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文檔簡(jiǎn)介
1、第第九章九章 鍋爐燃燒過程自動(dòng)控制系統(tǒng)鍋爐燃燒過程自動(dòng)控制系統(tǒng)9.1 汽包鍋爐燃燒系統(tǒng)簡(jiǎn)介汽包鍋爐燃燒系統(tǒng)簡(jiǎn)介 電站汽包鍋爐燃燒系統(tǒng)包括燃料量控制、送風(fēng)控制和引風(fēng)控電站汽包鍋爐燃燒系統(tǒng)包括燃料量控制、送風(fēng)控制和引風(fēng)控制三個(gè)子系統(tǒng),設(shè)備眾多,結(jié)構(gòu)復(fù)雜,系統(tǒng)組成如下圖所示:制三個(gè)子系統(tǒng),設(shè)備眾多,結(jié)構(gòu)復(fù)雜,系統(tǒng)組成如下圖所示:9.2 燃燒過程自動(dòng)控制的任務(wù)燃燒過程自動(dòng)控制的任務(wù) 汽包鍋爐燃燒過程自動(dòng)控制的基本任務(wù)是根據(jù)機(jī)組負(fù)荷的變汽包鍋爐燃燒過程自動(dòng)控制的基本任務(wù)是根據(jù)機(jī)組負(fù)荷的變化,使燃料燃燒所提供的熱量適應(yīng)鍋爐輸出蒸汽量的需求,同時(shí)化,使燃料燃燒所提供的熱量適應(yīng)鍋爐輸出蒸汽量的需求,同時(shí)保證燃
2、燒過程的經(jīng)濟(jì)性和鍋爐運(yùn)行的安全性。保證燃燒過程的經(jīng)濟(jì)性和鍋爐運(yùn)行的安全性。(一)母管制并列運(yùn)行方式(一)母管制并列運(yùn)行方式 采用母管制并列運(yùn)行方式的機(jī)組,鍋爐燃燒過程自動(dòng)控制的采用母管制并列運(yùn)行方式的機(jī)組,鍋爐燃燒過程自動(dòng)控制的任務(wù)為:任務(wù)為:l 按預(yù)定比例分配各臺(tái)鍋爐的負(fù)荷,維持母管蒸汽壓力穩(wěn)定;按預(yù)定比例分配各臺(tái)鍋爐的負(fù)荷,維持母管蒸汽壓力穩(wěn)定;l 保證各臺(tái)鍋爐燃燒過程的經(jīng)濟(jì)性;保證各臺(tái)鍋爐燃燒過程的經(jīng)濟(jì)性;l 維持各臺(tái)鍋爐爐膛負(fù)壓的穩(wěn)定。維持各臺(tái)鍋爐爐膛負(fù)壓的穩(wěn)定。(二)單元制爐跟機(jī)運(yùn)行方式(二)單元制爐跟機(jī)運(yùn)行方式 采用單元制爐跟機(jī)運(yùn)行方式的機(jī)組,在電網(wǎng)負(fù)荷變化時(shí),首采用單元制爐跟機(jī)運(yùn)
3、行方式的機(jī)組,在電網(wǎng)負(fù)荷變化時(shí),首先改變汽輪機(jī)進(jìn)汽閥開度調(diào)節(jié)機(jī)組負(fù)荷,再通過改變鍋爐燃燒率先改變汽輪機(jī)進(jìn)汽閥開度調(diào)節(jié)機(jī)組負(fù)荷,再通過改變鍋爐燃燒率維持主汽壓力穩(wěn)定,其機(jī)組控制原理圖如下圖所示:維持主汽壓力穩(wěn)定,其機(jī)組控制原理圖如下圖所示:爐跟機(jī)運(yùn)行方式機(jī)組控制原理圖爐跟機(jī)運(yùn)行方式機(jī)組控制原理圖此種運(yùn)行方式下鍋爐燃燒過程自動(dòng)控制的任務(wù)為:此種運(yùn)行方式下鍋爐燃燒過程自動(dòng)控制的任務(wù)為:l 維持主蒸汽壓力穩(wěn)定;維持主蒸汽壓力穩(wěn)定;l 保證鍋爐燃燒過程的經(jīng)濟(jì)性;保證鍋爐燃燒過程的經(jīng)濟(jì)性;l 維持鍋爐爐膛負(fù)壓的穩(wěn)定。維持鍋爐爐膛負(fù)壓的穩(wěn)定。(三)單元制機(jī)跟爐運(yùn)行方式(三)單元制機(jī)跟爐運(yùn)行方式 采用單元制機(jī)
