沈阳工程学院华能伊敏电厂引风机计算机控制系统课设文档格式.docx
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1.3引风自动调节系统分析1
1.4引风控制系统在火电厂中的应用2
1.5引风控制系统的设计3
1.6引风机/送风机逻辑控制3
1.6.1空气流量指令形成回路3
1.6.2送风机动叶控制回路3
1.6.3引风机挡板控制回路4
2系统分析5
2.1炉膛压力控制系统5
2.2引风机A静叶控制系统5
2.3引风机B静叶控制系统6
2.4引风机控制超驰系统7
2.5引风机静叶方向闭锁系统7
总结9
致谢10
参考文献11
附录引风机控制系统原理图12
1引风控制系统工艺原理
1.1系统概述
锅炉炉膛负压控制系统的主要任务是维持炉膛压力在一定范围内变化，保证锅炉设备的安全运行，一旦燃烧系统发生故障时，最先反映的就是炉膛压力的变化，然后才是蒸汽流量等指标的变化，特别对于大容量、高参数的锅炉，更要求炉膛压力控制系统响应快，并保持炉内压力不致波动太厉害，因此，330MW机组炉膛负压控制除设计有完善的调节控制系统外，还加入了一些安全保护措施。
1.2引风量控制系统
燃烧控制系统在根据燃烧率指令控制燃料量和送风量的同时，必须相应地控制引风量，以维持炉膛压力在设定值附近，保证安全运行。
正常运行时，炉膛压力设定值为-50—-100Pa，具体数值与炉膛压力的测量位置有关。
因为送风量是炉膛压力最重要的扰动素，所以一般取送风机动叶的控制指令（或送风机动叶的实际位置），作为引风量控制的前馈信号。
当送风量（或控制指令）变化时比例改变引风量（指令），再根据炉膛压力与设定值的偏差，由炉膛压力调节进行校正调节。
系统输入信号为炉膛压力信号,选三个炉膛压力测量值信号中的一个中间值作为调节器输入信号，与给定值进行比较,对偏差进行比例积分运算后，输出经MI多输出接口组件送至各引风机控制回路去调节引风机挡板的开度。
由于炉膛压力测量波动较大，为防止执行器不必要的频繁动作，在调节器中加入非线性环节，起阻尼滤波作用。
调节器的前馈信号来自送风控制系统调节器输出的动态联系信号，以保证负荷变化时，引风控制与送风协调动作。
引风控制系统动作过程如下：
当负荷变化时，锅炉主控发出改变送风量的指令，送风调节器根据偏差运算，输出改变送风机挡板的信号。
同时，此信号通过动态联系组f（t）把信号送至引风调节器，引风调节器输出一个大小与方向与送风调节信号相同的调节信号，改变引风机挡板开度。
当送风机挡板开度与引风机挡板的相应开度不能完全保证炉膛压力在给定值时，或其它扰动引起炉膛压力变化时，则由调节器偏差信号进行校正。
静态时，动态联系组f（t）没有输出，故炉膛压力保持为给定值。
1.3引风自动调节系统分析
引风控制系统的设计是为了实现对炉膛压力控制，使其维持在额定负压工况下，炉膛压力的控制是通过对引风机入口静叶进行调节来完成，该系统具有如下特点：
A系统并非简单的串级调节系统，而是由3个PI调节器共同完成炉膛压力的调节，设定值为一固定参数，其缺点是手/自动切换有扰动，因此，在动态投自动时需手动将实际炉膛负压调至或接近设定值再投入自动，否则引起扰动较大。
当然，一般运行方式一旦风机启动时将自动将炉膛压力系统投入自动状态，在启动过程中存在一些扰动是允许的。
2个辅助调节器主要实现对炉膛压力的高低限制，它不同于其它电厂所采用的跟踪限制，而采用调节限制，其优点是能够快速消除动态超差，确保系统的安全性和稳定性。
当系统运行在允许工况下，2个副调节器则处于跟踪状态，稳定偏差的消除靠主调节器来完成。
