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單元機組自動控制系統(tǒng)教師孫國強第3講講課要求:保證出勤;認真聽講。聯(lián)系電話:0464814215404518853553813946021819第三章燃燒控制系統(tǒng)3.1燃燒過程自動控制的任務(wù)與對象動態(tài)特性一、燃燒過程自動控制系統(tǒng)的任務(wù)基本任務(wù)是使燃料燃燒所提供的熱量適應(yīng)外界對鍋爐輸出的蒸汽負荷的需求,同時保證鍋爐的安全經(jīng)濟運行。包括三項內(nèi)容:(1)燃料量的控制。當外界對鍋爐蒸汽負荷的要求變化時,必須相應(yīng)地改變鍋爐燃燒的燃料量。(2)送風(fēng)量的控制。為了實現(xiàn)經(jīng)濟燃燒,必須使送風(fēng)量與燃料量相適應(yīng)。燃燒過程的經(jīng)濟性通過過??諝庀禂?shù)來衡量,過??諝庀禂?shù)用煙氣的含氧量來表示。煙氣的含氧量一般用氧化鋯氧量計來測量。(3)引風(fēng)量控制。為了保持爐膛壓力在要求的范圍內(nèi),引風(fēng)量必須與送風(fēng)量相適應(yīng)。爐膛壓力的高低關(guān)系到鍋爐的安全和經(jīng)濟運行。爐膛壓力過低,大量冷風(fēng)漏入爐膛,增大引風(fēng)機的負荷和排煙損失,太低甚至?xí)饍?nèi)爆;爐膛壓力高出大氣壓力,使火焰或煙氣冒出。三個控制相互關(guān)聯(lián),要控制好燃燒過程,必須使燃料量、送風(fēng)量及引風(fēng)量三者協(xié)調(diào)變化。燃料量、送風(fēng)量必須成適當比例,代表兩個成適當比例的變量定義為鍋爐的燃燒率(包括給水流量的相應(yīng)變化)。二、燃燒過程控制對象的動態(tài)特性Dtt0002pDt(1)汽輪機用汽量D不變,燃燒率階躍。有遲延的,無自衡能力。燃燒加強后,鍋爐負荷增加,從汽水循環(huán)加強到汽壓上升,要有一個過程,表現(xiàn)為有遲延;主蒸汽壓力是鍋爐燃燒是否適應(yīng)負荷要求的標志。汽壓作為燃燒自動控制系統(tǒng)的主要被調(diào)量(一)燃燒率擾動下汽壓變化的動態(tài)特性汽包內(nèi)水蒸汽的飽和溫度隨飽和汽壓上升,使鍋爐內(nèi)工質(zhì)和金屬蓄熱上升,鍋爐的蓄熱量增加。Dtt000t1pD(2)汽輪機進汽調(diào)節(jié)閥開度不變,燃燒率階躍。有遲延、有慣性、有自衡能力。由于燃料量增加后燃燒所放出的熱戀始終大于蒸汽帶走的熱量,最終汽壓直線上升,表現(xiàn)為無自衡能力。燃燒率增加,爐膛熱負荷增加,汽壓遲延后逐步上升,由于進汽調(diào)節(jié)閥開度不變,汽壓的上升使蒸汽流量增加,帶走的熱量增多,又限制了汽壓的上升,最終汽壓趨于穩(wěn)定。Dt00t(二)機組負荷擾動下汽壓變化的動態(tài)特性(1)汽輪機用汽量階躍擾動。無遲延、無自衡能力,pT階躍下降。汽壓的下降過程是鍋爐施放蓄熱的過程。μD,Dt00Dt(2)汽輪機進汽調(diào)節(jié)閥開度階躍擾動。無遲延、有自衡能力,pT階躍下降。調(diào)門開度的階躍,使汽壓階躍下降,由于鍋爐蒸發(fā)量不變,汽壓的下降使進汽量漸少,減緩了汽壓的下降速度,最終蒸汽量減小到擾動前的水平,汽壓不再變化。燃燒控制對象另兩個被調(diào)量是煙氣含氧量和爐膛負壓,分別由送、引風(fēng)機為控制量。當風(fēng)機動葉改變位置后,送風(fēng)量和引風(fēng)量立即變化,煙氣含氧量和爐膛負壓的反應(yīng)很快。三、燃燒過程自動控制的特點(1)鍋爐燃燒控制系統(tǒng)的任務(wù)是使鍋爐的燃燒率隨時適應(yīng)外界負荷的需要。在外界負荷改變時,主蒸汽壓力能迅速地、成比例地變化,因此主蒸汽壓力可以作為反應(yīng)鍋爐燃燒率是否滿足外界負荷要求的被調(diào)量,即根據(jù)汽壓的變化去改變?nèi)紵剩赃m應(yīng)機組負荷的要求??刂茖ο罂刂谱兞勘徽{(diào)量燃料量B送風(fēng)量V引風(fēng)量GO2煙氣含氧量pT主蒸汽壓力pf爐膛壓力(2)汽壓是鍋爐的發(fā)熱量與汽輪機需要能量是否平衡的標志,煙氣含氧量O2是燃料量B和送風(fēng)量V是否保持適當比例的標志,爐膛負壓pf是送風(fēng)量V和引風(fēng)量G是否平衡的標志。
當機組負荷需要變化時,燃燒控制系統(tǒng)應(yīng)使B、V、G同時按比例改變,以適應(yīng)外界負荷的需要,并使pT、O2和pf基本不變;當機組負荷需要不變時,燃燒過程的三個控制量應(yīng)能迅速消除各自的擾動,保持B、V、G穩(wěn)定不變(3)煙氣含氧量和爐膛負壓的慣性和遲延小,主汽壓力的調(diào)整有一定遲延,如何盡可能及時調(diào)整燃燒率使燃燒過程自動控制的主要問題。(4)系統(tǒng)輸入信號較多:pT、O2、pf、B、V等,需要準確、快速、可靠測量做保證。3.2單元機組燃燒過程自動控制系統(tǒng)的基本方案一、控制系統(tǒng)的基本原理(一)燃料控制子系統(tǒng)壓力調(diào)節(jié)器燃料調(diào)節(jié)器+-pTpT0+-B0BB采用串級控制系統(tǒng)。壓力調(diào)節(jié)器(爐的主控制器),使pT等于pT0,燃料調(diào)節(jié)器調(diào)節(jié)燃料量,并克服其內(nèi)擾。(二)送風(fēng)控制子系統(tǒng)送風(fēng)調(diào)節(jié)器KBVV+-送風(fēng)調(diào)節(jié)器VV×B氧量調(diào)節(jié)器-+O2O20+
任務(wù)是保證燃燒過程中,燃料量和風(fēng)量有合適的比例。采用比值控制系統(tǒng):燃料量B乘以比值系數(shù)K作為V的給定值。K—風(fēng)煤比系數(shù)K應(yīng)該是隨負荷、燃料品質(zhì)變化,需要修正。采用串級調(diào)節(jié),主調(diào)是氧量調(diào)節(jié)器,輸出K,O20是負荷的函數(shù)。副調(diào)是送風(fēng)調(diào)節(jié)器,調(diào)整送風(fēng)量,克服其內(nèi)擾。引風(fēng)調(diào)節(jié)器f
(t)V++-pfpf0G(三)引風(fēng)控制子系統(tǒng)
任務(wù)是保持爐膛壓力在規(guī)定的范圍內(nèi)。
采用帶有送風(fēng)前饋的單回路控制系統(tǒng)。
f(t)前饋信號V的補償器,是一個微分環(huán)節(jié),強化前饋信號,穩(wěn)定爐膛壓力。一、中間儲倉式制粉系統(tǒng)鍋爐燃燒過程自動控制系統(tǒng)的基本方案∑f
