重慶雙槐電廠CCS講義

1、第一節(jié) 協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)CCS概述 電站的最終目標是滿足電網(wǎng)負荷要求，要靠鍋爐和汽輪發(fā)電機共同配合，由于兩者特性有較大差異，所以為了既滿足電網(wǎng)需求，又能使機組安全穩(wěn)定運行，必須協(xié)調(diào)鍋爐和汽輪機之間的運行，所以需要一種負荷協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)（Coordinated Control System）。這種系統(tǒng)往往是將被控量與設(shè)定值進行比較，經(jīng)調(diào)節(jié)器運算后輸出控制信號，使被控量發(fā)生變化，最終使被控量等于或接近設(shè)定值，系統(tǒng)是一個閉合的回路。所以又稱其為閉環(huán)控制系統(tǒng)（Closed loop Control System）。 在以后各節(jié)中，將對該機組主要閉環(huán)控制系統(tǒng)的設(shè)計思想進行分析。下面先介紹一些基礎(chǔ)知識。1自動控

2、制的基本概念及術(shù)語被控對象被控制的生產(chǎn)過程或設(shè)備，也稱為調(diào)節(jié)對象或簡稱對象。例如汽包水位控制系統(tǒng)中的汽包。被控量控制系統(tǒng)所要控制的參數(shù)，又稱為被調(diào)量，例如汽包水位。設(shè)定值被控量所要達到或保持的數(shù)值。例如汽包水位定值 。擾動量破壞被控量與設(shè)定值相一致的一切作用，例如汽包水位控制系統(tǒng)中的蒸汽流量、給水量。調(diào)節(jié)器用于自動控制系統(tǒng)中的控制裝置、或具有相似作用的軟件。例如P、PI、PID調(diào)節(jié)器?？刂浦噶罨蚍Q調(diào)節(jié)指令。一般是調(diào)節(jié)器的輸出信號，也可是運行人員手動給出的控制信號，該信號被送往執(zhí)行機構(gòu)。執(zhí)行機構(gòu)接受控制指令、對被控對象施加作用的機構(gòu)。也稱為執(zhí)行元件、執(zhí)行器。例如，機械執(zhí)行機構(gòu)、電動執(zhí)行機構(gòu)、液壓

3、執(zhí)行機構(gòu)?？刂茩C構(gòu)其動作可以改變進入對象的質(zhì)量或能量的裝置，例如給水閥門、空氣擋板。2自動控制系統(tǒng)的分類實際生產(chǎn)過程中采用的自動控制系統(tǒng)的類型是多種多樣的，從不同的角度出發(fā)，可以進行不同的分類。（1） 按設(shè)定值變化的規(guī)律來分，有恒值控制系統(tǒng)、順序控制系統(tǒng)。恒值是指設(shè)定值不隨時間而變化。例如電廠鍋爐水位、汽溫控制系統(tǒng)，屬于這一類型；開關(guān)量控制，例如閥門的開、關(guān)，擋板的開、關(guān)、電機的啟、停，一般稱為順序控制；但也有一些電廠將這類系統(tǒng)稱為開環(huán)控制系統(tǒng)。（2） 按系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)來分，有閉環(huán)控制系統(tǒng)、開環(huán)控制系統(tǒng)和復合控制系統(tǒng)。閉環(huán)控制系統(tǒng)亦稱反饋控制系統(tǒng)，這是一種最基本的控制系統(tǒng)。在閉環(huán)控制系統(tǒng)中。被控量

