鍋爐燃燒過(guò)程控制系統(tǒng)

1、? 鍋爐燃燒過(guò)程控制系統(tǒng)? 第一節(jié) 概述? 一、單元機(jī)組的基本控制方式? (1) 鍋爐跟隨控制方式? (2) 汽機(jī)跟隨控制方式? (3) 機(jī)爐協(xié)調(diào)控制方式? 1 鍋爐跟隨控制方式? 2 汽機(jī)跟隨控制方式? 3 機(jī)爐協(xié)調(diào)控制方式? 二、燃燒過(guò)程控制任務(wù)? 滿足機(jī)組負(fù)荷要求，維持主蒸汽壓力穩(wěn)定； 燃燒過(guò)程控制任務(wù)與機(jī)組運(yùn)行方式有關(guān)。? 保證燃燒過(guò)程經(jīng)濟(jì)性 ； 使燃料得以充分燃燒? 保證燃燒過(guò)程穩(wěn)定性 。 維持鍋爐爐膛壓力穩(wěn)定? 三、燃燒過(guò)程調(diào)節(jié)量根據(jù)控制任務(wù)，主要調(diào)節(jié)以下三個(gè)物理量：1燃料量調(diào)節(jié) 調(diào)節(jié)燃料量使入爐燃料燃燒所產(chǎn)生的量能與鍋爐外部負(fù)荷需求的量能相適應(yīng)。2送風(fēng)量調(diào)節(jié) 燃料量改變時(shí)，送風(fēng)量

2、也應(yīng)改變，以保證燃料的完全燃燒和排煙熱損失最小。 調(diào)節(jié)送風(fēng)量的目的是保證鍋爐燃燒過(guò)程的經(jīng)濟(jì)性。3引風(fēng)量調(diào)節(jié) 調(diào)節(jié)引風(fēng)量的目的是使引風(fēng)量與送風(fēng)量相適應(yīng)， 以保持爐膛壓力在要求范圍內(nèi)，以保證燃燒過(guò)程穩(wěn)定性。? 四、燃燒過(guò)程控制特點(diǎn) ? 二、煙氣含氧量動(dòng)態(tài)特性? 三、爐膛負(fù)壓動(dòng)態(tài)特性? 二、各控制系統(tǒng)的控制方案? 2 送風(fēng)控制系統(tǒng)? 3 引風(fēng)控制系統(tǒng)? 三、燃燒過(guò)程控制基本方案? 第四節(jié) 燃燒控制中的幾個(gè)問(wèn)題 一、燃料量測(cè)量基于給煤量修正的總?cè)剂狭浚òl(fā)熱量）測(cè)量給煤機(jī)控制裝置有給煤量測(cè)量功能， 測(cè)量值求和后就代表入爐總煤量 Me。但 由于煤種和水分不同，煤的發(fā)熱量不同，因此需將總煤量Me信號(hào)進(jìn)行修正

3、以構(gòu)建一個(gè)既能反映燃料量變化又能反映出煤的熱值變化的燃料量 （發(fā)熱量）信 號(hào)。、增益自動(dòng)調(diào)整三、風(fēng)煤交叉限制為了在機(jī)組增、減負(fù)荷動(dòng)態(tài)過(guò)程中，使燃料得到充分燃燒就要保證有足夠的風(fēng)量。需要保持一定的過(guò)量空氣系數(shù)，因此，在機(jī)組增負(fù)荷時(shí)，就要求先加風(fēng)后加煤；在機(jī)組減負(fù)荷時(shí)，就要求先減煤后減風(fēng)。 這樣就存在一個(gè)風(fēng)煤交叉限制? 四、風(fēng)機(jī)調(diào)節(jié)1 .節(jié)流調(diào)節(jié) 節(jié)流調(diào)節(jié)就是改變風(fēng)機(jī)進(jìn)口或出口管路上的節(jié)流擋板的開(kāi)度，來(lái)改變風(fēng)機(jī) 的工作點(diǎn)，從而調(diào)節(jié)風(fēng)機(jī)的通風(fēng)量。（1）出口節(jié)流調(diào)節(jié) ：采用風(fēng)機(jī)出口節(jié)流調(diào)節(jié)時(shí)， 節(jié)流擋板裝置在風(fēng)機(jī)出口管路上。 改變管道系統(tǒng)特性曲線，從而使風(fēng)機(jī)的風(fēng)量改變。一般已不采用這種調(diào)節(jié)方式 。（2

