【正文】 流量測量值經(jīng)流量轉(zhuǎn)換器的信號(hào)通過求和塊求和所得。 12 課 程 設(shè) 計(jì) 用 紙 教師批閱 3 控制系統(tǒng) SAMA 圖以及邏輯圖分析 3. 1 SAMA 圖符號(hào)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(biāo)準(zhǔn)畫法，即 SAMA 圖例。選用適當(dāng)?shù)暮瘮?shù)轉(zhuǎn)換可以保持氧量設(shè)定值與鍋爐負(fù)荷的最佳關(guān)系，而在計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)中采用函數(shù)發(fā)生器實(shí)現(xiàn)上述關(guān)系。 b) 送風(fēng)量控制系統(tǒng)設(shè)有保護(hù)系統(tǒng)，當(dāng)爐膛壓力高于一定值時(shí)，送風(fēng)量控制系統(tǒng)閉鎖，防止送風(fēng)量繼續(xù)增加；當(dāng)爐膛壓力低于一定值時(shí)，送風(fēng)量控制系統(tǒng)閉鎖，避免爐膛壓力繼續(xù)降低；而當(dāng)總風(fēng)量小于 25%時(shí)，就觸發(fā) MFT（主燃料跳閘）動(dòng)作。由于高選折器的作用，送風(fēng)量隨著鍋爐負(fù)荷指令的增加而增加，而燃料量受到實(shí)際測量的風(fēng)量經(jīng)補(bǔ)償及修正后的總風(fēng)量的閉鎖（低選折器），實(shí)際燃料量不會(huì)馬上增加，這樣就達(dá)到了增加負(fù)荷時(shí)先增風(fēng)后增燃料量的目的。 2. 8送風(fēng)控制系統(tǒng)在火電廠中的應(yīng)用 使燃料在爐膛中充分燃燒是送風(fēng)量控制的主要任務(wù)，如圖 8 所示。 經(jīng)試驗(yàn)分析 ,由于接地或其它電磁干擾等原因可能使輸入 DCS 的溫度信號(hào)經(jīng)隔離器產(chǎn)生了電容性電荷積聚 ,引起對(duì)應(yīng)毫伏測量值偏移 ,造成溫度信號(hào)漂移。 另外燃燒器點(diǎn)火油槍經(jīng)長期運(yùn)行 ,少量油氣通過空預(yù)器滲透到二次風(fēng)道中 , 油氣易使灰塵粘附于機(jī)翼型流量裝置的風(fēng)量取壓孔上 ,也可能最終造成二次風(fēng)量測量值晃動(dòng)。 經(jīng)試驗(yàn) ,當(dāng)送風(fēng)控制切至手動(dòng)方式時(shí) , 情況稍有好轉(zhuǎn) , 爐膛負(fù)壓控制穩(wěn)定 ,但二次風(fēng)量測量值仍有晃動(dòng)。調(diào)整后測量氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的全行程動(dòng)作時(shí)間為 20 s 左右 ,滿足了工藝系統(tǒng)的要求。 至少需要 18 s,由于送風(fēng)機(jī)動(dòng)葉氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的調(diào)節(jié)速度過快 ,使風(fēng)機(jī)動(dòng)葉實(shí)際動(dòng)作無法很好地跟隨氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)。軸流風(fēng)機(jī)提供了測量喘振工況的差壓開關(guān) , 喘振探頭及信號(hào)取樣管安裝不當(dāng)時(shí) , 容易發(fā)生風(fēng)機(jī)喘振誤報(bào)警和誤動(dòng)作。由于運(yùn)行人員誤操作使送風(fēng)系統(tǒng)的擋板調(diào)節(jié)不 當(dāng)或者空預(yù)器堵灰、暖風(fēng)器、控制系統(tǒng)故障造成的擋板誤動(dòng) , 增大了鍋爐風(fēng)煙系統(tǒng)的阻力。軸流風(fēng)機(jī)發(fā)生喘振的原因是風(fēng)機(jī)出口壓力很高而風(fēng)量很小 , 導(dǎo)致風(fēng)機(jī)動(dòng)葉部分或全部進(jìn)入失速區(qū)。