4、跟爐運(yùn)行方式的機(jī)組,在電網(wǎng)負(fù)荷變化時(shí),首采用單元制機(jī)跟爐運(yùn)行方式的機(jī)組,在電網(wǎng)負(fù)荷變化時(shí),首先改變鍋爐燃燒率調(diào)節(jié)機(jī)組負(fù)荷,再通過改變汽輪機(jī)進(jìn)汽閥開度先改變鍋爐燃燒率調(diào)節(jié)機(jī)組負(fù)荷,再通過改變汽輪機(jī)進(jìn)汽閥開度維持主汽壓力穩(wěn)定,其機(jī)組控制原理圖如下圖所示:維持主汽壓力穩(wěn)定,其機(jī)組控制原理圖如下圖所示:機(jī)跟爐運(yùn)行方式機(jī)組控制原理圖機(jī)跟爐運(yùn)行方式機(jī)組控制原理圖此種運(yùn)行方式下鍋爐燃燒過程自動(dòng)控制的任務(wù)為:此種運(yùn)行方式下鍋爐燃燒過程自動(dòng)控制的任務(wù)為:l 保證機(jī)組負(fù)荷滿足電網(wǎng)要求;保證機(jī)組負(fù)荷滿足電網(wǎng)要求;l 保證鍋爐燃燒過程的經(jīng)濟(jì)性;保證鍋爐燃燒過程的經(jīng)濟(jì)性;l 維持鍋爐爐膛負(fù)壓的穩(wěn)定。維持鍋爐爐膛負(fù)壓的穩(wěn)
5、定。9.3 鍋爐燃燒過程自動(dòng)控制系統(tǒng)的組成與特點(diǎn)鍋爐燃燒過程自動(dòng)控制系統(tǒng)的組成與特點(diǎn) 針對(duì)電站鍋爐燃燒過程自動(dòng)控制任務(wù)的需要,電站鍋爐燃燒針對(duì)電站鍋爐燃燒過程自動(dòng)控制任務(wù)的需要,電站鍋爐燃燒控制系統(tǒng)由以下三個(gè)子控制系統(tǒng)組成:控制系統(tǒng)由以下三個(gè)子控制系統(tǒng)組成:以燃料量為調(diào)節(jié)變量,主蒸汽以燃料量為調(diào)節(jié)變量,主蒸汽壓力為被調(diào)量,通過調(diào)節(jié)進(jìn)入壓力為被調(diào)量,通過調(diào)節(jié)進(jìn)入爐膛的燃料量,維持主蒸汽壓爐膛的燃料量,維持主蒸汽壓力的穩(wěn)定。力的穩(wěn)定。燃料量控制系統(tǒng)燃料量控制系統(tǒng) 送風(fēng)控制系統(tǒng)送風(fēng)控制系統(tǒng)以送風(fēng)量為調(diào)節(jié)變量,煙氣含以送風(fēng)量為調(diào)節(jié)變量,煙氣含氧量為被調(diào)量,通過調(diào)節(jié)進(jìn)入氧量為被調(diào)量,通過調(diào)節(jié)進(jìn)入爐膛的送
6、風(fēng)量,使煙氣含氧量爐膛的送風(fēng)量,使煙氣含氧量達(dá)到設(shè)定的最佳值,保證燃料達(dá)到設(shè)定的最佳值,保證燃料燃燒所需的空氣量和燃燒過程燃燒所需的空氣量和燃燒過程的經(jīng)濟(jì)性。的經(jīng)濟(jì)性。 引風(fēng)控制系統(tǒng)引風(fēng)控制系統(tǒng)以引風(fēng)量為調(diào)節(jié)變量,爐膛壓以引風(fēng)量為調(diào)節(jié)變量,爐膛壓力為被調(diào)量,通過調(diào)節(jié)引風(fēng)量力為被調(diào)量,通過調(diào)節(jié)引風(fēng)量維持爐膛壓力的穩(wěn)定。維持爐膛壓力的穩(wěn)定。鍋爐燃燒控制系統(tǒng)鍋爐燃燒控制系統(tǒng)鍋爐燃燒控制系統(tǒng)組成鍋爐燃燒控制系統(tǒng)組成 在鍋爐燃燒控制過程中,通過燃料量控制、送風(fēng)控制和引風(fēng)在鍋爐燃燒控制過程中,通過燃料量控制、送風(fēng)控制和引風(fēng)控制三個(gè)子系統(tǒng)分別對(duì)三個(gè)調(diào)節(jié)變量(控制三個(gè)子系統(tǒng)分別對(duì)三個(gè)調(diào)節(jié)變量(燃料量燃料量B、
