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热控课设
中文摘要
此次热工控制系统的课程设计是针对燃烧控制系统部分问题进行深入研究和探讨,设计内容包括燃烧自动控制系统的概述、燃料量控制系统和风量控制系统。
主要体现单元制机组在负荷工况变动下燃料量系统与风量系统是如何进行调节的,如何满足负荷变动要求的。
本次设计是通过我个人以及组内每个成员的精心设计论证完成的。
整个设计过程中,全面细致的考虑燃烧自动控制系统的任务,燃烧控制系统需要控制的内容及特点,最终完成本设计方案。
通过完成此课程设计论文,对热工过程控制系统理论知识有了进一步领会和综合把握。
同时,对提高了对负荷变动下机组调节机制的全面理解。
对所学过的涉及到热工过程控制的内容有所深化。
关键字:
燃烧过程自动控制、燃料量控制、风量调节
目录
中文摘要Ⅰ
1引言1
1.1燃烧过程自动控制的任务1
1.1.1维持汽压的稳定(除汽轮机跟随锅炉运行方式外)1
1.1.2保证燃烧过程的经济性1
1.1.3维持炉膛内压力的稳定1
1.2燃烧过程自动控制内容2
1.2.1燃料量控制2
1.2.2送风量控制2
1.2.3引风量控制(负压控制)2
1.3燃烧控制系统的特点3
2燃烧控制对象的动态特性4
2.1概述4
2.2汽压控制对象的动态特性4
2.2.1内扰动下汽压控制对象的动态特性4
2.2.2外扰动下汽压控制对象的动态特性6
2.3炉烟含氧量动态特性7
2.4炉膛负压动态特性7
3燃烧控制系统的基本组成9
3.1燃料控制系统9
3.1.1燃料反馈的燃料控制系统9
3.1.2给粉机转速反馈的燃料控制系统9
3.1.3前馈+反馈的燃料控制系统10
3.2送风控制系统10
3.2.1单闭环比值送风控制系统10
3.2.2串级比值送风控制系统11
3.2.3前馈+反馈的送风控制系统12
3.3引风控制系统13
4燃烧控制系统组态图分析14
4.1燃料量控制14
4.1.1燃料主控14
4.1.2燃料主控15
4.1.3燃料主控16
4.2风量调节17
4.2.1送风机动叶调节17
4.2.2氧量调节19
总结20
致谢21
参考文献22
1引言
1.1燃烧过程自动控制的任务
锅炉燃烧过程控制的基本任务是使燃料燃烧所提供的热量适应汽轮机负荷的需要,保证锅炉的经济燃烧和安全运行。
燃烧控制的具体任务与该台锅炉的运行方式有关,运行方式不同,调节任务也有所区别。
此外燃烧控制系统方案是多种多样的,并没有一个统一的模式,概括起来说,燃烧过程控制系统有以下控制任务。
1.1.1维持汽压的稳定(除汽轮机跟随锅炉运行方式外)
锅炉出口压力或机前压力信号反映了燃料燃烧所释放的热量与蒸汽所携带热量间的平衡关系,汽压的变化表示两者间的失衡,这时必须相应地调节燃料供应量,以适应变化了的蒸汽负荷的需要。
1.1.2保证燃烧过程的经济性
由锅炉原理知道,炉内燃烧过程中,维持合理的风煤比,可以保证高效燃烧,提高机组的热经济性。
当机组因适应负荷而改变燃料时,必须相应地调节送风量,以保持合理的风煤比。
从保证燃烧过程经济性的角度来看,理应按燃烧效率来调节送风量,但目前尚未寻找到直接测量燃烧效率的方法,因此现在多根据过量空气系数的大小来间接判断燃烧效率的高低。
1.1.3维持炉膛内压力的稳定
正常运行时炉膛压力反映了送风量与引风量的平衡关系,炉膛压力的变化表明引风量、送风量二者之间出现失衡,故当送风量变化时,必须相应地调整引风量的大小。