4、信號以反饋方式送入調(diào)節(jié)器的輸入端，作為不斷引起控制作用的依據(jù)，而控制的目的是盡可能地減少被控量與其設(shè)定值之間的偏差，因此，信號是沿控制系統(tǒng)的閉合回路傳遞的。如果系統(tǒng)中不存在被被控量的反饋回路，“調(diào)節(jié)器” 只是根據(jù)直接或間接反映擾動輸入的信號來控制，例如前饋控制系統(tǒng)，這種控制系統(tǒng)被稱為開環(huán)系統(tǒng)。生產(chǎn)過程中，開環(huán)控制和閉環(huán)控制常常配合使用，組成復合控制系統(tǒng)，例如前饋、反饋控制系統(tǒng)。（3） 按控制系統(tǒng)閉環(huán)回路的數(shù)目來分，有單回路控制系統(tǒng)和多回路控制系統(tǒng)，例如機組負荷協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)就是一種多回路控制系統(tǒng)。 所有各種類型的控制系統(tǒng)中，最基本、也是目前熱工生產(chǎn)達程中用得比較廣泛的，是閉環(huán)、恒值控制系統(tǒng)。3自

5、動調(diào)節(jié)器的典型動態(tài)特性在最基本的熱工自動控制系統(tǒng)中，自動調(diào)節(jié)器和被控對象組成一個相互作用的閉合回路。在這種系統(tǒng)中，調(diào)節(jié)器根據(jù)被控量Y與設(shè)定值Z的偏差信號e，而使執(zhí)行機構(gòu)按一定的規(guī)律動作，從而引起控制機關(guān)位置m的變化。 目前的調(diào)節(jié)器的動態(tài)特性一般由三種典型調(diào)節(jié)作用組成，它們是比例、積分和微分作用，即P、I、D作用。（1）比例作用（P作用）比例作用的動態(tài)方程為m=ke，K稱為比例系數(shù)， 稱為比例帶。比例作用的規(guī)律是，偏差e愈大，控制機關(guān)位移量m也愈大，偏差e 的變化速度 快，控制機關(guān)的移動速度也快。當采用P作用調(diào)節(jié)器時，控制機關(guān)位置m與被控量或相關(guān)變量的數(shù)值之間必然存在著一一對應的關(guān)系，因此，在不

6、同負荷時（即對應不同的控制機關(guān)位置），被控量與設(shè)定值之間的偏差也不同，也就是說，調(diào)節(jié)過程結(jié)束時，被控量總是有偏差的。合適確定比例帶，一般總能使系統(tǒng)達到穩(wěn)定， 越大，對提高穩(wěn)定性愈有利，但調(diào)節(jié)過程速度放慢，靜態(tài)時被控量與設(shè)定值偏差也增大。（2）積分作用（I作用） 積分作用的動態(tài)方程式為 ，從該式可以看出，如果被控量不等于給定值，即 ，執(zhí)行機構(gòu)就不會停止動作，只有在 e =0，即偏差消失時，執(zhí)行機構(gòu)才停止動作，因此，調(diào)節(jié)過程結(jié)束時，被控量必定是無差的。在調(diào)節(jié)過程中，積分作用也存在著不合理的一面，即如果參數(shù)整定不當，會使調(diào)節(jié)過程發(fā)生振蕩。（3）微分作用（D作用） 微分作用的動態(tài)方程式是 ，從上式可以

7、看出，調(diào)節(jié)過程結(jié)束時，偏差e不應再不會， 必須等于零，所以控制機構(gòu)位置不會有變化，這樣就不能適應負荷的變化，因此，僅有微分作用是不能執(zhí)行控制任務的。但微分作用的特點是其控制作用與偏差的變化速度成正比。在調(diào)節(jié)過程的開始階段，被控量Y雖然偏離設(shè)定值不大，但如果其變化速度較快，微分作用可以使執(zhí)行機構(gòu)產(chǎn)生一個較大的位移。也就是說D作用比P、I作用超前，它加強了控制作用，限制了偏差的進一步增大，所以微分作用可以有效地減少動態(tài)偏差。（4）比例、積分、微分（PID）調(diào)節(jié)器比例、積分、微分調(diào)節(jié)器的動態(tài)方程式為稱為比例帶， Ti稱為積分時間常數(shù)，Td稱為微分時間常數(shù)。 這種調(diào)節(jié)器有比例、積分、微分作用的特點，因

