【正文】 曲線不難看出，由于汽包壓力的實際微分信號帶有慣性延遲，不能完全抵消蒸汽流量信號的變化，因此，以此組成的熱量信號不能正確反映外擾下的燃料量的變化。 圖23給出了理想熱量信號在不同情況下的響應(yīng)曲線。而蓄熱量的變化和汽壓的變化速度成正比。而且無法保證風(fēng)煤之間最佳比值。由于直接以燃料量信號代表燃燒率與負荷指令LD相平衡，因此在外界負荷變化時，能迅速改變?nèi)剂狭?，保持汽壓穩(wěn)定。由式（22）及（23）兩式，可得： （25） （26） 即：燃料控制與送風(fēng)控制兩個子系統(tǒng)為比值控制系統(tǒng)。主調(diào)節(jié)器PI1接受主蒸汽壓力信號PM，根據(jù)PM與給定值PM0的偏差，給出負荷指令LD。，運行過程中允許汽壓在一定范圍內(nèi)波動。燃燒控制系統(tǒng)的任務(wù)是根據(jù)負荷指令LD，調(diào)整鍋爐爐膛內(nèi)燃燒率。其中燃料量控制和送風(fēng)量控制兩個子系統(tǒng)根據(jù)燃燒率指令分別調(diào)節(jié)進入爐膛的燃料量和送風(fēng)量，保證爐膛熱負荷滿足外界負荷變化需要，同時保證燃燒經(jīng)濟性。 壓力控制的任務(wù)是維持主蒸汽壓力PM穩(wěn)定。 燃燒過程控制系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu) 燃燒過程控制系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)圖如圖21所示。只有保持引風(fēng)量與送風(fēng)量協(xié)調(diào)變化，才能保證爐膛壓力穩(wěn)定。 。燃燒過程控制的主要任務(wù)之一是維持蒸汽壓力穩(wěn)定。DT擾動下，Pb、PM的傳遞函數(shù)為： （13） （14）由以上兩式可以看出，DT擾動下，Pb為反向積分特性，PM為反向比例加積分特性。由圖15，根據(jù)梅遜公式，此時汽壓對于燃料量擾動的傳遞函數(shù)為 （11） （12）由以上兩式，可得Pb、PM在燃料量擾動下的響應(yīng)曲線如圖16所示。工質(zhì)（水）通過爐膛吸收了燃料燃燒發(fā)出的熱量，不斷升溫，直到產(chǎn)生飽和蒸汽匯集于汽包內(nèi)，最后經(jīng)過過熱器成為過熱蒸汽，輸送到汽輪機做功。主蒸汽壓力PM受到主要擾動來源有二：其一是燃料量擾動，稱為基本擾動或內(nèi)部擾動。這些都將是燃燒過程控制系統(tǒng)的具體組成。對于燃油鍋爐及采用具有中間粉倉的燃煤鍋爐，燃料系統(tǒng)可以相互獨立運行，因而燃料系統(tǒng)的控制與燃燒過程的控制是相互獨立的。若排風(fēng)量大于送風(fēng)量，爐膛壓力下降，不僅增加引風(fēng)機耗電量，而且會增加爐膛漏風(fēng)，降低爐膛溫度，影響爐內(nèi)燃燒工況。因而常采用控制煙氣中過剩空氣系數(shù)，或以其校正燃料量與風(fēng)量之間比值的辦法來保證燃燒過程的經(jīng)濟性。 保證燃燒過程的經(jīng)濟性 保證燃燒過程的經(jīng)濟性是提高鍋爐效率的一個重要方面。汽壓控制任務(wù)是維持蒸汽母管壓力為一定值。具體可歸納為以下幾方面。 在調(diào)節(jié)鍋爐燃燒率時，首先由燃料和送風(fēng)調(diào)節(jié)器PI1和PI3根據(jù)負荷指令LD改變給煤量M和總風(fēng)量V，使之迅速滿足燃燒及制粉過程的需要。