1、鍋爐燃燒過程控制系統 第一節第一節 概述概述一、單元機組的基本控制方式一、單元機組的基本控制方式(1)鍋爐跟隨控制方式鍋爐跟隨控制方式(2)汽機跟隨控制方式汽機跟隨控制方式(3)機爐協調控制方式機爐協調控制方式 1鍋爐跟隨控制方式鍋爐跟隨控制方式 燃燒率燃燒率BP0圖圖1 鍋爐跟隨控制方式鍋爐跟隨控制方式汽輪汽輪機機TBDpTp0TDPE汽輪機汽輪機主控器主控器汽輪機控制汽輪機控制系統系統鍋爐控制鍋爐控制系統系統鍋爐鍋爐鍋爐鍋爐主控器主控器 調節閥調節閥發電機發電機3cos3sinqemdE UPUIX2汽機跟隨控制方式汽機跟隨控制方式 -T燃燒率燃燒率B汽輪機汽輪機TDpT+p0BDPEP0

2、鍋爐鍋爐主控器主控器汽輪機控制汽輪機控制系統系統鍋爐控制鍋爐控制系統系統鍋爐鍋爐汽輪機汽輪機主控器主控器 調節閥調節閥發電機發電機圖圖2 汽機跟隨控制方式汽機跟隨控制方式3機爐協調控制方式機爐協調控制方式 圖圖3 機爐協調控控制方式機爐協調控控制方式p0T燃燒率燃燒率BTDpTBDPEP0鍋爐主控器鍋爐主控器汽輪機控制汽輪機控制系統系統鍋爐控制鍋爐控制系統系統鍋爐鍋爐汽輪機主控器汽輪機主控器汽輪機汽輪機 調節閥調節閥發電機發電機二、燃燒過程控制任務二、燃燒過程控制任務 (1) 滿足機組負荷要求，維持主蒸汽壓力穩定；滿足機組負荷要求，維持主蒸汽壓力穩定； 燃燒過程控制任務與機組運行方式有關。(2

3、) 保證燃燒過程經濟性保證燃燒過程經濟性 ； 使燃料得以充分燃燒 (3) 保證燃燒過程穩定性保證燃燒過程穩定性 。 維持鍋爐爐膛壓力穩定 三、燃燒過程調節量三、燃燒過程調節量 根據控制任務，主要調節以下三個物理量：根據控制任務，主要調節以下三個物理量：1燃料量調節燃料量調節 調節燃料量使入爐燃料燃燒所產生的量能與鍋爐外部負荷需求的量調節燃料量使入爐燃料燃燒所產生的量能與鍋爐外部負荷需求的量能相適應。能相適應。2送風量調節送風量調節 燃料量改變時，送風量也應改變，以保證燃料的完全燃燒和排煙熱燃料量改變時，送風量也應改變，以保證燃料的完全燃燒和排煙熱損失最小。調節送風量的目的是保證鍋爐燃燒過程的經

4、濟性。損失最小。調節送風量的目的是保證鍋爐燃燒過程的經濟性。3引風量調節引風量調節 調節引風量的目的是使引風量與送風量相適應，以保持爐膛壓力在調節引風量的目的是使引風量與送風量相適應，以保持爐膛壓力在要求范圍內，以保證燃燒過程穩定性。要求范圍內，以保證燃燒過程穩定性。 四、燃燒過程控制特點四、燃燒過程控制特點 燃料量燃料量M送風量送風量VPS爐膛負壓爐膛負壓過?？諝庀禂颠^剩空氣系數被調量被調量調節量調節量引風量引風量VSpT汽壓或功率汽壓或功率圖圖4 燃燒對象燃燒對象MMt0ptpTt0tpTpbT不變時燃料量擾動下的汽壓特性第二節第二節 被控對象動態特性被控對象動態特性 DT不變時燃料量擾動

5、下的汽壓特性MMMt0 pTt0pT二、煙氣含氧量動態特性二、煙氣含氧量動態特性 2( )(1)VVKGsTs三、爐膛負壓動態特性三、爐膛負壓動態特性 第三節第三節 燃燒過程控制基本方案燃燒過程控制基本方案 一、燃燒過程控制的基本構成一、燃燒過程控制的基本構成 從燃燒過程控制任務來看，燃燒過程控制應具有如下功能：從燃燒過程控制任務來看，燃燒過程控制應具有如下功能：（1）迅速改變爐膛燃燒率，適應外部負荷變化。）迅速改變爐膛燃燒率，適應外部負荷變化。（2）控制系統能迅速發現并消除燃燒率擾動。燃燒率擾動）控制系統能迅速發現并消除燃燒率擾動。燃燒率擾動通常指燃料量和燃料熱值的變化擾動。通常指燃料量和燃

6、料熱值的變化擾動。（3）確保燃料、送風和引風等參數協調變化。保證燃燒經）確保燃料、送風和引風等參數協調變化。保證燃燒經濟性。濟性。（4）確保燃燒過程的穩定性，避免爐膛壓力大范圍波動。）確保燃燒過程的穩定性，避免爐膛壓力大范圍波動。燃燒過程控制構成燃燒過程控制構成BD鍋爐主控制器鍋爐主控制器燃制燃制料系料系控統控統送制送制風系風系控統控統引制引制風系風系控統控統協調級協調級燃料控制系統燃料控制系統(1)popT燃料量調節機構燃料量調節機構PI1MPI2BD燃料控制系統燃料控制系統燃料量調節機構燃料量調節機構燃料控制系統燃料控制系統(2)P0PEPI1MPI2BD燃料控制系統燃料控制系統二、各控制