(t)++DpbDQ(一)熱量信號指燃料進入爐膛燃燒后,在單位時間內(nèi)所產(chǎn)生的熱量。用熱量信號代替燃料量。因給粉量難于測量,給粉機轉(zhuǎn)速不能反應(yīng)煤粉的自發(fā)性擾動和煤發(fā)熱量的變化。Cb—鍋爐蓄熱系數(shù),表示汽包壓力每降低一個單位,鍋爐所釋放的蒸汽量。熱量信號是蒸汽流量信號和汽包壓力微分信號之和。即鍋爐受熱面在單位時間內(nèi)的吸熱量等于蒸汽帶走的熱量加鍋爐蓄熱。
無論動態(tài)還是靜態(tài),DQ都能準確代表燃料量B,只是略有延遲。不僅能反應(yīng)燃料數(shù)量的變化,而且也能反應(yīng)燃料質(zhì)量的變化,比給粉量信號更能準確反應(yīng)燃燒率。t0Bt0Dt0pbt0pbdtt0DQt0μTt0pbdtDt0t0pbt0DQ汽壓調(diào)節(jié)器燃料調(diào)節(jié)器+-pTpT0+-B0BD送風(fēng)調(diào)節(jié)器×VV引風(fēng)調(diào)節(jié)器氧量調(diào)節(jié)器-+O2O20∑f1(x)pbDQf2(x)+-Df(t)++-Gpfpf0O2%設(shè)定值0負荷f2(x)(二)燃燒過程自動控制系統(tǒng)的基本方案K
當負荷發(fā)生變化時,主汽壓力立即改變,汽壓調(diào)節(jié)器輸出適應(yīng)負荷要求的鍋爐燃燒率指令B0,送至燃料調(diào)節(jié)器和送風(fēng)調(diào)節(jié)器,同時改變?nèi)剂狭亢退惋L(fēng)量。燃料調(diào)節(jié)器以B0為燃料量給定值,調(diào)節(jié)的目的是使燃料量適應(yīng)燃燒率指令;送風(fēng)調(diào)節(jié)器以燃燒率指令B0乘以風(fēng)煤比系數(shù)K為送風(fēng)量給定值,調(diào)節(jié)的目的是使送風(fēng)量與燃燒率要求相適應(yīng);引風(fēng)調(diào)節(jié)器以爐膛壓力為被調(diào)量,調(diào)節(jié)的目的是使送、引風(fēng)量平衡,維持爐膛壓力在一定范圍內(nèi)。控制過程結(jié)束后,燃料量、送風(fēng)量、引風(fēng)量都改變?yōu)榕c機組負荷要求相適應(yīng)的數(shù)值上。
當負荷不變時,燃料側(cè)發(fā)生內(nèi)擾使,由于燃料控制系統(tǒng)的快速動作,迅速消除內(nèi)擾,可使送風(fēng)調(diào)節(jié)器不發(fā)生動作。送風(fēng)量發(fā)生內(nèi)擾時,由于送風(fēng)調(diào)節(jié)器的作用能快速自動消除,燃料調(diào)節(jié)器也不動作,這樣各子系統(tǒng)能抑制各子系統(tǒng)內(nèi)的自發(fā)性擾動,穩(wěn)定負荷。
送風(fēng)調(diào)節(jié)器是送風(fēng)控制系統(tǒng)的副調(diào),進入穩(wěn)態(tài)時:B0=DQ=V/K,所以:V/DQ=K,時熱量與空氣成比例關(guān)系。稱為:“熱量—空氣”系統(tǒng)。它是對燃燒經(jīng)濟性的“粗調(diào)”。氧量調(diào)節(jié)器實現(xiàn)“細調(diào)”,它調(diào)節(jié)煙氣含氧量,氧量給定值是負荷的函數(shù),由f2(x)確定氧量給定值與負荷的關(guān)系。三、直吹式制粉系統(tǒng)鍋爐燃燒過程自動控制系統(tǒng)的基本方案(一)直吹式鍋爐燃燒過程調(diào)節(jié)的特點(1)磨煤機及制粉系統(tǒng)與鍋爐燃燒過程緊密地聯(lián)系在一起,使制粉系統(tǒng)成為燃燒過程自動調(diào)節(jié)的不可分割的一個組成部分。(2)在適應(yīng)負荷變化或消除燃料內(nèi)擾方面反應(yīng)均較慢,易引起汽壓的較大波動。針對其特點可采取以下措施:(1)在改變給煤量的同時,改變一次風(fēng)量。(2)為盡早消除燃料量的自發(fā)性擾動,要及時測量進入磨煤機的給煤量,即要快速準確測出磨煤機的存粉量。磨煤機形式不同測量方法也不同,例如:中速磨和鋼球磨可用磨煤機進出口風(fēng)壓差的大小代表,也可用磨煤機的電動功率大小來代表。t給粉量B1-給粉量擾動2-一次風(fēng)擾動3-給粉量(二)“一次風(fēng)—燃料”系統(tǒng)
采用一次風(fēng)量作為燃料控制手段的燃燒控制系統(tǒng)。對于裝煤量大的給煤機,改變一次風(fēng)量以吹出磨中的存粉,是解決制粉系統(tǒng)慣性遲延問題的有效方法。一次風(fēng)調(diào)節(jié)器執(zhí)行機構(gòu)V1NB+-燃料量調(diào)節(jié)器執(zhí)行機構(gòu)B+-送風(fēng)量調(diào)節(jié)器執(zhí)行機構(gòu)V+-爐膛壓力調(diào)節(jié)器執(zhí)行機構(gòu)Gpfpf0+-控制系統(tǒng):
當機組負荷增加時,首先由一次風(fēng)調(diào)節(jié)器和送風(fēng)調(diào)節(jié)器根據(jù)負荷指令NB增加一次風(fēng)量V1和總風(fēng)量V。用一次風(fēng)量作為燃料量調(diào)節(jié)器的給定值,一次風(fēng)量改變后調(diào)節(jié)給煤量,使給給煤量跟蹤一次風(fēng)量的變化。(三)“燃料—風(fēng)量”系統(tǒng)一次風(fēng)調(diào)節(jié)器執(zhí)行機構(gòu)V1NB+-燃料量調(diào)節(jié)器執(zhí)行機構(gòu)B+-送風(fēng)量調(diào)節(jié)器執(zhí)行機構(gòu)V+-
直接改變給煤機轉(zhuǎn)速作為燃料控制手段的直吹式燃燒控制系統(tǒng)。用于裝煤量小的磨煤機制粉系統(tǒng)。在調(diào)節(jié)鍋爐燃燒率時,首先由燃料和送風(fēng)調(diào)節(jié)器根據(jù)負荷指令NB改變給煤量B和總送風(fēng)量V,使之迅速滿足燃燒及制粉過程的需要。一次風(fēng)量V1由一次風(fēng)調(diào)節(jié)器根據(jù)給煤量調(diào)整,使一次風(fēng)量V與燃料量B成一定的比例關(guān)系。3.3單元機組燃燒過程自動控制系統(tǒng)以某300MW直吹式制粉系統(tǒng)為例:6臺STOCK8221給煤機對應(yīng)6臺RPB-783中速磨煤機,并與6層燃燒器相對應(yīng),每臺磨煤機供應(yīng)一層燃燒器的燃燒。一、燃料量控制系統(tǒng)該系統(tǒng)由給煤量指令B0形成、實際燃料量信號B形成和燃料量控制等三部分組成。(一)給煤量指令B0形成(1)給水溫度對鍋爐負荷指令的修正。