7、送風(fēng)量、送風(fēng)量V、引引風(fēng)量風(fēng)量G)進(jìn)行調(diào)節(jié),以維持三個(gè)被調(diào)量()進(jìn)行調(diào)節(jié),以維持三個(gè)被調(diào)量(主主蒸汽壓力蒸汽壓力pT 、煙氣含、煙氣含氧量氧量O2、爐膛壓力、爐膛壓力plt)的穩(wěn)定。鍋爐燃燒控制過程中各調(diào)節(jié)變量)的穩(wěn)定。鍋爐燃燒控制過程中各調(diào)節(jié)變量和被調(diào)量之間的關(guān)系如下圖所示:和被調(diào)量之間的關(guān)系如下圖所示: 因此電站鍋爐燃燒控制系統(tǒng)是一個(gè)多輸入多輸出的因此電站鍋爐燃燒控制系統(tǒng)是一個(gè)多輸入多輸出的非線性多變量強(qiáng)耦合控制系統(tǒng)。非線性多變量強(qiáng)耦合控制系統(tǒng)。9.4 鍋爐燃燒過程被控對(duì)象的動(dòng)態(tài)特性鍋爐燃燒過程被控對(duì)象的動(dòng)態(tài)特性 鍋爐燃燒過程被控對(duì)象的動(dòng)態(tài)特性是指機(jī)組運(yùn)行過程中各種鍋爐燃燒過程被控對(duì)象的動(dòng)
8、態(tài)特性是指機(jī)組運(yùn)行過程中各種擾動(dòng)引起的各被調(diào)量變化的動(dòng)態(tài)關(guān)系,鍋爐燃燒過程被控對(duì)象的擾動(dòng)引起的各被調(diào)量變化的動(dòng)態(tài)關(guān)系,鍋爐燃燒過程被控對(duì)象的動(dòng)態(tài)特性主要有以下三個(gè):動(dòng)態(tài)特性主要有以下三個(gè):(一)主蒸汽壓力的動(dòng)態(tài)特性(一)主蒸汽壓力的動(dòng)態(tài)特性 主主蒸汽壓力蒸汽壓力pT受到的主要擾動(dòng)有二個(gè),其一是受到的主要擾動(dòng)有二個(gè),其一是燃燒率燃燒率 B擾動(dòng)擾動(dòng)稱為基本擾動(dòng)或內(nèi)部擾動(dòng);其二是稱為基本擾動(dòng)或內(nèi)部擾動(dòng);其二是汽輪機(jī)耗汽汽輪機(jī)耗汽量量D的擾動(dòng),稱為的擾動(dòng),稱為外部擾動(dòng)。外部擾動(dòng)。u 內(nèi)擾下主蒸汽壓力的動(dòng)態(tài)特性內(nèi)擾下主蒸汽壓力的動(dòng)態(tài)特性l 主蒸汽壓力主蒸汽壓力pT 在內(nèi)、外擾動(dòng)下的動(dòng)態(tài)特性在內(nèi)、外擾動(dòng)下
9、的動(dòng)態(tài)特性;l 煙氣含氧量煙氣含氧量O2在送風(fēng)量擾動(dòng)下的動(dòng)態(tài)特性在送風(fēng)量擾動(dòng)下的動(dòng)態(tài)特性;l 爐膛壓力爐膛壓力plt 在引風(fēng)量擾動(dòng)下的動(dòng)態(tài)特性。在引風(fēng)量擾動(dòng)下的動(dòng)態(tài)特性。 主主蒸汽壓力蒸汽壓力pT 的動(dòng)態(tài)特性與汽輪機(jī)的調(diào)節(jié)裝置有關(guān),圖(的動(dòng)態(tài)特性與汽輪機(jī)的調(diào)節(jié)裝置有關(guān),圖(a)為汽輪機(jī)功率不變時(shí),鍋爐為汽輪機(jī)功率不變時(shí),鍋爐燃燒率燃燒率 B擾動(dòng)下擾動(dòng)下主主蒸汽壓力蒸汽壓力pT 變化的變化的階躍響應(yīng)曲線:階躍響應(yīng)曲線: 此時(shí)此時(shí)主蒸汽壓力主蒸汽壓力pT是一個(gè)是一個(gè)無自平衡能力的被控對(duì)象。無自平衡能力的被控對(duì)象。汽汽包壓力包壓力pb與與主蒸汽壓力主蒸汽壓力pT 之差之差p2與主蒸汽流量以及過熱器與