另外炉膛压力大小还与炉内燃烧的稳定性密切相关,直接影响机组的安全经济运行。
从上述可知,一台锅炉的三项基本调节任务是彼此相关、不可全然分开的,但三者间又有相对的独立性,可以用三个子系统来完成各自的调节任务,如图所示。
燃料调节系统的调节变量是燃料量B,相对应的被调量是锅炉出口汽压或机前压力PT;送风调节系统的调节变量是送风量V,相对应的被调量为炉内过量空气系数α;引凤调节系统的调节变量为引风量VS,相对应的被调量为炉膛压力PS。
图中虽没有表示出三个子系统之间的联系,但实际的燃烧控制系统中三个子系统的协调配合是相当重要的。
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。
1.2燃烧过程自动控制内容
1.2.1燃料量控制
燃料量控制就使进入锅炉的燃料燃烧所产生的蒸汽量满足的外部负荷要求信号。
燃料量控制是锅炉控制中最基本也是最主要的一个系统。
因为给煤量的多少既影响主汽压力,也影响送、引风量的控制,还影响到汽包中蒸汽蒸发量及汽温等参数,所以燃料量控制的好坏对锅炉运行有重大影响。
当单元机组采取机跟炉负荷控制方式时,锅炉调机组负荷,汽机调汽压,直接将电网的负荷要求N0作为锅炉的负荷要求信号;当单元机组采取炉跟机负荷控制方式时,汽机调机组负荷,锅炉调汽压,由于锅炉出口汽压是表征锅炉生产的蒸汽量与汽机耗汽量之间的平衡指标,所以取锅炉出口汽压作为锅炉的负荷要求信号;当单元机组采用机炉协调负荷方式,负荷控制系统(主控系统)的锅炉主控信号作为锅炉的负荷要求信号。
1.2.2送风量控制
燃料量变化时,应及时改变进入炉膛的空气量,以保证燃料的完全燃烧和排烟热损失最小。
所以送风量控制应保证锅炉燃烧过程的经济性。
燃烧过程的经济性可以用最佳过剩空气系数来保证。
而最佳过剩空气系数与烟中最佳含氧量一一对应。
过剩空气系数难以测量,通常测量烟中含氧量来判断燃烧的经济性,或者通过保证风与燃料的比值的办法来保证燃烧的经济性。
1.2.3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、烟气含氧量或过剩空气系数、炉膛负压作为被控量。
1.3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。
2燃烧控制对象的动态特性
2.1概述
锅炉的燃烧过程是一个能量转换,传递的过程,也就是利用燃料燃烧的热量产生汽轮机所需蒸汽的过程。
主蒸汽是平衡蒸汽量与外界负荷两者是否相适应的一个标志。
因此,要了解燃烧过程的动态特性主要是弄清汽压对象的动态特性。
2.2汽压控制对象的动态特性
图2.1汽压对象生产流程示意图
1-炉膛;2-蒸发受热面;3-汽包;4-过热器;5-汽轮机
汽压对象生产流程如图2.1所示,主蒸汽压力pT受到的主要扰动来源有两个,其一是燃烧率扰动称为基本扰动或内部扰动;其二是汽轮机调节阀开度的扰动,称为外部扰动。
图所示系统由炉膛,蒸发受热面(水冷壁),汽包,过热器和汽轮机等组成。
工质(水)通过炉膛吸收了燃料燃烧发出的热量,不断升温,直接产生宝盒真去汇集于汽包内,最后记过过热器成为过热蒸汽,输送到汽轮机做功。
2.2.1内扰动下汽压控制对象的动态特性
汽压变化的动态特性与汽轮机采用的调节装置有关,图2.2(a)为汽轮机功率不变汽压变化一开始有迟延,迟延时间为τB,最后直线上升。
此时,锅炉汽压是一个无自平衡能力的控制对象,汽包压力pb与出口汽压PT之差Δp2与蒸汽流量以及过热器的阻力成正比。