8、此，在采用這種調(diào)節(jié)器時，只要三個作用配合得當，就可以避免調(diào)節(jié)過程過分振蕩，可得到無差的控制結(jié)果（積分作用），又能在調(diào)節(jié)過程中加強控制作用，減少動態(tài)偏差（微分作用）。調(diào)節(jié)過程的品質(zhì)應從三個方面來衡量，即穩(wěn)定性，準確性（動態(tài)、靜態(tài)偏差），以及快速性（調(diào)節(jié)時間）。不能認為穩(wěn)定性越高，調(diào)節(jié)品質(zhì)就越好，在整定P、I、D參數(shù)時，應從穩(wěn)定性、準確性、快速性三方面綜合考慮。4主要的熱工對象特性 對象特性可以用靜態(tài)特性和動態(tài)特性來描述。靜態(tài)特性描述的是對象平衡時輸出與輸入之間的關(guān)系，而動態(tài)特性是描述對象動態(tài)變化過程中輸出與輸入之間的關(guān)系。分析被控對象的動態(tài)、靜態(tài)特性有利于設(shè)計性能優(yōu)良的控制系統(tǒng)。對象特性可以通過

9、理論計算、試驗方法獲得。后面各節(jié)在對系統(tǒng)進行分析時，將對某些對象的對象特性進行分析。5 跟蹤和無擾動切換自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)通?？梢杂袃煞N或多種運行方式，例如手動、自動方式；采用DCS后，為了實現(xiàn)最優(yōu)的控制性能和實現(xiàn)全程自動控制，對于同一個被控量，可能有多種控制方案。當進行方式切換或方案切換時，應該是無擾動的。為了實現(xiàn)無擾動切換，就必須采用跟蹤技術(shù)。6提高CCS可靠性及控制性能的措施 （1）為了提高測量信號的可靠性，除了在計算機硬件上采取必要措施（如提高轉(zhuǎn)換精度、采用抗干擾措施等）外，還用軟件對測量進行處理。例如（質(zhì)量檢查、雙測量處理、三測量處理） （2）MRE ，切手動。在出現(xiàn)影響投入自動的信號后，

10、為了安全起見，應將系統(tǒng)強切到手動方式。 （3）PLW ，優(yōu)先降。當出現(xiàn)某些異?；蛱厥馇闆r時，將不再采用正常的控制信號，而是自動地降低控制輸出。 （4）PRA， 優(yōu)先增。與PLW相似，但，是增加控制輸出。 （5）BI， 閉鎖增。負荷協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)中采用的一種功能。當某一被調(diào)量，例如燃料量，跟不上燃料量需求指令的變化，且差距越來越大時，則閉鎖機組負荷指令的增加。 （6）BD ， 閉鎖減。與BI相反。 （7）RU、RD， 迫升/迫降。負荷協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)在出現(xiàn)異常時的一種升/降負荷的行為。 （8）RB， 快速減負荷。在出現(xiàn)主要輔機跳閘時，負荷協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)自動快速降低負荷。 8SAMA圖 CCS用SAMA圖

11、來描述控制策略。以下是CCS SAMA圖圖例。9SAMA圖中幾個重要縮寫及含義 LWI 禁止減。這時，無論是手動還是自動，都不能減小控制輸出。當出現(xiàn)異常情況時，如果繼續(xù)減小控制輸出會使控制性能進一步惡化的話，則應禁止減小控制輸出。 RAI 禁止增。與LWI相似，但，是不允許增加控制輸出。 MRE 切手動。 ARE 切自動。 PLW 優(yōu)先降，又稱減超弛。 PRA 優(yōu)先增，又稱增超馳。另外： 在PID控制器旁標有direct 或indirect，direct表示對PVSP進行PID運算，indirect則表示對SPPV進行運算， 目的是實現(xiàn)負反饋。第二節(jié) 除氧水位控制系統(tǒng)一、過程描述圖21 凝結(jié)水

