一次風二次風邏輯

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課程名稱:專業(yè)綜合實踐：大型火電機組熱控系統(tǒng)設(shè)計及實現(xiàn)（2）

TOC\o"1-3"\h\u21471.前言 297082.一次風壓控制 2223122.1相關(guān)圖紙 2295982.2控制系統(tǒng)原理 2257762.3控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 2310492.4控制邏輯 347322.5一次風機切手動條件 6221723.二次風控制 7238143.1相關(guān)圖紙 729733.2控制系統(tǒng)原理 7193973.3控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 7131053.4氧量校正回路控制邏輯 887563.5二次風壓控制邏輯 10200993.6送風機動葉切手動條件 12

1.前言一次風機：提供一定壓力、一定流量的一次風，將煤粉干燥并送入噴燃器，提供煤粉揮發(fā)份燃燒所需熱量。由電動機、葉輪、機殼、進氣箱、集流器、基座、調(diào)節(jié)控制系統(tǒng)等組成。二次風機，則用來克服空氣預(yù)熱器，風道，燃燒器的阻力，輸入燃燒風，維持燃料充分燃燒。一次風壓控制2.1相關(guān)圖紙SPCS-3000控制策略管理5號站129頁2.2控制系統(tǒng)原理在一次風壓控制系統(tǒng)中，由一個PID調(diào)節(jié)器同時控制A、B一次風機的出力，A、B一次風機并列運行。一次風壓調(diào)節(jié)系統(tǒng)通過調(diào)節(jié)兩臺一次風機的動葉開度，來調(diào)節(jié)一次風壓。一次風壓的定值由總煤量分段線性擬合出來，運行人員可以在操作畫面上設(shè)偏置。經(jīng)過控制器后，控制指令信號分別送到A、B一次風機動葉M/A站，來控制一次風機入口動葉開度。2.3控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)在該自動控制系統(tǒng)中，控制對象一次風機，被控量是一次風壓，調(diào)節(jié)量為一次風機入口動葉也開度，執(zhí)行機構(gòu)是一次風機入口動葉調(diào)節(jié)執(zhí)行機構(gòu)?？刂平Y(jié)構(gòu)為單回路PID控制，自動控制系統(tǒng)框圖及控制邏輯圖如下：圖2-1一次風壓控制系統(tǒng)框圖2.4控制邏輯圖2-2一次風壓控制邏輯控制邏輯：設(shè)定值值跟蹤與無擾切換給定值通過總煤量與一次風熱風聯(lián)絡(luò)管風道壓力計算得到。PV取自一次風熱風聯(lián)絡(luò)管風道壓力作為一次風壓。因為一次風主要用來攜帶煤粉進入爐膛燃燒，故所需的一次風量要考慮煤粉量的變化，所以將總煤量信號經(jīng)過一個分段線性功能模塊擬合成風壓信號，作為設(shè)定值SP。當A、B風機任意一臺在自動控制狀態(tài)下時，通過模擬量給定值發(fā)生器功能塊ASET塊輸入所要設(shè)定的一次風壓偏置值，當總煤量得到的一次風壓設(shè)定值不能滿足控制要求時，可由運行人員設(shè)置一定的偏置進行調(diào)節(jié)。ASET模塊輸出控制員在操作面板上給定的設(shè)定偏差值與擬合后的一次風壓求和，作為設(shè)定值輸入到控制器SP端，即：SP=ASET+總煤量轉(zhuǎn)換后的一次風壓信號。在A、B風機均在手動狀態(tài)下，ASET模塊DI輸入為1，輸出端AO輸出AI端的一次風壓實際值與總煤量擬合風壓偏差（一次風熱風聯(lián)絡(luò)管風道壓力實際值－總煤量擬合風壓），再與擬合的風壓設(shè)定值相加，得到的值即為實際的一次風熱風聯(lián)絡(luò)管風道壓力，然后送入PID控制器作為設(shè)定值，即：SP=（PV-總煤量擬合風壓）+總煤量擬合風壓=PV設(shè)定值=實際值，這樣就實現(xiàn)了手動狀態(tài)下的控制器設(shè)定值跟蹤。在控制器手動切換自動時，直接計算得到實際一次風熱風聯(lián)絡(luò)管風道壓力作為設(shè)定值，設(shè)定值等于實際值，不會產(chǎn)生擾動，即實現(xiàn)了控制器手自動的無擾切換。一次風壓比較總煤量擬合成風壓與一次風熱風聯(lián)絡(luò)管風道壓力形成偏差信號送入比較器模塊，如偏差<-0.15，報警發(fā)出一次風壓力<設(shè)定值信號。