負荷指令LD與總風(fēng)量信號經(jīng)小值選擇器，取較小者作為燃料調(diào)節(jié)的給定值，以保證動態(tài)過程中，燃料量小于送風(fēng)量。 燃燒控制系統(tǒng)原理圖12所示為采用熱量信號的燃燒控制系統(tǒng)。(2)由于一次風(fēng)在磨煤機之前引人，制粉系統(tǒng)中沒有細粉分離器，一次風(fēng)量對制粉系統(tǒng)的正常工作影響很大。如果在負荷改變時只改變進入磨煤機的原煤量，那么進入爐膛的煤粉量的變化就很不及時，會使汽壓有較大的變動。圖11 直吹式鍋爐汽壓生產(chǎn)過程示意圖在穩(wěn)定運行時，進入磨煤機的原煤量等于送入爐膛的煤粉量，并與負荷要求相適應(yīng)。內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計說明書直吹制煤粉爐燃燒控制系統(tǒng)的設(shè)計及仿真研究畢業(yè)設(shè)計第一章 燃燒過程控制系統(tǒng)概述近代大電站的發(fā)展趨勢是向大容量、高參數(shù)方向發(fā)展，隨著單機容量的增大，如果再采用中間儲粉倉式制粉系統(tǒng)將耗費更多的基建投資和運行費用，顯然在經(jīng)濟上是不合算的。其生產(chǎn)過程示意圖如圖11所示。在有中間煤粉倉的鍋爐中，改變?nèi)剂狭康恼{(diào)節(jié)機構(gòu)（給粉機）就能直接改變進入爐膛的煤粉量，因此適應(yīng)負荷變換和消除燃料擾動就比較及時，而在煤粉直吹鍋爐中，改變?nèi)剂狭康恼{(diào)節(jié)機構(gòu)首先改變進入磨煤機的原煤量和一次風(fēng)量。因此，如何在負荷變化時，能迅速有效地改變進入爐膛的煤粉量，是組織直吹式鍋爐燃燒控制系統(tǒng)必需要注意的。因此，如何在保證總風(fēng)量與負荷成比例的同時，保證一次風(fēng)壓穩(wěn)定，及各燃燒器的一、二次風(fēng)比例，是組織直吹鍋爐燃燒控制系統(tǒng)時不容忽視的。圖12 燃燒控制系統(tǒng)原理框圖燃燒控制子系統(tǒng)采用熱量信號DQ作為燃料量的反饋信號，經(jīng)比較器與壓力調(diào)節(jié)器輸出的負荷指令LD相比較，其差值經(jīng)燃料調(diào)節(jié)器后，調(diào)節(jié)進入爐膛的燃料量。引風(fēng)量控制子系統(tǒng)將爐膛壓力PS與給定值PS0相比較后，其差值送入引風(fēng)調(diào)節(jié)器PI4，調(diào)節(jié)引風(fēng)量。燃燒過程控制的基本任務(wù)是調(diào)整燃燒率水平，使之適應(yīng)外界負荷的需要，穩(wěn)定蒸汽壓力，并確保燃燒過程在安全經(jīng)濟的工況下進行。以蒸汽母管壓力代表這種關(guān)系。因此鍋爐的汽壓控制與汽輪機的負荷控制是相互關(guān)聯(lián)的。然而在許多情況下，對于進入爐膛的燃料量難以準確測量，加上燃料品種的變化，因此難以確定并維持燃料量與送風(fēng)量之間的最佳比值。若送風(fēng)量大于排風(fēng)量（引風(fēng)機的引風(fēng)量），則爐膛壓力升高，會造成爐膛往外噴灰或噴火，壓力過高時會造成爐膛爆炸的危險。 維持燃料系統(tǒng)正常運行燃料系統(tǒng)，對于燃油鍋爐來說，包括燃油的加溫及加壓系統(tǒng)，而對于燃煤鍋爐而言，則包括制粉及輸送粉系統(tǒng)。隨著鍋爐運行方式的不同，燃料系統(tǒng)和燃料品種的不同，其具體任務(wù)也有所不同。因此，要了解燃燒過程的動態(tài)特性主要是弄清汽壓對象的動態(tài)特性。