【正文】 參考文獻[1] 鐵嶺電廠5 機組控制系統(tǒng)設計說明[2] [3] .[4] ..[5] [6] .[7] 年[8]。在此次畢業(yè)設計中，我還得到了一些同學的大力幫助，同學們對論文的設計、纂寫方面提出的有益的建議，使論文更完善。致謝在畢業(yè)設計的全過程，從資料的收集到論文的編寫和改正都得到了遲新利老師的鼎立相助。根據(jù)風機性能，風壓與轉速是二次方關系，對高風壓的設備采用轉速調節(jié)時調節(jié)幅度與送、吸風機比要低，節(jié)電效果相比要小，采用變頻器調節(jié)轉速比液力偶合器調節(jié)效果要好，所以對高壓頭離心式風機最好采用變頻器調節(jié)技術?！? (3)對新投產(chǎn)的較大機組（300 MW 以上）鍋爐離心式送、引風機選用變頻器技術，因為對大機組運行可靠性要求高，以免因設備問題而影響鍋爐運行，使電網(wǎng)波動。從經(jīng)濟與技術方面分析比較，提供以下建議供參考：　 (1)對中、小型機組（200 MW、100 MW）鍋爐離心式送、引風機推薦使用液力偶合器技術，可降低改造費用，同時能達到節(jié)電的效果。由于風機發(fā)生旋轉失速和喘振時，爐膛風壓和風機振動都會發(fā)生較大的變化，在風機調試時通過動葉安裝角度的改變使風機正常工作點遠離風機的不穩(wěn)定區(qū)，隨著目前風機設計制造水平的提高，可以將風機跳閘保護中喘振保護取消，改為“發(fā)訊” ，當出現(xiàn)旋轉失速或喘振信號后運行人員通過調節(jié)動葉開度使風機脫離旋轉脫流區(qū)或喘振區(qū)而保持風機連續(xù)穩(wěn)定運行，從而減少風機的意外停運。但在實際運行中有兩種原因使差壓開關容易出現(xiàn)誤動作：煙氣中的灰塵堵塞失速探針的測量孔和 U 形管容易堵塞；現(xiàn)場條件振動大。風機在喘振時一般會產(chǎn)生旋轉氣流，但旋轉失速的發(fā)生只決定于葉輪本身結構性能、氣流情況等因素，與風煙道系統(tǒng)的容量和形狀無關，喘振則風機本身與風煙道都有關系。喘振是由于風機處在不穩(wěn)定的工作區(qū)運行出現(xiàn)流量、風壓大幅度波動的現(xiàn)象。（4）經(jīng)常檢查動葉傳動機構，適當加潤滑油。（2）在葉輪進口設置蒸汽吹掃管道，當風機停機時對葉輪進行清掃，保持葉輪清潔，蒸汽壓力＜＝0．2MPa，溫度＜＝200℃。但在實際中通常是另外一種原因：在風機動葉片和輪轂之間有一定的空隙以實現(xiàn)動葉角度的調節(jié)，但不完全燃燒造成碳垢或灰塵堵塞空隙造成動葉調節(jié)困難。在軸流風機的運行中，有時會出現(xiàn)動葉調節(jié)困難或完全不能調節(jié)的現(xiàn)象。確認不存在上述問題后再檢查軸承箱。比較簡單同時又節(jié)約廠用電的解決方法是在輪轂側軸承設置壓縮空氣冷卻。冷卻風機小，冷卻風量不足。軸承加油后有時也會出現(xiàn)溫度高的情況，主要是加油過多。加油是否恰當。而軸流風機的軸承集中于軸承箱內(nèi)，置于進氣室的下方，當發(fā)生軸承溫度高時，由于風機在運行，很難判斷是軸承有問題還是潤滑、冷卻的問題。 引風機常見故障處理軸承溫度高：風機軸承溫度異常升高的原因有三類，潤滑不良、冷卻不夠、軸承異常。因此，迅速判斷風機運行中故障產(chǎn)生的原因，采取得力措施解決是發(fā)電廠連續(xù)安全運行的保障。 引風機常見問題及處理方法 引風機的常見事故風機是一種將原動機的機械能轉換為輸送氣體、給予氣體能量的機械，它是火電廠中不可少的機械設備，主要有送風機、引風機、一次風機、密封風機和排粉機等，消耗電能約占發(fā)電廠發(fā)電量的 1．5％～3．0％。為此應阻止引風機動葉開大，并緊急將動葉關小到某一開度。