7、系統的控制方案二、各控制系統的控制方案 1燃料控制系統燃料控制系統 2送風控制系統送風控制系統 送風基本控制系統送風基本控制系統送風機風量調節機構送風機風量調節機構KVPIM0MKV1MVK送風機風量調節機構送風機風量調節機構送風控制系統送風控制系統_+_+DVMO2氧量調節器氧量調節器送風調節器送風調節器f(x)K最佳含氧量與負荷關系0負荷最佳含氧量O2送風控制系統送風控制系統送風機風量調節機構送風機風量調節機構_+DBDVO2氧量調節器氧量調節器送風調節器送風調節器f1(x)f2(x)3引風控制系統引風控制系統 引風控制系統引風控制系統+引風機風量調節機構引風機風量調節機構pSSpSVf(

8、x)引風調節器引風調節器三、燃燒過程控制基本方案三、燃燒過程控制基本方案 +送風機風量調節機構送風機風量調節機構引風機風量調節機構引風機風量調節機構O2V燃料量調節機構燃料量調節機構MBDpopTPI1f1(x)pSDpSS+PI2PI5+PI3f3(x)PI4燃燒控制基本方案燃燒控制基本方案f2(x)第四節第四節 燃燒控制中的幾個問題燃燒控制中的幾個問題 一、燃料量測量一、燃料量測量 基于給煤量修正的總燃料量（發熱量）測量基于給煤量修正的總燃料量（發熱量）測量 給煤機控制裝置有給煤量測量功能，測量值求給煤機控制裝置有給煤量測量功能，測量值求和后就代表入爐總煤量和后就代表入爐總煤量Mc。但由于

9、煤種和水分不。但由于煤種和水分不同，煤的發熱量不同，因此需將總煤量同，煤的發熱量不同，因此需將總煤量Mc信號進信號進行修正以構建一個既能反映燃料量變化又能反映行修正以構建一個既能反映燃料量變化又能反映出煤的熱值變化的燃料量（發熱量）信號。出煤的熱值變化的燃料量（發熱量）信號。ko1給煤機給煤機A給煤量給煤量給煤機給煤機F給煤量給煤量Mc3總給水流量總給水流量f(x)DQkMQ燃油量燃油量OMA基于給煤量修正的總燃料量測量基于給煤量修正的總燃料量測量f(t)f(t)oMQcMkOkM二、增益自動調整二、增益自動調整 給煤機給煤指令給煤機給煤指令增益自動調整回路增益自動調整回路增益調整回路增益調整

10、回路51xSA SB SC SD SE SFf(x)總燃料量總燃料量M鍋爐指令鍋爐指令BDf(x)PID乘法器為燃料調節對象的一部分，選擇合適的函數乘法器為燃料調節對象的一部分，選擇合適的函數f(x)，則可以做到不管給，則可以做到不管給煤機投入的臺數如何，都可以保持燃料調節對象增益不變，這樣就不必調整煤機投入的臺數如何，都可以保持燃料調節對象增益不變，這樣就不必調整燃料調節器的控制參數了。增益調整與平衡器（燃料調節器的控制參數了。增益調整與平衡器（GAIN CHANGER & BALANCER），就是完成該功能。），就是完成該功能。三、風煤交叉限制三、風煤交叉限制 為了在機組增、減負荷

11、動態過程中，使燃料得到充分燃燒就要保證有足夠的為了在機組增、減負荷動態過程中，使燃料得到充分燃燒就要保證有足夠的風量。需要保持一定的過量空氣系數，因此，在機組增負荷時，就要求先加風量。需要保持一定的過量空氣系數，因此，在機組增負荷時，就要求先加風后加煤；在機組減負荷時，就要求先減煤后減風。這樣就存在一個風煤交風后加煤；在機組減負荷時，就要求先減煤后減風。這樣就存在一個風煤交叉限制。叉限制。 風量風量燃料量燃料量鍋爐指令鍋爐指令BD圖圖1232 風煤交叉限制基本方案風煤交叉限制基本方案燃料控制系統燃料控制系統送風控制系統送風控制系統f1(x)f2(x)f3(x)圖圖1233 風煤交叉限制方案風煤

12、交叉限制方案風量風量燃料量燃料量氧量校正氧量校正鍋爐指令鍋爐指令BD送風控制系統送風控制系統f1(x)f3(x)燃料控制系統燃料控制系統30f2(x)1給煤機給煤機A給煤量給煤量給煤機給煤機F給煤量給煤量3總給水流量總給水流量f(x)燃油量燃油量PIf1(x)0.81.2TA21風量風量f2(x)鍋爐指令鍋爐指令BD2PITf3(x)A1A3A增益調整增益調整AF給煤機指令給煤機指令圖圖1234 煤粉鍋爐的燃料控制系統的一般控制方案煤粉鍋爐的燃料控制系統的一般控制方案f(t)f(t)四、風機調節四、風機調節 節流調節節流調節 節流調節就是改變風機進口節流調節就是改變風機進口或出口管路上的節流擋

13、板的開度，或出口管路上的節流擋板的開度，來改變風機的工作點，從而調節來改變風機的工作點，從而調節風機的通風量。風機的通風量。（1）出口節流調節）出口節流調節 ：采用風機出：采用風機出口節流調節時，節流擋板裝置在口節流調節時，節流擋板裝置在風機出口管路上。改變管道系統風機出口管路上。改變管道系統特性曲線，從而使風機的風量改特性曲線，從而使風機的風量改變。變。 一般已不采用這種調節方式一般已不采用這種調節方式。 風量風量V圖圖1235 風機出口節流調節風機出口節流調節VBVAABO出口壓力出口壓力p（2）進口節流調節進口節流調節： 節流擋板設置在風機的節流擋板設置在風機的進口管路上，通過改變風進口