但由于在燃烧率阶跃扰动后,蒸汽负荷不变(需要相应的调整汽轮机进汽阀),所以两者的压力差(pb-pT=Δp2)不变,即Δp1=Δp2。
图2.2
在图2.2(a)上可以定出迟延时间τB和反应速度ε(或反应时间TB),可求出
;TB=1/ε(2-1)
如果锅炉燃烧对象气压反应时间TB改用相对量表示,TB的定义为:
当燃烧率改变10%,气压等速改变额定值的10%所经过的时间。
对于100~230T/H的锅炉,τB≈10s,对于煤粉炉,τB≈20s~40s
图2.2(b)为汽轮机调节阀门开度μT不变(例如汽轮机采用一般的机械液压调节),锅炉发生燃烧率扰动时,气压阶跃响应曲线。
由于给煤机(或给粉机)提供煤粉量不均匀以及煤的质量(发热量)发生变化,这就引起了燃料量的变化。
当燃烧率作阶跃ΔμB增加后,炉膛热负荷立即增大,致使汽包压力pb上升,压差(pb-pT)增大,就使蒸汽流量D增加。
由于汽轮机调节气门开度不变,主汽压pT将随着蒸汽的累积而增加,最终达到新平衡。
从图2.2(b)可以看出过程具有自平衡特性,其传递函数可以写为
而汽包压力pb与汽压pT之差Δp2也随着燃料量和进入汽轮机的蒸汽量的增加而增加,即Δp1≠Δp2。
为了进一步分析内扰气压变化的规律,可根据图2.1写出锅炉蒸发受热面的热平衡方程为
(2-2)
式中:
ΔQr为热负荷阶跃变化;D、dpd分别为蒸汽流量和汽包压力以起始稳态值作为起始点的增量;h″未饱和蒸汽的焓;C为热熔,即每升高一个单位压力蒸汽受热面中所积蓄的热量。
将式(2-2)改为
(2-3)
式中:
成为蒸发受热面的蓄热能力,它代表使pb在改变一个单位压力,蒸发受热面所吞吐的蒸汽量。
正如图2.1所示,在ΔμB刚发生扰动的瞬间,也就是热负荷的瞬间,蒸发量应增大,但增加这部分蒸汽量的热量被蒸发受热面吸收,锅炉送出的蒸汽量D不会立即增加。
同样,如果燃料量减少,D也不会立即下降,因为蒸发受热面会释放出部分蓄热。
式(2-3)表明,如果能测出蒸汽量D和汽包压力变化速度
,那么将两者按一定比例配合,就能得到代表热负荷Qr的信号,称之为热量信号,他能迅速地反映燃料变化情况。
因此,如控制系统采用热信号必然能显著改善基本扰动的控制品质。
2.2.2外扰动下的汽压控制对象的动态特性
外部扰动是指电网负荷变化的扰动,它是通过改变调节气门开度μT,使汽轮机进气D变化而施加的扰动。
也可由负荷(汽轮机)用气量的改变(不断的调整进气阀位置,以保证新的用气量)而施加的扰动。
图2.3
图2.3(a)为汽轮机进气量阶跃扰动时的气压反映曲线,要造成这样的扰动,汽轮机的调节阀必须连续不断地动作(在汽轮机采用功率电调时可以造成正这样的方式)。
由于用气流量始终大于燃烧供热量,能量供求一直得不到平衡。
在扰动一开始,汽压pT立即下降Δp0,然后一直等速下降。
pb和pt的压差始终保持
Δp1+Δp0的数值,这是汽压对象具有无自平衡能力的特性。
汽包压力pb变化近似微积分环节,机前压力pT变化近似为比例加积分环节。
图2.3(b)为汽轮机采用机械液压调节,汽轮机近期调节阀μT扰动时,汽压变化的影响曲线。
当增大阶跃ΔμT时,汽轮机进气量突然增加,致使主汽压力PT跳跃地下降Δp0。
次由于燃料不变,用气量的增加使汽包压力pb开始缓慢下降,主汽压力pT也跟着缓慢下降,并导致用气量逐渐回降,最后回到扰动前的数值。
在相应过程中,用气量的暂时上升是靠消耗储存在蒸发受热面、过热器受热面和管道中的热量而获得的。
由于蓄热量被消耗一部分,稳定后的压力pb和pT会比饶东奇的数值低。
