【正文】 關(guān)。 確定系統(tǒng)中調(diào)節(jié)器正反作用的原則是：依據(jù)調(diào)節(jié)器入口信號(hào)的接線極性來確定調(diào)節(jié)器正反作用開關(guān)的位置，從而保證系統(tǒng)中主副回路全部實(shí)現(xiàn)負(fù)反饋 ，前饋通道實(shí)現(xiàn)補(bǔ)償，這樣就可以保證系統(tǒng)正常運(yùn)行。 V? 代表前饋支路 中 調(diào)節(jié)器。 爐膛壓力控制系統(tǒng)的整定包括調(diào)節(jié)器參數(shù) s? 、 Tis 和前饋支路中 V? 的設(shè)置。 爐膛壓力控制系統(tǒng)參數(shù)整定 爐膛壓力控制系統(tǒng)的任務(wù)是保證引風(fēng)量與送風(fēng)量協(xié)調(diào)變化，維持爐膛壓力 為 給定內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 18 值。送風(fēng)控制系統(tǒng)應(yīng)在爐膛壓力調(diào)節(jié)系統(tǒng)投入自動(dòng)的情況下進(jìn)行整定。 考慮到燃燒過程中引風(fēng)量為送風(fēng)量的從動(dòng)流量，而送風(fēng)量為燃料量的從動(dòng)量，因此，為保證整定過程中燃燒過程能安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，應(yīng)先整定從動(dòng)流量的調(diào)節(jié)系統(tǒng)，并按此順序?qū)⒏髯酉到y(tǒng)投入自動(dòng)狀態(tài)。因此燃燒率控制回路，作為整個(gè)系統(tǒng)的內(nèi)回路，原則 上應(yīng)該按照隨動(dòng)系統(tǒng)的快速性原則進(jìn)行整定。其整定的品質(zhì)指標(biāo)，應(yīng)該保證調(diào)整過程有足夠的時(shí)間，通常其衰減率Ψ=,即調(diào)節(jié)過程基本不出現(xiàn)振蕩。 按照串級(jí)系統(tǒng)先整定內(nèi)回路再整定外回路的原則，其主蒸汽壓力控制回 路的整定，應(yīng)在燃燒率控制各子系統(tǒng)完畢，并已投入自動(dòng)情況下進(jìn) 行。 內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 17 圖 31 燃燒控制系統(tǒng)等效框圖 燃燒控制系統(tǒng)整定原則 由于燃燒系統(tǒng)的組成綜合了串級(jí)控制系統(tǒng)及比例控制系統(tǒng)等結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，其系統(tǒng)的整定應(yīng)按照串級(jí)控制系統(tǒng)及比值控制系統(tǒng)的原則進(jìn)行。當(dāng)系統(tǒng)采用“燃料 空氣”系統(tǒng)方案時(shí)，燃燒率信號(hào)為燃料量信號(hào)。圖中 PI1 為主汽壓力調(diào)節(jié)器， PI2 代表燃燒率調(diào)節(jié)器。主蒸汽壓力控制回路可看作系統(tǒng)的主回路，燃燒率控制可視為系統(tǒng)的內(nèi)回路。 為減少送風(fēng)量改變時(shí)送 引風(fēng)之間動(dòng)態(tài)失調(diào)而造成爐膛壓力 PS波動(dòng)，自送風(fēng)調(diào)節(jié)器 PI3 的輸出經(jīng)動(dòng)態(tài)補(bǔ)償裝置，向引風(fēng)量調(diào)節(jié) PI4 引入一前饋信號(hào)，動(dòng)態(tài)補(bǔ)償裝置通常采用微分器，以保證靜態(tài)時(shí)爐膛壓力 PS等于給定值。由調(diào)節(jié)器 PI5 根據(jù)煙氣含氧量信號(hào) O 2 ，對(duì)送風(fēng)量進(jìn)行細(xì)調(diào)。