給水溫度校正信號是用實際給水溫度與給水溫度設(shè)計值的差值通過f1(x)產(chǎn)生的,與鍋爐負荷指令MB相乘,來對鍋爐燃燒率控制之前進行校正。+B0f1(x)×f0(x)<∑f2(x)f3(x)f(t)給水溫度鍋爐負荷指令NB-送風(fēng)量燃油量由于鍋爐在不同負荷效率不同,鍋爐負荷與燃料量的關(guān)系是非線性,用f0(x)將經(jīng)給水溫度修正后的鍋爐負荷指令轉(zhuǎn)換成鍋爐燃料量指令。(2)送風(fēng)的限制。將鍋爐的總風(fēng)量經(jīng)f2(x)轉(zhuǎn)換成該風(fēng)量可完全燃燒的燃料量,與總?cè)剂现噶钜黄疠斎氲降椭颠x擇器,以保證燃燒過程中始終是當前總風(fēng)量所允許的燃料量大于總?cè)剂狭俊?/p>
f(t)是一個超前/滯后校正器。功能是:在輸入增加時具有慣性作用,使輸出滯后輸入增加;在輸入減小時,使輸出超前輸入減少。目的是:當鍋爐負荷指令NB增加時,保證先加風(fēng)后加煤;減負荷時先減燃料,后減風(fēng)。
f3(x)是將進入鍋爐的暖爐燃油折算成煤量,用經(jīng)風(fēng)量限制的總?cè)剂狭繙p去該折算值,最后形成給煤量指令B0。(二)給煤量的測量與校正給煤量是由電子重力式皮帶給煤機的稱重裝置給出。稱重裝置可測量單位長度皮帶上煤的質(zhì)量和皮帶的轉(zhuǎn)速,二者相乘作為給煤量輸出??偨o煤量是所有給煤機給煤量的總和。f6(x)×∑△ABCDEFA∑K∫M/A×÷BPI2+-+-給煤量給煤量信號煤的單位發(fā)熱量熱量信號燃油發(fā)熱量發(fā)熱量校正0.85~1.15煤發(fā)熱量計算值煤實際發(fā)熱量總給煤量用熱量信號進行校正??偨o煤量乘以煤的單位發(fā)熱量為給煤發(fā)熱量的計算值,稱為理論發(fā)熱量。熱量信號減去燃油發(fā)熱量作為煤的實際發(fā)熱量。二者偏差經(jīng)PI2、M/A站和f6(x)運算,輸出發(fā)熱量校正信號。煤的發(fā)熱量計算值經(jīng)校正后再除以煤的單位發(fā)熱量,得到與煤量指令單位一致的給煤量信號。
M/A站的作用是當熱量信號的測量變送器故障或鍋爐負荷變化過大時,使熱量校正調(diào)節(jié)器PI2推出自動,由運行人員手動輸出校正值。
f6(x)的作用是將調(diào)節(jié)器PI2的0~100%輸出轉(zhuǎn)換成范圍為0.85~1.15的熱量校正系數(shù),其初時值為1。(三)燃料量控制給煤量指令B0與給煤量信號B的偏差送入燃料調(diào)節(jié)器PID1,經(jīng)PID運算、M/A站,形成燃料控制指令Fd并行地送給各給煤機,控制給煤機轉(zhuǎn)速控制給煤量。
f4(x)是比例前饋調(diào)節(jié)器,B0經(jīng)f4(x)后作為前饋信號直接作用于系統(tǒng),以提高系統(tǒng)的反應(yīng)速度。總風(fēng)量燃油量nA0PID1f0(x)△∑M/A×<f(t)f1(x)f2(x)f3(x)K∫d/dt∑f4(x)∑≯≮M/A<f5(x)+B0給水溫度鍋爐負荷指令NB+--B給煤量信號A磨煤機一次風(fēng)量A給煤機轉(zhuǎn)速指令+A-FbBCDEFFdFd給煤機轉(zhuǎn)速控制原理:燃料主控指令Fd和M/A站輸出的運行人員手動偏置Fb疊加后,經(jīng)上、下限幅、M/A站、低值選擇器,最終形成給煤機轉(zhuǎn)速指令na0。通過M/A站運行人員能直接改變給煤機轉(zhuǎn)速偏置Fb,實現(xiàn)各給煤機之間負荷的合理分配。一次風(fēng)量信號輸入到f5(x),將其轉(zhuǎn)換成該一次風(fēng)量下允許給煤量(給煤量上限值)對應(yīng)的轉(zhuǎn)速信號,該信號與燃料調(diào)節(jié)器發(fā)出的轉(zhuǎn)速指令通過低值選擇器選擇小者輸出,以保證磨煤機在運行中空氣量有一定的富裕量,防止磨煤機堵塞。二、送風(fēng)控制系統(tǒng)
送風(fēng)系統(tǒng):一般配有一、二次風(fēng)機各兩臺。一次風(fēng)機負責(zé)將煤粉送入爐膛,而鍋爐的總風(fēng)量主要由二次風(fēng)來控制,由于滿足爐膛內(nèi)燃料燃燒所需要的氧量,以保證燃燒的經(jīng)濟性和安全性。二次風(fēng)由兩臺軸流式送風(fēng)機供給,通常通過改變送風(fēng)機入口動葉節(jié)距來控制二次風(fēng)量的大小,用二次風(fēng)檔板來維持二次風(fēng)箱與爐膛差壓為給定值,從而控制二次風(fēng)速的大小。所以送風(fēng)控制系統(tǒng)包括送風(fēng)量控制系統(tǒng)和二次風(fēng)檔板控制系統(tǒng)。某300MW送風(fēng)控制系統(tǒng)可分為氧量校正、風(fēng)量定值形成、送風(fēng)調(diào)節(jié)和風(fēng)機動葉控制等四個部分。(一)氧量校正回路主蒸汽流量代表機組負荷,經(jīng)函數(shù)器f0(x)運算后,形成隨負荷變化的氧量定值,再加上來自M/A1站給出的偏置形成氧量給定值O20。
氧量調(diào)節(jié)器PI1的作用是使氧量測量值與給定值相等,輸出經(jīng)M/A1站和f1(x)后,形成氧量校正信號。
f1(x)接受PI1的0~100%輸出,并轉(zhuǎn)換成范圍為0.8~1.2的輸出,形成風(fēng)/煤比校正信號K02?!罧∫△TAAf1(x)∑f0(x)×>f2(x)f3(x)f4(t)A△K∫閉鎖指令增/減回路∑f5(x)∑△TAATAT閉鎖指令增/減與防喘振回路f(x)T閉鎖指令增/減與防喘振回路f(x)AA-++-+++-PI1PI20%100%M/A3M/A2M/A1O20K02BB0V0VVdVb送風(fēng)機A動葉送風(fēng)機B動葉風(fēng)量指令最小值燃料量指令總?cè)剂狭恐髡羝髁緿煙氣含氧量O2氧量校正送風(fēng)量定值送風(fēng)調(diào)節(jié)動葉控制(二)送風(fēng)量定值V0的形成
V0是利用高值選擇器選擇的,其值取自下列四種信號中的最大者:(1)總?cè)剂狭啃盘朆經(jīng)f2(x),乘以K02,所得的風(fēng)量請求值。(2)鍋爐主控燃料指令B0經(jīng)f3(x),乘以K02,所得的風(fēng)量請求值。(3)鍋爐主控燃料指令B0經(jīng)f3(x),乘以K02,并經(jīng)f4(t)的超前/滯后處理后,所得的風(fēng)量請求值。(4)吹掃風(fēng)量或最小風(fēng)量指令。(三)送風(fēng)量調(diào)節(jié)