14、管路上，通過改變風機進口節流擋板的開度，機進口節流擋板的開度，來改變風機進口壓力和性來改變風機進口壓力和性能曲線，使風機工作點移能曲線，使風機工作點移動，達到調節風量目的動，達到調節風量目的。 進口節流調節要比出口進口節流調節要比出口節流調節的運行經濟性為節流調節的運行經濟性為好，但擋板開度與風量變好，但擋板開度與風量變化不成線性關系，不宜采化不成線性關系，不宜采用自動調節，調節性能較用自動調節，調節性能較差，因此大容量風機也不差，因此大容量風機也不采用這種調節方式。采用這種調節方式。 CVBVA風量風量VAB出口壓力出口壓力pO圖圖1236 風機進口節流調節風機進口節流調節變角調節變角調節

15、（1）進口導流器調節）進口導流器調節(入口導葉調節、靜葉調節入口導葉調節、靜葉調節):是通過改變風機入口處導流器葉片的角度，使風是通過改變風機入口處導流器葉片的角度，使風機葉片進口氣流的周向速度發生變化，從而改變機葉片進口氣流的周向速度發生變化，從而改變風機的性能曲線及工作點，進而達到調節風量的風機的性能曲線及工作點，進而達到調節風量的目的。目的。 由于導流器的附加阻力較小、風機效率下降較由于導流器的附加阻力較小、風機效率下降較少，所以運行的經濟性比節流調節高得多，而且少，所以運行的經濟性比節流調節高得多，而且導流器結構簡單、設備費用低、調節性能較好、導流器結構簡單、設備費用低、調節性能較好、

16、運行可靠、維護方便，風機常采用這種調節方法。運行可靠、維護方便，風機常采用這種調節方法。 30VCVCCVBVA風量風量VAB出口壓力出口壓力pO圖圖1237 入口導葉調節入口導葉調節30075CVBVA風量風量VAB出口壓力出口壓力pO200圖圖1238 動葉調節動葉調節（2）動葉調節（軸流式風機）動葉調節（軸流式風機）： 通過改變風機葉片的角度，改變風機的特性曲線，實通過改變風機葉片的角度，改變風機的特性曲線，實現改變風機運行工作點和調節風量。采用這種調節方法時，現改變風機運行工作點和調節風量。采用這種調節方法時，運行經濟性和安全性均較好，且每一個葉片角度均對應一運行經濟性和安全性均較好，

17、且每一個葉片角度均對應一條性能曲線，葉片角度與風量的變化幾乎成線性關系，便條性能曲線，葉片角度與風量的變化幾乎成線性關系，便于采用自動調節，因此在大容量軸流式風機中得到廣泛采于采用自動調節，因此在大容量軸流式風機中得到廣泛采用。用。 變速調節變速調節 出口壓力出口壓力pVCn3CVBVA風量風量VABO圖圖1239 風機變速調節風機變速調節n1n24 風機防喘振風機防喘振 VA”22.5A”VCA30CVAVAAB出口壓力出口壓力pO200風量風量V圖圖1240 風機的不穩工況與預防風機的不穩工況與預防動葉開度限制值動葉開度限制值風機動葉開度指令風機動葉開度指令T動葉開度指令動葉開度指令A圖圖

18、1241風機防喘振方法風機防喘振方法接近喘振區接近喘振區 喘振是風機運行中的一種特殊現象，喘振會造成風機葉片斷裂或喘振是風機運行中的一種特殊現象，喘振會造成風機葉片斷裂或其它機械部件損壞，威脅風機和整個系統的安全。因此運行中一旦發其它機械部件損壞，威脅風機和整個系統的安全。因此運行中一旦發現風機進入喘振區，就應該采取措施使風機運行點避開喘振區?，F風機進入喘振區，就應該采取措施使風機運行點避開喘振區。 第五節第五節 直吹式鍋爐燃燒過程控制直吹式鍋爐燃燒過程控制 直吹式鍋爐的燃料系統沒有中間煤粉儲倉，由給直吹式鍋爐的燃料系統沒有中間煤粉儲倉，由給煤機將原煤送入磨煤機，原煤磨成煤粉后直接由煤機將原煤

19、送入磨煤機，原煤磨成煤粉后直接由一次風送入爐膛燃燒，同時二次風送爐膛助燃。一次風送入爐膛燃燒，同時二次風送爐膛助燃。對于對于600MW及以上機組，由于鍋爐容量大，如果及以上機組，由于鍋爐容量大，如果采用中間儲倉式制粉系統，則煤粉倉較大，會增采用中間儲倉式制粉系統，則煤粉倉較大，會增加投資，同時也不便于鍋爐整體布置。因此，加投資，同時也不便于鍋爐整體布置。因此，600MW及以上機組均采用直吹式制粉系統。及以上機組均采用直吹式制粉系統。115121原煤倉；原煤倉； 2給煤機；給煤機； 3磨煤機；磨煤機；4煤粉分離器；煤粉分離器；5一次風風箱；一次風風箱；6煤粉管道；煤粉管道；7 燃燒器；燃燒器；8

