燃烧控制系统

燃烧过程自动控制系统第一节引言第二节燃烧控制基本方案第三节典型燃烧控制系统第四节单元机组燃烧控制系统实例第一节引言一、燃烧调节的任务锅炉燃烧控制的任务是使燃料燃烧所提供的热量适应锅炉蒸汽负荷的要求，并保证锅炉安全经济运行。（1）控制燃料量，满足蒸汽负荷需求。（2）控制送风量，保证燃烧过程经济性。（3）控制引风量，维持锅炉炉膛压力稳定。二、燃烧控制对象的动态特性直吹式锅炉燃烧系统给粉机出力一次风门挡板炉膛压力一次风压主要控制手段主要被控量燃烧率机组负荷受热面结渣积水主要干扰二次风门挡板引风挡板烟气含氧量（过剩空气系数）主蒸汽压力（或负荷）磨出口一次风量磨出口温度一次风冷风挡板一次风热风挡板1.汽压控制对象的动态特性省煤器过热器主蒸汽流量D给水WQpbμTpT主要扰动：燃料量扰动（内扰）汽轮机耗汽量的扰动（外扰）内扰下汽压控制对象的动态特性（1）用汽量不变，燃烧率作阶跃扰动时对象动态特性的特征：具有迟延，无自平衡能力。（2）汽轮机进汽调节阀开度μT不变，燃烧率作阶跃扰动时对象动态特性的特征：有迟延、有惯性、有自平衡能力。外扰下的汽压控制对象的动态特性（1）用汽量阶跃扰动时对象动态特性的特征：无迟延、无自平衡能力。（2）汽轮机进汽调节阀开度μT阶跃扰动时对象动态特性的特征：具有自平衡能力。2.炉烟含量动态特性送风量扰动下氧量阶跃响应曲线0tτTO2%KVΔV0tVΔV特征：有滞后、有惯性、有自平衡能力。3.炉膛负压动态特性引风量扰动下负压阶跃响应曲线0t0tGΔGfp特征：由于炉膛负压反应很快，可作比例特性来处理。第二节燃烧控制系统基本方案燃烧控制系统是由三个相对独立的子系统即燃料控制系统、送风控制系统、引风控制系统组成。说明：燃烧控制系统有多种组成形式。在具体应用中选择哪种形式，取决于锅炉的运行方式（母管制或单元制、带变动负荷或带基本负荷、滑压运行或定压运行、机组投入协调后的各种控制方式）、燃料的种类、选择中间粉仓还是直吹制粉设备，以及采用什么形式的磨煤设备等。一、燃料控制系统任务：使进入锅炉的燃料量与外界负荷要求相适应。二、送风控制系统任务：保证燃烧的经济性，具体地说就是要保证燃烧过程中有合适的燃料与风量比例。三、引风控制系统任务：保持炉膛负压在规定的范围之内。第三节典型燃烧控制系统一、有中间煤粉仓的燃烧控制系统对于有中间煤粉仓的锅炉来说，可以认为制粉系统的运行与锅炉燃烧过程的调整并无直接关系。问题：煤粉颗粒直径小，易发生内扰；燃料量难以准确测量。燃烧控制系统中，燃料控制系统的组成结构与制粉系统形式有关，而送、引风控制系统的组成结构，在大型燃煤机组中都是基本相同的。1.采用热量信号的燃烧控制系统热量信号计算公式：bbdpQDCdt无论是采用直吹式还是采用中间储仓式的制粉系统都可以用热量信号代表进入锅炉的燃料量。理想情况下，热量信号可以准确代表燃烧率的变化2.采用给粉机转速的燃烧控制系统中储式制粉系统锅炉燃烧控制系统二、直吹式煤粉炉燃烧控制系统现代大型锅炉多采用直吹式制粉系统一次风是用来输送加热煤粉，使煤粉通过一次风管送入炉膛，同时满足挥发份的着火燃烧为适宜。二次风是高温风，配合一次风搅拌混合煤粉，提供煤粉燃烧所需要的空气量。问题：由于直吹式制粉设备的锅炉将制粉设备与锅炉本体紧密地联系成一个整体，所以直吹式锅炉在适应负荷变化或消除燃料内扰方面的反应相对于中储式锅炉均较慢，从而引起汽压较大的变化。燃料量的测量：对采用直吹式制粉系统的锅炉，可用磨煤机进出口差压来近似代表燃料量。也可用给煤机转速求出燃料量。磨煤机风量、温度控制系统当锅炉负荷指令变化时，由燃料主控制系统根据磨煤机和燃油量控制系统的运行状态，将锅炉负荷指令处理后得到相应各台磨煤机的负荷指令信号。磨煤机的负荷大小是通过控制进入各台运行磨煤机中的一次风量控制的，双进双出磨煤机工作示意图如图所示。磨煤机一次风量控制煤粉管道中的煤粉和空气混合物的速度应保持在一定范围内。•流速太低:煤粉沉积在管道内、磨煤机内煤的溢出。•流速过低：着火点移近燃烧器喷口，使燃烧器过热或烧坏。•流速太高：带入炉膛的煤粉颗粒过粗，着火减慢，增加不完全燃烧，造成结渣。一次风量的测量磨煤机一次风温的测量磨煤机出口温度测量热风挡板冷风挡板一次风温、风量的测量一次风量的测量磨煤机一次风温的测量磨煤机出口温度测量热风挡板冷风挡板25给煤机转速与一次风量给定值的关系507510018162一次空气量kg/hX(%)给煤机转速36324544867264890810f2(x)25507510018162一次空气量kg/hX(%)给煤机转速36324544867264890810f2(x)每台磨煤机都设计有一次风量控制，以便将磨制好的煤粉输送到炉膛，并且维持每个煤粉燃烧器都有适当的煤/风比例。一次风量的设定值由磨煤机的给煤率经函数发生器给出，同时给运行人员提供了对一次风量设定值进行偏置的手段。一次风量的测点在热风和冷风的混合点下游，并经过一次风温度补偿。由于下列原因，一次风量需要闭环反馈控制：为了补偿从磨煤机出口到炉膛之间管道阻力的变化为了使炉膛压力变化的影响减到最小采用热风挡板控制一次风流量，因为热风的体积比冷风的体积要大。每台磨煤机都设计有出口温度控制。磨煤机出口温度的设定值由运行人员手动给出。采用冷风挡板控制磨煤机的出口温度。冷风挡板的控制指令送给热风挡板控制回路作为前馈信号，同时，热风挡板的控制指令也送给冷风挡板控制回路作为前馈信号。如果磨煤机出口温度大于设定值，冷风挡板将开大而热风挡板将关小。如果一次风量小于其设定值，热风挡板和冷风挡板都将开大。磨煤机出口温度控制保持磨煤机出口温度在一定范围内变化。•温度太低：煤和煤粉得不到足够的干燥、制粉困难，影响煤粉传输.•温度太高：引起制粉系统某些地方着火，发生事故。