比例調節(jié)器用來調節(jié)動作幅度，高限限制器設置高限為零，防止爐膛壓力大于低限壓力時誤動。 低爐膛壓力保護低爐膛壓力保護回路它由低限壓力給定器、爐膛壓力與低限壓力比較器、比例調節(jié)器 K、高限限制器、加法器等組成。不論引風機 M/A 站處于自動還是手動方式，防止引風機內(nèi)爆的超馳信號和負偏差壓力超馳控制信號都能及時動作，因此它們的優(yōu)先級別最高。當爐膛負壓降至低于最小值2022Pa 時，或高于 2022Pa 時，正負偏差壓力超馳控制回路將起作用。即：(1）當爐膛壓力信號 10HBK10CP901 高于某一值時，禁止動態(tài)關小引風機動葉。當鍋爐接受到 MFT 動作信號后，通常不到幾秒就可以導致爐膛滅火，爐膛一旦滅火，爐內(nèi)溫度將急劇下降，從理想氣體狀態(tài)方程式 PV/T = R 可知，當爐膛內(nèi)煙氣容積 V 不變時，爐膛負壓 P 將隨爐內(nèi)溫度 T 的下降而降低，爐內(nèi)將出現(xiàn)較大的負壓，加之爐內(nèi)燃燒是急劇的化學變化過程，在燃燒后的煙氣中，除包括一、二次風外，還包括燃燒時產(chǎn)生的 CO2 和水蒸汽；當鍋爐滅火時，CO 2 和水蒸汽大減少，從而使煙氣的質量流量大大減少，如果此時引風機動葉仍保持原來的開度，勢必造成很大的爐膛負壓，如不采取措施，鍋爐將有產(chǎn)生內(nèi)爆的危險，為了防止此類事故的發(fā)生，爐膛負壓控制系統(tǒng)設計有如下超馳保護回路，當 MFT 動作時，控制系統(tǒng)首先強制前饋信號為0，關小引風機導葉開度，以減少引風機出力，使爐膛負壓不至太低。因為輸入到 MFC中 S29 的值一直為 1 所以輸出跟蹤 S2 且保持以此來保證無擾切換。吹掃風保持信號、送風機 A 液壓油泵出口控制油壓低低信號和 4105 輸出的信號一起通過功能碼 40 變?yōu)檩敵鲂盘?4116，信號 4116 和 4115 信號經(jīng)過功能碼 37 變?yōu)檩敵鲂盘?4122最終輸入到 MFC 中的 S5 中。10HLB20AA101PID（送風機 B PID 信號）和 10HLB20AA101SP（送風機 B SP 信號）通過功能碼 15（加法器）按S1(S3)+S2(S4)計算輸出量輸入 MFCS3 中作為自動信號的塊地址。圖 引風機控制組態(tài)圖 送風機的手自動切換如圖 所示 10HLB13CP303LL(送風機 A 油壓泵出口控制油壓低低)、10HLB10AN001XG11(送風機 A 停止)、10HLB10AA01OPTF( 送風機 A 故障)和10HLB00AA101 MI COM CMD（送風機公用條件）輸入信號通過功能碼 36 輸入站MFC 的 S18，當輸入為 0 是不切換手動，當輸入為 1 是切換到手動且保持。我們將 A 引風機端的 MFC 控制站設為手動，則N+2 端為 0 而 B 端 N+2 端為 1，產(chǎn)生兩組組合，一組是通過“或門”1417 為 S30 提供跟蹤信號，并釋放反饋 APID 的信號；另一組是通過“與門”1417 使 B 引風機MFC 控制站 S30 繼續(xù)保持不跟蹤形式，輸出設定值分給 MFC 的設定值端，為跟隨信號提供條件，達到無擾切換的目的。值得一提的是，跟蹤信號是通過 MFC 所產(chǎn)生的控制信號和 REQ NATURE VENT(自然通風請求)、 INDUCE A FORCED CLS 信號選擇產(chǎn)生的，若 REQ NATURE VENT(自然通風請求)信號為 1，則會選擇 100 進行輸出，若 INDUCE A FORCED CLS 信號為 1，則會選擇 0 進行輸出。