若 1 臺(tái)送風(fēng)機(jī)動(dòng)葉開度控制投入自動(dòng)方式 , 則送風(fēng)調(diào)節(jié)進(jìn)入自動(dòng)方式。送風(fēng)機(jī)偏置信號(hào)只能在 2 臺(tái)送風(fēng)機(jī)動(dòng)葉都在自動(dòng)控制模式時(shí)才可以由運(yùn)行操作人員進(jìn)行手動(dòng)改變。同理 ,當(dāng)爐膛壓力過高時(shí) , 本閉鎖回路邏輯讓送風(fēng)機(jī)動(dòng)葉開度指令在輸入實(shí)際值和保持值之間選擇較小值輸出 , 使得控制系統(tǒng)只能減少風(fēng)量而不能增加風(fēng)量。為了使 2 臺(tái)送風(fēng)機(jī)能夠帶不同的負(fù)荷 , 運(yùn)行操作人員還可以通過送風(fēng)機(jī)的手自動(dòng)操作站設(shè)定 1 個(gè)偏置值。送風(fēng)控制系統(tǒng)風(fēng)量調(diào)節(jié)器的給定值為總風(fēng)量指令 , 測量值為總風(fēng)量實(shí)時(shí)信號(hào)。采用每層燃燒器二次風(fēng)箱配風(fēng)和每個(gè)油槍中心配風(fēng)的方式 , 在每層二次風(fēng)風(fēng)道上各有 2 個(gè)測風(fēng)裝置作為計(jì)量二次風(fēng)量用 , 每臺(tái)磨煤機(jī)入口配有風(fēng)量測量裝置 , 每臺(tái)磨煤機(jī)出口 6 根一次風(fēng)管道上分別裝有 1個(gè)可調(diào)縮孔 , 二次風(fēng)采用熱風(fēng)再循環(huán)方式。 另一種是由二次風(fēng)擋板調(diào)節(jié)風(fēng)量 , 送風(fēng)機(jī)調(diào)整風(fēng)箱壓力。為了測量精確 , 各個(gè)風(fēng)量測量信號(hào)均需要經(jīng)過風(fēng)溫信號(hào)的修正。種系統(tǒng)具有明顯的缺點(diǎn)，一是很難找出能代表整個(gè)爐膛含氧量的準(zhǔn)確測點(diǎn)，因而樣量計(jì)測出的信號(hào)值得懷疑。恰使燃料完全燃燒所需的空氣量標(biāo)為理論空氣量，實(shí)際上按理論空氣量無法達(dá)到完全燃燒的目的 , 一般總要使送風(fēng)量比理論空氣量多一些。入口擾動(dòng)仿真 將系統(tǒng)輸入設(shè)置為 0，入口擾動(dòng)設(shè)置為 20%再進(jìn)行仿真。 控制系統(tǒng)建模與仿真 使用 Matlab 建立模糊控制規(guī)則 在 Matlab 中輸入 fuzzy，如圖 3 所示。 2 當(dāng)｜ E｜中等大時(shí)，為了使系統(tǒng)超調(diào)量較小， Kp 應(yīng)該取較小值 Ki取中等值。因此，可將送風(fēng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)直接看成是氧量調(diào)節(jié)的過程送風(fēng)控制系統(tǒng)一個(gè)帶有氧量校正的串級(jí)回路控制系統(tǒng)，所謂串級(jí)回路控制系統(tǒng)，就是采用兩個(gè)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調(diào)節(jié)閥，從而對(duì)主被控變量具有更好的控制效果。煙氣含氧量是一個(gè)非常重要的指標(biāo)。一些簡單的測量裝置，有裝于風(fēng)機(jī)入口的彎頭測風(fēng)裝置和裝于舉行風(fēng)道內(nèi)的擋風(fēng)板等。因此，送風(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(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行；使?fàn)t膛壓力控制在設(shè)定值附近，保證安全運(yùn)行 。如果送風(fēng)量比較大，送風(fēng)量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(huì)充分，達(dá)不到經(jīng)濟(jì)性。