4、）進(jìn)口節(jié)流調(diào)節(jié) ：節(jié)流擋板設(shè)置在風(fēng)機(jī)的進(jìn)口管路上， 通過(guò)改變風(fēng)機(jī)進(jìn)口節(jié)流擋板的開(kāi)度， 來(lái)改變風(fēng)機(jī)進(jìn)口壓力和性能曲線，使風(fēng)機(jī)工作點(diǎn)移動(dòng)，達(dá)到調(diào)節(jié)風(fēng)量目的。進(jìn)口節(jié)流調(diào)節(jié)要比出口節(jié)流調(diào)節(jié)的運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性為好， 但擋板開(kāi)度與風(fēng)量變 化不成線性關(guān)系，不宜采用自動(dòng)調(diào)節(jié)， 調(diào)節(jié)性能較差， 因此大容量風(fēng)機(jī)也不采 用這種調(diào)節(jié)方式。?2 .變角調(diào)節(jié)（1）進(jìn)口導(dǎo)流器調(diào)節(jié) （入口導(dǎo)葉調(diào)節(jié)、靜葉調(diào)節(jié) ）: 是通過(guò)改變風(fēng)機(jī)入口處導(dǎo)流器葉 片的角度， 使風(fēng)機(jī)葉片進(jìn)口氣流的周向速度發(fā)生變化， 從而改變風(fēng)機(jī)的性能曲 線及工作點(diǎn)，進(jìn)而達(dá)到調(diào)節(jié)風(fēng)量的目的。由于導(dǎo)流器的附加阻力較小、風(fēng)機(jī)效率下降較少，所以運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性比節(jié) 流調(diào)節(jié)高得多，

5、 而且導(dǎo)流器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、 設(shè)備費(fèi)用低、調(diào)節(jié)性能較好、 運(yùn)行可靠、 維護(hù)方便，風(fēng)機(jī)常采用這種調(diào)節(jié)方法。?3.變速調(diào)節(jié)? 4 . 風(fēng)機(jī)防喘振第五節(jié) 直吹式鍋爐燃燒過(guò)程控制 直吹式鍋爐的燃料系統(tǒng)沒(méi)有中間煤粉儲(chǔ)倉(cāng)，由給煤機(jī)將原煤送入磨煤機(jī)，原煤 磨成煤粉后直接由一次風(fēng)送入爐膛燃燒， 同時(shí)二次風(fēng)送爐膛助燃。 對(duì)于 600MW 及以上機(jī)組，由于鍋爐容量大，如果采用中間儲(chǔ)倉(cāng)式制粉系統(tǒng)， 則煤粉倉(cāng)較大， 會(huì)增加投資，同時(shí)也不便于鍋爐整體布置。因此， 600MW 及以上機(jī)組均采用 直吹式制粉系統(tǒng)。煤粉由一次風(fēng)送入爐膛，送粉能力與一次風(fēng)量有關(guān)；同時(shí)，一次風(fēng)量對(duì) 制粉系統(tǒng)的正常工作影響很大，所以必須對(duì)進(jìn)入磨煤機(jī)的一次

6、風(fēng)量進(jìn)行控制。磨煤機(jī)出口溫度與煤粉干燥度有關(guān)，出口溫度太低，會(huì)使煤得不到足夠得 干燥，影響煤粉的輸送，甚至?xí)斐啥氯怀隹跍囟忍?，則容易發(fā)生煤的自 燃。因此，需對(duì)磨煤機(jī)出口溫度進(jìn)行控制。由于一般都是通過(guò)調(diào)節(jié)磨煤機(jī)入口熱風(fēng)擋板開(kāi)度控制磨煤機(jī)入口一次風(fēng) 量；通過(guò)調(diào)節(jié)磨煤機(jī)入口冷風(fēng)擋板控制磨煤機(jī)出口溫度。 為保證控制開(kāi)度與風(fēng) 量的一一對(duì)應(yīng)關(guān)系，為此需設(shè)置一次風(fēng)壓力控制系統(tǒng)。用于輸送煤粉的一次風(fēng)是屬于助燃的風(fēng)量， 但幫助燃料在爐膛內(nèi)完全燃 燒的主要還是由送風(fēng)機(jī)提供的二次風(fēng)。 因此，燃燒過(guò)程的經(jīng)濟(jì)性主要是通過(guò)調(diào) 節(jié)二次風(fēng)量來(lái)保證。由于直吹式鍋爐特性， 燃燒過(guò)程控制的三個(gè)控制系統(tǒng)在直吹式鍋爐燃燒 過(guò)程控