10、主蒸汽流量以及過熱器的阻力成正比。的阻力成正比。 根據(jù)階躍響應(yīng)曲線確定根據(jù)階躍響應(yīng)曲線確定遲遲延時(shí)間延時(shí)間 ,可以求出:,可以求出:Bl 反應(yīng)速度:反應(yīng)速度:Btgl 反應(yīng)時(shí)間:反應(yīng)時(shí)間:1BBTtg 反應(yīng)時(shí)間反應(yīng)時(shí)間TB定義為:燃燒定義為:燃燒率改變其額定值的率改變其額定值的10,汽壓改汽壓改變變10%所經(jīng)過的時(shí)間。所經(jīng)過的時(shí)間。 此時(shí)此時(shí)主蒸汽壓力主蒸汽壓力pT是一個(gè)是一個(gè)有自平衡能力的被控對(duì)象。有自平衡能力的被控對(duì)象。汽汽包壓力包壓力pb與與主蒸汽壓力主蒸汽壓力pT 之差之差p2隨燃料量和進(jìn)入汽輪機(jī)的隨燃料量和進(jìn)入汽輪機(jī)的蒸汽流量的增加而增加。蒸汽流量的增加而增加。 圖(圖(b)為汽輪機(jī)
11、調(diào)節(jié)閥門開度不變時(shí),鍋爐)為汽輪機(jī)調(diào)節(jié)閥門開度不變時(shí),鍋爐燃燒率燃燒率 B擾動(dòng)擾動(dòng)下下主蒸汽壓力主蒸汽壓力pT 變化的階躍響應(yīng)曲線:變化的階躍響應(yīng)曲線: 根據(jù)鍋爐蒸發(fā)受熱面的熱量根據(jù)鍋爐蒸發(fā)受熱面的熱量平衡關(guān)系可得:平衡關(guān)系可得:rbQDhdtCdp式中式中: Qr 熱負(fù)荷階躍變化;熱負(fù)荷階躍變化; D 主蒸汽流量;主蒸汽流量; h 飽和蒸汽焓;飽和蒸汽焓; C 蒸發(fā)受熱面熱容。蒸發(fā)受熱面熱容。根據(jù)以上熱平衡關(guān)系式可得:根據(jù)以上熱平衡關(guān)系式可得:brbd pQDChd t(91) 式中式中Cb稱為稱為蓄熱系數(shù)蓄熱系數(shù),其物理意義為,其物理意義為汽包壓力汽包壓力pb改變一個(gè)單改變一個(gè)單位,蒸發(fā)受
12、熱面所吞吐的蒸汽量。位,蒸發(fā)受熱面所吞吐的蒸汽量。 式(式(9 91 1)表明,測(cè)出)表明,測(cè)出主蒸汽流量主蒸汽流量D和和汽包壓力汽包壓力pb的變化速的變化速度度dpb/dt,與一定的,與一定的蓄熱系數(shù)蓄熱系數(shù)Cb配合配合, ,就可得到代表就可得到代表熱負(fù)荷熱負(fù)荷Qr的的熱熱量信號(hào)量信號(hào),可以迅速反映燃料量的變化。,可以迅速反映燃料量的變化。u 外擾下主蒸汽壓力的動(dòng)態(tài)特性外擾下主蒸汽壓力的動(dòng)態(tài)特性 外部擾動(dòng)是指電網(wǎng)負(fù)荷變化的擾動(dòng),圖(外部擾動(dòng)是指電網(wǎng)負(fù)荷變化的擾動(dòng),圖(a)和圖()和圖(b)分別)分別為汽輪機(jī)為汽輪機(jī)進(jìn)汽量進(jìn)汽量D和汽輪機(jī)和汽輪機(jī)調(diào)節(jié)閥門開度調(diào)節(jié)閥門開度 T 擾動(dòng)下擾動(dòng)下主主蒸