汽压pT的起始跳跃值Δp0决定于过热器阻力和扰动量的大小。
气压动态特性具有自平衡特性,其传递函数可以写为
(2-4)
其中,K0是指在ΔμT作单位阶跃扰动时,主汽压的突跳值。
由式2-4可以看到,在外扰的开始瞬间主汽压力会有跳跃变化,不存在延迟,因而会很快地反映外部扰动。
至于在基本扰动中提到的热量信号(
),由于在外扰动下,蒸汽变化和压力微分信号正好方向相反,互相抵消,所以不能反映负荷扰动的情况。
在负荷扰动时,锅炉出口汽压没有延迟而有一个与负荷变化成比例的跳变,它的反映时间与燃烧率扰动时相同。
2.3炉烟含氧量动态特性
炉烟含氧量是保证经济燃烧重要指标。
维持含氧量的主要调节手段是调节送风机入口挡板控制的送风量,也是其主要扰动,称为内扰。
煤量变化、炉膛负压变化也影响含氧量,称为外扰。
含氧量的动态特性主要是指在送风量阶跃扰动下,含氧量随时间的变化特性,如图2.4所示。
该动态特性具有滞后、惯性和自平衡能力。
其传递函数一般为
或
2.4炉膛负压动态特性
炉膛负压的控制对象是引风机入口挡板所控制的引风量,称为内绕。
送风量的变化会影响炉膛负压,称为外扰。
炉膛负压动态特性是引风量阶跃变化时,炉膛负压随时间变化的特性,如图2.5所示。
由于炉膛负压反应较快,可做比例特性来处理。
图2.4图2.5
燃烧过程被控对象的被调量α和pf都是保证良好燃烧条件的锅炉内部参数。
只要是送风量V和引风量G随时与燃料量B在变化时保持适当的比例就能保证α和pf不会有多大变化。
当送风量V或引风量G单独变化时,炉膛负压pf的惯性很小,可近似地被认为是比例环节。
当燃料量B或送风量(相应的引风量)单独改变时,燃烧经济性α也立即地发生变化。
根据以上所述,这样的动态特性是容易调节的。
3燃烧控制系统的基本组成
单元机组中各部分之间的联系密切,互相影响大,设计时不仅要考虑制粉系统是直吹制还是中间储仓制;机组运行方式是带变动负荷还是带基本负荷;滑压运行还是定压运行,还要考虑燃料品种的变化投入燃料供给装置的台数不同等等,因此设计的燃烧控制系统是不相同的。
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,下面分别对三个子系统进行分析,方案比较。
3.1燃料控制系统
燃料控制的任务在于进入锅炉的燃料量随时与外界负荷要求相适应。
因为汽压是锅炉燃料热量与汽轮机需要能量的平衡标志,并且在负荷扰动下汽压具有近似比例的响应特性,因此汽压可以作为燃料控制系统的被调量。
3.1.1燃料反馈的燃料控制系统
由于汽压被控对象在燃料量扰动下的动态响应较快(B较小),所以燃料量调节原则上可以采用以汽压作为被调量的单回路控制系统,但对燃煤锅炉来说,运行中的煤量自发性扰动(煤粉的阻塞与自流)是经常容易出现的,所以在设计燃煤锅炉燃料控制系统时,必须考虑使系统具有快速消除燃料自发性扰动的措施,在这里引入燃料量的负反馈,并送到副调节器(燃料调节器)构成串级控制系统如图12-10(a)所示。
采用这个方案,如果燃料量能直接准确地测量,可以消除燃料的自发性扰动。
使该燃料控制系统还具有带固定负荷和变动负荷的功能。
但是由于燃料量的直接测量问题没有解决,对于采用钢球磨煤机中储式制粉系统的锅炉均用改变给粉机的转速的方法来改变燃料量。
3.1.2给粉机转速反馈的燃料控制系统
用各给粉机转速的"和"来反映燃料量或燃烧率的大小,构成采用给粉机转速反馈信号的燃料控制系统如图12-10(b)所示。