7、制中已演變成六個(gè)控制系統(tǒng)：燃料控制系統(tǒng)、 磨煤機(jī)一次風(fēng)量控制系 統(tǒng)、磨煤機(jī)出口溫度控制系統(tǒng)、一次風(fēng)壓力控制系統(tǒng)、送風(fēng)控制系統(tǒng)（又稱風(fēng) 量控制系統(tǒng)）和爐膛壓力控制系統(tǒng)。? 1. “一次風(fēng) 燃料”系統(tǒng)? 2“燃料 風(fēng)量”系統(tǒng)雖然600MW機(jī)組的鍋爐容量大，磨煤機(jī)臺(tái)數(shù)增加，但相對(duì)裝煤量卻減小，這樣會(huì)使磨中蓄粉減少， 因此采用改一次風(fēng)量暫時(shí)增加進(jìn)入爐膛的煤粉量對(duì)于 600MW機(jī)組的較大負(fù)荷變化來(lái)說(shuō)，其吹出的粉量還是不夠的，因此600MW機(jī)組的燃燒過(guò)程控制均采用 “燃料 風(fēng)量”系統(tǒng)形式。? 三、 相應(yīng)控制系統(tǒng) 方案1. 燃料控制系統(tǒng)? 2. 磨煤機(jī)一次風(fēng)量控制系統(tǒng)600MW機(jī)組一般配置六臺(tái)磨煤機(jī)，分別為

8、 A、B、C、D、E和F,每臺(tái)磨煤機(jī)組 的控制原理是完全相同的，但控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)又都是互相獨(dú)立的。這里僅以磨 A 的一次風(fēng)量控制系統(tǒng)為例進(jìn)行介紹。? 3. 磨煤機(jī)出口溫度控制系統(tǒng)? 4. 一次風(fēng)壓控制系統(tǒng)? 5. 送風(fēng)控制系統(tǒng)? 6. 爐膛壓力控制系統(tǒng)? 第七節(jié) 燃燒過(guò)程控制實(shí)例一、系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)600MW機(jī)組鍋爐燃燒控制系統(tǒng)為例進(jìn)行介紹與分析，采用正壓直吹式制粉 系統(tǒng)，鍋爐采用四角切圓燃燒方式， 包括六臺(tái)磨組。 其燃燒控制方案采用 “燃 料風(fēng)量”原則性系統(tǒng)。 該機(jī)組燃燒控制系統(tǒng)主要包括以下子控制系統(tǒng)：（1）燃料量控制系統(tǒng)；（2）磨組控制系統(tǒng)；（3）送風(fēng)控制系統(tǒng)；（4）爐膛壓力控制系統(tǒng)；（5）一次

9、風(fēng)壓力控制系統(tǒng)（6）輔助控制系統(tǒng)。? 二、燃料量控制系統(tǒng)?3燃料量控制? 三、磨組控制系統(tǒng)1功能概述 磨組控制是指將一臺(tái)磨煤機(jī)組的控制作為一個(gè)整體來(lái)考慮，包括給煤機(jī) 轉(zhuǎn)速控制系統(tǒng)、磨煤機(jī)風(fēng)量控制系統(tǒng)和磨煤機(jī)出口溫度控制系統(tǒng)?，F(xiàn)以A磨為例進(jìn)行分析。轉(zhuǎn)速控制系統(tǒng)通過(guò)調(diào)節(jié)給煤機(jī)轉(zhuǎn)速使給煤量滿足燃料主控指令的要求； 風(fēng)量控制系統(tǒng)通過(guò)調(diào)節(jié)磨煤機(jī)熱風(fēng)擋板開(kāi)度控制磨煤機(jī)入口一次風(fēng)量； 出口溫度控制系統(tǒng)通過(guò)調(diào)節(jié)磨煤機(jī)冷風(fēng)擋板開(kāi)度控制磨煤機(jī)出口溫度。? 2 給煤機(jī)轉(zhuǎn)速控制 當(dāng)出現(xiàn)下列情況之一時(shí)，給煤機(jī)控制站強(qiáng)制切到手動(dòng)控制方式：給煤機(jī)未運(yùn)行；對(duì)應(yīng)磨煤機(jī)熱風(fēng)控制站不在自動(dòng)；給煤機(jī)運(yùn)行且對(duì)應(yīng)給煤量異常。? 3磨煤機(jī)