12、系統(tǒng)流程如圖21所示，凝水經(jīng)過凝結(jié)水泵升壓，送往軸封加熱器，在軸封加熱器的出口，有一個流量元件，用于測量凝結(jié)水流量，此后，再經(jīng)過除氧器水位控制閥送往8、7、6、5號低加，進入除氧器。在除氧器水位控制閥旁有一個旁路閥，由SCS控制，這是一可中間停的電動門，用于在凝結(jié)水量不夠時，協(xié)助除氧器水位控制閥向除氧器補水。除氧器貯水箱中的水由給水泵升壓，成為給水，送往3、2、1號高加，在高加出口，設(shè)有流量元件，用于測量進入鍋爐汽包的給水量。二、系統(tǒng)的任務，影響除氧器水位的因素及控制手段1任務 該系統(tǒng)的任務是維持氧除器的水位為設(shè)定值。氧除器的水位過高會影響汽輪機安全運行（汽機進水），氧除器的水位過低，則可能導

13、致給水泵汽蝕，影響給水泵的安全。2影響除氧器水位因素： a. 凝結(jié)水量 b. 給水量（包括過熱、再熱器減溫水） c. 抽汽量（以及進入除氧器的輔汽量） d. 來自高加的疏水量 其中給水量代表流出除氧器的質(zhì)量，而凝結(jié)水量、抽汽和疏水是進入除氧器的質(zhì)量，當進入和流出不平衡時，則導致除氧器水位變化。3控制水位的手段 在上述影響除氧器水位的因素中，b給水量是汽包水位控制的要求，c抽汽是不加控制的，d疏水隨高壓加熱器運行情況而變，因此可以用作控制除氧器水位的變量，只有a凝結(jié)水量和b給水量。在本系統(tǒng)中，將通過控制除器水位控制閥（又稱凝結(jié)水量控制閥）的開度，控制進入除氧器的凝結(jié)水流量，繼而控制除氧器水位。三

14、、 控制原理圖22 除氧器水位控制原理圖 除氧器水位控制系統(tǒng)原理如圖22所示，分析如下。1正常情形（1）由兩個液位變送器測出除氧器的水位，經(jīng)SM2XMTRS選擇后，獲得PV信號，并用H/ 算法，判別除氧器水位是否過高。（2）設(shè)定值SP由運行人員在M/A站上設(shè)定。（3）當給水流量小于30時，由單沖量（1E ）PI調(diào)節(jié)器自動控制水位，最終使PVSP。（4）當負荷大于30時，將自動選擇三沖量方案，切換是自動、無擾的。此時，凝結(jié)水流量控制器PID根據(jù)流量元件測得的凝結(jié)水流量反饋信號的變化，自動地改變除氧器水位控制閥的開度，隨時使凝結(jié)水流量與其設(shè)定值相一致，這樣有利于克服凝結(jié)水量的自發(fā)擾動。給水量作為前

15、饋信號（包括減溫水量），被當作凝結(jié)水流量控制器的設(shè)定值的一部分，當給水流量增加時，凝結(jié)水量設(shè)定值隨之增加，從而使凝結(jié)水量控制器PID的輸出增加，凝結(jié)水控制閥門將開大，增加凝結(jié)水量（可將這一過程稱為粗調(diào)）。這樣可以使凝結(jié)水量快速響應給水量的變化?？梢哉f，如果說進入除氧器的凝結(jié)水量與流出除氧器的給水量同步變化的話，則除氧器水位將變化不大，但由于還存在抽汽和高加疏水的影響，所以除氧器水位仍然會有所變化，對于這個變化，三沖量控制器（3E控制器、也稱為主調(diào)節(jié)器）PID的輸出將發(fā)生變化，該調(diào)節(jié)器的輸出，可認為是凝結(jié)水流量控制器PID的設(shè)定值的另一部分，PID將根據(jù)其設(shè)定值，對凝結(jié)水量作進一步調(diào)整?？梢钥闯?/p>