送風(fēng)量就是其中一項(xiàng)需要監(jiān) 視的重要參數(shù)。 1 課 程 設(shè) 計(jì) 用 紙 教師批閱 1 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(diǎn)能源工業(yè)之一，大型火力發(fā)電機(jī)組在國內(nèi)外發(fā)展很快，是我國現(xiàn)以 300MW 機(jī)組為骨干機(jī)組，并逐步發(fā)展 600MW 以上機(jī)組。由于其工藝流程復(fù)雜，設(shè)備眾多，管道縱橫交錯(cuò)，有上千個(gè)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(jì)性，因此，大型機(jī)組的自動(dòng)化水平受到特別的重視。大型鍋爐一般配有兩臺(tái)軸流式送風(fēng)機(jī)，送風(fēng)量是通過送風(fēng)機(jī)的動(dòng)葉來調(diào)整的。為了保證鍋爐生產(chǎn)過程的安全性、經(jīng)濟(jì)性，送風(fēng)量必須通過自動(dòng)化手段加以控制。 常用的風(fēng)量測量裝置有對(duì)稱機(jī)翼型和復(fù)式文丘里管。 由于到目前為止，還沒有找到一種有效的方法來準(zhǔn)確地測量給煤量信號(hào)，工程實(shí)際中一般以 煙氣含氧量作為給煤量的一種間接反饋信號(hào)。因此，過?？諝饬恳幸粋€(gè)最優(yōu)值，即所謂的最經(jīng)濟(jì)燃燒，過?？諝饬砍Ｓ眠^剩空氣系數(shù) a來表示，即實(shí)際空氣量 QP 與理論空氣量 QT 之比： A=QP/QT 過量空氣系數(shù)α還可以用爐膛出口煙氣中的含氧量 O2％來衡量，完全燃燒 情況下空氣系數(shù)α與 O2％的關(guān)系為： α =21/(21 O2％ ) 由上式可知α和 O2％成反比關(guān)系，控制α就可以達(dá)到控制煙氣中含氧量 O2％的目的，其中含氧量一般都控制在 5％左右，含氧量信號(hào)具有時(shí)間延遲短，對(duì)判斷是否充分燃燒反映快等優(yōu)點(diǎn)。 4 課 程 設(shè) 計(jì) 用 紙 教師批閱 PID 參數(shù)模糊整定模型 在不同情況下被控 過程的對(duì) Kp、 Ki、 Kd 三個(gè)參數(shù)的要求可以歸納為： 1 當(dāng)｜ E｜較大時(shí)，為了避免系統(tǒng)出現(xiàn)大的超調(diào)，須采用積分分離法令 Ki＝ 0；為了讓系統(tǒng)有較好的快速跟蹤性能， Kp盡可能取較大值， Kd 盡可能取較小值。根據(jù)參數(shù)自要求可以寫出 Kp、 Ki、 Kd 三個(gè)參數(shù)的模糊規(guī)則。 仿真結(jié)果顯示普通 PID控制器的控制時(shí)間為 150s 超調(diào)量為 5%,但模糊 PID 的控制時(shí)間為 100s 且超調(diào)量為 0，調(diào)節(jié)品質(zhì)好于普通 PID。 圖 4送風(fēng)控制系統(tǒng)階躍響應(yīng)圖 圖 5 送風(fēng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)入口擾動(dòng)響應(yīng)曲線 6 課 程 設(shè) 計(jì) 用 紙 教師批閱 2. 3送風(fēng)控制系統(tǒng)的分析 熱風(fēng)送粉煤粉爐燃燒控制系統(tǒng)是火力發(fā)電機(jī)組主要的控制系統(tǒng)之一，而送風(fēng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)的調(diào)節(jié)作用是這一系統(tǒng)能順利工作的前提，送風(fēng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)的任務(wù)是通過調(diào)節(jié)送風(fēng)機(jī)入口擋板 ,使煙氣中的含氧量保持最佳值 , 從而保證鍋爐燃燒系統(tǒng)配置最佳定燃比，使鍋爐達(dá)到最高的熱效率。另外，也有采用鍋爐排煙中的氧氣量作為調(diào)節(jié)