第09章 燃烧过程自动控制.ppt

第九章 汽包锅炉燃烧过程自动控制系统  第一节 概述 一．燃烧过程自动控制的任务 锅炉燃烧过程自动控制的任务在于使锅炉的燃烧工况与锅炉的蒸汽负荷要求相适应，同时保证锅炉燃烧过程安全经济地运行。因此，当锅炉的负荷改变时，需要进行燃烧的调整。每台锅炉燃烧过程的具体控制任务及控制策略因燃料种类、制粉系统、燃烧设备以及锅炉的运行方式不同而异。锅炉燃烧控制有以下几项内容： 3、引风量控制（负压控制） 引风量控制应使引风量与送风量相适应，并保持炉膛压力在要求的范围内。因为炉膛压力反映送风量与引风量的相适应程度，在送风量一定时，炉膛压力高（炉膛负压低）说明引风不足，炉膛压力低（炉膛负压高）说明引风量过大。炉膛压力的高低关系着锅炉运行的安全。炉膛压力低，即炉膛负压高，使大量冷风漏入炉膛而降低炉膛温度，并且会使引风机耗电加大和排烟热损失加大。反之，炉膛压力高，即炉膛负压低，当出现炉膛压力高于大气压力时，会使炉烟冒出，影响环境，甚至危及设备和人身的安全。 总的来说，燃烧过程要保持合理的风粉配合，合理的一、二次风配合和合理送、引风配合，还要求保持合适的炉膛温度。合理的风粉配合就是要保持最佳的过剩空气系数；合理的一、二次风配合就是保证着火迅速、稳定和充分燃烧；合理的送、引风配合就是要保持适当的炉膛负压。当运行工况改变时，这些配合控制得当，就可以减少燃烧损失，提高锅炉效率。燃烧工况是否正常，还应对火焰进行观察判断。正常稳定燃烧时，炉内具有光亮的金黄色火焰、火色稳定、火焰均匀且充满燃烧室，但不触及四周的水冷壁，火焰中心在燃烧室中部，火焰下部不低于冷灰斗的一半深度；着火点应在距燃烧器不远的地方；火焰中不应有煤粉离析，也不应有明显的星点（有星点表示炉温过低或煤粉太粗）。如燃烧过程不稳将引起蒸汽参数的波动；甚至造成炉膛灭火事故；炉膛温度过高或火焰中心偏斜将引起水冷壁及炉膛出口受热面结渣，并可能会加大过热器的热偏差，局部管壁超温，甚至爆管。所以燃烧控制是否成功关系燃烧工况是否稳定，是单元机组安全可靠运行的重要条件。 ??? 设计燃烧过程控制系统来完成上述任务时，通常选燃料量、送风量和引风量作为控制量，选锅炉负荷或汽压、烟气含氧量或过量空气系数、炉膛负压作为被控量。 二．燃烧控制系统的特点?? 燃烧过程的控制对象之间存在着相互影响，每个被控量都同时受到几个控制量的影响，每个控制量又能同时影响几个被控量。严格讲，燃烧过程控制对象为多输入多输出的多变量对象，对多变量对象应采取多变量控制理论设计方法来设计控制系统。但目前电厂广泛使用单变量控制理论来设计控制系统，这是由于用单变量控制方法加上一些改进措施（如前馈信号等）已满足电厂生产过程的要求。 第二节 燃烧过程控制对象的动态特性 一．汽压控制对象的动态特性如图 二．在燃烧率扰动下汽压控制对象的动态特性 三．负荷扰动下汽压控制对象的动态特性 在μT扰动下汽包压力控制对象为一阶惯性环节,主蒸汽压力控制对象为比例环节和一阶惯性环节的并联环节，阶跃响应曲线：图9-6 前面讨论了燃烧控制系统的汽压被控对象的动态特性，燃烧控制系统的功率被控对象的动态特性可参阅介绍协调控制系统的有关章节。为了保证锅炉经济燃烧和安全运行，还要对燃烧经济性（如烟中含氧量中含氧量）和炉膛负压进行控制，为此应考在送风、引风和燃料扰动下的氧量被控对象和负压被控对象的动态特性。氧量在上述扰动下能较快地变化，可以近似地认为被控制对象是一个惯性很小的低阶惯性环节。负压主要受送风量和引风量的影响，当送风量或引风量单独改变时，负压变化很快，也可以近似认为被控对象是一个惯性很小的低阶惯性环节。 第三节 燃烧过程控制信号的测取 1．燃料量 （1）电机转速 对于液体和气体燃料，比较容易，其测量采用流体流量的测量方法能满足要求，但煤粉量测量用此法存在问题。改变煤粉量是用改变电动机的转速来实现的，因而可以把电动机转速作为煤粉量的间接测量信号。显然，这种间接测量煤粉量是极为粗糙的。因为即使电动机（如给粉机）在同一转速下煤粉量也是变的。 （2）热量信号DQ 热量信号DQ的表达式为 : 其中： D——蒸汽流量kg/s；Ck——蓄热系数，kg/MPa； Pd——汽包压力 Mpa； ——汽包压力信号微分 热量信号可以代表燃料量的变化情况，图9-7表示了在各种情况下热量信号的响应曲线 (3)直吹制粉设备控制中煤量的测量 具有直吹制粉系统的锅炉生产过程，其磨煤机与锅炉的运行紧密相关，磨煤机的出粉