用给粉机转速之和作为总燃料量反馈信号,并进入副调节器与燃料量的给定值既锅炉负荷要求指令进行比较,对其偏差值进行运算,副调节器根据偏差的大小去调节燃料量的数值。
稳态时锅炉负荷要求指令与给粉机转速反馈信号相平衡。
给粉机转速只能反映燃料量的大小而不能反映燃料品质的变化,为此引入燃料品种校正信号。
当改换煤种时,相应地调整校正系数的值,经乘法器修正燃料量反馈信号,以消除煤种变化对系统的影响。
为了消除燃料侧自发性扰动,系统引入了汽包压力的微分信号。
当发生燃料量内扰时,汽包压力能较快地反映燃料量内扰,汽包压力的微分信号有超前和加强调节的作用,所以汽包压力的微分信号有助于尽快消除内扰。
稳态时汽包压力的微分信号消失不影响副调节器入口平衡关系。
3.1.3前馈+反馈的燃料控制系统
燃料在锅炉中燃烧、传热、水的蒸发过程需要一定的时间,这样锅炉对负荷变化的响应比汽机慢得多。
为了减小锅炉对负荷响应的迟延和惯性,可以采用功率的微分信号作为前馈信号送入汽压调节器,如图12-10(c)所示。
功率的微分信号有超前和加强调节的作用,以提前平衡负荷扰动,提高锅炉对负荷的响应速度。
前馈信号还可以采用电网频率f、发电机功率NE、汽轮机调速级汽压P1、调速级后压力与主汽压力的比值P1/PT、汽机调速系统二次油压等信号。
汽包压力微分信号的作用与前述一样。
稳态时汽包压力的微分信号消失不影响调节器入口平衡关系。
3.2送风控制系统
3.2.1单闭环比值送风控制系统
送风调节的任务在于保证燃烧的经济性,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,送风调节对象近似比例环节。
因此通常采用保持燃料量与送风量成比例关系的送风控制系统如图12-11(a)所示,燃料量信号B以前馈形式引入送风控制系统,作为送风调节器的给定值,送风量信号V作为反馈信号引入送风调节器,构成一个单闭环比值控制系统。
可以实现送风量快速跟踪燃料量的变化。
由于送风调节器采用PI作用调节器,所以静态时,调节器入口信号平衡关系为
BK-V=0或V/B=K
式中K—风煤比例系数。
只要调整比例系数K为适当的值,控制系统就能使进入锅炉的送风量与燃料量保持最合适的比例,达到经济燃烧的目的。
在实际运行中,燃料量和送风量的最佳比例值K不是常数,K是随不同的负荷和燃烧品种变化的。
上述系统把K选为常数,就不能始终保证燃烧过程的最佳经济性。
在实际运行中,燃料量B和送风量V的最佳比例K是随不同负荷、不同燃料品种变化。
因此,可以选用随负荷、燃料品种变化而修正送风量的送风控制系统如图12-11(b)所示。
这个系统是用乘法器构成的单闭环比值送风控制系统,燃料量的修正值作为送风量的给定值,实现B与V的比值控制。
根据负荷、燃料品种的变化去修正最佳风煤比系数K,此系统结构简单、整定投运方便,但负荷和燃料品种的修正系数在实际应用中较难确定。
3.2.2串级比值送风控制系统
采用有燃烧经济性指标的校正调节器来修正送风量,使送风量与燃料量之间的比值达到最佳,采用氧量校正的送风控制系统如图12-11(c)所示。
这个系统是采用以燃烧经济性指标(烟气氧量)为被调量的单回路控制系统。
采用氧化锆仪器测量锅炉排烟中的含氧量,氧量信号反应迅速可靠,烟气中最佳含氧量与煤种无关,对于煤种变化大的锅炉或煤油混烧的锅炉的燃烧自动化具有重大意义。
根据氧化锆的测氧性能,完全可以用氧量信号作为送风控制信号。
送风调节器仅接受氧量信号并与定值信号平衡,为一个单参数单回路控制系统,定值信号可将氧量定在最佳值。