13、汽壓力蒸汽壓力pT 變化的階躍響應(yīng)曲線:變化的階躍響應(yīng)曲線:bCCh 圖(圖(a)中,)中,主蒸汽壓力主蒸汽壓力pT 在階躍下降在階躍下降p0后,一直維持等后,一直維持等速下降,為速下降,為無自平衡能力無自平衡能力的被控對(duì)象。的被控對(duì)象。 圖(圖(b)中,)中,主蒸汽壓力主蒸汽壓力pT 在階躍下降在階躍下降p0后,下降速度逐后,下降速度逐漸變慢,最后穩(wěn)定于一個(gè)較低的壓力值,為漸變慢,最后穩(wěn)定于一個(gè)較低的壓力值,為有自平衡能力有自平衡能力的被控的被控對(duì)象。對(duì)象。 (二)煙氣含氧量的動(dòng)態(tài)特性(二)煙氣含氧量的動(dòng)態(tài)特性 煙氣含氧量煙氣含氧量O2是影響燃燒過程經(jīng)濟(jì)性的重要指標(biāo),主要通過是影響燃燒過程經(jīng)
14、濟(jì)性的重要指標(biāo),主要通過改變進(jìn)入爐膛的改變進(jìn)入爐膛的送風(fēng)量送風(fēng)量V 對(duì)對(duì)煙氣含氧量煙氣含氧量O2進(jìn)行調(diào)節(jié)進(jìn)行調(diào)節(jié)。送風(fēng)量送風(fēng)量V 擾擾動(dòng)下動(dòng)下煙氣含氧量煙氣含氧量O2變化的階躍響應(yīng)曲線為:變化的階躍響應(yīng)曲線為: 由上圖中煙氣含氧量的階躍響應(yīng)曲線可知,其動(dòng)態(tài)特性具有由上圖中煙氣含氧量的階躍響應(yīng)曲線可知,其動(dòng)態(tài)特性具有滯后、慣性和自平衡能力滯后、慣性和自平衡能力。(三)爐膛壓力的動(dòng)態(tài)特性(三)爐膛壓力的動(dòng)態(tài)特性 爐膛壓力爐膛壓力plt 對(duì)鍋爐運(yùn)行的安全性有重要影響,主要通過改變對(duì)鍋爐運(yùn)行的安全性有重要影響,主要通過改變引風(fēng)量引風(fēng)量G 對(duì)對(duì)爐膛壓力爐膛壓力plt進(jìn)行調(diào)節(jié)進(jìn)行調(diào)節(jié)。引風(fēng)量引風(fēng)量G 擾動(dòng)
15、擾動(dòng)下下爐膛壓力爐膛壓力plt 變變化的階躍響應(yīng)曲線為:化的階躍響應(yīng)曲線為: 在在送風(fēng)量送風(fēng)量V 和和引風(fēng)量引風(fēng)量G 的擾動(dòng)下,的擾動(dòng)下,爐膛壓力爐膛壓力plt 的動(dòng)態(tài)特性的動(dòng)態(tài)特性慣慣性很小性很小,可近似認(rèn)為是,可近似認(rèn)為是比例環(huán)節(jié)比例環(huán)節(jié)。9.5 9.5 鍋爐燃燒過程自動(dòng)控制的基本方案鍋爐燃燒過程自動(dòng)控制的基本方案9.5.1 并列運(yùn)行鍋爐燃燒過程自動(dòng)控制系統(tǒng)并列運(yùn)行鍋爐燃燒過程自動(dòng)控制系統(tǒng) 采用母管制的并列運(yùn)行鍋爐燃燒過程自動(dòng)控制系統(tǒng)的兩種基采用母管制的并列運(yùn)行鍋爐燃燒過程自動(dòng)控制系統(tǒng)的兩種基本方案如下圖所示:本方案如下圖所示:上面介紹的兩種控制系統(tǒng)存在以下兩點(diǎn)不足:上面介紹的兩種控制系統(tǒng)
16、存在以下兩點(diǎn)不足:l 不能保證燃料量和送風(fēng)量的最佳比例,使燃燒處于最佳狀態(tài);不能保證燃料量和送風(fēng)量的最佳比例,使燃燒處于最佳狀態(tài);l 引風(fēng)量變化落后于送風(fēng)量,造成爐膛壓力的較大波動(dòng)。引風(fēng)量變化落后于送風(fēng)量,造成爐膛壓力的較大波動(dòng)。 針對(duì)以上兩點(diǎn)不足,改進(jìn)后的并列運(yùn)行鍋爐燃燒過程自動(dòng)控針對(duì)以上兩點(diǎn)不足,改進(jìn)后的并列運(yùn)行鍋爐燃燒過程自動(dòng)控制系統(tǒng)如下圖所示:制系統(tǒng)如下圖所示: 下圖所示為母管制并列運(yùn)行鍋爐燃燒過程自動(dòng)控制系統(tǒng)的原下圖所示為母管制并列運(yùn)行鍋爐燃燒過程自動(dòng)控制系統(tǒng)的原理圖,系統(tǒng)中加入了高、低值選擇器,在負(fù)荷變化時(shí)可以合理控理圖,系統(tǒng)中加入了高、低值選擇器,在負(fù)荷變化時(shí)可以合理控制風(fēng)、煤增
