第三章 锅炉燃烧控制系统
§3-1 概 述
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第三章 锅炉燃烧控制系统
一、燃烧控制系统的基本任务 电站锅炉燃烧过程实质是将燃料化学能转变为蒸汽
热能的能量形式转换过程。燃烧过程控制的根本任务是 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
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第三章 锅炉燃烧控制系统
第三章 锅炉燃烧控制系统
§3.1 锅炉燃烧过程概述 §3.2 中储式锅炉燃烧控制策略 §3.3 中储式锅炉燃烧控制系统实例§3.4 直吹式锅炉燃烧控制策略 §3.5 直吹式锅炉燃烧控制系统实例
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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。
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从控制特性角度来看，直流锅炉与汽包锅炉的主要不 同点表现在燃水比例的变化，引起锅炉内工质储量的变 化，从而改变各受热面积比例。影响锅炉内工质储量的 因素很多，主要有外界负荷、燃料流量和给水流量。保 持燃料量与给水流量之间比值关系不变，保证过热汽温 为额定值。
1．微过热汽温(中间点温度)动态特性
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2．保证燃烧过程的经济性
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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。
二、汽压被控对象的动态特性
（1）燃烧率扰动下的汽压动态特性。保持汽机调节阀
开度 T 不变，阶跃变化燃料量M：
WMB (s)
Pb M
K Tbs
MB
1
e
Ms
WMT (s)
PM M
KMT Tbs
1
e
Ms
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燃料量扰动下的汽压对象的动态响应曲线
锅炉蒸汽压力作为表征锅炉运行状态的重要参数， 不仅直接关系到锅炉设备的安全运行，而且其是否稳定 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。
T
WTM (s) PM
T
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KTB Tbs 1
(K1
KTM Tbs
1)
三、燃烧控制系统组成的基本原则 （1）燃烧控制系统在外界负荷需求改变后应立即
改变锅炉的燃料量，维持燃烧过程的能量平衡。然而， 主蒸汽压力对燃料量的响应呈现较大的迟延和惯性， 特别是采用直吹式制粉系统的燃烧过程，如何迅速改 变燃烧率至关重要。
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（a）燃料量扰动；
（b）给水流量扰动；
图. 微过热汽温动态特性响应曲线
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第三Байду номын сангаас 锅炉燃烧控制系统
（2）燃烧控制系统应能迅速发现并消除燃料量的自发 扰动，维持主汽压力稳定。
（3）当外界负荷需要改变时，锅炉的送风量和引风量 应与燃料量协调动作，使锅炉燃烧经济性指标及炉膛压 力参数保持平衡，即锅炉燃烧工况的稳定。
（4）对于单元制运行的锅炉允许主汽压力在一定范围 内波动，特别是滑压运行时汽压变动范围更大。故，系 统中有关参数应加以温度和压力的修正，以提高参数测 量的精确性。
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四、直流锅炉的燃水比控制
在直流锅炉中，一次工质在给水泵压力作用下， 经省煤器加热后，进入下辐射区蒸发为湿蒸汽，再经 对流过渡区、上辐射区和对流过热区加热成过热蒸汽， 送至汽轮机。可见，直流锅炉是由各受热面及连接这 些受热面的的管道组成。其汽水流程中没有汽包和锅 内小循环回路。
直流锅炉没有汽包，整个锅炉是由许多管子并联， 然后用联箱连接串联而成。在给水泵的压头作用下， 工质顺序一次通过加热、蒸发和过热受热面。进口工 质为水，出口工质为过热蒸汽。由于没有汽包，所以 在加热和蒸发受热面之间，以及在蒸发和过热受热面 之间都没有固定的分界线。
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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。
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（2）汽机调门开度扰动下的汽压动态特性 锅炉燃料量不变，汽机调门开度阶跃变化。
汽机调节阀开度扰动下的汽压响应曲线
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WTB(s) Pb
过热蒸汽温度能正确反映燃水比例的改变，但存在 较大的迟延，通常为 400s左右；因此不能以过热蒸汽 温度作为燃水比例的控制信号，通常采用微过热汽温作 为燃水比例的校正信号。在这个意义下，微过热汽温的 动态特性具有特殊的重要性。微过热汽温在给水流量扰 动和燃料量扰动下具有相似的动态特性，如下图所示。
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