同时,送风调节器可采用纯比例型调节器。
因为,锅炉最佳含氧量是随负荷增加而减小的,如图12-12所示,比例调节器的静态偏差也正好随负荷增加而减少,适当地调整比例带,可保证锅炉在不同负荷下的静态配合,使锅炉在最佳含氧量条件下经济运行。
送风调节器是单信号、单参数(纯比例调节),故参数整定简单,系统稳定性好。
该系统省去了风量信号,无需风量测量装置,节约了设备,解决了风量信号难于测准问题,同时也解决了炉膛部分漏风问题,因为炉膛的漏风都包含在烟气里,故在漏风严重时(如除灰期间的漏风)送风系统会自动减少送风以维持最佳含氧量,这对减少漏风损失稍有好处。
当然最根本的办法是消除漏风。
采用氧量信号直接控制送风的燃烧系统其缺点是:
(1)很难找出能代表整个炉膛含氧量的准确测点,因而氧量计测出的信号是否能保证最佳含氧量值的考虑。
(2)氧量计测出的是整个炉膛的平均最佳含氧量,它不能保证每个喷燃器的完全燃烧。
对于大型锅炉,尤其是直吹式锅炉,氧量仍有可能达到最佳,而实际上这台锅炉燃烧并没有达到最佳。
综上所述,对于图12-11(c)所示的系统,它只适用于中、小型锅炉,对于大型锅炉还是用氧量作为校正信号为佳。
采用氧量作为校正信号的送风控制系统如图12-11(d)所示。
它是一个串级比值控制系统,主调节器(氧量校正调节器)接受氧量与氧量定值信号。
副调节器接受燃料信号B,反馈信号V及氧量校正调节器的输出,副回路保证风煤的基本比例,起粗调作用,主回路用来进行氧量校正,起细调作用。
当烟气中含氧量高于给定值时,氧量校正调节器发生校正信号,修正送风控制系统的给定值,使送风调节器减少送风量。
经过校正后的送风量将保证烟气中含氧量等于给定值。
当系统处于静态时,副调节器的入口信号的平衡关系为
BK-V+σ02=0
因此,校正后的送风量信号为
V=BK+σ02
式中σ02—氧量校正调节器的输出信号。
可见,在有氧量校正的送风控制系统中,送风量除了需要与燃料量保持比例外,还要附加一个校正送风量信号σ02,才能使烟气中含氧量达到最佳值。
3.2.3前馈+反馈的送风控制系统
烟气中的最佳含氧量的数值随锅炉的负荷改变而变化,一般在负荷增加时,最佳含氧量的值减小,如图12-12所示。
为了使氧量给定值随负荷改变而变化,可将负荷信号D通过一个函数器f1(x),产生一个随负荷而改变的最佳氧量信号作为氧量校正调节器的给定值,如图12-11(e)所示。
不同负荷下的最佳氧量值由锅炉热效率试验后确定,然后设置在函数器中。
氧量偏差信号经过校正调节器运算,输出送风量校正信号,通过乘法器去校正送风量反馈信号。
采用这种校正方法的控制系统的调节精确度较高。
在该系统中,负荷指令通过函数模块f2(x)的运算,送出在不同负荷下所需要的理论空气量,并把它作为送风调节器的给定值信号,这样系统输出的送风量信号对应锅炉的负荷值,以使炉内维持最佳燃烧工况。
另外为了克服送风调节通道中存在的迟延和惯性,系统中还引入了负荷指令的前馈调节作用,以改善动态过程中的燃风配合。
还有采用汽轮机调速级后压力P1作为前馈信号送入副调节器,由于汽轮机调速级后压力P1与汽轮机负荷成比例关系,因此可以用它来协调锅炉的燃风比,另外,P1信号对汽轮机负荷反映灵敏,测量简单、准确,用它来粗调燃风比,比
采用蒸汽负荷D或燃料量B更优越。
有氧量校正的送风控制系统,其结构比较复杂,又由于其主、副回路的时间常数(工作速度)相差不大,所以系统的整定投入比较困难。
3.3引风控制系统
对于负压燃烧锅炉,如果炉膛压