以減少動(dòng)態(tài)過程中風(fēng) 煤比例失調(diào)。 由于煙氣含氧量的測(cè)量有較大的慣性延遲，因此氧量校正回路的工作頻率通常低于送風(fēng)量調(diào)節(jié)回路。最佳煙氣含氧量與負(fù)荷有關(guān)，通常隨負(fù)荷增加而略有減少。由于煙氣含氧量代表煙氣中過?？諝庀禂?shù)。該系統(tǒng)與圖 22 系統(tǒng)的不同點(diǎn)就是加入了氧量的校正信號(hào)，以彌補(bǔ)單純采用熱量信號(hào)來校正的不足。而煙氣中的含氧量是檢查燃料量和送風(fēng)量是否恰當(dāng)配合的重要指標(biāo)，因此在上面的系統(tǒng)中， 在燃料量與送風(fēng)量基本上成比例的基礎(chǔ)上再利用煙氣中的含氧量來校正送風(fēng)量，就能更有效地保證燃燒的經(jīng)濟(jì)性。 帶氧量校正信號(hào)的“燃料 空氣”系統(tǒng) 在前面介紹的 燃燒調(diào)節(jié)系統(tǒng)中，燃燒的經(jīng)濟(jì)性是由燃料量和送風(fēng)量成一定比例來保證的。 若調(diào)整 D? ，使 KD D? =1，同時(shí)，令 ddbb TKCC ?? ， 則有： DQ 實(shí) ? ?bbdddbdb pSCDSTDSTSTpST SCD ???????? 1 111 （ 29） 比較式（ 28）和式（ 29）兩式，實(shí)際熱量信號(hào) DQ 實(shí) 相當(dāng)于理想熱量信號(hào) DQ 理 與慣性環(huán)節(jié)的串聯(lián)。這就是實(shí)際熱量信號(hào)，記作 DQ 實(shí) 。 圖 24 汽輪機(jī)耗 汽 量 DT擾動(dòng)下的熱量信號(hào)響應(yīng)曲線 不難看出，由于汽包壓力的實(shí)際微分信號(hào)帶有慣性延遲，不能完全抵消蒸汽流量?jī)?nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 14 信號(hào)的變化，因此，以此 組成的熱量信號(hào)不能正確反映外擾下的燃料量的變化。顯然，不論蒸汽流量 D 和汽包壓力 Pb在各擾動(dòng)下如何變化， DQ 都能正確反映照料量的變化。 圖 23 給出了理想熱量信號(hào)在不同情況下的響應(yīng)曲線 。這樣熱量信號(hào)可用下式表示： DQ=D+Cbdtdpb （ 27） 式中 DQ— 熱量信號(hào)； D— 蒸汽流量； Cb— 鍋爐的蓄熱系數(shù)； Pb— 蒸汽壓力； t— 時(shí)間。而 蓄 熱量的 變化和汽壓的變化速度成正比 。這樣又研究出用熱量信號(hào)來間接代替燃料量信號(hào)。而且無法保證風(fēng) 煤之間最佳比值 。當(dāng)發(fā)生燃料側(cè)擾動(dòng)，即燃料量自發(fā) 改變和燃料品種 變化，需由主汽壓力調(diào)節(jié)器 PI1 改變負(fù)荷指令 LD 來消除。由于直接以燃料量信號(hào)代表燃燒率與負(fù)荷指令 LD 相平衡，因此在外界負(fù)荷變化時(shí)，能迅速改變?nèi)剂狭浚３制麎悍€(wěn)定。式中 KM， KV為燃料量與送風(fēng)量的反饋系數(shù)。由式（ 22）及（ 23）兩式，可得： MkLDM 1? （ 25） vMkkMV? （ 26） 即： 燃料控制與送風(fēng)控制兩個(gè)子系統(tǒng)為比值控制系統(tǒng)。引風(fēng)調(diào)節(jié)器 PI4 接受爐膛壓力信號(hào) PS，通過調(diào)節(jié)引風(fēng)量 Vs 確保爐膛壓力為給定值。 主調(diào)節(jié)器 PI1 接受主蒸汽壓力信號(hào) PM，根據(jù) PM 與給定值 PM0 的偏差，給出負(fù)荷指令LD。因此單元制運(yùn)行鍋爐燃燒控制 系統(tǒng)的有關(guān)參數(shù)（也包括其他系統(tǒng)的有關(guān)參數(shù)），應(yīng)加以溫度及壓力修正，以確保測(cè)量的精確性。 