20、 鍋爐；鍋爐；9送風機；送風機；10一次風機；一次風機； 11空氣預熱器；空氣預熱器； 12二次風管道；二次風管道；13一次熱風管道；一次熱風管道；14一次冷風管道；一次冷風管道；15二次風風箱；二次風風箱；16熱風擋板；熱風擋板；17冷風擋冷風擋板；板；18一次風門；一次風門；19密封門；密封門；3461578910圖圖1253 正壓冷一次風機直吹式制粉系統正壓冷一次風機直吹式制粉系統12131416171918來自密封風來自密封風機機一、一、 直吹式鍋爐燃燒控制特點直吹式鍋爐燃燒控制特點 ptDpbM V1V2V1Mo磨煤機磨煤機爐膛爐膛蒸發蒸發部分部分過熱器過熱器圖圖121254 54

21、直吹式鍋爐汽壓生產過程示意圖直吹式鍋爐汽壓生產過程示意圖 磨煤機已成為燃燒控制系統不可分割的組成部分。磨煤機已成為燃燒控制系統不可分割的組成部分。 制粉需要時間，煤粉量制粉需要時間，煤粉量M與進入磨煤機的原煤量與進入磨煤機的原煤量Mo之間有之間有時間上的滯后和延遲，顯然，制粉過程增大了控制通道的慣時間上的滯后和延遲，顯然，制粉過程增大了控制通道的慣性和延遲，對燃燒控制是不利的。性和延遲，對燃燒控制是不利的。 中儲式：能量轉化中儲式：能量轉化45S1min (125MW） 直吹式：制粉直吹式：制粉2min,能量轉化能量轉化24.5min ,600MW 4.5min 煤粉由一次風送入爐膛，送粉能力

22、與一次風煤粉由一次風送入爐膛，送粉能力與一次風量有關；同時，一次風量對制粉系統的正常工作量有關；同時，一次風量對制粉系統的正常工作影響很大，所以必須對進入磨煤機的一次風量進影響很大，所以必須對進入磨煤機的一次風量進行控制。行控制。 磨煤機出口溫度與煤粉干燥度有關，出口溫度磨煤機出口溫度與煤粉干燥度有關，出口溫度太低，會使煤得不到足夠得干燥，影響煤粉的輸太低，會使煤得不到足夠得干燥，影響煤粉的輸送，甚至會造成堵塞；出口溫度太高，則容易發送，甚至會造成堵塞；出口溫度太高，則容易發生煤的自燃。因此，需對磨煤機出口溫度進行控生煤的自燃。因此，需對磨煤機出口溫度進行控制。制。 由于一般都是通過調節磨煤機

23、入口熱風擋板開由于一般都是通過調節磨煤機入口熱風擋板開度控制磨煤機入口一次風量；通過調節磨煤機入度控制磨煤機入口一次風量；通過調節磨煤機入口冷風擋板控制磨煤機出口溫度。為保證控制開口冷風擋板控制磨煤機出口溫度。為保證控制開度與風量的一一對應關系，為此需設置一次風壓度與風量的一一對應關系，為此需設置一次風壓力控制系統。力控制系統。 用于輸送煤粉的一次風是屬于助燃的風量，用于輸送煤粉的一次風是屬于助燃的風量，但幫助燃料在爐膛內完全燃燒的主要還是由送風但幫助燃料在爐膛內完全燃燒的主要還是由送風機提供的二次風。因此，燃燒過程的經濟性主要機提供的二次風。因此，燃燒過程的經濟性主要是通過調節二次風量來保證

24、。是通過調節二次風量來保證。 由于直吹式鍋爐特性，由于直吹式鍋爐特性， 燃燒過程控制的三個控燃燒過程控制的三個控制系統在直吹式鍋爐燃燒過程控制中已演變成六制系統在直吹式鍋爐燃燒過程控制中已演變成六個控制系統：燃料控制系統、個控制系統：燃料控制系統、 磨煤機一次風量控磨煤機一次風量控制系統、磨煤機出口溫度控制系統、一次風壓力制系統、磨煤機出口溫度控制系統、一次風壓力控制系統、送風控制系統（又稱風量控制系統）控制系統、送風控制系統（又稱風量控制系統）和爐膛壓力控制系統。和爐膛壓力控制系統。 二、二、 直吹式鍋爐燃燒過程控制的原則性方案直吹式鍋爐燃燒過程控制的原則性方案 煤粉量煤粉量t給煤量與一次風

25、一起擾動給煤量與一次風一起擾動給煤量擾動給煤量擾動一次風擾動一次風擾動圖圖1255 各種擾動下的磨煤機出粉特性各種擾動下的磨煤機出粉特性1. “一次風一次風燃料燃料”系統系統 給煤量給煤量M調節機構調節機構BDPI1一次風量一次風量V1調節機構調節機構V1二次風量二次風量V2調節機構調節機構VPI2PI5PI3O2O2Sf(x)PI4引風量引風量VS調節機構調節機構pspssM圖圖1256 “一次風一次風燃料燃料”系統系統2“燃料燃料風量風量”系統系統 雖然雖然600MW機組的鍋爐容量大，磨煤機機組的鍋爐容量大，磨煤機臺數增加，但相對裝煤量卻減小，這樣會臺數增加，但相對裝煤量卻減小，這樣會使磨

26、中蓄粉減少，因此采用改一次風量暫使磨中蓄粉減少，因此采用改一次風量暫時增加進入爐膛的煤粉量對于時增加進入爐膛的煤粉量對于600MW機組機組的較大負荷變化來說，其吹出的粉量還是的較大負荷變化來說，其吹出的粉量還是不夠的，因此不夠的，因此600MW機組的燃燒過程控制機組的燃燒過程控制均采用均采用 “燃料燃料風量風量”系統形式。系統形式。 給煤量給煤量M調節機構調節機構BDPI1M一次風量一次風量V1調節機構調節機構V1二次風量二次風量V2調節機構調節機構VPI2PI5PI3O2O2Sf(x)PI4引風量引風量VS調節機構調節機構pspss圖圖1257 “燃料燃料風量風量”系統系統三、三、 相應控制