16、，最終將由PID消除水位偏差（這一過程可稱為細調(diào)）。所以這是一個串級三沖量控制方案，此時，若：流量降到30以下 或給水量信號質(zhì)量壞 或凝結(jié)水流量質(zhì)量壞則切向單沖量控制。這一切換也是自動且無擾的。2特殊情形（1）當除氧器水位過高時（H/算法提供），將超馳關(guān)閉凝結(jié)水量控制閥。（2）當凝結(jié)水控制閥開足后，若仍不能滿足除氧器對凝結(jié)水量的要求，則利用SCS開旁路門。3M/A站的方式 當: a. 除氧器水位高； b. 閥指令與實際閥位偏差大； c. 過程變量與設(shè)定值偏差大，即 SPPV過大； d. *除氧水位測量BQ時， 則切手動(MRE)4M/A站指示 PV：除氧器水位 SP：除氧器水位設(shè)定值 CO：水

17、位控制閥位指令第三節(jié) 汽包水位控制（給水控制）系統(tǒng)一、過程描述如圖31所示，本機組配了三臺給水泵：A和B為汽動泵（TDBFP），C為電動泵（MDBFP），電動給水泵作為汽動給水泵的備用泵，也作為啟動給水泵。三臺給水泵的轉(zhuǎn)速都是可調(diào)的。每臺泵的容量可維持機組50負荷運行。圖31 給水系統(tǒng)流程圖 電泵轉(zhuǎn)速通過液力耦合器調(diào)整，汽泵通過BFPT控制器控制小機進汽，從而調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速。 給水泵打出的水進入給水母管，一部分被用作過熱器的減溫水，另外的部分經(jīng)過3、2、1號高加進入鍋爐省煤器、汽包，在高加的出口，安裝有流量測量元件，可測出進入汽包的給水量。 在高加出口、省煤器的入口處，設(shè)計了一組閥門。（1）主給水門

18、，正常運行時全開。（2）啟動閥1、2，正常運行中一般不用（3）小流量調(diào)節(jié)門及前后的電動門，又可稱為啟動旁路門。二、系統(tǒng)的任務，影響水位的因素及調(diào)節(jié)手段1任務：汽包水位過高會影響汽水分離效果，使蒸汽帶水；汽包水位過低，會影響汽水循環(huán)，甚至干鍋。汽包水位控制系統(tǒng)的任務就是維持鍋爐汽包水位為設(shè)定值，實現(xiàn)全程水位自動控制。2影響因素與調(diào)節(jié)手段 影響水位的因素主要有：（1） 流出汽包的蒸汽流量（2） 放水或排污量 （3）進入汽包的給水流量 從質(zhì)量平衡角度看，當流出汽包的蒸汽流量、排污、放水量和進入汽包的給水量不平衡時，汽包水位將發(fā)生變化。 （4）汽包壓力的變化。汽包壓力的變化可能會導致“虛假”水位現(xiàn)象。

19、例如：當汽包壓力Pd下降時，汽包中的飽和水就會大量汽化，產(chǎn)生大量汽泡，使得水位升高，往往是由于汽輪機用汽量D增加導致Pd 下降，即D 導致H 。而從質(zhì)量平衡角度看，流出汽包的質(zhì)量增加，應使水位下降，所以這種水位上升現(xiàn)象是一種“虛假”水位現(xiàn)象。同樣由于用汽量D減少，Pd升高，將導致水位暫時下降（也是虛假水位現(xiàn)象）。上述幾種主要因素中，蒸汽量取決于外界負荷的要求，汽壓的變化則是燃料量、蒸汽量等綜合影響的結(jié)果，而只有給水量是一個可控制的量，可以用作汽包水位調(diào)節(jié)手段。汽包對象特性如圖32：圖32 汽包對象特性由于這樣一種特性，當只用一種簡單的PI調(diào)節(jié)，即只根據(jù)水位調(diào)節(jié)時，就會導致錯誤的動作。例如：D