10、風(fēng)量和出口溫度控制?( 2)磨煤機(jī)出口溫度控制? 四、送風(fēng)控制系統(tǒng)送風(fēng)機(jī)動(dòng)葉開(kāi)度指令還要受下列信號(hào)限制：當(dāng)爐膛壓力過(guò)低時(shí)，產(chǎn)生閉鎖降信號(hào)，送風(fēng)機(jī)動(dòng)葉只許開(kāi)大，不許關(guān)??；當(dāng)爐膛壓力過(guò)高時(shí)，產(chǎn)生閉鎖升信號(hào)，使送風(fēng)機(jī)動(dòng)葉只許關(guān)小，不許開(kāi)大；當(dāng)SCS來(lái)“開(kāi)A (或B)送風(fēng)機(jī)動(dòng)葉”信號(hào)時(shí)，送風(fēng)機(jī)A (或B)動(dòng)葉控制站將 強(qiáng)制輸出至定值；當(dāng)SCS來(lái)“關(guān)閉A (或B)送風(fēng)機(jī)動(dòng)葉”信號(hào)時(shí)，送風(fēng)機(jī)A (或B)動(dòng)葉控制站 將強(qiáng)制輸出 0%。當(dāng)出現(xiàn)下列情況之一時(shí)， 送風(fēng)機(jī)動(dòng)葉控制站 強(qiáng)制切到手動(dòng)控制方式：( 1)總風(fēng)量信號(hào)故障；A、B引風(fēng)機(jī)均在手動(dòng)；( 3)相應(yīng)送風(fēng)機(jī)未運(yùn)行；( 4) MFT ；( 5)總風(fēng)量設(shè)定值

11、與實(shí)際值偏差大；( 6)送風(fēng)機(jī)動(dòng)葉指令與反饋偏差大。 當(dāng)出現(xiàn)下列情況之一時(shí)， 氧量修正控制站 強(qiáng)制切到手動(dòng)控制方式：( 1)兩臺(tái)送風(fēng)機(jī)均在手動(dòng)；( 2)煙氣氧量信號(hào)故障；( 3)主汽流量信號(hào)故障；( 4)氧量設(shè)定值與測(cè)量值偏差大。當(dāng)出現(xiàn)下列情況之一時(shí)，引風(fēng)機(jī)靜葉控制站強(qiáng)制切到手動(dòng)控制方式：( 1)引風(fēng)機(jī)靜葉控制指令和反饋偏差大；(2)爐膛壓力變送器故障；相應(yīng)引風(fēng)機(jī)未運(yùn)行；爐膛壓力設(shè)定值與實(shí)際值偏差大。除正常的控制外，引風(fēng)機(jī)動(dòng)靜葉開(kāi)度指令還要受下列信號(hào)限制： (1)當(dāng)爐膛壓力低于一定值出現(xiàn)時(shí)，形成閉鎖升信號(hào)。限制引風(fēng)機(jī)靜葉進(jìn)一 步打開(kāi)，而只能關(guān)小。(2)當(dāng)爐膛壓力高于一定值時(shí)，形成閉鎖降信號(hào)，限