以圖 中 A 引風機入口導葉控制為例，由 可知，把 B 引風機的控制信號作為 A 引風機的跟蹤信號，由 REQ NATURE VENT(自然通風請求)、INDUCE A FORCED CLS（引風機 A 強停） 、10HNC10EC01 STEP 04 CMD SA（引風機 A 導葉公共條件） 、10HNC10EC02 STEP 01 CMD SA 四個信號來源通過 1452“或門”構成跟蹤開關信號并與手動控制開關 1395 構成“與”關系連接到 MFC 的跟蹤信號開關處，而10HNC20AN001XG11（引風機 B 行） 、10HBK10CP3F、10HBK10CP901DF 、10HNC20AA101OPTF （引風機 B 故障）共同組成“或門”1453，通過這種方式為 MFC 切換手動提供信號，同樣10HNC20AA101AX 成為 MFC 的切換自動信號。圖 引風機手/自動切換組態(tài)圖（3）兩臺引風機分別投自動時跟蹤和無擾切換當一臺引風機 M/A 操作站先投自動，則爐膛負壓調節(jié)器就處于自動方式，這時偏置值跟蹤，自動調整調節(jié)器的輸出與另一臺還處于手動方式的引風機輸出之間的偏差，保證另一臺引風機投自動時能實現(xiàn)無擾切換。 防城港2 機組爐膛壓力控制系統(tǒng)的組態(tài)圖分析過程 引風機手動/自動切換（1）引風機 A 和 B 都處于自動狀態(tài)這時調節(jié)器的輸出疊加上前饋指令（送風機動葉平均指令） ，并行送到兩臺引風機的控制回路上，在引風機 B 操作站，由運行人員設定的偏置信號分別輸入到引風機A 操作站，乘以－1 后，輸入到引風機 B 操作站上，偏置信號的作用是在自動方式下，可以用來調節(jié)兩臺引風機 A、B 的負荷平衡。 引風機控制回路分析正常情況下，爐膛負壓按傳統(tǒng)的前饋反饋控制方案進行，前饋信號 GAPIDTR 來自送風控制系統(tǒng)，其作用是使送風控制系統(tǒng)動作的同時，引風控制系統(tǒng)能相應地協(xié)調動作，使引風量隨送風量成比例地變化，以減小爐膛負壓在變負荷時的動態(tài)偏差，引風控制的前饋信號取自兩臺送風機動葉開度指令（送風調節(jié)器的輸出） ，前饋信號通過函數(shù)塊 F（x） ，直接引入引風控制系統(tǒng)中爐膛負壓調節(jié)器的加法塊 Σ 輸入端，前饋信號作為爐膛負壓調節(jié)的粗調。為了避免這種情況的發(fā)生，用 MFT 動作信號引發(fā)一組邏輯動作，直接前饋到該控制系統(tǒng)中去（如圖 所示） 。 （6）爐膛壓力控制系統(tǒng)還設有防內(nèi)爆功能。（4）爐膛壓力控制器一般設有一個死區(qū)，當爐膛壓力的設定值和測量值的偏差不超過死區(qū)范圍時，控制器的輸出不變，執(zhí)行機構不動作，這就有效地消除了因爐膛壓力經(jīng)常波動而使執(zhí)行機構頻繁動作，提高了整個系統(tǒng)的穩(wěn)定性和執(zhí)行機構的使用壽命。（2）當爐膛負壓過低（500Pa）時，控制系統(tǒng)將閉鎖引風機風量增加；當爐膛負壓過高（500Pa）時，該控制系統(tǒng)將閉鎖引風機風量減小，以保證爐膛壓力在要求的范圍內(nèi)。當 3 臺變送器全部正常時，選偏差不大的 2 臺變送器的平均值作為測量值；當其中任一臺變送器有品質報警，而其他 2 臺無品質報警PC3PTTTttttTtTTPTTTTTTΣ/2RΣ Σ1 號風機變頻器 2 號風機變頻器SP+MFT主燃料跳閘鍋爐左側壓力鍋爐右側壓力位置Yt+的變送器控制偏差大，此時切手動；當 3 臺變送器全部有品質報警時，切手動；當 3臺變送器之間全部有控制偏差報警時，切手動。原理如圖 所示，PC3 為壓力控制器。 