內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 11 鍋爐沒有并列 方 式 下 各鍋爐相互影響的問題，運(yùn)行過程中允許汽壓在一定范圍內(nèi)波動(dòng)。所以對(duì)單元制運(yùn)行鍋爐控制系統(tǒng)的組成，要求其燃燒控制有較高的響應(yīng)速度。燃燒控制系統(tǒng)的任務(wù)是根據(jù)負(fù)荷指令 LD，調(diào)整鍋爐爐膛內(nèi)燃燒率。 圖 21 燃燒控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖 單元制鍋爐燃燒過程控制系統(tǒng)組成 單元制鍋爐與汽輪機(jī)之間有著密切聯(lián)系 ,鍋爐的蒸汽壓力控制與汽輪機(jī)功率控制存在相互關(guān)系 ,由單元機(jī)組協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)控制。其中燃料量控制和送風(fēng)量控制兩個(gè)子系統(tǒng)根據(jù)燃燒率指令分別調(diào)節(jié)進(jìn)入爐膛的燃料量和送風(fēng)量，保證爐膛熱負(fù)荷滿足外界負(fù)荷變化需要，同時(shí)保證燃燒經(jīng)濟(jì)性。以使鍋爐燃燒率與外界相適應(yīng)。 壓力控制的任務(wù)是維持主蒸汽壓力 PM 穩(wěn)定。其燃燒 率控制由燃料 量控制、 送風(fēng)量控制以及引風(fēng)量控制等子系統(tǒng)組成。 內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 10 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。 對(duì)于以上幾點(diǎn)，在組成控制系統(tǒng)時(shí)，需根據(jù)鍋爐本身特點(diǎn)及燃燒過程的具體情況，有所側(cè)重。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。 、 送風(fēng)和引風(fēng)等參數(shù)協(xié)調(diào)變化。 。燃燒率的改變，主要是燃料量的改變，而蒸汽壓力對(duì)于燃料量變化的響應(yīng)，有一定的延遲時(shí)間，延遲時(shí) 間 M? 的大小，受燃料系統(tǒng)的影響較大。燃燒過程控制的主要任務(wù)之一是維持蒸汽壓力穩(wěn)定。圖 17 所示為 DT 擾動(dòng)下 Pb、 PM 的階躍響應(yīng)曲線。 DT 擾動(dòng)下， Pb、 PM 的傳遞函數(shù) 為 ： sCCsCCRsD sPG bMbMgrTbbT )( 1)( )( ????? （ 13） sCCsCCR sCRsD sPG bMbMgr bgrTMMT )( )1()( )( ?? ???? （ 14） 由以上兩式可以看出， DT 擾動(dòng)下， Pb為反向積分特性， PM 為反向比例加積分特性。由于燃料量增加后燃燒所放出的熱量始終大于蒸汽流量所帶走的熱量，因此鍋爐汽壓調(diào)節(jié)對(duì)象是一個(gè)無自平衡能力的調(diào)節(jié)對(duì)象。 由圖 15， 根據(jù)梅 遜公 式， 此時(shí)汽 壓對(duì) 于燃 料量 擾動(dòng)的 傳遞 函數(shù)為? ? ? ?? ? ? ?SWSRCSRCSCRSCSMSPSGgrMgrbMgrbbb 5111111??????????? ??? ? ?SWSCCSCCR SCRMbMbgrMgr 5)( 1 ??? ?? （ 11） ? ? ? ?? ? ? ?SWSRCSRCRSCSCSMSPSGgrMgrbgrMbMM 5111111??????? ? ?SWSCCSCCR MbMbgr 5)( 1 ???? （ 12） 由以上兩式，可得 Pb、 PM 在燃料量擾動(dòng)下的響應(yīng)曲線如圖 16 所示。 