機；應(yīng)先將運行中的風(fēng)機負荷降低（即動葉關(guān)小到一定位置）再啟動另一臺風(fēng)機；當(dāng)一臺風(fēng)機停止運行，則先將繼續(xù)運行的另一臺風(fēng)機的動葉先關(guān)小再停止此臺風(fēng)機等措施都是為了風(fēng)機安全經(jīng)濟運行設(shè)置的運行準則，運行操作人員應(yīng)嚴格遵守。4.2.4引風(fēng)機擋板控制回路系統(tǒng)輸入信號為爐膛壓力信號，選三個爐膛壓力測量信號中的一個中間值作為調(diào)節(jié)器輸入信號，與給定值進行比較。給定值由遙控手動設(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)器進行運算，PID調(diào)節(jié)器輸出的引風(fēng)機入口擋板指令分別作用到加法塊、減法塊和切換塊去控

38、制引風(fēng)機入口擋板。該系統(tǒng)同樣也設(shè)計了引風(fēng)機防喘振回路，該回路由A、B風(fēng)機入口壓力測量值經(jīng)防喘振調(diào)節(jié)器、小值選折器組成。鍋爐在正常負荷下，風(fēng)機的工作點位于穩(wěn)定工況區(qū)，這時風(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)機動葉開度的控制指令。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)。一旦鍋爐負荷增加，引風(fēng)量減少或運行中風(fēng)道發(fā)生阻塞造成風(fēng)量減少時，引風(fēng)機入口壓頭增大，則風(fēng)機有喘振發(fā)生的趨勢。這時，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)機動葉的控制信號，迅速調(diào)整風(fēng)機的擋板開

39、度，使風(fēng)機的工作點不越過臨界點K，從而阻止了風(fēng)機發(fā)生喘振的可能。4.3引風(fēng)系統(tǒng)組態(tài)圖如圖4-1和4-2所示為爐膛壓力控制圖和引風(fēng)控制圖4-1爐膛壓力控制圖4-2引風(fēng)控制圖總結(jié)風(fēng)量是鍋爐運行質(zhì)量的重要指標之一，風(fēng)量過高或過低都會影響電廠的安全性、經(jīng)濟性，必須通過自動化手段加以控制。風(fēng)量控制的任務(wù)是引風(fēng)量是保持爐膛壓力穩(wěn)定在給定值，確保燃燒的安全性。在本設(shè)計中，控制方案采用調(diào)節(jié)送、引風(fēng)機的擋板開度大小來控制送風(fēng)量和引風(fēng)量的控制系統(tǒng)?？刂破鞑捎肞ID規(guī)律，控制系統(tǒng)采用串級控制。本設(shè)計嚴格按設(shè)計任務(wù)書的要求，完成了以下工作內(nèi)容：1對送、引風(fēng)控制系統(tǒng)進行綜述，2對送引風(fēng)控制系統(tǒng)構(gòu)成，控制方案進行闡述，3上機，通過AUTOCAD繪圖軟件