20、導致H ，而H 要求給水W ，這將使得D與W嚴重不平衡，所以接下來的是水位快速回落，系統(tǒng)很難穩(wěn)定。所以汽包水位控制系統(tǒng)一般都設(shè)計成三沖量串級控制方案?，F(xiàn)已經(jīng)確定，給水流量是調(diào)節(jié)手段，那么，如何調(diào)節(jié)給水量呢？可用兩種方法：一是節(jié)流（閥門）調(diào)節(jié)?？赏ㄟ^啟動旁路閥調(diào)節(jié)給水量，二是轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)。 如圖33所示，當給水泵定速運行時，其PQ線不動，假定原工作點在A（流量為QA），若關(guān)小閥門，管道阻力特性線則上移，工作點將上移至B，流量變?yōu)镼B，從而實現(xiàn)了流量的調(diào)節(jié)。 節(jié)流調(diào)節(jié)的缺點是節(jié)流造成節(jié)流損失，會降低機組的效率。所以，大容量機組在正常運行時，都采用轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)，即通過調(diào)整給水泵轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)給水量。當機組正常運行

21、時，主給水門將全開，旁路門全關(guān)，管道阻力特性不變。假定原工作點為A，流量顯QA，轉(zhuǎn)速為nA ，若升高轉(zhuǎn)速到nB ，則泵的PQ線將上移，工作點移到B，此時流量變?yōu)镼B，所以也實現(xiàn)了流量控制。圖33 給水泵流量壓力特性三、控制原理1 主要信號的獲?。?） 水位信號圖34 平衡容器結(jié)構(gòu) 汽包水位測量采用如圖34所示的平衡容器。圖中P為差壓，a為平衡容器中飽和水的比重，可近似認為不變，近似為50度時水的比重，和分別為汽包中的飽和水和飽和蒸汽的比重，h為汽包水位。因此根據(jù)流體靜力學原理有 P= La-h + (L-h) = L(a-)-h(-) h=-P+L(a-) / (-) 和都是汽包壓力的函數(shù)，

22、記 L(a-) =f1(P) (-)=f2(P) 則， h=-P+f1(P)/f2(P) 圖 35 汽包水位的求取 （2） 主蒸汽流量信號： 流出鍋爐的主蒸汽流量，包括進入汽輪機的蒸汽和進入高壓旁路的蒸汽流量。根據(jù)費留格爾公式，流經(jīng)汽輪機汽流量是汽機一級壓力函數(shù)，因此不再需要在主蒸汽管道上加裝流量測量元件，從而可以避免用測量孔板而產(chǎn)生的節(jié)流損失。主蒸汽流量計算原理如圖36所示。圖36 主汽流量的計算（3） 給水流量 圖37 總給水流量的計算 總給水流量信號按照圖37的原理求得。 計算總的給水流量的目的，是為了與前述主蒸汽流量相比較，因為蒸汽流量中不但包括流出汽包的蒸汽量還包括減溫水轉(zhuǎn)換成的蒸汽

23、量，所以，為了反映進、出汽包的水、汽質(zhì)量的平衡，這里總的給水流量不僅包括從主給水管道測出的進入鍋爐汽包的給水流量，還應包括減溫水量，每一只減溫水閥的流量都由測量元件測出。 減溫水量1級2級左2級右3級左3級右。2汽包水位設(shè)定值SP由運行人員從啟動控制閥（或稱為啟動旁路閥）的M/A站上給定。3單沖量控制方案 啟動之初，主給水門關(guān)閉，啟動閥1、2也關(guān)閉，啟動控制閥前后的電動門打開（參見圖31），此時，電泵定速運行，通過啟動控制閥的節(jié)流作用，調(diào)節(jié)給水流量控制水位。原理如圖38所示。圖38 給水控制系統(tǒng)原理圖 此時，啟動控制閥控制器PID對設(shè)定值和水位值之間的偏差進行PID運算，自動控制指令經(jīng)啟動控制