圖 15 汽壓對(duì)象的方框圖 其中 )(5sW =3)281( s?； Cb=70[kg/MPa]是汽包蓄熱系數(shù)； CM=30[kg/MPa]是蒸汽母管容量系數(shù)； 內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 7 Rgr=[Mpa/t/h]是過熱器動(dòng)態(tài)阻力系數(shù)； M— 燃料量； DQ— 熱量信號(hào)； Pb— 汽包 壓力； D— 蒸汽流量； DT— 汽輪機(jī)耗 汽 量； PM— 主蒸汽壓力 引起汽壓變化的主要擾動(dòng)為以燃料量為代表的燃燒率擾動(dòng) 和汽輪機(jī)耗 汽 量代表的外界負(fù)荷擾動(dòng) 。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(jī)做功。圖 14 是其生產(chǎn)流程示意圖。主蒸汽壓力PM 受到主要擾動(dòng)來源有二： 其一是燃料量擾動(dòng)，稱為基本擾動(dòng)或內(nèi)部擾動(dòng)。主蒸汽壓力是衡量蒸汽量與外界負(fù)荷是否相適應(yīng)的一個(gè)標(biāo)志。這些都將是燃 燒過程控制系統(tǒng)的具體組成。 綜上所述，燃燒過程的幾項(xiàng)任務(wù)是不可分割的。對(duì)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(dú)立運(yùn)行，因而燃料系統(tǒng)的控制與燃燒過程的控制是相互獨(dú)立的。對(duì)于燃油鍋爐，通常采用微正壓運(yùn)行 ，以防止?fàn)t膛漏風(fēng)，使煙氣中過?？諝庀禂?shù)上升，造成過熱器管壁腐蝕。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(jī)耗電量，而且會(huì)增加爐膛漏風(fēng)，降低爐膛溫度，影響爐內(nèi)燃燒工況。爐膛壓力是否正常，關(guān)系著鍋爐的安全運(yùn)行。因而常采用控制煙氣中過?？諝庀禂?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(jì)性。也就是要保證有足夠的送風(fēng)量使燃料充分燃燒，同時(shí)盡可能減少排煙造成的熱損失。 保證燃燒過程的經(jīng)濟(jì)性 保證燃燒過程的經(jīng)濟(jì)性是提高鍋爐效率的一個(gè)重要方面。鍋爐的蒸汽壓力值與機(jī)組的運(yùn)行狀態(tài)及運(yùn)行方式有關(guān)。汽壓控制任務(wù)是維持蒸汽母管壓力為一定值。在母管制運(yùn)行方式下，考慮的是多臺(tái)鍋爐與多臺(tái)汽輪機(jī)之間總的能量需求關(guān)系。具體可歸納為以下幾方面。 燃燒控制系統(tǒng)的任務(wù) 鍋爐燃燒過程是一個(gè)將燃料的化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮?，以蒸汽形式向設(shè)備（以汽輪機(jī)為代表）提供熱能的能量轉(zhuǎn)換過程。 在調(diào)節(jié)鍋爐燃燒率時(shí)，首先由燃料和送風(fēng)調(diào)節(jié)器 PI1 和 PI3 根據(jù)負(fù)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。 大值選擇器中引入給定信號(hào)的作用，在于防止低負(fù)荷情況下，風(fēng)量過小而造成燃燒不穩(wěn)定。負(fù)內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 4 荷指令 LD 與總風(fēng)量信號(hào)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(dòng)態(tài)過程中，燃料量小于送風(fēng)量。該系統(tǒng)采用帶氧量校正信號(hào)的“燃料 空氣”系統(tǒng)方案。