若同時一次風機到LDC閉鎖增則一次風機到LDCRUNDON。圖2-3一次風壓實際值與設(shè)定值偏差報警控制器手動設(shè)定值跟蹤與無擾切換在自動狀態(tài)下，即一次風機A或B或兩者都自動，ASET模塊通過控制員在操作面板上給定設(shè)定偏差值，使PID控制器自動達到設(shè)定的要求；而在手動狀態(tài)下，一次風機A、B均手動，ASET模塊DI輸入為1，輸出端AO輸出AI端的一次風壓偏差計算量，再與總煤量擬合的風壓相加，得到的值即為實際風壓值，然后送入PID控制器作為設(shè)定值，這樣就實現(xiàn)了手動狀態(tài)下的控制器設(shè)定值跟蹤；在手動切換自動時，直接計算得到實際風量作為設(shè)定值，設(shè)定值等于實際值，即實現(xiàn)了控制器手自動的無擾切換。M/A站手自動跟蹤與偏差計算對于一次風機A來說，在A手動情況下，手操站MRE端子為強制手動輸入端，手操站在手動狀態(tài)下，M/A站S端輸出1。當A、B均手動，PID控制器STR端子輸入真，控制器進入跟蹤狀態(tài)，控制器TR端跟蹤一次風機入口動葉開度，控制器AO端輸出TR跟蹤值，實現(xiàn)控制器跟蹤；M/A站S端輸出1，ASET塊DI為1，輸出一次風機A入口動葉開度指令與PID控制器輸出的偏差的信號再與控制器輸出作和送入M/A站，即得到的一次風機A入口動葉開度指令為實際動葉開度值，實現(xiàn)手動狀態(tài)下的M/A站跟蹤。即也滿足控制器設(shè)定值等于實際值，實現(xiàn)了控制器設(shè)定值手動狀態(tài)下跟蹤。當手動狀態(tài)切換到自動時，控制器輸出即為當前一次風機入口動葉開度，輸入與輸出為當前實際值，控制器在給定設(shè)定值之前無動作，不會發(fā)生擾動，即實現(xiàn)了手自動無擾切換。超馳限幅一次風壓實際值和設(shè)定值送入PID控制器經(jīng)過計算控制其輸出信號送到M/A手操站，手操站輸出電動門開度控制信號經(jīng)過一個限幅模塊后實現(xiàn)一次風機入口動葉開度控制。限幅模塊上下限的設(shè)定是通過超馳信號經(jīng)過選擇功能模塊后來確定的。超馳開、關(guān)信號是由SCS過來的開、關(guān)一次風機的指令信號，超馳開信號有效時，限幅塊輸出指令=100%，一次風機入口動葉擋板開；超馳關(guān)信號有效時，限幅塊輸出指令=0，一次風機入口動葉擋板關(guān)；無超馳現(xiàn)象范圍為0-100。控制量報警邏輯一次風機入口動葉開度控制指令與一次風機動葉調(diào)節(jié)執(zhí)行機構(gòu)開度反饋作差送入幅值報警模塊AA，若差值不在±20以內(nèi)，則產(chǎn)生一次風機閥位偏差大報警信號，一次風機切手動。一次風機動葉調(diào)節(jié)執(zhí)行機構(gòu)開度反饋在在計算前也要送入DPQC質(zhì)檢模塊，若品質(zhì)壞，發(fā)出一次風機閥位反饋品質(zhì)壞信號，一次風機切手動。圖2-4一次風機動葉開度指令檢測報警7.閉鎖若一次風機入口動葉開度控制指令>95，則一次風機指令達最大，同時若A一次風機不在手動，B一次風機手動，則一次風機到LDC閉鎖增；圖2-5閉鎖增條件若一次風機入口動葉開度控制指令<5，則一次風機指令達最小，同時若A一次風機不在手動，B一次風機手動，則一次風機到LDC閉鎖減。圖2-6閉鎖減條件2.5一次風機切手動條件如下圖，當以下任意條件發(fā)生時，一次風機切手動：MFT動作當無RB時，若調(diào)節(jié)器控制偏差大一次風機停運一次風機喘振一次風機閥位反饋品質(zhì)壞一次風機閥位偏差大圖2-7一次風機切手動條件3.二次風控制3.1相關(guān)圖紙SPCS-3000控制策略管理-5號站-135~138頁。3.2控制系統(tǒng)原理鍋爐燃燒過程的重要任務(wù)之一是維持爐內(nèi)過?？諝夥€(wěn)定，以保證經(jīng)濟燃燒。爐內(nèi)過剩空氣穩(wěn)定，對燃煤鍋爐來說，一般是通過保證一定的風煤比來實現(xiàn)的，這種情況只有在煤質(zhì)穩(wěn)定時，才能較好地保持爐內(nèi)過剩空氣穩(wěn)定，而當煤質(zhì)變化，就不能保持爐內(nèi)過?？諝夥€(wěn)定，不能保持經(jīng)濟燃燒。要隨時保持經(jīng)濟燃燒，就必須經(jīng)常檢測爐內(nèi)過?？諝庀禂?shù)或氧量，并根據(jù)氧量的多少來適當調(diào)整風量，以保持最佳風煤比，維持最佳的過?？諝庀禂?shù)或氧量。