【文章內(nèi)容簡介】 ，用磨煤機(jī)工作電流變化來間接反映裝煤量的變化，磨煤機(jī)的工作電流經(jīng)轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成電壓信號，然后與其給定值 R比較，其偏差值E送入比例積分調(diào)節(jié)器運(yùn)算，控制信號 U通過執(zhí)行機(jī)構(gòu)改變進(jìn)入磨煤機(jī)的原煤量。如上圖（ b）。 由于球煤機(jī)工作電流變化較小，所以電流 — 電壓轉(zhuǎn)換器應(yīng)有較高的靈敏度。此外，還要每天按時(shí)給磨煤機(jī)加鋼球，以避免鋼球重量變化對磨煤機(jī)工作電流產(chǎn)生影響。 第三章 鍋爐燃燒控制系統(tǒng) North China Electric Power University 45 方案（ c）： 對磨煤機(jī)而言，原煤量是流入物質(zhì)，而風(fēng)粉混合物則是流出物質(zhì)。引入風(fēng)粉混合物流量 D的磨煤機(jī)負(fù)荷控制系統(tǒng)如上圖 (c)。方案（ c）中，磨煤機(jī)差壓 Δpm與風(fēng)粉混合物流量信號 D綜合后作為負(fù)荷控制系統(tǒng)的被調(diào)量，其工作過程與方案（ a）、（ b）一樣。風(fēng)粉混合物流量信號是保證干燥風(fēng)量的信號，在 D保持不變時(shí)， Δpm越大，磨煤機(jī)裝煤量越大。 方案（ d）： 對磨煤機(jī)而言，裝煤量越大，噪聲越小，通過測量磨煤機(jī)的噪聲，來實(shí)現(xiàn)磨煤機(jī)負(fù)荷的控制，其工作過程與方案（ a）、（ b）、（ c）一樣。磨煤機(jī)的噪聲越大，磨煤機(jī)裝煤量越小。 第三章 鍋爐燃燒控制系統(tǒng) North China Electric Power University 46 磨煤機(jī)入口負(fù)壓控制的目的是 維持制粉系統(tǒng)的通風(fēng)量 ，同時(shí) 保證制粉系統(tǒng)各點(diǎn)負(fù)壓 。制粉系統(tǒng)負(fù)壓過大則增加漏風(fēng)量，負(fù)壓過小又會出現(xiàn)漏粉。 左圖是磨煤機(jī)入口負(fù)壓控制系統(tǒng)組成原理方框圖。磨煤機(jī)入口負(fù)壓 p負(fù) 作為被調(diào)量，與其給定值 R求偏差后送入比例積分調(diào)節(jié)器運(yùn)算，調(diào)節(jié)器輸出的控制作用 U通過執(zhí)行機(jī)構(gòu) 改變冷風(fēng)擋板開度 ，從而改變磨煤機(jī)通風(fēng)量以維持入口負(fù)壓在給定值。 第三章 鍋爐燃燒控制系統(tǒng) North China Electric Power University 47 3．磨煤機(jī)出口溫度控制系統(tǒng) 磨煤機(jī)出口溫度控制系統(tǒng)如左圖。其組成原理及工作過程與入口負(fù)壓控制系統(tǒng)是一樣的，它是通過 改變熱風(fēng)門擋板開度調(diào)整熱風(fēng)量來控制出口溫度 的。 對磨煤機(jī)出口溫度來說，在熱風(fēng)門開度變化后，其溫度變化有一定的延遲和慣性，然而單獨(dú)調(diào)整還是比較容易維持被調(diào)量的。但是，在熱風(fēng)量變化后進(jìn)入磨煤機(jī)的通風(fēng)量（熱風(fēng)量+冷風(fēng)量）即隨之變化，從而磨煤機(jī)入口負(fù)壓也變化。實(shí)際上，在調(diào)整冷風(fēng)量以維持入口負(fù)壓時(shí)，也就影響了磨煤機(jī)出口溫度。 第三章 鍋爐燃燒控制系統(tǒng) North China Electric Power University 48 可見這兩個(gè)系統(tǒng)之間是相互影響的，作為一個(gè)整體考慮時(shí)，這是一個(gè)雙輸入雙輸出的多變量系統(tǒng)。因此要想獲得較好的調(diào)節(jié)效果，僅僅采用上述兩個(gè)單回路系統(tǒng)是不夠的。一般地， 從負(fù)壓控制系統(tǒng)中要引出冷風(fēng)擋板位置指令信號，并以前饋的方式作用到熱風(fēng)擋板位置控制回路，使磨煤機(jī)出口溫度控制系統(tǒng)改變?yōu)榍梆伡臃答伒呢?fù)荷控制系統(tǒng)，這樣可以補(bǔ)償冷風(fēng)門開度對出口溫度的影響。 