27、系統相應控制系統 方案方案 1. 燃料控制系統燃料控制系統 總燃料量圖1258 燃料控制系統方案鍋爐指令BD總風量f3(x)2 燃油量 磨煤機A給煤量 磨煤機F給煤量f4(x)總給水流量總給水流量3f (t)f7(x)4BALANCER給煤機A給煤控制裝置f6(x)f8(x)f2(x)給水溫度1f5(x)PII燃料主控指令TA磨煤機投自動臺數5ATA磨A入口一次風量f8(x)給煤機A給煤指令f(x)給煤機F給煤指令f1(x)2. 磨煤機一次風量控制系統磨煤機一次風量控制系統 600MW機組一般配置六臺磨煤機，分別為機組一般配置六臺磨煤機，分別為A、B、C、D、E和和F，每臺磨煤機組的控制原理是

28、完全，每臺磨煤機組的控制原理是完全相同的，但控制系統結構又都是互相獨立的。這相同的，但控制系統結構又都是互相獨立的。這里僅以磨里僅以磨A的一次風量控制系統為例進行介紹。的一次風量控制系統為例進行介紹。磨磨A入口一次風量入口一次風量給煤機給煤機A給煤指令給煤指令f(x)1TAPID2A磨磨A熱風擋板熱風擋板圖圖1259 磨磨A一次風量控制系統方案一次風量控制系統方案3. 磨煤機出口溫度控制系統磨煤機出口溫度控制系統 磨磨A出口溫度出口溫度APID1磨磨A入口溫度入口溫度1給煤機給煤機A給煤指令給煤指令f(x)PID2TA磨磨A冷風擋板開度指令冷風擋板開度指令圖圖1260 磨磨A出口溫度控制系統方

29、案出口溫度控制系統方案磨磨A出口溫度出口溫度APID圖圖1261 磨出口溫度與一次風控制系統磨出口溫度與一次風控制系統f(x)TA磨磨A冷風擋板開度指令冷風擋板開度指令ATA磨磨A熱風擋板開度指令熱風擋板開度指令磨磨A入口一次風量入口一次風量給煤機給煤機A給煤指令給煤指令f(x)TAPIDA磨磨A一次風擋板開度指令一次風擋板開度指令4. 一次風壓控制系統一次風壓控制系統 一次熱風母管壓力一次熱風母管壓力APID1主蒸汽流量主蒸汽流量f(x)圖圖1262 一次風壓控制系統方案一次風壓控制系統方案1GAIN CHANGER & BALANCER2TAT1強開強開(來自來自SCS)100%T

30、2強關強關(來自來自SCS)0%3Af(x)一次風機一次風機A入口入口導葉開度指令導葉開度指令TAT3強開強開(來自來自SCS)100%T4強關強關(來自來自SCS)0%f(x)一次風機一次風機B入口入口導葉開度指令導葉開度指令AAAA5. 送風控制系統送風控制系統 二次風量二次風量一次風量一次風量y5+y4+y134y2y3鍋爐指令鍋爐指令BDf(t)f(t)f3(x)f1(x)主蒸汽流量主蒸汽流量2A1PID1煙氣含氧量煙氣含氧量TAf2(x)總燃料量總燃料量f4(x)30PID21總風量總風量GAIN CHANGER & BALANCER5f5(x)A送風機送風機A動葉開度動葉開

31、度送風機送風機B動葉開度動葉開度圖圖1263 送風控制系統方案送風控制系統方案6TAT1強開強開(來自來自SCS)100%T2強關強關(來自來自SCS)0%7Af(x)TAT3強開強開(來自來自SCS)100%T4強關強關(來自來自SCS)0%f(x)防喘振回路防喘振回路防喘振回路防喘振回路AAAA6. 爐膛壓力控制系統爐膛壓力控制系統 100%100%f1(x)爐膛壓力爐膛壓力 引風機引風機A靜葉開度靜葉開度引風機引風機B靜葉開度靜葉開度PID1兩送風機動葉兩送風機動葉開度之和開度之和ABALANCERf2(x)2TA3Af(x)TA超弛控制回路超弛控制回路T5MFTf(x)超弛控制回路超弛

32、控制回路T6T1強開強開(來自來自SCS)T2強關強關(來自來自SCS)0%T3強開強開(來自來自SCS)T4強關強關(來自來自SCS)0%AAAA第七節第七節 燃燒過程控制實例燃燒過程控制實例 一、系統總體結構一、系統總體結構 600MW機組鍋爐燃燒控制系統為例進行介紹與分析，采機組鍋爐燃燒控制系統為例進行介紹與分析，采用正壓直吹式制粉系統，鍋爐采用四角切圓燃燒方式，包用正壓直吹式制粉系統，鍋爐采用四角切圓燃燒方式，包括六臺磨組。其燃燒控制方案采用括六臺磨組。其燃燒控制方案采用 “燃料燃料風量風量”原原則性系統。則性系統。該機組燃燒控制系統主要包括以下子控制系統：該機組燃燒控制系統主要包括以