B送风前馈的引入使得当进行燃烧调整时，能够提前作用炉膛压力调节系统，确保系统的快速性和稳定性。
C增益自调节回路的设计及电流平衡作用的实现相同于送风系统。
D该系统可实现从风机启动至锅炉带满负荷全程自动调节以及当发生MFT时快速降低引风出力的功能。
E该系统设计的缺点是当1台引风机已投入自动时，再投入第二台时，系统存在一个平衡过程，这就是本台机组在多次执行机构系统设计存在的共同缺陷，虽然，其平衡过程为一平滑过渡，但对系统本身仍是一个扰动源。
该项目可作为移交生产后的技该项目。
1.4引风控制系统在火电厂中的应用
在电厂中引风控制系统实质上就是炉膛压力控制系统。
锅炉的炉膛压力通过控制2台引风机来保持，锅炉的负压一般控制在-20Pa左右。
PC3为压力控制器。
为了提高炉膛压力控制系统的可靠性和提高调节品质，炉膛压力调节通常采用如下方法。
a炉膛压力测量采用3台变送器，3台变送器经过控制算法后所选的值作为测量值，对这些变送器设有监控逻辑。
当3台变送器全部正常时，选偏差不大的2台变送器的平均值作为测量值；
当其中任一台变送器有品质报警，而其他2台无品质报警的变送器控制偏差大，此时切手动；
当3台变送器全部有品质报警时，切手动；
当3台变送器之间全部有控制偏差报警时，切手动。
这样就可以保证炉膛压力测量信号的准确性。
b当炉膛负压过低（-500Pa）时，控制系统将闭锁引风机风量增加；
当炉膛负压过高（500Pa）时，该控制系统将闭锁引风机风量减小，以保证炉膛压力在要求的范围内。
c在计算机中对炉膛负压的测量值进行滤波（时间一般为2s左右），以保证执行机构不频繁动作。
d炉膛压力控制器一般设有一个死区，当炉膛压力的设定值和测量值的偏差不超过死区范围时，控制器的输出不变，执行机构不动作，这就有效地消除了因炉膛压力经常波动而使执行机构频繁动作，提高了整个系统的稳定性和执行机构的使用寿命。
e为了保证炉膛压力控制的正确性，当控制偏差超过一定数值时自动切手动，并有报警提示。
f炉膛压力控制系统还设有防内爆功能。
当锅炉由于汽包液位低、炉膛压力低等保护动作而发生锅炉主燃料跳闸（MFT动作）时，由于锅炉突然灭火引起锅炉炉膛压力大幅度下降，如果控制燃料的执行机构不及时动作，就有可能引起锅炉炉膛内爆。
为了避免这种情况的发生，用MFT动作信号引发一组逻辑动作，直接前馈到该控制系统中。
在MFT动作后，2台引风机执行机构先向关的方向动作，直到开度达到原来设定的某一位置，保持一段时间后，使2台引风机的执行机构再向开的方向动作，直到开度达到MFT时的位置，这样就实现了引风机的一组防内爆功能，从而保证了锅炉的安全。
1.5引风控制系统的设计
引风控制系统的设计是为了实现对炉膛压力的控制，如果炉膛压力接近于大气压力，则炉烟往外冒出，严重时甚至引起炉膛爆炸，影响设备与工作人员的安全，反之，如果炉膛压力过低，又会使大量的冷空气漏入炉膛内，降低炉膛温度增大引风机负荷和排烟带走的热量损失。
引风控制系统就是使炉膛压力维持在额定的压力工况下。
控制炉膛负压的手段是调节引风机的引风量，其主要的外部干扰是送风量。
由于引风调节对象的动态响应快，测量也容易，所以引风控制系统设计成只需采取以炉膛负压作为被调量的单回路控制系统，由于送风量的变化是引起负压变化的主要原因，为了使引风量快速的跟踪送风量，以保持二者的比例，可将送风量作为前馈信号引入引风调节器而使引风量跟着改变。
是一个快速补偿系统。
这样当送风控制系统动作时，引风控制系统跟着立即动作，而不是等炉膛负压偏离给定值后在动作，从而能使炉膛负压基本不变。
有利于提高引风控制系统的稳定性和减小炉膛负压的动态偏差，改善系统的调节性能。