對于磨煤機(jī)控制回路來說，設(shè)計(jì)一個(gè)三輸入三輸出的多變量控制系統(tǒng)是合理的，可收到比三個(gè)獨(dú)立的單回路控制系統(tǒng)要好得多的調(diào)節(jié)效果。 第三章 鍋爐燃燒控制系統(tǒng) North China Electric Power University 49 三、燃燒控制系統(tǒng) 1．采用熱量信號的燃燒控制系統(tǒng) 以熱量信號 DQ代替燃料量信號 M 熱量信號與進(jìn)入爐膛的燃料量 M間呈比例關(guān)系，僅在時(shí)間上存在遲延。因此，用熱量信號代替燃料量信號是可行的。 第三章 鍋爐燃燒控制系統(tǒng) North China Electric Power University 50 鍋爐主指令 （燃燒率指令） 煙氣中的實(shí)際含氧量 鍋爐蒸汽流量 熱量信號 進(jìn)入爐膛的實(shí)際風(fēng)量 爐膛壓力 給粉機(jī)轉(zhuǎn)速指令 送風(fēng)指令 引風(fēng)指令 “燃料－空氣”燃燒控制方案，又稱“熱量 —氧量”的燃燒控制 經(jīng)熱值修正后的給粉機(jī)轉(zhuǎn)速信號 第三章 鍋爐燃燒控制系統(tǒng) North China Electric Power University 51 工作過程： (1)當(dāng) BD增加時(shí) ， 調(diào)節(jié)器 PI1動(dòng)作 ， 增大給粉機(jī)轉(zhuǎn)速增加燃料量； PI2動(dòng)作增大送風(fēng)量 ， PI2輸出的增大 ，經(jīng)前饋通道增大引風(fēng)機(jī)位置指令 ， 增大引風(fēng)量 ， 引風(fēng)量與送風(fēng)量成比例變化 ， 送風(fēng)量與燃料量成比例變化 。 (2)由熱量信號 DQ反映的進(jìn)入爐膛燃料量與指令BD不相等時(shí) ， 比例積分特性的調(diào)節(jié)器 PI1輸出指令就繼續(xù)增加 ， 直到 DQ與 BD平衡為止 。 同樣 ， 風(fēng)量調(diào)節(jié)器PI2的作用保證風(fēng)量與主指令相平衡 ， 而爐膛壓力調(diào)節(jié)器 PI3則保證爐膛壓力 Pf等于設(shè)定值 。 第三章 鍋爐燃燒控制系統(tǒng) North China Electric Power University 52 (3)風(fēng)量控制子系統(tǒng)是由 PI PI4組成的串級系統(tǒng)，其中 PI2為內(nèi)回路調(diào)節(jié)器， PI4為外回路調(diào)節(jié)器。由于燃燒控制系統(tǒng)的一個(gè)重要任務(wù)是保證燃燒的經(jīng)濟(jì)性，即燃料量與風(fēng)量應(yīng)有最佳的匹配。在該燃燒控制系統(tǒng)中，風(fēng)量和燃料量是成比例變化的，然而當(dāng)煤種變化其發(fā)熱量偏離其設(shè)計(jì)值時(shí)，這種成比例變化顯然難以保證經(jīng)濟(jì)燃燒。 第三章 鍋爐燃燒控制系統(tǒng) North China Electric Power University 53 (4)燃燒的經(jīng)濟(jì)性可通過過剩空氣系數(shù)或煙氣含氧量反映，即保證燃燒過程中有最佳的煙氣含氧量，無疑就保證了燃燒過程的經(jīng)濟(jì)性。調(diào)節(jié)器 PI4的被調(diào)量是煙氣含氧量 ，其目標(biāo)值是鍋爐蒸汽流量 D經(jīng)函數(shù) f（ x）標(biāo)定后給出的，即在不同的負(fù)荷下煙氣含氧量應(yīng)具備的最佳值。當(dāng)實(shí)際含氧量偏離目標(biāo)值時(shí)，PI4輸出變化經(jīng)乘法修正進(jìn)入爐膛的實(shí)際風(fēng)量，再次調(diào)整進(jìn)入爐膛的風(fēng)量，使 等于當(dāng)前負(fù)荷下的最佳值。 2%O2%O熱量信號的運(yùn)算實(shí)現(xiàn) ： bQb dPD D C dt=+汽包壓力 注：其實(shí)本身是一個(gè)實(shí)際微分 第三章 鍋爐燃燒控制系統(tǒng) North China Electric Power University 54 2．采用給粉機(jī)轉(zhuǎn)速信號的燃燒控制系統(tǒng) 基本點(diǎn)：采用給粉機(jī)轉(zhuǎn)速信號代替進(jìn)入爐膛的燃料量信號。 