协调控制学习之燃烧控制系统.doc

在协调控制系统中，主控系统的协调指挥作用要由 机、炉各子控制系统来具体执行，才能最终完成整 个系统的控制任务。在锅炉侧最主要的子控制系统 就是燃烧控制系统，单元机组的能量输入是靠燃料 的及时供给和在炉膛内的良好燃烧来保证的。大型 火电机组锅炉大多是采用直吹式制粉系统向锅炉供 应煤粉的。
燃烧控制系%充又主要包括以下子控制系统：
燃料控制系统；
风量控制系统；
炉膛压力控制系统；
磨煤机一次风量和出口温度控制系统；
—次风压力控制系统；
轴助风控制系统；
燃料风(周界风)控制系统和燃尽风控制系统等。
一、燃料控制系统 燃料控制系统的主要任务是控制进入锅炉炉膛的燃 料量，以满足机组负荷需求。燃煤锅炉燃煤量的直 接测量目前尚未很好解决，同时煤质如发热量、挥 发物、灰分、水分等也是个变量，很难在线检测， 目前常用的办法是采用热量信号来间接代表进人炉 膛的燃料量（包括油）。燃料控制系统通常以热量信 号为反馈信号，执行级为多输出控制系统，同步控 制各台给煤机的转速或者靡煤机的负荷，以达到总 给煤量与锅炉需求燃料量之间的平衡。
锅炉煤量指令由锅炉负荷指令和经温度补偿后的总 风量经小选后形成，以保证安全风煤比，保证锅炉 燃烧的安全性。在机组增、减负荷时保证有充足风 量，保持一定的过量空气系数，即总能保证"过氧" 燃烧。当增加负荷时，在原总风量未变化前，小选 器输出仍为原锅炉煤量指令，只有当总风量增加 后，锅炉煤量指令才随之增加，直至锅炉煤量指令 既与锅炉负荷指令相一致，又达到新的煤量和风量 的平衡。在减负荷时，由于小选器的作用，锅炉煤
量指令立即减小，到实际煤量开始减小后，风量指 令才减小。这样就达到了升负荷时先加风后加煤和 降负荷时先减煤后减风的目的。
燃料控制系统中几个重要信号的处理如下:
1 .热量信号
通常采用主蒸汽流量和汽包压力微分之和作为热
式中HR-热量,D-主蒸汽流量,Pb-汽包压力， Ck-锅炉蓄热系数
蒸汽流量代表稳态时的机组负荷，即锅炉的稳态发 热量。汽包压力的微分信号代表变动工况时锅炉蓄 热的改变。当锅炉燃烧率增大时，蒸汽流量的变化 有一定的惯性，但汽包压力的微分信号马上就会反 映出来,两者之和正好与燃烧率的变化一致。当汽 轮机调节汽门突然开大时，汽包压力降低，释放出 来的锅炉蓄热正好补偿蒸汽流量的增加，故热量信 号将基本不变。
2.燃料量的测量和信号综合
直接测量锅炉的总燃煤量是困难的。对直吹式燃烧
系统，锅炉总燃煤量常用测量给煤机的转速来间接 测量。但是，给煤机所给出的原煤要经过研磨、输 送、燃烧才能转变为锅炉输人热量，从给煤机给煤 量变化到锅炉输人热量变化需要有一个过程,即有 迟延；另一方面,燃煤品质、水分含量等也是随机 变量，即燃煤发热量是随机变化的，因而燃料量(包 括燃油量)与锅炉输人热量间不能精确对应。为解决 这些问题，需采用补偿回路，
有两种补偿方法：
(1 )油流量由函数F1 (x)把油流量信号转换成额 定负荷的百分比；煤量由给煤机转速信号经磨煤机 模型F (t)补偿后输出
式中TF-总燃料量；
OF-燃油流量；
ni-给煤机i的转速；
F(t)-磨煤机模型；
F1(x)-油流量转换函数。
(2)采用动态和热值补偿回路
煤量测量中的动态补偿。煤量测量的动态补 偿由两个煤量变送器选择进这择一路送入补偿回 路，随给煤机启、停而产生或消失的逻辑信号控制 补偿回路的工作。给煤机投人时补偿回路按惯性环 节规律工作，其传递函数为
W(s) = F(s)/f(s)
式中 f(s)-动态补偿前的煤量信号；
F(s)-动态补偿后的煤量信号。
合理选择整定参数可以取得满意的补偿结果，当给 煤机停用时，制粉系统还有积煤继续吹进炉膛，从 给煤机跳闸到系统完全无粉送人炉膛要有个过程。 与上类似也用补偿回路来模拟该过程。n台给煤机 经过动态补偿的给煤量信号经加法器总加，得到总 的燃煤量信号。
燃料信号的热值补偿。燃料量的热值补偿环 节用积分调节器的无差调节特性来保持燃料量信号 与锅炉蒸发量之间的对应关系。这里锅炉蒸发量用 经过修正的汽轮机第一级后压力信号代表，它和总 燃料量信号之差经积分运算后送到乘法器去对燃料 信号进行修正。为防止负偏差使积分器发生阻塞， 积分器的起始输出调为
50%，使对正、负偏差都能 校正。经热值修正后的燃煤量信号和油流量信号相 加作为锅炉总燃料量。
多输出控制系统的增益(GAIN)自动补偿。燃 料控制系统为多输出控制系统，燃料量控制信号同 时送往各台给煤机的控制回路。由于系统有n台给 煤机（600MW机组一般有6台给煤机），只要有一 台给煤机投人自动，则燃料控制系统就处于自动状 态。随着投人自动的给煤机台数的变化,