另外，由于调节对象相当于一个比例环节，被调量反应过于灵敏，为了防止小幅度引起引风机挡板的频繁动作，可以设置调节器是比例带自动修复环节，使得在小偏差时增大调节器的比例带。
对于负压的测量信号，也需要通过低通滤波，以抑制测量值的剧烈波动。
1.6引风机/送风机逻辑控制
1.6.1空气流量指令形成回路
送风系统有三路，一路送入制粉系统、一路作一次风输粉、另一路作为二次风直接进入炉膛燃烧。
每路有左、右两管，共装有六台机翼型测风装置，三路信号经过温度校正后相加，作为总风量测量值信号（TOTALAIRFLOW）。
空气流量指令（AIRFLOWDEMAND）由热量信号（HEATRELEASE）与锅炉主控指令（BOILERDMD）选大值，以保证风量始终富裕于燃料量。
另外，为防止锅炉灭火，引入了最低风量信号（MINAIRFLOW），由中定值块进行设定。
当锅炉主控指令与热量信号（间接代表燃料量）都小于最低风量信号（一般设定为30%）时，则大值选折块选折最低风量信号作为空气流量需求指令，以维持炉膛不灭火所需要的最低风量。
为保证燃烧的经济性，控制系统引入了烟气含氧量（FLUEGASOXYGEN）信号进行校正，图中实测烟气含氧量信号（最佳含氧量与锅炉负荷有关，一般负荷增加，最佳含氧量减少，负荷减少，最佳含氧量增加）比较，经比例积分调节块PI输出被一级压力经函数发生器修正后对风量指令进行修正。
1.6.2送风机动叶控制回路
系统增设了两台送风机（A、B）的防喘振调节回路。
该回路由运算块，比例积分块
及大值选择块组成，送风机动叶控制设计为—选择调节系统。
锅炉在正常负荷下，风机的工作点位于稳定工况区，这时风道阻力正常，防喘振调节器的输出小于送风调节器的输出。
因此，大值选择块选择送风调节器的输出作为送风机动叶开度的控制指令。
系统根据总风量测量值与空气流量指令的偏差进行比例积分调节，防喘振调节器处于挂起状态。
一旦锅炉负荷降低，送风量减少或运行中风道发生阻塞造成风量减少时，送风机出口压头增大，则风机有喘振发生的趋势。
这时，防喘振调节器的输出大于送风调节器的输出，大值选择块选择防喘振调节器的输出作为送风机动叶的控制信号，迅速调整风机的动叶角度，使风机的工作点不越过临界点K，从而阻止了风机发生喘振的可能。
1.6.3引风机挡板控制回路
系统输入信号为炉膛压力信号，选三个炉膛压力测量信号中的一个中间值作为调节器输入信号，与给定值进行比较。
给定值由遥控手动设定值器、速率限制器、高低值限定器送到偏差块，比较的偏差通过PID调节器进行运算，PID调节器输出的引风机入口挡板令分别作用到加法块、减法块和切换块去控制引风机入口挡板
2系统分析
2.1炉膛压力控制系统
（1）炉膛压力选择值形成的PV送至高低限比较模块，当超高限时输出炉膛压力高方向闭锁信号，当超低限时输出炉膛压力低方向闭锁信号。
（2）炉膛压力测量值延时3s后与设定值在加法器中形成偏差，输出炉膛压力偏差信号。
（3）炉膛压力设定值送至APID的SP端，测量值延时3s后送至APID的PV端，二者形成偏差后经过PID运算，在CO端输出引风机指令与送风机指令形成的前馈信号叠加形成总输出进行控制，使被控量与给定值相等，完成单回路调节。
（4）跟踪：
当引风机A、B都为手动，经过或模块后将0送至AND模块输入端；
当引风机A或B过高，经过或模块后输出为1，经过NOT模块取反后将0送至AND模块输入端。
则AND模块输出为0，将0送至TF，调节器处于跟踪状态。
当引风机AB均处于手动状态时，引风机A的<
TRPV>