它是由爐膛1，蒸發(fā)受熱面（水冷壁）2，汽包3和過熱器4，汽輪機5組成。以下分析在燃料量擾動下及在汽輪機耗汽量擾動下汽壓對象的動態(tài)特性。由于過熱器內(nèi)蒸汽流量D不變；因而有PM=Pb，即PM與Pb以相同速度變化。圖17 DT擾動下汽壓響應(yīng)曲線第二章 燃燒控制系統(tǒng)基本方案 燃燒過程控制系統(tǒng)的基本組成原則 在不同情況下，燃燒過程控制的任務(wù)和對象不盡相同，然而歸納起來，可以看出燃燒過程控制系統(tǒng)組成的基本原則： ，適應(yīng)外界負荷變化。因此對于變動負荷鍋爐，以及采用延遲時間大的燃料系統(tǒng)鍋爐，如直吹式鍋爐，在設(shè)計燃燒控制系統(tǒng)時，如何迅速改變爐膛內(nèi)燃燒率是不容忽視的。當燃燒率改變時，只有保持送風(fēng)量與燃料量成比例變化，才能保證燃燒的經(jīng)濟性。如對于帶基本負荷鍋爐燃燒系統(tǒng)，比較側(cè)重提高經(jīng)濟性及運行工況的穩(wěn)定性；對于帶變動負荷的鍋爐，則比較側(cè)重對負荷變化的響應(yīng)速度，而兼顧其它。各子系統(tǒng)相互間構(gòu)成比值控制關(guān)系。燃燒率控制的各子系統(tǒng)，根據(jù)燃燒率指令LD調(diào)節(jié)爐膛熱負荷，并保持燃料、送風(fēng)、引風(fēng)等參數(shù)協(xié)調(diào)動作。由協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)根據(jù)機組運行狀態(tài)，發(fā)出鍋爐負荷指令。即負荷變化的適應(yīng)能力，這對于保證汽壓穩(wěn)定是十分重要的。 燃燒過程控制系統(tǒng)基本方案 “燃料空氣”系統(tǒng)“燃料空氣”系統(tǒng)為燃燒控制系統(tǒng)的基本方案，其原理框圖如圖22所示。圖22 燃料空氣系統(tǒng)由于均采用比例積分規(guī)律調(diào)節(jié)器，靜態(tài)時有：PM0PM=0 （21） LDKVV=0 （22） LDKMM=0 （23） PS0PS=0 （24）顯然，控制過程結(jié)束后，主蒸汽壓力PM與爐膛壓力PS均等于給定值。 該方案的優(yōu)點是結(jié)構(gòu)簡單，整定方便。這對汽壓穩(wěn)定是不利的。因為燃料量發(fā)生變化后，爐內(nèi)燃料燃燒產(chǎn)生的熱量就要變化，它不僅影響鍋爐的蒸發(fā)量，也將使汽壓發(fā)生變化，引起鍋爐的蓄熱量隨之發(fā)生變化。 由于式（27）中所采用的是理想微分，所以按式（27）組成的信號又被稱作理想熱量信號，記作DQ理。(a) (b)圖23 熱量信號在各種擾動下的響應(yīng)曲線若以實際微分代入式（27）組成熱量信號時，信號在負荷擾動下的階躍響應(yīng)曲線如圖24所示。即DQ實 （28）式中為蒸汽流量信號的分流系數(shù)。實際上，由于燃料品種的變化，燃燒工況的改變以及測量上的問題，即使這兩個流量的信號成固定比例，也不一定能保證燃燒的最佳條件。圖25 帶氧量校正的燃料空氣系統(tǒng)與“燃料空氣”系統(tǒng)相比，此方案的送風(fēng)量控制采用串級型比值控制系統(tǒng)，引入鍋爐煙氣含氧量信號O，經(jīng)校正調(diào)節(jié)器PI5，對燃料量與送風(fēng)量之間的比值進行校正。因此以代表鍋爐實際負荷的蒸汽流量信號D經(jīng)函數(shù)轉(zhuǎn)換器后，作為煙氣最佳含氧量的給定值。隨著燃料量調(diào)節(jié)過程的結(jié)束，燃料量