33、下子控制系統：（1）燃料量控制系統；）燃料量控制系統；（2）磨組控制系統；）磨組控制系統；（3）送風控制系統；）送風控制系統；（4）爐膛壓力控制系統；）爐膛壓力控制系統；（5）一次風壓力控制系統）一次風壓力控制系統（6）輔助控制系統。）輔助控制系統。 二、燃料量控制系統二、燃料量控制系統 總給煤量總給煤量f4(x)總燃油量總燃油量總給水總給水流量流量f1(x)f2(x)K AATf3(x)總煤量修正總煤量修正總燃料量總燃料量圖圖1265 總燃料量信號形成總燃料量信號形成Kf(t)0手動手動當出現下列情況之一時，當出現下列情況之一時，煤量修正控制站將強制切煤量修正控制站將強制切到手動修正方式：到

34、手動修正方式：（1）總給水流量信號壞）總給水流量信號壞質量；質量；（2）總煤量信號壞質量；）總煤量信號壞質量；（3）總煤量低值信號出）總煤量低值信號出現?，F。 3燃料量控制燃料量控制 KK ATBALANCER燃料主控燃料主控指令指令圖圖1266 燃料量控制燃料量控制總燃料量總燃料量BD總 風總 風量量f1(x)f3(x)f2(x)給水溫給水溫度度SA SB SC SD SE SFf4(x)手手動動當出現下列情況之一時，燃料當出現下列情況之一時，燃料主控制站強制切到手動控制方主控制站強制切到手動控制方式：式：（1）所有給煤機都在手動控制；）所有給煤機都在手動控制；（2）燃料主控設定值和總燃料）

35、燃料主控設定值和總燃料量偏差大；量偏差大；（3）MFT；（4）兩臺引風機均手動；）兩臺引風機均手動；（5）任一輔機的）任一輔機的RB條件存在條件存在。 三、磨組控制系統三、磨組控制系統 1功能概述功能概述 磨組控制是指將一臺磨煤機組的控制作為一個整體來磨組控制是指將一臺磨煤機組的控制作為一個整體來考慮，包括給煤機轉速控制系統、磨煤機風量控制系統和考慮，包括給煤機轉速控制系統、磨煤機風量控制系統和磨煤機出口溫度控制系統。磨煤機出口溫度控制系統?，F以現以A磨為例進行分析。磨為例進行分析。 轉速控制系統通過調節給煤機轉速使給煤量滿足燃料轉速控制系統通過調節給煤機轉速使給煤量滿足燃料主控指令的要求；主

36、控指令的要求； 風量控制系統通過調節磨煤機熱風擋板開度控制磨煤風量控制系統通過調節磨煤機熱風擋板開度控制磨煤機入口一次風量；機入口一次風量； 出口溫度控制系統通過調節磨煤機冷風擋板開度控制出口溫度控制系統通過調節磨煤機冷風擋板開度控制磨煤機出口溫度。磨煤機出口溫度。 2給煤機轉速控制給煤機轉速控制 當出現下列情況之一時，當出現下列情況之一時，給煤機控制站強制給煤機控制站強制切到手動控制方式：切到手動控制方式：（1）給煤機未運行；）給煤機未運行；（2）對應磨煤機熱風）對應磨煤機熱風控制站不在自動；控制站不在自動；（3）給煤機運行且對）給煤機運行且對應給煤量異常。應給煤量異常。 圖圖1267 給煤

37、機轉速控制給煤機轉速控制燃料主控指令燃料主控指令A偏置偏置ATA最小轉速最小轉速f(x)給煤機給煤機A轉速指令轉速指令手手動動RBRBRB目標值目標值磨磨A A入口一次風量入口一次風量f1(x)磨投運磨投運YYNNTTA0T來自來自FSSS減小給煤機速度至最減小給煤機速度至最小小YA03磨煤機風量和出口溫度控制磨煤機風量和出口溫度控制 圖圖1268 磨磨A入口一次風量測量入口一次風量測量磨磨A A入口一次風量入口一次風量磨磨A入口入口一次風壓一次風壓力力MEDIANSELECT磨磨A入口一入口一次風量次風量A磨磨A入口一入口一次風量次風量B磨磨A入口一入口一次風量次風量Cf2(x)f1(x)f

38、1(x)f1(x)2XMTR磨磨A入口入口一次風溫一次風溫T1磨磨A入口入口一次風溫一次風溫T2f3(x)f1(x)AKAT磨磨A熱風擋板開度指令熱風擋板開度指令f(x)磨磨A入口一次風量入口一次風量給煤機轉速指令給煤機轉速指令來自來自FSSS開磨煤機入口熱風擋板開磨煤機入口熱風擋板偏置偏置YNTA10磨出口溫度高磨出口溫度高YTA0手動手動熱風擋板開度指令還要受下列信號的限制：熱風擋板開度指令還要受下列信號的限制：(1)當當FSSS系統來系統來“開磨煤機入口熱風擋板開磨煤機入口熱風擋板”信號時，磨煤機入口熱風擋板控制站將強制信號時，磨煤機入口熱風擋板控制站將強制輸出至一定值（輸出至一定值（1

39、0）。）。(2)當磨煤機出口溫度高信號出現時，磨煤機當磨煤機出口溫度高信號出現時，磨煤機入口熱風擋板全關，磨煤機入口冷風擋板全入口熱風擋板全關，磨煤機入口冷風擋板全開。開。此外，當出現下列情況之一時，磨煤機熱風此外，當出現下列情況之一時，磨煤機熱風擋板控制站強制切到手動控制方式：擋板控制站強制切到手動控制方式：(1)磨煤機入口風量信號故障；磨煤機入口風量信號故障；(2)磨煤機未運行；磨煤機未運行；(3)磨煤機入口風量設定值與實際值偏差大；磨煤機入口風量設定值與實際值偏差大；(4)磨煤機入口熱風擋板指令與位偏差大。磨煤機入口熱風擋板指令與位偏差大。 （2）磨煤機出口溫度控制）磨煤機出口溫度控制

