锅炉燃烧控制系统教学
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控制特点
当燃料主控投自动时,燃料调节器的入 口偏差等于限制后的锅炉主控指令减去进 入锅炉的总燃料量。燃料偏差经过PI调节 器后形成自动方式下的燃料主控指令,该 指令同时送至所有运行磨煤机容量风门控 制回路,形成运行磨煤机容量风门开度的 设定值。
燃料主控输出回路是一个单回路多输出 控制系统,即一台调节器控制多台执行 器的系统。为了达到每台执行器分别投 自动时均能实现无扰动切换,系统中设 置了平衡与增益调整块BALANCER。平 衡与增益调整块BALANCER 的输出并行 地送到所有运行磨煤机容量风门分操控 制回路。
磨煤机在运行中,通常希望磨煤机出力同 输入到磨煤机的原煤量保持平衡。因此,系 统还引入了磨煤机总的一次风量同给煤机总 的给煤量之间的修正控制,以确保磨煤机内 煤位维持在最佳状态,使燃烧控制系统的风 /煤比保持恒定。不投油时进入锅炉的燃料 量以四台磨煤机的一次风量之和表示。为了 使炉内形成富氧燃烧,控制回路设计有锅炉 主控指令对总风量反馈信号的交叉限制。
A磨煤机出口风粉 温度两侧平均值
M/A站切手动
-
Δ + V≯
ATA
+
-
Δ
ATA
A磨煤机右侧 容量风量控制
f(x)
A磨煤机热风档板 控制指令
f(x)
A磨煤机冷风档板 控制指令
图3-2 磨煤机A出口风粉混合物温度控制
磨煤机出口温度设定值由运行人员在 操作站上手动设定(出口温度一般控制在 70~90℃范围内变化)。
因为选用的是双进双出磨煤机,故每 台磨煤机容量风门分左、右两侧,两侧 分别设立独立的M/A操作站。
在磨煤机A~D容量风门的各分操控制 回路中,还设置了由加法块∑、速率限 制块Ⅴ≯组成的偏置调整回路,运行人 员可以手动调整各自的偏置大小,使每 个磨组供给的燃料量与燃料请求指令相 适应,偏置值调整范围约为正负10%。
2.保证燃烧过程的经济性
保证燃烧过程的经济性是提高锅炉效率的重要方面, 它是通过维持进入炉膛的燃料量与送风量之间的最佳比 值来实现,即在有足够的风量使燃料得以充分燃烧的同 时,尽可能减少排烟造成的热损失。
3.维持炉膛压力稳定
锅炉炉膛压力是否稳定反映了燃烧过程中进入炉膛 的风量与流出炉膛的烟气量之间的工质平衡关系。若送 风量大于引风量,炉膛压力升高,太高的压力会造成炉 膛向外喷火;反之,送风量小于引风量炉膛压力下降, 过低的压力会造成漏风而降低炉膛温度,影响炉内燃烧 工况,经济性下降。所以说,炉膛压力是否在允许范围 内变化,关系到锅炉的安全经济运行。
锅炉燃烧过程的上述三项控制任 务是不可分开的,它的三个被控参数 (被调量)(即蒸汽压力、过剩空气 系数或最佳含氧量、炉膛压力)与三 个调节量(即燃料量、送风量、引风 量)间存在着关联。因此燃烧控制系 统内的各子系统应协调动作,共同完 成其控制任务。
二、磨煤机控制
BBD-4360型双式(双进双出) 钢球磨煤机 介绍
总风量 TAF
锅炉主控指令 BD
总一次风量 TPF
D
f(x)
f(x)
∑
<
∑
+
-
△
燃油量 FO
f(x)
K|∫
给煤机风量 A 指令
∑
AT
BALANCER
B
C
V≯
燃料主控M/A站
D
A磨煤机左侧 容量风门控制
A
T
AT
A磨煤机右侧 容量风门控制
f(x)
f(x)
A磨煤机左侧、右侧容量风门控制 图3-1 燃料主控制器
锅炉的总风量等于入炉的一次风量和二 次风量之和,总风量信号经函数发生器后 得到相应风量下的燃料量反馈信号。
进入锅炉的总燃料量等于四台磨煤机的 一次风量之和再叠加上入炉的燃油量。锅 炉烧煤(不投油)时,最低稳燃负荷一般 为25%MCR(MCR为MAXIMUM CONTINUOUS RATING的缩写,指锅炉 最大连续出力)。油燃烧器只供点火及低 负荷下稳定炉内燃烧用,总出力可达 30%MCR。
双式磨煤机的控制系统是保证磨煤机正常运行的重要 部分,磨煤机的控制分为开环控制系统和闭环控制系 统两大部分。
开环系统包含了整个磨煤机的二进制逻辑控制,主要 包括有润滑油控制、启停控制、风系统的开关量控制 、消防及惰性化系统控制、PC管及差压料位管程控吹 扫等。
闭环控制主要包括磨煤机负荷调节、出口风/粉混合 物的温度调节、筒体煤位调节、总一次风量调节、一 次风压力调节等五个回路。由于磨煤机负荷调节主要 是控制输入磨煤机的一次风量大小,它是由调节磨煤 机容量风门的开度来保证的。
为了防止设定值的突变对控制系统产 生冲击,设定值还需要经过速率限制。
同时为了防止运行人员误将设定值操 作到合理范围之外,该设定值一般还需经 过上、下限限幅的限制。
燃料主控操作站切手动方式
当出现下列情况之一时,燃料主控操作 站强制切到手动方式: (1) 一次风量信号故障; (2) 各台磨煤机容量风门都在手动控制方 式。
2、磨煤机出口温度控制
为了保证锅炉安全经济运行,应控制磨 煤机出口风粉混合物的温度在允许范围内 变化。如果温度太低,煤将得不到足够的 干燥,造成制粉困难,甚至会造成煤粉堵 塞,影响煤粉的输送。如果温度太高,可 能会引起制粉系统发生自燃现象而造成事 故。磨煤机运行时,磨煤机入口冷风门、 热风门用于调整磨煤机出口温度和磨煤机 入口的一次风量。
一、燃烧控制系统的任务
锅炉燃烧过程是将燃料化学能转变为蒸汽热能的转 换过程。燃烧过程控制的任务是使燃烧所提供的热量适 应锅炉蒸汽负荷的需要,并保证锅炉安全经济运行。
1.维持蒸汽压力稳定
锅炉蒸汽压力是锅炉运行状态的重要参数,它不仅 关系到锅炉设备的安全运行,而且其稳定性反映了燃烧 过程中能量供求关系。在单元机组中,锅炉蒸汽压力控 制与汽机负荷控制是相互关联的,锅炉燃烧控制系统的 任务是及时调整锅炉燃料量,使锅炉的能量输出与汽机 为适应对外界负荷需求而需要的能量输入相适应,其标 志是蒸汽压力的稳定。
1、燃料主控制器
燃料主控制器的作用是根据锅炉主控输出 的指令来调节进入锅炉的燃料量,锅炉负荷 指令对燃料的请求被分配到每台磨煤机上。
对每台磨煤机而言,锅炉负荷指令通过函 数发生器转换成一次风量请求指令。该指令 同实测的一次风量进行比较,其差值通过PI 调节器输出磨煤机的负荷风挡板开度指令请 求,使设定到每台磨煤机的负荷同进入磨煤 机的一次风流量保持一致。