不僅是因?yàn)橥ǔＧ闆r下給粉機(jī)轉(zhuǎn)速與給粉量成正比，而且在負(fù)荷擾動(dòng)時(shí)給粉機(jī)轉(zhuǎn)速信號要比熱量信號反應(yīng)快，對負(fù)荷側(cè)擾動(dòng)的適應(yīng)性強(qiáng)，能使燃料控制子系統(tǒng)快速平衡下來。 系統(tǒng)特點(diǎn)： 熱量信號代替燃料量信號，并對風(fēng)量施以氧量校正；能消除燃料自發(fā)擾動(dòng)的影響。 經(jīng)熱值修正后的給粉機(jī)轉(zhuǎn)速信號 熱值校正回路 第三章 鍋爐燃燒控制系統(tǒng) North China Electric Power University 55 結(jié)構(gòu)分析： 給粉機(jī)實(shí)測轉(zhuǎn)速信號經(jīng)乘法器運(yùn)算后輸出信號nQ。比較器、積分器 I、乘法器組成一個(gè)閉合系統(tǒng)，其輸入信號為熱量信號 DQ。根據(jù)積分特性，穩(wěn)態(tài)時(shí)積分器輸入信號必為零，即 nQ=DQ，這表明在一定意義上 nQ代表著熱量信號，因而該方案具備采用熱量信號的控制系統(tǒng)特征。加入這種熱值修正功能，不僅能消除煤種變化的影響，而且可消除給粉機(jī)轉(zhuǎn)速自發(fā)變化的影響等。對于燃燒過程，無論是煤種變化，還是給粉機(jī)轉(zhuǎn)速自身改變，都表現(xiàn)為爐膛發(fā)熱量的變化，如 DQnQ，積分器輸出增大， 的乘法系數(shù)增大， nQ增大。在燃料子系統(tǒng)中， nQBD，調(diào)節(jié)器 PI1輸出減小，降低給粉機(jī)轉(zhuǎn)速，減小進(jìn)入爐膛的燃料量。當(dāng)鍋爐主指令 BD增加時(shí)， 增大， nQ增大，因而 DQ也增大，積分器輸出基本不變。 nn第三章 鍋爐燃燒控制系統(tǒng) North China Electric Power University 56 167。 33 中儲式鍋爐燃燒控制系統(tǒng)實(shí)例 第三章 鍋爐燃燒控制系統(tǒng) North China Electric Power University 57 一 、 燃料量控制系統(tǒng) 燃煤鍋爐的燃料主要是煤 ， 但在鍋爐點(diǎn)火到低負(fù)荷段需要燃油 ， 因此鍋爐燃料量控制實(shí)際包括燃油量控制和燃煤量控制 。 燃油流量控制回路 整個(gè)回路由兩個(gè)系統(tǒng)組成，即燃油流量調(diào)節(jié)系統(tǒng)和燃油壓力調(diào)節(jié)系統(tǒng)，由機(jī)組運(yùn)行人員選擇控制方式 第三章 鍋爐燃燒控制系統(tǒng) North China Electric Power University 58 第三章 鍋爐燃燒控制系統(tǒng) North China Electric Power University 59 （ 1） 當(dāng)運(yùn)行人員選擇燃油流量控制方式時(shí) ， 1＃調(diào)節(jié)器工作 ， 燃油流量調(diào)節(jié)器的設(shè)定值由運(yùn)行人員在 DCS站上設(shè)定后經(jīng)切換開關(guān)作用到 1＃ 調(diào)節(jié)器 ， 被調(diào)量是給油流量 （ Feed Oil） 與回油流量 （ Return Oil Flow） 的差值即進(jìn)入爐膛的燃油量 。 當(dāng)進(jìn)油量小于設(shè)定值時(shí) ， 1＃ 調(diào)節(jié)器輸出增加 ， 給油調(diào)節(jié)閥開大 ，增大給油量；反之 ， 進(jìn)油量大于測定值時(shí)關(guān)小給油閥 。 在這種控制方式下 ， 2＃ 燃油壓力調(diào)節(jié)器也處于工作狀態(tài) ， 但因其給定值是一個(gè)很小值 Pmin， 實(shí)際燃油壓力 （ Heavy Oil PRESS） 遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于 Pmin， 調(diào)節(jié)器輸出始終為零該值作為 1＃ 調(diào)節(jié)器輸出的下限值 ， 而不影響 1＃ 調(diào)節(jié)器的正常工作 。 