送風(fēng)量調(diào)節(jié)器PI2,使V=V0,輸出與來自V0的前饋信號疊加,形成送風(fēng)控制指令Vd。分別送至兩臺送風(fēng)機的M/A站。f5(x)是調(diào)節(jié)前饋作用V0的強弱。閉鎖指令增減環(huán)節(jié),是防止送風(fēng)量引起爐膛壓力大幅度波動。(四)風(fēng)機動葉控制與保護風(fēng)量控制指令Vd,加上運行人員的手動偏置Vb作為送風(fēng)機動葉控制指令,經(jīng)M/A站、切換器T、閉鎖指令增減環(huán)節(jié)和防喘振環(huán)節(jié)輸出,去控制鍋爐的送風(fēng)量M/A2輸出偏置信號Vb。系統(tǒng)出現(xiàn)異?;蚬收蠒r,系統(tǒng)的保護措施:(1)氧量校正調(diào)節(jié)器的自動/手動切換條件:①主蒸汽流量信號故障;②兩臺送風(fēng)機均為手動;③兩個氧量信號均故障。(2)送風(fēng)調(diào)節(jié)器的閉鎖增減1)爐膛壓力高于某一值時,閉鎖增;2)閉鎖減的條件:①爐膛壓力低于某一值;②風(fēng)量指令小于或等于最小風(fēng)量指令;③風(fēng)量指令小于實測總?cè)剂纤璧娘L(fēng)量。(3)風(fēng)量控制調(diào)節(jié)器的自動/手動切換條件:①A(B)引風(fēng)機處于手動狀態(tài);②A(B)送風(fēng)機停止;③FSSS發(fā)自“自然通風(fēng)請求”信號;④SCS發(fā)來“關(guān)送風(fēng)機A(B)動葉”信號;⑤風(fēng)量信號故障;⑥燃料量信號故障。(4)送風(fēng)機動葉控制指令的閉鎖增減:1)閉鎖增條件①爐膛壓力高于某數(shù)值;②A送風(fēng)機處于自動狀態(tài)且控制指令大于或等于上限,B送風(fēng)機處于手動狀態(tài);③B送風(fēng)機處于自動狀態(tài)且控制指令大于或等于上限,A送風(fēng)機處于手動狀態(tài)。1)閉鎖減條件①爐膛壓力低于某數(shù)值;②A送風(fēng)機處于自動狀態(tài)且控制指令小于或等于下限,B送風(fēng)機處于手動狀態(tài);③B送風(fēng)機處于自動狀態(tài)且控制指令小于或等于下限,A送風(fēng)機處于手動狀態(tài)。(5)超馳開/關(guān)送風(fēng)機動葉:1)當SCS發(fā)出“建立空氣空道”信號時,減使兩臺送風(fēng)機動葉以一定速率開至100%;
2)當SCS發(fā)出“關(guān)閉送風(fēng)機動葉”信號時,減使兩臺送風(fēng)機動葉以一定速率關(guān)至0%;“建立空氣空道”:是指引風(fēng)機啟動前為保證氣流通暢和煙道兩側(cè)二次風(fēng)風(fēng)量與風(fēng)壓的平衡所采取的措施。(6)防喘振保護。根據(jù)二次風(fēng)量指令和送風(fēng)機的特性曲線,計算出風(fēng)機動葉對應(yīng)不同流量下的最大動葉開度,以此作為A(B)送風(fēng)機動葉開度的限制值,防止送風(fēng)機進入不穩(wěn)定區(qū)而發(fā)生喘振。無論處于自動還是手動均有效。三、爐膛壓力控制系統(tǒng)分為:爐膛壓力調(diào)節(jié)、引風(fēng)機動葉控制和低爐膛壓力保護等幾個部分(一)引風(fēng)量的調(diào)節(jié)爐膛壓力給定值pf0由M/A2給定。前饋信號來自兩臺送風(fēng)機動葉的平均指令Vf?!鱇∫f1(x)閉鎖指令增/減回路∑TAA0%100%∑△TAATAAT閉鎖指令增/減與防喘振回路閉鎖指令增/減與防喘振回路∑∑f(x)f(x)K≯∑A△0%M/A1M/A2+-+++-PIpf0爐膛壓力pfVf△p1GdGb-+低限壓力MFT動態(tài)修正值引風(fēng)機A動葉引風(fēng)機B動葉送風(fēng)機動葉平均指令f(x)調(diào)整前饋作用的強弱。爐膛壓力調(diào)節(jié)器PI輸出引風(fēng)機的控制指令Gd。(二)風(fēng)機動葉控制與保護與送風(fēng)機動葉的控制與保護很相似。(三)低爐膛壓力保護當爐膛壓力低于某一限值,比較器輸出負值,經(jīng)比例調(diào)節(jié)器輸出。高值限制器設(shè)置高限為零,防止爐膛壓力大于低限壓力時誤動。MFT動態(tài)修正回路根據(jù)發(fā)生MFT前機組的負荷值,按一定比例瞬間動態(tài)關(guān)小引風(fēng)機動葉開度,并保持一段時間后再以斜坡變化,回到發(fā)生MFT前瞬間的開度數(shù)值上,并恢復(fù)爐膛壓力的正常調(diào)節(jié)。四、一次風(fēng)壓控制系統(tǒng)控制一次熱風(fēng)母管壓力(或一次風(fēng)速)。
一次風(fēng)壓的給定值pV10:由給煤量指令Fd(或鍋爐負荷指令NB)經(jīng)f(x)給出,并與設(shè)定的正負偏置相加最終形成pV10。
一次風(fēng)機最大允許開度由改風(fēng)機入口體積流量經(jīng)函數(shù)器給出的最大動葉開度,防止風(fēng)機進入喘振的危險區(qū)。
MFT時,或某臺一次風(fēng)機跳閘時,切換器T連鎖到全關(guān)位置。V1dT1△K∫∑△TAATAA<<T2f(x)f(x)∑f1(x)A-+-+++一次風(fēng)壓pV1給煤量指令FdpV10PIM/A1M/A20%一次風(fēng)機A動葉一次風(fēng)機B動葉一次風(fēng)機A動葉最大允許開度一次風(fēng)機B動葉最大允許開度V1b五、二次風(fēng)控制系統(tǒng)(一)燃料風(fēng)檔板控制系統(tǒng)A、B、C、D、E、F六層為燃料風(fēng),也稱為一次風(fēng)的周界風(fēng)。其作用是:1)提供一次煤粉以適當?shù)目諝?,來補充由于煤粉高度集中,在燃燒初期可能出現(xiàn)的氧量不足,以利于煤粉氣流著火和燃燒的擴展。2)可以防止一次風(fēng)偏斜和煤粉離析,避免氣流沖刷爐墻形成大量還原性氣體而結(jié)焦。3)高速的周界風(fēng)還可增強卷吸高溫?zé)煔獾哪芰?,由利于煤粉氣流著火?)它還對一次風(fēng)噴口起到冷卻保護作用。AABBBCCCDDDEEEFFCFGCFHFF燃燼風(fēng)輔助風(fēng)燃油風(fēng)燃料風(fēng)f(x)f(t)∑TAAT2T1f(x)f(x)f(x)f(x)A1A20%100%M/A層給煤指令層給煤指令燃料風(fēng)檔板燃料風(fēng)檔板開度A1AAA2ABB1BBB2BCC1CCC2EFD層給煤指令:來自相應(yīng)層給煤機(或給粉機)轉(zhuǎn)速,經(jīng)f(x),形成燃料風(fēng)檔板開度指令。f(t)超前/滯后環(huán)節(jié)。當發(fā)生MFT時或本層給煤機轉(zhuǎn)速測量信號故障時,本層燃料風(fēng)檔板控制切手動;當FSSS發(fā)出關(guān)本層燃料風(fēng)檔板控制指令時,切換器T1和0%給定器A1,超馳關(guān)燃料風(fēng)檔板;當FSSS發(fā)出開全部燃料風(fēng)檔板控制指令時,切換器T2和100%給定器A2,超馳開燃料風(fēng)檔板。(二)輔助風(fēng)檔板控制系統(tǒng)