=1，手操站设定值SP跟踪PV值，PV值来自炉膛压力选择信号，此PV值送至限速模块，经过限速后形成炉膛压力设定值，此设定值=PV且送往APID的SP，另一方面AB均为手动，APID的TF=0，处于跟踪状态，此时APID的PV为炉膛压力选择后的PV值经过3S延迟后形成，即APID的SP=PV，入口偏差为0。
当引风机AB都运行时，引风机AB的手动输出都经过切换器送至加法器求平均值后形成跟踪值TR，经过CO形成引风机指令。
（5）引风机A运行时引风机A手动输出经过切换器与PID控制指令在加法器中形成偏差送至下一个加法器中放大一倍后输出引风机偏置跟踪信号。
（6）引风机B运行时引风机B手动输出经过切换器与PID控制指令在加法器中形成偏差送至切换器，当B处于手动状态时，该偏差不经过限速形成引风机偏置信号。
（7）当引风机AB都为手动时，经过取反后送至与模块输出引风机AB手动信号。
（8）当炉膛压力偏差超低限时，SR输出1，得到炉膛压力大于设定值信号；
当偏差超高限时SR输出为1，得到炉膛压力小于设定值信号。
（9）当炉膛压力低方向闭锁时，调节器输出经过切换器又经过高低限值后经过适配器输出调节器输出上限；
当炉膛压力高方向闭锁时，调节器输出经过切换器又经过高低限值后经过适配器输出调节器输出下限。
2.2引风机A静叶控制系统
（1）TRPV:
当引风机AB均处于手动状态时，<
（2）手操站输出O：
当APID过来的引风机指令在加法器中加一个偏置量经过高低限值后送往手操站，当为自动状态时，此值经过A输出至O送往模拟例外报告模块得到引风机A控制输出指令；
当为跟踪状态时，输出引风机A手动输出信号。
（3）TR、TS：
当引风机挡板在中间位置、全开、顺序关引风机A挡板指令、引风机B运行且A不运行条件中，任一有效，TS=1，手操站处于跟踪，跟踪值来自TR且经过输出O形成引风机A手动输出指令。
引风机A手动输出信号或手动设定常数经过切换器形成跟踪值TR。
（4）当引风机挡板不在中间位置、没有全开、顺序关A挡板为0、引风机B未运行或引风机A运行，OR模块输出为0经过NOT模块取反变为1送至AND模块。
当手操站处于自动状态时，输出引风机A自动且不跟踪信号。
AND模块的结果送至下方的AND模块的输入端，当引风机的指令加偏置后的结果超高限时输出1送至AND模块，此时AND模块输出为1，送至定时器输出引风机A过高的指令1s后消失。
（5）当引风机A开始动叶指令与动叶位置反馈指令的偏差超限时经过或模块输出为1；
当炉膛压力选择信号形成的测量值与设定值的偏差超限时，或模块输出为1；
当炉膛压力故障信号为1或引风机A未运行或引风机B运行或顺序关引风机A挡板指令或挡板位置全开指令任意为1时，则手操站处于强制手动状态，同时此信号送至数字例外报告模块，输出引风机A切手动信号并报警。
（6）当引风机A、B都处于手动状态，0经过取反后变为1送至AND模块输出为1得到引风机AB手动信号。
当引风机A或B任一为手动，AND模块输出为0，经取反后得到引风机A或B手动信号。
2.3引风机B静叶控制系统
（1）TRSS:
当引风机A或B处于手动状态时，<
TRSS>
=1，手操站设定值SP跟踪SP值此SP值来自于引风机偏置跟踪信号，PV值来自炉膛压力选择信号，此SP值送至高低限值模块，输出引风机手动偏置信号，此信号同时送至模拟例外报告模块，形成引风机偏置设定信号。
当APID过来的引风机指令在加法器中加一个偏置量经过高低限值后送往手操站，当为自动状态时，此值经过A输出至O送往模拟例外报告模块得到引风机B控制输出指令；
当为跟踪状态时，输出引风机B手动输出信号。