工作原理： 第三章 鍋爐燃燒控制系統(tǒng) North China Electric Power University 60 （ 2） 當(dāng)運(yùn)行人員選擇燃油壓力控制方式時(shí) ， 圖中RCM置位 ， 經(jīng)脈沖元件 ， 邏輯 XOR等處理后動(dòng)作調(diào)節(jié)器設(shè)定值切換開關(guān) 。 對于燃油流量調(diào)節(jié)器設(shè)定切換開關(guān)動(dòng)作的結(jié)果是設(shè)定值為零 ， 由于實(shí)際進(jìn)油量遠(yuǎn)大于零 ， 因此 1＃ 調(diào)節(jié)器內(nèi)部運(yùn)算結(jié)果為負(fù)值 ， 那么它實(shí)際輸出值就取決于其下限設(shè)定值 ， 該值為燃油壓力調(diào)節(jié)器的輸出 。 燃油壓力調(diào)節(jié)器的設(shè)定值為運(yùn)行人員在 DCS站上的設(shè)定值與 Pmin經(jīng)大值選擇后的輸出值 ，當(dāng)燃油壓力小于設(shè)定值時(shí) ， 2＃ 調(diào)節(jié)器輸出增大 ， 1＃調(diào)節(jié)器輸出隨之增大 ， 開大給油閥 ， 因?yàn)槿加蛪毫榻o油閥后壓力 ， 所以燃油壓力升高 ， 進(jìn)入爐膛的燃油流量增大 。 反之 ， 燃油壓力大于設(shè)定值時(shí) ， 調(diào)節(jié)閥關(guān)小 ， 進(jìn)入爐膛燃油量減少 。 第三章 鍋爐燃燒控制系統(tǒng) North China Electric Power University 61 燃料量控制回路 在主控系統(tǒng)給出的鍋爐主指令（ BD）下燃料量與風(fēng)量協(xié)調(diào)動(dòng)作。又因該燃料系統(tǒng)為中間儲倉式，即燃料量的調(diào)節(jié)是通過調(diào)節(jié)給粉機(jī)轉(zhuǎn)速來實(shí)現(xiàn)，因此本燃料量控制回路的輸入信號是鍋爐主指令，輸出信號是給粉機(jī)轉(zhuǎn)速指令。 （ 1）燃料與風(fēng)量交叉限制 在鍋爐燃燒過程中 ， 如果風(fēng)量太小則造成爐膛滅火 ， 為保證燃料的完全燃燒 ， 風(fēng)量應(yīng)始終比燃料富裕 。如下圖中 ， 鍋爐主指令 BD與風(fēng)量信號 AF在小值選擇器中進(jìn)行選擇 ， 把幅值較小的信號作為鍋爐燃料調(diào)節(jié)器的給定值 ， 鍋爐主指令 BD是按設(shè)計(jì)煤種標(biāo)定的 ， 因此風(fēng)量信號 AF是經(jīng)過氧量修正后的實(shí)際送風(fēng)量 。 第三章 鍋爐燃燒控制系統(tǒng) North China Electric Power University 62 燃料量控制回路的方框圖 第三章 鍋爐燃燒控制系統(tǒng) North China Electric Power University 63 該交叉限制回路工作過程中 ， 當(dāng)主指令增加時(shí) ， 并不立即去增大給粉機(jī)轉(zhuǎn)速 ， 而是在實(shí)際送風(fēng)量增大后放行主指令 ， 即先加風(fēng)后加煤；當(dāng)主指令減少時(shí) ， 先減煤后減風(fēng) ， 并保證風(fēng)量大于燃料量 。 風(fēng)煤交叉限制功能的投入或切除由運(yùn)行人員選擇 。在上圖中 ， 邏輯 625為 1即送風(fēng)控制在自動(dòng)工況下 ， 運(yùn)行人員按 “ 投入 ” 健時(shí) ， RCM復(fù)位 ， 切換開關(guān) T4處于常閉狀態(tài) ， 其輸出為 BD、 AF中的小值者 。 當(dāng)運(yùn)行人員按“ 切除 ” 鍵時(shí) ， RCM復(fù)位 ， 切換開關(guān) T4動(dòng)作 ， 鍋爐主指令 BD直接作用到燃料調(diào)節(jié)器 。 第三章 鍋爐燃燒控制系統(tǒng) North China Electric Power University 64 （ 2）“燃料 空氣”控制策略 在上圖中 ， 燃料調(diào)節(jié)器的反饋信號是熱量信號 HR， 即用熱量代替燃料量信號的控制方案 ,即 “ 燃料 空氣 ” 系統(tǒng) 。燃料調(diào)節(jié)器的輸出經(jīng)鍋爐主站 (Boiler Master)作用到積分器 ,其反饋信號是給粉機(jī)實(shí)際轉(zhuǎn)速 AVG FD。 這是一