40、給煤機轉速指令給煤機轉速指令f2(x)圖圖1270 磨煤機出口溫度控制磨煤機出口溫度控制MEDIANSELECT磨磨A出口出口溫度溫度T1磨磨A出口溫出口溫度度T2磨磨A出口出口溫度溫度T3AKK磨磨A出口溫度出口溫度設定值設定值磨磨A入口溫度入口溫度AT磨磨A冷風擋板開度指令冷風擋板開度指令f(x)來自來自FSSS開磨煤機入口冷風擋板開磨煤機入口冷風擋板YNTA10磨出口溫度高磨出口溫度高YTA100手動手動(1)當當FSSS系統來系統來“開磨煤機入口冷風擋板開磨煤機入口冷風擋板”信號時，磨煤機入口冷風信號時，磨煤機入口冷風擋板控制站將強制輸出至一定值（擋板控制站將強制輸出至一定值（10）。

41、）。(2)當磨煤機出口溫度高時，磨煤機入口熱風擋板全關，磨煤機入口冷風當磨煤機出口溫度高時，磨煤機入口熱風擋板全關，磨煤機入口冷風擋板全開。擋板全開。 當出現下列情況之一時，磨煤機冷風擋板控制站強制切到手動控制方當出現下列情況之一時，磨煤機冷風擋板控制站強制切到手動控制方式：式：（1）磨煤機出口溫度信號故障；）磨煤機出口溫度信號故障；（2）磨煤機未運行；）磨煤機未運行；（3）磨煤機出口溫度設定值與實際值偏差大；）磨煤機出口溫度設定值與實際值偏差大；（4）磨煤機入口冷風擋板故障。）磨煤機入口冷風擋板故障。四、送風控制系統四、送風控制系統 圖圖1271 A側側 二次風量測量二次風量測量A側二次風量

42、側二次風量A空預器出空預器出口二次風壓口二次風壓MEDIANSELECTA側熱二側熱二次風量次風量AA側熱二側熱二次風量次風量BA側熱二側熱二次風量次風量Cf2(x)f1(x)f1(x)f1(x)2XMTRA側熱二次側熱二次風溫度風溫度T1A側熱二次側熱二次風溫度風溫度T2f3(x)MEDIANSELECT左側氧量A1左側氧量A2左側氧量A3MEDIANSELECT右側氧量B1右側氧量B2右側氧量B32XMTRf(t)氧量信號圖1273 煙氣氧量信號形成BDy1ttty2ty3y4tty5圖1272 鍋爐主控指令動態校正y4+y1+f(t)12y2y3f(t)y5BD動態校正后鍋爐主控指令圖圖

43、1274 總風量指令形成總風量指令形成f4(x)K1燃料量燃料量f1(x)Af2(x)KATf3(x)主汽流量主汽流量30%最小風量最小風量K2總風量指令總風量指令氧量信號氧量信號動態校正后鍋爐動態校正后鍋爐主控指令主控指令A圖圖1275 送風控制回路送風控制回路K3K ATf5(x)BALANCERATB側二次側二次風量風量A側二次側二次風量風量總一次總一次風量風量總風量指令總風量指令f(x)f(x)送風機送風機A動葉開度動葉開度YNAT風機風機A、B均自動均自動送風機送風機B動葉開度動葉開度T來自來自SCS關關A0T來自來自SCS關關AYYTA來自來自SCS開開YTAY100來自來自SCS

44、開開手動手動手動手動送風機動葉開度指令還要受下列信號限制：（1）當爐膛壓力過低時，產生閉鎖降信號，送風機動葉只許開大，不許關小；（2）當爐膛壓力過高時，產生閉鎖升信號，使送風機動葉只許關小，不許開大；（3）當SCS來“開A（或B）送風機動葉”信號時，送風機A（或B）動葉控制站將強制輸出至定值；（4）當SCS來“關閉A（或B）送風機動葉”信號時，送風機A（或B）動葉控制站將強制輸出0%。當出現下列情況之一時，送風機動葉控制站送風機動葉控制站強制切到手動控制方式： （1）總風量信號故障；（2）A、B引風機均在手動；（3）相應送風機未運行； （4）MFT；（5）總風量設定值與實際值偏差大；（6）送風

45、機動葉指令與反饋偏差大。當出現下列情況之一時，氧量修正控制站氧量修正控制站強制切到手動控制方式：（1）兩臺送風機均在手動；（2）煙氣氧量信號故障；（3）主汽流量信號故障；（4）氧量設定值與測量值偏差大。五、爐膛壓力控制系統 MFTMEDIANSELECT爐膛爐膛壓力壓力A爐膛壓爐膛壓力力B爐膛壓爐膛壓力力Cf(t)K A爐膛壓力設定爐膛壓力設定值值f1(x)送風機動送風機動葉開度指葉開度指令令BALANCERATATf(x)引風機引風機B靜葉開度靜葉開度引風機引風機A靜葉開度靜葉開度A偏置偏置YT引風機引風機A、B均自動均自動f2(x)NTTNYYTNTYNT來自來自SCS關關A0T來自來自S