輔助風(fēng)是二次風(fēng)的主體,它的作用是調(diào)整二次風(fēng)箱和爐膛之間的差壓,從而保持進入爐膛的二次風(fēng)有適當?shù)牧魉佟?/p>
BC、DE、FF層為輔助風(fēng),AB、CD、EF層為燃油風(fēng)。當某層燃油推出運行時,該層燃油風(fēng)檔板和輔助風(fēng)檔板共同參加二次風(fēng)箱和爐膛之間差壓的調(diào)節(jié)。差壓給定值是鍋爐負荷指令的函數(shù)再與偏置量的疊加。
f1(x)是為了保證在高負荷時有足夠的空氣量,用較高的差壓來維持較高的風(fēng)速,使煤粉充分混合;在低負荷時,爐內(nèi)燃燒強度低,應(yīng)維持較低差壓,用降低風(fēng)速來保證正常燃燒。PITAAf1(x)∑△K∫∑TAAT1T2f(x)f(x)f(x)f(x)輔助風(fēng)檔板A1A2100%0%M/A4M/A1+-NBDpDp0FF層二次風(fēng)箱/爐膛差壓鍋爐負荷指令DE層BC層∑TAAT4T5f(x)f(x)f(x)f(x)燃油風(fēng)檔板A4A5100%0%M/A5AB層T3A330%T6f2(x)÷CD層EF層Dd燃油流量投入油槍層數(shù)NBDp0當差壓過高或過低、以及發(fā)生MFT時,本層輔助風(fēng)檔板控制切手動;當FSSS發(fā)出關(guān)本層輔助風(fēng)檔板控制指令時,切換器T1和0%給定器A1,超馳關(guān)輔助風(fēng)檔板;當FSSS發(fā)出開某層輔助風(fēng)檔板控制指令或差壓高限報警時,切換器T2和100%給定器A2,超馳開輔助風(fēng)檔板。(三)燃油風(fēng)控制系統(tǒng)
f2(x)給出該層燃油流量與燃油風(fēng)檔板開度的對應(yīng)關(guān)系。當本層未投油槍時,由T6選擇輔助風(fēng)差壓控制指令Dd控制該層燃油風(fēng)檔板開度。當FSSS來某層點火指令時,通過T3和20%給定器A,減對應(yīng)層燃油風(fēng)檔板強制在點火位;當FSSS來關(guān)某層燃油風(fēng)檔板控制指令時,切換器T4和0%給定器A,超馳關(guān)本層燃油風(fēng)檔板;當FSSS發(fā)出開某層燃油風(fēng)檔板控制指令或差壓高限報警時,切換器T5和100%給定器A,超馳開相應(yīng)層燃油風(fēng)檔板。(四)燃燼風(fēng)檔板控制系統(tǒng)燃燼風(fēng)是從燃燒器最上兩層的二次風(fēng)噴口進入爐膛,主要用在鍋爐高負荷段。其作用是降低爐膛火焰中心,減小煙氣中NOX的生成量,同時也為煤粉顆粒的后期燃燒提供適當?shù)目諝狻/A1f1(x)∑f(x)f(x)f(x)f(x)OFG燃燼風(fēng)檔板f(x)f(x)f(x)f(x)TAATAA∑f2(x)f3(x)TAA∑NBM/A2M/A3OFH燃燼風(fēng)檔板鍋爐負荷指令f1(x)NB爐膛50%負荷下,兩層燃燼風(fēng)檔板全關(guān);50%~70%負荷段OFG層燃燼風(fēng)由全關(guān)到全開;70%~100%負荷段OFH層燃燼風(fēng)由全關(guān)到全開。由f1(x)、f2(x)、f3(x)實現(xiàn)。由鍋爐負荷指令來控制燃燼風(fēng)檔板的開度。附:本廠燃燒自控系統(tǒng)(資料來源:熱工培訓(xùn)教材)第一章
磨煤機負荷控制系統(tǒng)
一、過程控制設(shè)備
我廠的制粉系統(tǒng)采用的是正壓直吹式制粉系統(tǒng),磨煤機為GEC-ALSTHOM生產(chǎn)的雙進雙出鋼球磨煤機。磨煤機型號為BBD4060BIS。每臺磨煤機的出力為71.2t/h。共有三臺磨煤機,每臺磨煤機又分為驅(qū)動側(cè)和非驅(qū)動側(cè)。每側(cè)對應(yīng)一臺給煤機。給煤機為電子稱重型,并且采用變頻調(diào)速。原煤從給煤機出口落入混合箱,在混合箱中受到一次旁路風(fēng)的預(yù)干燥,然后借助磨煤機耳軸進入磨煤機,螺旋輸送機通過其旋轉(zhuǎn)運動把煤推入磨煤機,接著通過旋轉(zhuǎn)體內(nèi)部的鋼球運動把煤磨成粉狀。一次熱風(fēng)通過耳軸的中央管道進入磨煤機。它能把煤吹干,并通過中央管道的周圍的耳軸環(huán)型套筒把煤粉從磨煤機中送出。
磨部分的控制主要包括以下幾個系統(tǒng):磨負荷控制系統(tǒng),磨煤位控制系統(tǒng),磨風(fēng)量控制系統(tǒng),磨出口溫度控制系統(tǒng)。
磨負荷的控制是通過調(diào)節(jié)進入耳軸中央管道的一次風(fēng)量加以實現(xiàn)的。每臺磨的驅(qū)動側(cè)和非驅(qū)動側(cè)在相應(yīng)半磨運行時可實現(xiàn)單側(cè)控制。
二、控制功能說明
(一)磨負荷指令的形成
磨負荷指令來自兩路:一路來自燃料主控,另一路來自填充/預(yù)熱階段負荷設(shè)定點。這兩路指令在邏輯控制下可在磨控制的不同階段實現(xiàn)切換。
來自鍋爐主控的負荷指令經(jīng)函數(shù)轉(zhuǎn)換后形成總?cè)剂现噶?,總?cè)剂现噶钤倥c鍋爐風(fēng)量對應(yīng)的燃料量進行低選,所得值再減去燃油量對應(yīng)的煤量,便得到燃料主控的燃料量指令。總?cè)剂狭拷?jīng)熱量校正計算后,送入燃料主控。在穩(wěn)態(tài)時,燃料主控保證總?cè)剂狭颗c燃料主控的燃料量指令相等。燃料主控的輸出分別作為三臺磨的負荷控制指令。對于每臺磨,負荷指令又可在操作員的干預(yù)下加減一定的偏置值分別作為驅(qū)動側(cè)和非驅(qū)動側(cè)的負荷指令。以下以驅(qū)動側(cè)為例介紹磨負荷控制的控制功能及相關(guān)的邏輯控制部分。(二)測量信號的獲取
通過磨驅(qū)動側(cè)的一次風(fēng)量的測量:
:
在通向磨耳軸的一次風(fēng)管道上安裝了單機翼型風(fēng)量測量元件,測量元件前端迎風(fēng)側(cè)和側(cè)面連接兩壓力取樣管,當有風(fēng)流過時,兩取壓管存在一定壓差,此壓差由一差壓變送器測量,差壓變送器信號經(jīng)開方運算,再經(jīng)磨冷熱一次風(fēng)混合后溫度補償?shù)玫津?qū)動側(cè)的一次風(fēng)質(zhì)量流量。操作員根據(jù)磨實際運行情況在操作站上輸入密封風(fēng)率,及非驅(qū)動側(cè)的漏風(fēng)率,與一次風(fēng)質(zhì)量流量相加得到校正后的通過磨驅(qū)動側(cè)的一次風(fēng)質(zhì)量流量。
(三)控制回路分析:
在磨填充/預(yù)熱階段,磨負荷的設(shè)定值來自磨填充/預(yù)熱指令。當磨出口溫度達到75度,或預(yù)熱達到一定時間,預(yù)熱階段結(jié)束。若差壓煤位信號正確,且電子耳提供高于35%的煤位信號持續(xù)達2分鐘時,磨填充階段結(jié)束,此時磨負荷指令切至來自燃料主控的負荷指令。穩(wěn)態(tài)時,磨驅(qū)動側(cè)負荷控制站的一次風(fēng)量與磨負荷指令相等。磨驅(qū)動側(cè)負荷控制站的輸出經(jīng)過一超弛小選控制算法,與實際風(fēng)量進行小選保證燃料量小于風(fēng)量,超弛輸出直接送到模擬量輸出通道去控制現(xiàn)場執(zhí)行器動作,以改變一次風(fēng)量進而改變磨驅(qū)動側(cè)的負荷。
三、相關(guān)邏輯控制
1、磨驅(qū)動側(cè)負荷控制站切手動條件(1)磨驅(qū)動側(cè)負荷控制站設(shè)定值和一次風(fēng)量值之差超過高限達一定值延時3秒(2)磨驅(qū)動側(cè)負荷控制站設(shè)定值和一次風(fēng)量值之差低于低限達一定值延時3秒(3)BMS來關(guān)磨驅(qū)動側(cè)一次風(fēng)擋板使控制站切手動(4)兩臺送風(fēng)機控制站均切手動
2、磨負荷控制一次風(fēng)擋板聯(lián)鎖邏輯(1)BMS來關(guān)磨驅(qū)動側(cè)一次風(fēng)擋板(2)來自風(fēng)/煤偏差限制回路要求降低煤流量,一次風(fēng)負荷調(diào)節(jié)擋板接受經(jīng)偏差限制回路的磨負荷指令第二章磨煤位控制系統(tǒng)
本廠的雙進雙出鋼球磨煤機在正常運行時,必須維持磨煤機中煤位在一定值,以保證原煤在磨煤機中保持最佳狀態(tài)的磨削。磨煤機中煤位的維持是通過調(diào)節(jié)給煤機轉(zhuǎn)速實現(xiàn)的。下面以磨驅(qū)動側(cè)為例說明磨煤位控制系統(tǒng)的控制功能及相關(guān)的邏輯控制。一、控制功能說明(一)磨煤位的測量磨煤位的測量比較特殊,磨煤位的測量在本系統(tǒng)中采用了兩種測量方法:一種是差壓測量法,另一種是噪聲法。1、差壓測量法原理:差壓測量是利用增壓容器的氣泡器原理。增壓空氣在磨上部和下部注入煤粉層。上部高于煤粉層,下部在煤粉層底部。當磨煤機中存有一定煤粉時,磨中就形成了一定的煤位。此煤位的存在使得兩測量管路之間產(chǎn)生一壓差。測出此壓差值,經(jīng)函數(shù)轉(zhuǎn)換就得到磨煤機中的煤位。為防止差壓測量管路堵塞,測量系統(tǒng)設(shè)計了吹掃管路,在差壓測量過程中,周期性地對測量管路進行吹掃,保證測量的準確性。
2、電子耳噪聲測量法:磨煤機中的煤是在與鋼球的碰撞,摩擦過程中碾磨成煤粉的。隨著煤量的增加,鋼球與鋼球之間的煤量增加,磨軋過程中的噪音便減小。電子耳測噪聲法正是利用這一原理測量磨中的煤位。在磨煤機外殼安裝一個邁克(即電子耳),此邁克用來感知噪音的強度,并把噪音的強度轉(zhuǎn)化為mV信號,送到MCS-2000噪音變送器。噪音變送器再將此mV信號轉(zhuǎn)化為標準的4~20mA信號對應(yīng)一定的煤位值傳送到DCS。
(二)功能說明煤位的設(shè)定值由操作員手動設(shè)定。噪聲法測量煤位值經(jīng)磨負荷校正曲線校正得到“有效煤位值”。差壓信號經(jīng)一函數(shù)轉(zhuǎn)換后也得到“有效煤位值”,差壓煤位值在吹掃過程中自動保持在吹掃前的煤位值上。操作員可手動切換煤位測量方式。給煤機轉(zhuǎn)速的控制分為兩個階段:即填充階段和正常煤位控制。預(yù)熱階段結(jié)束后,進入填充階段,給煤機以最低限速度啟動,然后按照1.5%/分的梯度逐漸增加給煤機的速度。此時,磨煤機出口溫度和最低溫度設(shè)定點之間的差值來控制給煤機轉(zhuǎn)速;目的是為了限制給煤機轉(zhuǎn)速,從而防止磨煤機出口溫度過低。當差壓測量煤位信號正確,且電子耳提供的煤位值高于35%持續(xù)達2分鐘,磨填充階段結(jié)束,邏輯控制自動觸發(fā)給煤機轉(zhuǎn)速切向煤位控制。
二、相關(guān)的邏輯控制
1、磨驅(qū)動側(cè)煤位控制站切手動條件:(1)磨驅(qū)動側(cè)煤位設(shè)定值和煤位測量值偏差超過高限延時3秒(2)磨驅(qū)動側(cè)煤位設(shè)定值和煤位測量值偏差低于低限延時3秒(3)BMS來置磨驅(qū)動側(cè)給煤機零轉(zhuǎn)速指令同時切磨驅(qū)動側(cè)煤位控制站為手動2、磨驅(qū)動側(cè)給煤機轉(zhuǎn)速置控制位BMS來置磨驅(qū)動側(cè)給煤機轉(zhuǎn)速控制于控制位3、磨驅(qū)動側(cè)給煤機轉(zhuǎn)速置零BMS來置磨驅(qū)動側(cè)給煤機轉(zhuǎn)速于零第三章磨出口溫度控制系統(tǒng)
在磨正常運行時,保證磨煤機的出口溫度在一定范圍內(nèi)對機組正常經(jīng)濟運行有積極的意義。磨出口溫度太高,容易引起磨著火,磨出口溫度過低,進入爐膛的煤粉可能未得到充分的干燥,又不利于煤粉的引燃。因此設(shè)計了磨出口溫度控制系統(tǒng)。磨出口溫度是通過調(diào)節(jié)進入磨的一次冷風(fēng)調(diào)節(jié)擋板,和一次熱風(fēng)調(diào)節(jié)擋板來實現(xiàn)控制的。每臺磨設(shè)計一套磨出口溫度控制系統(tǒng)。
一、控制功能說明(一)測量信號的獲取1、磨出口溫度磨出口的驅(qū)動側(cè)和非驅(qū)動側(cè)均安裝了測溫?zé)犭娕肌_@兩個溫度值經(jīng)高選后作為磨溫度控制器的PV值。
2、磨出口溫度設(shè)定值當磨在額定工況時,出口溫度控制在90度為最佳值。在磨預(yù)熱階段,磨出口溫度設(shè)定點比正??刂茣r高10度。(二)磨出口溫度主控制器為比例積分控制器其輸出在30%~80%之間時,一次熱風(fēng)調(diào)節(jié)擋板保持不動,只通過調(diào)節(jié)一次冷風(fēng)擋板來控制磨出口溫度。二、相關(guān)的邏輯控制1、磨出口溫度主控制器(即磨冷風(fēng)控制站),磨熱風(fēng)控制站切手動條件:(1)磨出口溫度主控制器的PV值和SP值之差超過高限延時30秒(2)磨出口溫度主控制器的PV值和SP值之差低于低限延時30秒(3)
BMS來關(guān)磨冷熱一次風(fēng)擋板指令2、磨冷熱風(fēng)控制擋板置控制位BMS來置磨冷熱風(fēng)控制擋板于控制位3、磨冷熱風(fēng)控制擋板置關(guān)位BMS來置磨冷熱風(fēng)控制擋板于關(guān)位第四章磨風(fēng)量控制系統(tǒng)
磨風(fēng)量的控制是通過調(diào)節(jié)磨一次旁路風(fēng)擋板的開度來實現(xiàn)的。我廠的制粉系統(tǒng)共設(shè)計了六套磨風(fēng)量控制系統(tǒng)。每臺磨有驅(qū)動側(cè)和非驅(qū)動側(cè)兩套旁路風(fēng)控制。下面以磨驅(qū)動側(cè)為例介紹該系統(tǒng)。