17、減順序,以保證調(diào)節(jié)過程中燃料的完全燃燒:制風(fēng)、煤增減順序,以保證調(diào)節(jié)過程中燃料的完全燃燒:9.5.2 單元機(jī)組鍋爐燃燒過程自動(dòng)控制系統(tǒng)單元機(jī)組鍋爐燃燒過程自動(dòng)控制系統(tǒng) 在單元制汽輪發(fā)電機(jī)組中,鍋爐按運(yùn)行方式不同可以分為中在單元制汽輪發(fā)電機(jī)組中,鍋爐按運(yùn)行方式不同可以分為中儲(chǔ)式和直吹式兩種,下面對(duì)其對(duì)應(yīng)的燃燒過程自動(dòng)控制系統(tǒng)分別儲(chǔ)式和直吹式兩種,下面對(duì)其對(duì)應(yīng)的燃燒過程自動(dòng)控制系統(tǒng)分別進(jìn)行介紹。進(jìn)行介紹。(一)中儲(chǔ)式鍋爐燃燒過程自動(dòng)控制系統(tǒng)(一)中儲(chǔ)式鍋爐燃燒過程自動(dòng)控制系統(tǒng)l 熱量信號(hào)熱量信號(hào) 熱量信號(hào)熱量信號(hào),是指燃料進(jìn)入爐膛燃燒時(shí)在單位時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的熱,是指燃料進(jìn)入爐膛燃燒時(shí)在單位時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的
18、熱量??梢杂渺o態(tài)下的量??梢杂渺o態(tài)下的主蒸汽流量主蒸汽流量D 和和動(dòng)態(tài)下的動(dòng)態(tài)下的汽包壓力變化速度汽包壓力變化速度dpb/dt 表示,其計(jì)算公式為:表示,其計(jì)算公式為:bbdCtQpDd式中式中: Cb 鍋爐的蓄熱系數(shù)。鍋爐的蓄熱系數(shù)。 在系統(tǒng)中,以在系統(tǒng)中,以熱量信號(hào)熱量信號(hào)代替燃料量信號(hào),不但可以反映代替燃料量信號(hào),不但可以反映燃料燃料量的變化量的變化,而且還可以克服,而且還可以克服燃料單位發(fā)熱量變化燃料單位發(fā)熱量變化對(duì)燃燒過程的影對(duì)燃燒過程的影響,從而提高鍋爐運(yùn)行過程的穩(wěn)定性。響,從而提高鍋爐運(yùn)行過程的穩(wěn)定性。 在鍋爐運(yùn)行過程中在鍋爐運(yùn)行過程中, 熱量信號(hào)熱量信號(hào)只應(yīng)該反映只應(yīng)該反映燃燒
19、率的變化燃燒率的變化(內(nèi)內(nèi)擾擾),而不應(yīng)該反映而不應(yīng)該反映負(fù)荷的變化負(fù)荷的變化(外擾外擾)。即)。即熱量信號(hào)熱量信號(hào)只與只與燃燒燃燒率的變化率的變化有關(guān)有關(guān), 而與而與負(fù)荷的變化負(fù)荷的變化無關(guān)。無關(guān)。 熱量信號(hào)熱量信號(hào)在在燃料量燃料量B 和和汽輪機(jī)汽輪機(jī)調(diào)節(jié)閥門開度調(diào)節(jié)閥門開度 T 擾動(dòng)下的階擾動(dòng)下的階躍響應(yīng)曲線分別如圖(躍響應(yīng)曲線分別如圖(a a)和圖()和圖(b b)所示:)所示: 根據(jù)前面分析,當(dāng)燃根據(jù)前面分析,當(dāng)燃燒率不變而負(fù)荷變化時(shí)熱燒率不變而負(fù)荷變化時(shí)熱量信號(hào)不變,即:量信號(hào)不變,即:0bbd pDCd tbbD dtC dp 1010tbbbtD d tCptpt 負(fù)荷變化過程中