46、CS關關AYYTA來自來自SCS開開YTAY來自來自SCS開開0f(x)手動手動手動手動當出現下列情況之一時，引風機靜葉控制站強制切當出現下列情況之一時，引風機靜葉控制站強制切到手動控制方式：到手動控制方式：（1）引風機靜葉控制指令和反饋偏差大；）引風機靜葉控制指令和反饋偏差大；（2）爐膛壓力變送器故障；）爐膛壓力變送器故障；（3）相應引風機未運行；）相應引風機未運行；（4）爐膛壓力設定值與實際值偏差大。）爐膛壓力設定值與實際值偏差大。 除正常的控制外，引風機動靜葉開度指令還要受下列信號除正常的控制外，引風機動靜葉開度指令還要受下列信號限制：限制：（1）當爐膛壓力低于一定值出現時，形成閉鎖升信

47、號。）當爐膛壓力低于一定值出現時，形成閉鎖升信號。限制引風機靜葉進一步打開，而只能關小。限制引風機靜葉進一步打開，而只能關小。（2）當爐膛壓力高于一定值時，形成閉鎖降信號，限制）當爐膛壓力高于一定值時，形成閉鎖降信號，限制引風機靜葉進一步關小，只能打開。引風機靜葉進一步關小，只能打開。（3）當）當SCS來來“開開A（或（或B）引風機靜葉）引風機靜葉”信號時，引風信號時，引風機機A（或（或B）靜葉控制站將強制輸出至定值；當）靜葉控制站將強制輸出至定值；當SCS來來“關閉關閉A（或（或B）引風機靜葉）引風機靜葉”信號時，引風機信號時，引風機A（或（或B）靜葉控制站將強制輸出靜葉控制站將強制輸出0%

48、。 （4）MFT超馳指令限制。超馳指令限制。 MFT超馳控制 當鍋爐發生當鍋爐發生MFT工況時，控制回路通過脈沖塊發出脈工況時，控制回路通過脈沖塊發出脈沖信號使引風機靜葉開度在原開度值下迅速關小一個開度，沖信號使引風機靜葉開度在原開度值下迅速關小一個開度，該關小開度由送風量決定。根據這送風量情況，迅速減少該關小開度由送風量決定。根據這送風量情況，迅速減少引風量，使得進入爐膛的風量大于從爐膛抽出的煙氣量，引風量，使得進入爐膛的風量大于從爐膛抽出的煙氣量，這種暫時的不平衡可盡量補償這種暫時的不平衡可盡量補償MFT時因爐膛滅火而導致的時因爐膛滅火而導致的爐膛壓力下降太多。當超馳時間一到，引風機靜葉恢

49、復到爐膛壓力下降太多。當超馳時間一到，引風機靜葉恢復到正常的爐膛壓力控制。正常的爐膛壓力控制。 六、一次風母管壓力控制系統六、一次風母管壓力控制系統 f1(x)A主汽流量主汽流量偏置偏置MEDIANSELECT熱一次風熱一次風母管壓力母管壓力A熱一次風熱一次風母管壓力母管壓力B熱一次風熱一次風母管壓力母管壓力CKBALANCERATATf(x)f(x)一次風機一次風機A入口導葉開度入口導葉開度A偏置偏置NYT一次風機一次風機B入口導葉開度入口導葉開度風機風機A、B均自動均自動手動手動手動手動 除正常的控制外，一次風機入口導葉開度指令還要受下列除正常的控制外，一次風機入口導葉開度指令還要受下列信

50、號限制：信號限制：（1）當）當SCS來來“開開A（或（或B）一次風機入口導葉）一次風機入口導葉”信號時，信號時，一次風機一次風機A（或（或B）入口導葉開度指令將輸出至定值；）入口導葉開度指令將輸出至定值；（2）當）當SCS來來“關閉關閉A（或（或B）一次風機入口導葉）一次風機入口導葉”信號時，信號時，一次風機一次風機A（或（或B）入口導葉開度指令將強制輸出）入口導葉開度指令將強制輸出0%。當出現下列情況之一時，一次風機導葉控制站強制切到手當出現下列情況之一時，一次風機導葉控制站強制切到手動控制方式：動控制方式：（1）一次風母管壓力設定值與實際值偏差大；）一次風母管壓力設定值與實際值偏差大；（2

51、）一次風母管壓力信號故障；）一次風母管壓力信號故障；（3）一次風機入口導葉控制指令和反饋偏差大；）一次風機入口導葉控制指令和反饋偏差大；（4）MFT；（5）主汽流量信號故障；）主汽流量信號故障；（6）相應一次風機未運行。）相應一次風機未運行。 七、密封風母管壓力控制系統七、密封風母管壓力控制系統 f1(x)A主汽流量主汽流量偏置偏置K BALANCERATATf(x)f(x)密封風機密封風機B B入口入口濾網差壓調門濾網差壓調門密封風機密封風機A A入口入口濾網差壓調門濾網差壓調門密封風母管壓力密封風母管壓力ANYT風機風機A、B均自動均自動手動手動手動手動當出現下列情況之一時，密封風機入口濾網差壓調當出現下列情況之一時，密封風機入口濾網差壓調節控制站強制切到手動控制方式：節控制站強制切到手動控制方式：（1）密封風機母管壓力設定值與實際值偏差大；）密封風機母管壓力設定值與實際值偏差大；（2）密封風機母管壓力信號故障；）密封風機母管壓力信號故障；（3）密封風機入口濾網差壓調節門控制指令和反）密封風機入口濾網差壓調節門控制指令和反饋偏差大；饋偏差大；（4）MFT；（5）主汽流量信號故障；）主汽流量信號故障；（6）相應密封風機未運行。）相應密封風機未運行。 八、輔助控制系統八、輔助控制系統