12、制引風(fēng)機(jī)靜葉進(jìn)一步關(guān) 小，只能打開(kāi)。當(dāng)SCS來(lái)“開(kāi)A (或B)引風(fēng)機(jī)靜葉”信號(hào)時(shí)，引風(fēng)機(jī) A (或B)靜葉控 制站將強(qiáng)制輸出至定值；當(dāng)SCS來(lái)“關(guān)閉A (或B)引風(fēng)機(jī)靜葉”信號(hào)時(shí)，引 風(fēng)機(jī)A (或B )靜葉控制站將強(qiáng)制輸出0%。( 4) MFT 超馳指令限制。MFT超馳控制當(dāng)鍋爐發(fā)生MFT工況時(shí)，控制回路通過(guò)脈沖塊發(fā)出脈沖信號(hào)使引風(fēng)機(jī)靜葉 開(kāi)度在原開(kāi)度值下迅速關(guān)小一個(gè)開(kāi)度， 該關(guān)小開(kāi)度由送風(fēng)量決定。 根據(jù)這送風(fēng) 量情況， 迅速減少引風(fēng)量， 使得進(jìn)入爐膛的風(fēng)量大于從爐膛抽出的煙氣量，這 種暫時(shí)的不平衡可盡量補(bǔ)償MFT時(shí)因爐膛滅火而導(dǎo)致的爐膛壓力下降太多。當(dāng) 超馳時(shí)間一到，引風(fēng)機(jī)靜葉恢復(fù)到正常的爐

13、膛壓力控制。六、一次風(fēng)母管壓力控制系統(tǒng) 除正常的控制外，一次風(fēng)機(jī)入口導(dǎo)葉開(kāi)度指令還要受下列信號(hào)限制：當(dāng)SCS來(lái)“開(kāi)A (或B) 一次風(fēng)機(jī)入口導(dǎo)葉”信號(hào)時(shí)，一次風(fēng)機(jī) A (或B )入 口導(dǎo)葉開(kāi)度指令將輸出至定值； 當(dāng)SCS來(lái)“關(guān)閉A (或B) 一次風(fēng)機(jī)入口導(dǎo)葉”信號(hào)時(shí)，一次風(fēng)機(jī) A (或B) 入口導(dǎo)葉開(kāi)度指令將強(qiáng)制輸出 0%。 當(dāng)出現(xiàn)下列情況之一時(shí)，一次風(fēng)機(jī)導(dǎo)葉控制站強(qiáng)制切到手動(dòng)控制方式：( 1 )一次風(fēng)母管壓力設(shè)定值與實(shí)際值偏差大；( 2)一次風(fēng)母管壓力信號(hào)故障；( 3)一次風(fēng)機(jī)入口導(dǎo)葉控制指令和反饋偏差大；( 4) MFT；( 5)主汽流量信號(hào)故障；( 6)相應(yīng)一次風(fēng)機(jī)未運(yùn)行。七、密封風(fēng)母管

14、壓力控制系統(tǒng)當(dāng)出現(xiàn)下列情況之一時(shí)， 密封風(fēng)機(jī)入口濾網(wǎng)差壓調(diào)節(jié)控制站強(qiáng)制切到手動(dòng)控制方式：( 1 )密封風(fēng)機(jī)母管壓力設(shè)定值與實(shí)際值偏差大；( 2)密封風(fēng)機(jī)母管壓力信號(hào)故障；( 3)密封風(fēng)機(jī)入口濾網(wǎng)差壓調(diào)節(jié)門(mén)控制指令和反饋偏差大；( 4) MFT；( 5)主汽流量信號(hào)故障；( 6)相應(yīng)密封風(fēng)機(jī)未運(yùn)行。八、輔助控制系統(tǒng)1 二次風(fēng)組成及分布二次風(fēng)進(jìn)入二次風(fēng)大風(fēng)箱，從爐前進(jìn)入爐膛時(shí)有分為三部分：(1)輔助風(fēng)(二次風(fēng))，它是二次風(fēng)的主要部分，約占二次總風(fēng)量6070%,所以常稱二次風(fēng)，提供煤粉和油完全燃燒所需的空氣量；周界風(fēng)(燃料風(fēng))，約占二次總風(fēng)量 1525%，分布在一次風(fēng)和煤粉的噴 嘴周?chē)?提供一次風(fēng)煤粉氣流著火和燃燒的擴(kuò)展， 還可減弱一次風(fēng)煤粉氣流的 衰減速度，增強(qiáng)氣流的剛度等等功能；燃盡風(fēng)(過(guò)燃風(fēng))，約占二次總風(fēng)量 1 5 % ，布置在燃燒