当引风机挡板在中间位置、全开、顺序关引风机B挡板指令、引风机A运行且B不运行条件中，任一有效，TS=1，手操站处于跟踪，跟踪值来自TR且经过输出O形成引风机B手动输出指令。
引风机B手动输出信号或手动设定常数经过切换器形成跟踪值TR。
（4）当引风机挡板不在中间位置、没有全开、顺序关A挡板为0、引风机A未运行或引风机B运行，OR模块输出为0经过NOT模块取反变为1送至AND模块。
当手操站处于自动状态时，输出引风机B自动且不跟踪信号。
AND模块的结果送至下方的AND模块的输入端，当引风机的指令加偏置后的结果超高限时输出1送至AND模块，此时AND模块输出为1，送至定时器输出引风机B过高的指令，1s后消失。
（5）当引风机B开始动叶指令与动叶位置反馈指令的偏差超限时经过或模块输出为1；
当炉膛压力故障信号为1或引风机B未运行或引风机A运行或顺序关引风机B挡板指令或挡板位置全开指令任意为1时，则手操站处于强制手动状态，同时此信号送至数字例外报告模块，输出引风机B切手动信号并报警。
2.4引风机控制超驰系统
（1）引风机A运行指令与引风机B运行指令经过DSUM求和后经过函数发生器送至除法器模块输入端作为被除数。
（2）当主燃料跳闸指令为1时，第一个切换器输出上一时刻的值，此时第二个切换器条件为0，将此值输出送至超前滞后模块，直接输出此值送至除法器输入端作为除数，将除法器的结果经过切换器放大一倍后送至加法器模块输入端；
炉膛压力测量值与炉膛最小压力形成偏差后放大20倍经过高低限值后与除法器的结果求和，输出引风机控制超驰信号。
（3）在
（2）中，当主燃料跳闸指令维持1s后超前滞后模块执行滞后功能，指令维持3s后，第二个切换器输出手动设定常数；
当主燃料跳闸指令消失时，蒸汽流量质量信号经过函数发生器送至切换器后端，为下次跳闸指令出现作准备。
2.5引风机静叶方向闭锁系统
（1）引风机A动叶指令控制回路中，当炉膛压力高方向闭锁信号为1时，切换器T选择自保持信号，此时相当于自保持信号与引风机A手动输出信号通过大选模块进行比较，选择较大值，为0时则选择引风机A手动输出信号，此时相当于只有引风机A手动输出信号通过大选模块。
（2）当炉膛压力低方向闭锁信号为1时，该路第二个切换器T选择自保持信号，此时相当于
（1）中大选模块的输出信号与此自保持信号通过小选模块进行比较，选择较小信号，为0时，则相当于只有
（1）中大选模块的输出信号通过小选模块。
（3）
（2）中小选模块输出信号与引风机控制超驰信号经过加法器相加后形成引风机A开始动叶指令。
（4）引风机B动叶指令控制回路中，当炉膛压力高方向闭锁信号为1时，切换器T选择自保持信号，此时相当于自保持信号与引风机B手动输出信号通过大选模块进行比较，选择较大值，为0时则选择引风机B手动输出信号，此时相当于只有引风机B手动输出信号通过大选模块。
（5）当炉膛压力低方向闭锁信号为1时，该路第二个切换器T选择自保持信号，此时相当于（4）中大选模块的输出信号与此自保持信号通过小选模块进行比较，选择较小信号，为0时，则相当于只有
（1）中大选模块的输出信号通过小选模块。
（6）（5）中小选模块输出信号与引风机控制超驰信号经过加法器相加后形成引风机B开始动叶指令。
（7）引风机A开始动叶位置反馈信号经过AO/L模拟例外报告模块检测，如果信号存在问题则输出1。
引风机B开始动叶位置反馈信号经过AO/L模拟例外报告模块检测，如果信号存在问题则输出1。
总结
通过此次课程设计，我更加扎实的掌握了有关引风控制系统方面的知识，在设计过程中虽然遇到了一些问题，但经过一次又一次的思考，一遍又一遍的检查终于找出了原因所在，也暴露出了前期我在这方面的知识欠缺和经验不足。