在這里我們可將送風調(diào)節(jié)系統(tǒng)直接看成是氧量調(diào)節(jié)的過程，送風控制系統(tǒng)一個帶有氧量校正的串級回路控制系統(tǒng)，即采用兩個控制器串聯(lián)工作，主控制器的輸出作為副控制器的設(shè)定值，由副控制器的輸出去操縱電動門，從而對主被控變量具有更好的控制效果。3.3控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)送風調(diào)節(jié)系統(tǒng)常采用氧量校正信號。控制系統(tǒng)的控制結(jié)構(gòu)為帶氧量校正的串級PID控制，在副回路中，控制對象送風機，執(zhí)行機構(gòu)是送風機動葉調(diào)節(jié)執(zhí)行機構(gòu)，調(diào)節(jié)量是風量；在主回路中，調(diào)節(jié)量是空預(yù)器入口煙氣含氧量。自動控制系統(tǒng)框圖及控制邏輯圖如下：圖3-1二次風控制系統(tǒng)串級控制結(jié)構(gòu)框圖3.4氧量校正回路控制邏輯圖3-2氧量校正回路邏輯控制邏輯：信號處理：質(zhì)檢：采樣值A(chǔ)、B側(cè)空預(yù)器入口煙氣含氧量分別經(jīng)過DPQC模塊檢驗信號質(zhì)量好壞，若A、B側(cè)氧量測量品質(zhì)都壞，則M/A站切手動。二取中：采樣值A(chǔ)、B側(cè)空預(yù)器入口煙氣含氧量相加取平均值作為采樣值；濾波：使用一階慣性環(huán)節(jié)的超前滯后模塊，起濾波作用，濾波器傳遞函數(shù)為。空預(yù)器入口煙氣含氧量經(jīng)過濾波器后送到控制器PV端。分段線性擬合：鍋爐主控指令經(jīng)過分段線性功能塊擬合成氧量設(shè)定值。控制器手動設(shè)定值跟蹤與無擾切換在自動狀態(tài)下，ASET模塊輸出控制員在操作面板上給定的設(shè)定偏置與擬合后的氧量設(shè)定值求和輸入控制器SP端，在PID控制下自動達到設(shè)定的要求，即SP=ASET+鍋爐主控指令擬合氧量信號在手動狀態(tài)下，PID控制器在跟蹤狀態(tài)。ASET模塊DI輸入為1，輸出端AO輸出AI端的空預(yù)器入口煙氣含氧量偏差值（空預(yù)器入口煙氣含氧量實際值－擬合氧量設(shè)定值），再與擬合的氧量設(shè)定值相加，得到的值即為實際的煙氣含氧量，然后送入PID控制器作為設(shè)定值。SP=（PV-鍋爐主控指令擬合氧量信號）+鍋爐主控指令擬合氧量信號=PV設(shè)定值=過程量，這樣就實現(xiàn)了手動狀態(tài)下的控制器設(shè)定值跟蹤；在手動切換自動時，直接計算得到實際氧量作為設(shè)定值，設(shè)定值等于實際值，即實現(xiàn)了控制器手自動的無擾切換。切手動邏輯若A、B側(cè)氧量測量品質(zhì)都壞，則M/A站切手動；若氧量調(diào)節(jié)控制器DO輸出調(diào)節(jié)器入口偏差大信號，則M/A站切手動；當送風機A、B均控制手動，則發(fā)出指令送風機控制全部手動，則M/A站切手動。圖3-3全手動條件限幅氧量控制指令在發(fā)送到二次風系統(tǒng)前經(jīng)過限幅模塊。限幅模塊上下限的設(shè)定是通過M/A站手自動狀態(tài)來確定的。自動狀態(tài)下，氧量控制指令范圍0.85-1.15，手動狀態(tài)下，氧量控制指令為1，即不進行氧量校正。3.5二次風壓控制邏輯圖3-4二次風壓控制邏輯控制邏輯：總風量濾波在這里使用一階慣性環(huán)節(jié)的超前滯后模塊，起濾波作用，濾波器傳遞函數(shù)為。采集到得總風量現(xiàn)場實際數(shù)據(jù)濾波處理后再送入PID控制器的PV端。風量指令該指令通過鍋爐主控指令和總?cè)剂狭康玫剑仩t主控指令和總?cè)剂狭肯冉?jīng)過MAX1取大值，然后分兩路，上路不處理，下路經(jīng)兩次滯后處理，滯后傳遞函數(shù)為。然后上下路信號再經(jīng)過取大值功能塊MAX2取大。MAX2輸出再經(jīng)過分段線性功能塊將總?cè)剂狭啃盘枖M合成風壓信號。擬合后的風壓信號乘以氧量控制信號進行氧量校正，自動狀態(tài)下，氧量控制指令范圍0.85-1.15，手動狀態(tài)下，氧量控制指令為1，即不進行氧量校正。校正后的信號參與SP設(shè)定值計算邏輯。邏輯原理：我們知道在機組運行過程中，若機組升負荷則要先加風后加煤，若減負荷則要先減煤再減風。在機組負荷發(fā)生變化時，以上邏輯可以實現(xiàn)風和煤的同步控制。對于風量和總?cè)剂狭苛縼碇v，由于加煤減