燃烧过程自动控制系统

第九章燃烧过程自动控制系统本章内容燃烧过程自动调节的任务燃烧过程调节的特点汽压调节对象的生产流程及其动态特性返回目录上一页§7-3燃烧过程自动控制系统分析一、燃烧过程自动调节的任务锅炉燃烧过程自动调节的目的在于使进入锅炉的燃烧的燃烧热量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，当负荷改变时，锅炉将需要进行燃烧的调整。锅炉燃烧调节需要包括下列几项内容：1、燃料量调节2、送风量调节3、引风量调节二、燃烧过程调节的特点燃烧过程的调节系统有三个被调量和三个调节量。锅炉的运行实践表明，对燃烧过程的三个被调量的调节存在着明显的相互影响。这主要由于对象内部每个被调量都同时受到几个调节量的影响，而每个调节量的改变又能同时影响几个被调量。图7-15表示了燃烧对象的调节量对被调量的这种影响。所以燃烧过程调节对象是一个多输入多输出的多变量相关调节对象。图7-15燃烧对象调节量对被调量的影响到目前为止，对于各种类型的多变量对象自动调节问题还很难用统一的理论和方法来分析和设计，这不仅是因为有些方法和理论和实现相当复杂,而且还不一定都能得到满意的实用结果。但是，对于某些多变量生产对象，如果从工程实用观点出发，具体分析生产过程的运行要求和调节对象动态特性的特点，有针对性地制订出调节系统的设计方案，也常可以得到较为满意的实用效果。锅炉燃烧过程自动调节系统的设计就是采取这种方法的一个取得成效的例子。根据锅炉燃烧过程的运行实践及分析,对燃烧过程的调节可以提出以下的几点基本认识:(1)当锅炉的负荷要求变化时，燃烧调节系统应使燃料量B、送风量V、引风量G这三个调节量同时按比例地快速改变，以适应外界负荷的需要，并使汽压PT、过剩空气系数A、炉膛负压SI基本不变；当锅炉的负荷要求不变时,燃烧过程的三个调节系统应能保持各的调节量稳定不变。(2)燃烧过程的三个调节系统，一般可以有1、2、3三种组合方案，如图7-16所示。这几种调节方案的最终调节结果并无差别，主要动作的先后次序略有不同。图7-16燃烧调节系统组合示意图三、汽压调节对象的生产流程及其动态特性汽压调节对象生产流程示意如图7-17(b)所示。燃料与相应的送风量进入炉膛，燃料燃烧产生的热量被布置在炉膛四周的蒸发受热面吸收而产生蒸汽，蒸汽流经过热器加热成过热蒸汽，过热蒸汽由蒸汽管道送入汽轮机做功。根据汽压调节对象的生产流程画出的汽压调节对象方框图如图7-17(a)所示。对汽压调节对象个组成部分的动态特性，可以根据对象的结构和物理特性，应用分析方法近似推导得出。这对在生产现场用实验方法求取汽压对象动态特性具有一定的指导意义。图7-17汽压被控对象生产流程示意一．汽压控制对象的动态特性如下图KB1CKS1CmSKQ1RgrKr1RrQdye-τBSμBQBBD0PdDDTPTP0μT+-++图9-4汽压控制对象动态特性方框图+-+-+-1．在燃烧率扰动下汽压控制对象的动态特性⑴DT保持不变时：⑵μT保持不变时：在燃烧率扰动和汽机调门开度保持不变时，主蒸汽压力和汽包压力的动态特性为有迟延的惯性环节，阶跃响应曲线：图9-5。汽压对象之所以有自平衡能力是因为汽压升高后，汽机调门开度不动，而汽机的进汽量DT相应地增加，自发地限制了汽压的升高。汽包压力Pd与主蒸汽压力PT之差△P是随着蒸汽流量增加而增大的，因此△P2＞△P1。Pd,PTtTPdPT∆P2τB∆P1DTtµB∆µBt图9-5燃烧率扰动时汽压的阶跃响应曲线(µT)不变0002．负荷扰动下汽压控制对象的动态特性⑴在μT扰动时：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：⑵在DT扰动时：第三节燃烧过程控制信号的测取TheCollectionofControlSignal1．燃料量（1）电机转速（2）热量信号DQ热量信号DQ的表达式为:其中：D——蒸汽流量kg/sCk——蓄热系数，kg/MpaPd——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9-20表示了在各种情况下热量信号的响应曲线dtdPCDDdkQdtdPdBPddPd/dttttttttttt000000000DDQDQDdPd/dtPdµT(B不变)µT不变0(a)(b)图9-7热量信号在各种扰动下的响应曲线(3)直吹制粉设备控制中煤量的测量a).钢球磨和中速磨（或竖开磨）装煤量的测量b).风扇磨功率信号代替给煤量（4）煤粉浓度的微机监测2.风量3.氧量第四节锅炉燃烧控制的基本策略TheBasicCombustionControlSystem一、燃烧控制系统的典型策略1.燃料量控制2、送风量控制kkkBV123、引风量控制二、燃料量控制子系统的各种基本策略燃油锅炉为保证燃料的充分燃烧，采用加燃料先加风、减燃料先减油的方法，使得燃料燃烧过程中始终有富裕的风量。