爐膛風控制系統(tǒng)分析 風控系統(tǒng)在火電廠中的應用在電廠中引風控制系統(tǒng)實質上就是爐膛壓力控制系統(tǒng)。在大多數(shù)機組中，使用兩臺引風機調節(jié)爐膛壓力。這個功能塊具有位置或速度型控制限制算法，它還提供一個防復位終止功能。N+3 B 級別標志：0=本機；1=計算機。不能把這個功能碼放在編號高于 1023 的塊上，因為目前工廠環(huán)路的信息規(guī)模只允許這個環(huán)路未進行控制調用到 1023 塊上為止。圖 送風機的控制組態(tài)圖 防城港2 機組組態(tài)圖設計主要功能碼介紹 控制站 FC80符號：圖 控制站 FC80說明：控制站（MFC）功能碼提供 MFC 和下列接口設備之間的接口： 數(shù)據(jù)控制站（DCS） 、操作接口單元（OIU） 、命令管理系統(tǒng)（MCS）和計算機接口單元（OIU） 、命令管理系統(tǒng)（MCS）和計算機接口單元（CIU） 。如圖 所示，在正常情況下，調節(jié)器輸出的送風量控制指令，加上運行人員的手動偏置，作為引風機動葉控制指令 ，經(jīng) M/A 站、切換器 T、閉鎖指令增減與防喘振環(huán)節(jié)輸出去控制引風機動葉的開度，改變引風量以調節(jié)爐膛壓力，并最終使爐膛壓力穩(wěn)定在給定值附近。函數(shù)調節(jié)器用于調節(jié)前饋作用的強弱。當爐膛壓力因某種擾動發(fā)生變化時，壓力調節(jié)器接受爐膛壓力與給定值的偏差信號，并對此進行比例積分控制運算，其結果與作為前饋信號的送風機動葉平均指令疊加，形成引風機的控制指令，分別送到兩臺引風機的軟手操工作站。 引風量調節(jié) 引風量的調節(jié)部分以調節(jié)器為中心。（1）爐膛壓力測量；（2）采用死區(qū)非線性環(huán)節(jié)的爐膛壓力控制；（3）送風機動葉位置的前饋控制；（4）內(nèi)爆保護；（5）引風機 A 和 B 的雙速調節(jié)；（6）引風機 A 和 B 的手動/自動切換；（7）引風機 A 和 B 間的風量平衡。從而保證鍋爐壓力在允許的范圍內(nèi)，以穩(wěn)定燃燒、減少污染、保障安全。爐膛壓力直接影響爐膛內(nèi)燃料的燃燒質量和鍋爐的安全性。如果爐膛壓力過高，爐膛內(nèi)火焰和高溫煙氣就會向外面泄露，影響鍋爐的安全運行；如果爐膛的壓力過低，爐膛和煙道的漏風量將增大，可能使燃燒惡化，燃燒損失增大，甚至會燃燒不穩(wěn)定或滅火。這次設計要注意以下問題：鍋爐運行時，如果機組要求的復合指令改變，則進入爐膛的燃燒量將跟著改變，燃料在爐膛中燃燒后產(chǎn)生的煙氣量也將改變。而引風機控制回路中由于引入了變化比例控制，在偏差較小時比例作用較小，引風機調節(jié)變化幅度不大，而偏差較大時引風機調節(jié)變化幅度將大幅增大，從而影響系統(tǒng)穩(wěn)定。在正常情況下，通過這一控制回路可以很快使爐膛壓力穩(wěn)定。在設定值與前饋的共同作用下，可以很快的增加實際風量。通過對這兩個控制回路的分析不難發(fā)現(xiàn)，給煤機轉速晃動與爐膛壓力之間的關系。實際總風量信號是六臺給煤機的煤量信號加上燃油量信號在經(jīng)過熱量校正后的值?？杀ＷC總風量始終大于總燃料量，從而保證爐膛中的燃料能充分燃燒。但給煤機轉速晃動時引起的爐膛壓力波動也是從這個信號引入的。從圖 中可以看出除了 PID 輸出之外，還有一個風量指令信號作為湖塘壓力控制中的反饋信號，因為爐膛壓力控制是以送風量與引風量相平衡為條件的。主控 PID 參數(shù)整定時采取了變比例控制，積分時間為 118s；微風作用未設。在 1 號機組 DCS 改造熱態(tài)調試階段，對相應回路參數(shù)進行整定，并分別進行了負荷擾動試驗與設定值擾動試驗。 北