实践出真知，通过亲自动手，使我们掌握的知识不再是纸上谈兵。
这次课程设计终于顺利完成了，在设计中遇到了很多问题，最后在老师的指导下，终于迎刃而解。
在这一周的时间里，我更加熟练地掌握了各种功能块的使用方法及分析思路，巩固了之前在课堂上所学的知识，加深了理解，比较熟练地掌握了SAMA图的分析过程，可以做到独立分析了。
在今后社会的发展和学习实践过程中，一定要不懈努力，不能遇到问题就想到要退缩，一定要不厌其烦的发现问题所在，然后一一进行解决，只有这样，才能成功的做成想做的事，才能在今后的道路上劈荆斩棘，而不是知难而退，那样永远不可能收获成功，收获喜悦，也永远不可能得到社会及他人对你的认可！
课程设计诚然是一门专业课，给我很多专业知识以及专业技能上的提升，同时又是一门讲道课，一门辩思课，给了我许多道，给了我很多思，让我感触很深，使我对抽象的理论有了具体的认识。
我认为，在这学期的实验中，不仅培养了独立思考、动手操作的能力，在各种其它能力上也都有了提高。
更重要的是，在实验课上，我们学会了很多学习的方法。
而这是日后最实用的，真的是受益匪浅。
要面对社会的挑战，只有不断的学习、实践，再学习、再实践，这对于我们的将来也有很大的帮助。
以后，不管有多苦，我想我们都能变苦为乐，找寻有趣的事情，发现其中珍贵的事情。
就像中国提倡的艰苦奋斗一样，我们都可以在实验结束之后变的更加成熟，会面对需要面对的事情。
此次设计也让我明白了思路即出路，有什么不懂不明白的地方要及时请教或上网查询，只要认真钻研，动脑思考，动手实践，就没有弄不懂的知识，收获颇丰。
当然，我还有许多不懂的地方，在以后的生活中，我会继续努力，不断完善自己，使自己的知识面更加宽广。
致谢
这学期的课程设计让我在收获知识的同时，还收获了阅历，收获了成熟。
在此过程中，通过查找大量资料，请教老师和同学，我在专业知识和动手实践方面都得了到很好的提升。
在此，要对给过我帮助的所有同学和各位指导老师表示忠心的感谢！
课设的成功，少不了老师的耐心指导和同学的热心帮助，以及小组中其他成员的大力配合。
没有大家的默契，也收获不了今日的成功，在课设的过程中每一个人都努力查找资料，仔细检查，认真核对，都付出了自己的努力和艰辛，在此，谢谢所有人的努力使课设得以顺利地完成。
特别是我们朱老师对待课程设计十分的严谨，没有一点疏忽。
还建立了交流群供大家讨论不懂的知识问题，帮助我们所有同学解决问题。
回顾此次课程设计感慨颇多，的确，从选题到定稿，从理论到实践，在整整一星期的日子里，可以说是苦多于甜，但是可以学到很多很多的的东西，同时不仅可以巩固了以前所学过的知识，还学到了很多在书本上所没有学到过的知识。
通过这次课程设计使我懂得了理论与实际相结合是很重要的，只有理论知识是远远不够的，只有把所学的理论知识与实践相结合起来，从理论中得出结论，才能真正为社会服务，从而提高自己的实际动手能力和独立思考的能力。
同时我认为我们的工作是一个团队的工作，团队需要个人，个人也离不开团队，必须发扬团结协作的精神。
某个人的离群都可能导致导致整项工作的失败。
实习中只有一个人知道原理是远远不够的，必须让每个人都知道，否则一个人的错误，就有可能导致整个工作失败。
团结协作是我们实习成功的一项非常重要的保证。
而这次实习也正好锻炼我们这一点，这也是非常宝贵的。
对我而言，知识上的收获重要，精神上的丰收更加可喜。
挫折是一份财富，经历是一份拥有。
这次课程设计必将成为我人生旅途上一个非常美好的回忆！
参考文献
[1]易异勋，陈前
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