旁路風(fēng)主要起預(yù)干燥作用,磨驅(qū)動側(cè)出口溫度和最低限溫度設(shè)定點之差經(jīng)比例積分作用,其輸出經(jīng)最低流量設(shè)定點限制和最高流量設(shè)定點限制后作為流量控制器的流量設(shè)定點。設(shè)定點和總風(fēng)量差值送入比例積分控制器,其輸出經(jīng)一手動/自動控制站直接去控制一次旁路風(fēng)擋板的開度。
(一)磨驅(qū)動側(cè)總一次風(fēng)量的獲得冷熱一次風(fēng)混合后分兩路進入磨。一路去驅(qū)動側(cè),另一路去非驅(qū)動側(cè)。每一路又分為兩路進入磨的單側(cè)。一路去磨煤入口的混合室,此一路即為旁路風(fēng);另一路直接由磨耳軸進入磨體,該路為‘負荷’風(fēng)。磨驅(qū)動側(cè)總一次風(fēng)量的一次測量元件安裝在旁路風(fēng)和‘負荷’風(fēng)分叉之前的總管道上。此風(fēng)量經(jīng)風(fēng)溫補償后再加上非驅(qū)動側(cè)泄漏量和密封風(fēng)泄漏量便得到磨驅(qū)動側(cè)總一次風(fēng)量。(二)磨驅(qū)動側(cè)旁路風(fēng)控制指令的形成磨驅(qū)動側(cè)出口溫度和磨出口最低限溫度設(shè)定點輸入到一比例積分控制點,比例積分控制點的輸出經(jīng)最高限流量設(shè)定,最低限流量設(shè)定限制后作為旁路風(fēng)流量控制站的設(shè)定值。
相關(guān)的邏輯控制1、旁路風(fēng)流量控制站切手動條件:1旁路風(fēng)流量控制站入口偏差高于高限延時三秒。2旁路風(fēng)流量控制站入口偏差低于低限延時三秒。3BMS來關(guān)旁路風(fēng)控制擋板信號同時切旁路風(fēng)流量控制站為手動。2、旁路風(fēng)控制擋板置控制位BMS來置旁路風(fēng)控制擋板為控制位3、旁路風(fēng)控制擋板置關(guān)位BMS來置旁路風(fēng)控制擋板為關(guān)位
第五章送風(fēng)控制系統(tǒng)
送風(fēng)控制作為燃燒控制的一部分,既要保證鍋爐燃燒燃料所需要的風(fēng)量,又要維持最佳經(jīng)濟燃燒。
一、過程設(shè)備我廠的兩臺送風(fēng)機采用的是上海鼓風(fēng)機廠生產(chǎn)的動葉可調(diào)軸流式風(fēng)機,其型號為FAF19—9—1。其額定流量為134.6立方米/秒,動葉調(diào)節(jié)范圍為-30°~+20°。二、控制功能分析我廠的送風(fēng)控制采用氧量校正,同時設(shè)計了防喘振保護回路。氧量控制器的設(shè)定值與鍋爐負荷存在一函數(shù)關(guān)系。系統(tǒng)允許操作員在操作站上輸入偏置值以修正氧量設(shè)定值。四個氧化鋯探頭測得的氧量值經(jīng)過平均值算法運算作為氧量控制器的PV值。當氧量設(shè)定值與實測氧量值之間有偏差時,氧量控制器進行運算,其輸出作為一比率值修正風(fēng)量主控制器的設(shè)定值——來自鍋爐主控的風(fēng)量指令。在機組負荷指令變化較快時,當風(fēng)量受燃料量限制或風(fēng)量指令在最小時,氧量控制器輸出被凍結(jié),氧量控制器的輸出在0.8~1.2之間修正來自鍋爐主控的風(fēng)量指令。這之前,送風(fēng)指令經(jīng)過與進入鍋爐的總?cè)剂狭繉?yīng)的風(fēng)量進行大選,保證進入鍋爐的風(fēng)量總是大于燃燒所需要的風(fēng)量,保證在加負荷時,先加風(fēng),后加煤。風(fēng)量指令與總風(fēng)量的偏差經(jīng)比例積分運算器運算,其輸出經(jīng)過兩個與送風(fēng)機出口壓力PID輸出的超弛算法分別送到兩個送風(fēng)機控制站去控制相應(yīng)的送風(fēng)機動葉調(diào)整適當?shù)慕嵌纫垣@得鍋爐燃燒所需要的風(fēng)量。運行員可在操作站上設(shè)置偏置值以實現(xiàn)對兩個送風(fēng)機的偏置控制。但此偏置值只能在兩送風(fēng)機控制站均處于自動時才能由運行人員設(shè)置,當任一送風(fēng)機控制站處于手動狀態(tài)時,邏輯自動強制此偏置值為零。(一)測量參數(shù)的獲取1、總送風(fēng)量每臺送風(fēng)機安裝了兩個流量變送器,并在送風(fēng)機出口安裝了兩個測溫?zé)犭娕?,該兩個溫度值經(jīng)低值選擇算法后的輸出對兩個送風(fēng)流量值分別進行補償計算。補償計算后得到的質(zhì)量流量值再經(jīng)壞值判斷邏輯或操作員選擇得到該送風(fēng)機的風(fēng)量值。兩送風(fēng)機的風(fēng)量值相加后再與總的一次風(fēng)量相加得到總風(fēng)量值。2、送風(fēng)機出口壓力測量在兩臺送風(fēng)機的出口均安裝了壓力測量變送器用于測量送風(fēng)機出口壓力。(二)邏輯控制部分1、送風(fēng)機站切手動條件:(1)當發(fā)生主燃料跳閘(MFT)時(2)相應(yīng)送風(fēng)機停運,或運行中跳閘延時30秒(3)風(fēng)流量壞值(4)兩引風(fēng)機控制站全在手動方式(5)當相應(yīng)送風(fēng)機失速信號發(fā)生延時15秒(6)送風(fēng)主控的總風(fēng)量與風(fēng)量指令偏差超過高限延時15秒(7)送風(fēng)主控的總風(fēng)量與風(fēng)量指令偏差低于低限延時15秒2、氧量控制器切手動條件(1)送風(fēng)主控在手動(2)風(fēng)量指令小于最小值(3)
氧量壞值(4)送風(fēng)公用指令在最大3、送風(fēng)主控切手動條件(1)總風(fēng)量壞值(2)A側(cè)兩風(fēng)流量偏差超過一定限值,且操作員未旁路此項切手動條件(3)B側(cè)兩風(fēng)流量偏差超過一定限值,且操作員未旁路此項切手動條件(4)兩送風(fēng)控制站均在手動(5)爐膛壓力主控在手動4、送風(fēng)機指令閉鎖增條件(1)爐膛壓力高超過一定值(2)相應(yīng)送風(fēng)機出口壓力超過一定值5、送風(fēng)機指令閉鎖減條件(1)爐膛壓力低于一定值(2)偏差限制系統(tǒng)激活時,在爐膛內(nèi)有火的前提下,若總?cè)剂狭颗c總風(fēng)量之差超過一定值則閉鎖送風(fēng)指令減;當發(fā)生閉鎖增時,邏輯將送風(fēng)指令賦給送風(fēng)指令高限,當發(fā)生閉鎖減時,邏輯將送風(fēng)指令賦給送風(fēng)指令低限。6、送風(fēng)機動葉超弛開條件(1)順控系統(tǒng)來開送風(fēng)機動葉。(2)送風(fēng)機出口,入口擋板開聯(lián)鎖開送風(fēng)機動葉。7、送風(fēng)機動葉超弛關(guān)條件順控系統(tǒng)隔離送風(fēng)機信號來關(guān)送風(fēng)機動葉。第六章爐膛負壓控制系統(tǒng)