20、,在負(fù)荷變化過程中,在t0t1時(shí)間段內(nèi)對(duì)上式進(jìn)行時(shí)間段內(nèi)對(duì)上式進(jìn)行積分運(yùn)算可得:積分運(yùn)算可得:因此因此鍋爐鍋爐蓄熱系數(shù)蓄熱系數(shù)Cb的計(jì)算公式為:的計(jì)算公式為:1001tbbbtCD d tptpt時(shí)間時(shí)間t0t1期間蒸汽期間蒸汽流量流量 變化的累積量變化的累積量 用試驗(yàn)方法求取用試驗(yàn)方法求取鍋爐蓄熱系數(shù)鍋爐蓄熱系數(shù)Cb時(shí),保持鍋爐燃燒率不變而時(shí),保持鍋爐燃燒率不變而使負(fù)荷作任意擾動(dòng),記錄使負(fù)荷作任意擾動(dòng),記錄蒸汽蒸汽流量流量 D 和和汽包汽包壓力壓力pb 變化的曲線如變化的曲線如下圖所示:下圖所示:10ttD dtA 鍋爐蓄熱系數(shù)鍋爐蓄熱系數(shù)Cb的物理意的物理意義為:在燃燒率不變時(shí)汽包壓義為:
21、在燃燒率不變時(shí)汽包壓力每變化一個(gè)單位,釋放或吸力每變化一個(gè)單位,釋放或吸收的蒸汽量。收的蒸汽量。 01bbbpttpp 在鍋爐運(yùn)行過程中,在鍋爐運(yùn)行過程中,汽包壓力變化速度汽包壓力變化速度dpb/dt 測(cè)量不到,只測(cè)量不到,只能測(cè)得能測(cè)得帶有慣性的速度信號(hào)帶有慣性的速度信號(hào) ,同時(shí)再加入,同時(shí)再加入主蒸汽流量主蒸汽流量D的實(shí)際微分信號(hào),可以得到的實(shí)際微分信號(hào),可以得到實(shí)際熱量信號(hào)實(shí)際熱量信號(hào):1bspTs 1111bbbbrsTsD CpDD C s pTsTQsTs(二)直吹式鍋爐燃燒過程自動(dòng)控制系統(tǒng)(二)直吹式鍋爐燃燒過程自動(dòng)控制系統(tǒng) 現(xiàn)代大型單元機(jī)組中鍋爐普遍采用直吹式制粉系統(tǒng),其主要現(xiàn)
22、代大型單元機(jī)組中鍋爐普遍采用直吹式制粉系統(tǒng),其主要特點(diǎn)如下:特點(diǎn)如下:u 制粉系統(tǒng)與鍋爐燃燒過程緊密聯(lián)系,是燃燒過程自動(dòng)控制不可制粉系統(tǒng)與鍋爐燃燒過程緊密聯(lián)系,是燃燒過程自動(dòng)控制不可 分割的組成部分。分割的組成部分。u 在運(yùn)行過程中燃料量指令變化后,還需經(jīng)過磨煤制粉的過程,在運(yùn)行過程中燃料量指令變化后,還需經(jīng)過磨煤制粉的過程, 才能改變進(jìn)入爐膛的燃料量,負(fù)荷適應(yīng)能力較差,且容易引起才能改變進(jìn)入爐膛的燃料量,負(fù)荷適應(yīng)能力較差,且容易引起 主蒸汽壓力的較大波動(dòng)。主蒸汽壓力的較大波動(dòng)。采用直吹式制粉系統(tǒng)的鍋爐生產(chǎn)過程如下圖所示:采用直吹式制粉系統(tǒng)的鍋爐生產(chǎn)過程如下圖所示:采用直吹式制粉系統(tǒng)的鍋爐生產(chǎn)過程采用直吹式制粉系統(tǒng)的鍋爐生產(chǎn)過程 (a)示
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