一、概述爐膛壓力控制系統(tǒng)在機組正常運行及鍋爐跳閘時都必須保持爐膛壓力在一定范圍內(nèi),一般來說,鍋爐為負壓燃燒。若爐膛負壓過小,再因爐膛壓力時有波動,易引起向外冒煙噴火事故,甚至引起爆爐,對鍋爐的安全性不利;若爐膛負壓過大,爐膛漏風(fēng)量增大,爐膛內(nèi)溫度降低,影響燃燒和熱交換,同時增加了排煙熱損失和引風(fēng)機電耗,對機組的經(jīng)濟性不利。因而維持一定的爐膛負壓對機組安全經(jīng)濟運行有重要的意義。爐膛壓力的控制主要是調(diào)節(jié)兩臺軸流式引風(fēng)機的動葉,通過與送風(fēng)的平衡得以實現(xiàn)的。
二、過程設(shè)備我廠的兩臺引風(fēng)機采用的是上海鼓風(fēng)機廠生產(chǎn)的動葉可調(diào)軸流式風(fēng)機,其型號為SAF28——15—1,設(shè)計流量為306立方米/秒,動葉調(diào)節(jié)范圍為-30°~+25°。三、系統(tǒng)說明及分析(一)功能控制部分爐膛壓力由三個測點引出,經(jīng)三取中算法送入爐膛壓力主控制器,爐膛壓力與給定值之差經(jīng)比例積分作用后輸出。為保持送,引風(fēng)兩個子系統(tǒng)協(xié)調(diào)動作,總的送風(fēng)指令與總的一次風(fēng)指令加權(quán)之和作為前饋信號。當兩個引風(fēng)手/自動站均處于自動時,操作員可手動設(shè)定一偏置值,以平衡兩引風(fēng)機的負荷。系統(tǒng)還設(shè)計了防內(nèi)爆保護功能。當發(fā)生主燃料跳閘時,切斷燃料,爐膛滅火,爐膛壓力大幅度下降。為減小爐膛壓力下降的幅度,應(yīng)瞬間關(guān)小引風(fēng)機動葉的開度,以防鍋爐內(nèi)爆的發(fā)生。
(二)邏輯控制部分1.引風(fēng)機控制站切手動條件:1)爐膛壓力選中值與其它兩值偏差超過允許值2)三個爐膛壓力值均為壞值3)FSSS切引風(fēng)機站置手動4)引風(fēng)機停或運行中跳閘延遲30s切手動2.爐膛壓力主控切手動條件:1)兩臺引風(fēng)機站均切手動;2)引風(fēng)機動葉的超弛開關(guān)邏輯控制:3)當順控系統(tǒng)開A,B引風(fēng)機動葉或兩臺引風(fēng)機跳閘后5分鐘,相應(yīng)引風(fēng)機動葉超馳開。4)當順控系統(tǒng)關(guān)A,B引風(fēng)機動葉,相應(yīng)引風(fēng)機動葉超馳關(guān)。
第七章熱一次風(fēng)聯(lián)箱壓力控制系統(tǒng)
在機組正常運行時,維持熱一次風(fēng)聯(lián)箱壓力在合適值對機組的安全經(jīng)濟運行有重要意義。熱一次風(fēng)聯(lián)箱壓力過高,會加速磨管道的磨損;熱一次風(fēng)聯(lián)箱壓力不足,又會造成磨出力的不足。熱一次風(fēng)聯(lián)箱壓力控制系統(tǒng)的正常投入對磨控制系統(tǒng)的工作有重大的影響。我廠的兩臺一次風(fēng)機為上海鼓風(fēng)機廠生產(chǎn)的離心式風(fēng)機。型號為1854B/1182。熱一次風(fēng)箱聯(lián)箱壓力的調(diào)節(jié)是通過調(diào)節(jié)一次風(fēng)機入口導(dǎo)葉的角度來實現(xiàn)的。
一、控制功能分析
熱一次風(fēng)聯(lián)箱壓力控制采用串級控制。主調(diào)節(jié)器為帶有前饋信號的PID控制器。副調(diào)節(jié)器為比例積分控制器。副調(diào)節(jié)器的PV取自兩一次風(fēng)控制站輸出的加權(quán)平均值。當兩個一次風(fēng)入口導(dǎo)葉控制子站均處于自動時,操作員可手動設(shè)定一偏置值以使兩控制站的輸出存在一定的偏差,這就保證了控制作用在兩臺一次風(fēng)機之間的平衡。此外,熱一次風(fēng)聯(lián)箱壓力控制系統(tǒng)的主控制器接受三臺磨負荷一次風(fēng)指令之和為前饋信號。當磨負荷指令變化時,此前饋信號迅速通過熱一次風(fēng)聯(lián)箱壓力控制系統(tǒng)對一次風(fēng)入口導(dǎo)葉的角度進行改變,提前對磨負荷風(fēng)的變化作出反應(yīng),保證熱一次風(fēng)聯(lián)箱壓力維持在合適的值上。
(一)測量信號的獲取熱一次風(fēng)聯(lián)箱壓力在熱一次風(fēng)聯(lián)箱上安裝了兩個壓力取樣點。這兩個壓力值經(jīng)壞值判斷后選取好值,當兩個壓力值均為好值時,操作員可選則擇其中一個作為控制系統(tǒng)的過程值。(二)相關(guān)的邏輯控制1、一次風(fēng)機入口導(dǎo)葉控制站切手動條件:(1)相應(yīng)一次風(fēng)機停運或運行中跳閘(2)熱一次風(fēng)聯(lián)箱壓力控制系統(tǒng)的主控制器輸入偏差超過高限延時10秒(3)熱一次風(fēng)聯(lián)箱壓力控制系統(tǒng)的主控制器輸入偏差低于低限延時10秒(4)兩個熱一次風(fēng)聯(lián)箱壓力測點均為壞值(5)兩個熱一次風(fēng)聯(lián)箱壓力值之差超過允許值,且操作員未旁路此項切手動條件2、一次風(fēng)機入口導(dǎo)葉聯(lián)鎖控制相應(yīng)一次風(fēng)機停運置一次風(fēng)機入口導(dǎo)葉為全關(guān)位。第八章燃油控制系統(tǒng)我廠的燃油為輕柴油,燃油工作溫度為40度。油燃燒器布置了四角三層。一、控制功能說明(控制功能圖如下)燃油控制系統(tǒng)在正常工作時通過調(diào)節(jié)燃油調(diào)節(jié)閥控制燃油流量。當燃油壓力低于設(shè)定的最小值時,則通過調(diào)節(jié)燃油控制閥控制燃油壓力。系統(tǒng)設(shè)計了一個流量控制器,一個壓力控制器和一個超弛選擇器。當燃油壓力正常時,壓力控制器被旁路,此時燃油控制閥控制燃油流量。當燃油壓力低于燃油系統(tǒng)正常工作所允許的最小壓力設(shè)定點時,壓力控制器和流量控制器的輸出經(jīng)超弛大選后去控制燃油控制閥。二、相關(guān)邏輯控制燃油控制閥控制站切手動條件(1)當選擇燃油壓力控制時,若以下任一條件成立:燃油壓力控制站輸入偏差高于高限延時三秒燃油壓力控制站輸入偏差低于低限延時三秒(2)當選擇燃油流量控制時,若以下任一條件成立:燃油流量控制站輸入偏差高于高限延時三秒燃油流量控制站輸入偏差低于低限延時三秒
第九章二次風(fēng)箱/爐膛差壓控制系統(tǒng)為保證鍋爐內(nèi)良好的燃燒工況,對二次風(fēng)速,二次風(fēng)率有一定的要求。二次風(fēng)箱/爐膛差壓控制系統(tǒng)即為此設(shè)計。二次風(fēng)包括燃料風(fēng),輔助
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