24、閥M/A站輸出，去控制啟動控制閥的開度，改變進入汽包的給水，最終使水位等于定值。隨著負荷的開高，要求的給水量增加，該啟動控制閥逐漸開大，到了一定開度以后，調(diào)節(jié)性能變差，這時應該手動逐漸打開主給水門（通過SCS），或者，當負荷增加，控制閥開大以后，當發(fā)現(xiàn)控制閥已無法再對給水進行調(diào)節(jié)時，手動升高電泵轉(zhuǎn)速，提高壓頭，增加給水，此時，啟動控制閥仍然可以自動地將水位維持在設(shè)定值上。隨著負荷繼續(xù)升高，給水壓力已升得較高，閥門承受的節(jié)流壓差也越來越大，當啟動控制閥門已開到90以后，可以將電動給水泵轉(zhuǎn)速控制投自動。給水控制由閥門節(jié)流調(diào)節(jié)方式變成了給水泵轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)方式。此時單沖量控制器PID將對水位與定值之間的偏

25、差進行計算，PID的輸出經(jīng)電泵M/A站，輸出到電動給水泵勺管控制機構(gòu)，自動調(diào)整電泵轉(zhuǎn)速，PID最終使水位等于定值。在電泵轉(zhuǎn)速控制投自動的同時，啟動控制閥M/A站,自動地切成手動,以防止責任不分,互相干擾.如前所述,隨負荷升高,節(jié)流加強,所以此時 應手動打開主給水門,作為調(diào)節(jié)型閥門,不能長期處于一個高溫高壓環(huán)境中，所以當主給水門全開后，則發(fā)出一個脈沖,超馳關(guān)閉啟動控制閥。4三沖量控制方案 負荷繼續(xù)升高后，僅用PID這個單沖量調(diào)節(jié)器，已難以保證調(diào)節(jié)品質(zhì)，當負荷（蒸汽流量）大于30以后，將自動采用三沖量控制方案。PID調(diào)節(jié)器（又稱為給水流量調(diào)節(jié)器）接受給水流量反饋信號，當給水流量由于擾動而發(fā)生波動時

26、，該調(diào)節(jié)器會快速地調(diào)節(jié)泵的轉(zhuǎn)速，有效克服給水波動。用蒸汽流量信號作為給水流量調(diào)節(jié)器PID的設(shè)定值的一部分，是為了使進入鍋爐的給水量與流出鍋爐的蒸汽量隨時保持平衡。（不嚴格地講，只要能保持兩者平衡，就能保持水位不變），這樣可以有效地克服虛假水位對調(diào)節(jié)品質(zhì)的影響。 為了最終使水位能保持在定值上，PI調(diào)節(jié)器（稱為三沖量水位調(diào)節(jié)器）將對水位與其定值的偏差進行PI運算，其輸出成為給水量設(shè)定值的另一部分。PI調(diào)節(jié)器最終將水位維持在設(shè)定值（細調(diào)）。5小機的投運（1）隨著負荷進一步升高，則需啟小機。逐步升高小機轉(zhuǎn)速，升高泵的出口壓頭，當轉(zhuǎn)速大于3100 RPM時，小機可投入遙控方式，此后，可在DCS上控制轉(zhuǎn)速

27、。當泵的出口壓頭接近于給水母管壓頭時，打開汽泵出口門，并繼續(xù)手動調(diào)節(jié)汽泵轉(zhuǎn)速，使汽泵逐漸帶負荷，此時汽泵轉(zhuǎn)速緩慢增加注意汽包水位的變化，水位仍將由電泵自動維持。當汽泵和電泵流量相近時，可將汽泵投自動，此時汽動給水泵將按三沖量方案自動調(diào)節(jié)。此后建議再啟動第二臺汽動泵。將電動泵轉(zhuǎn)速控制M/A站切手動，逐漸降低電泵轉(zhuǎn)速，當其流量較低時，關(guān)閉其出口門，停電泵（若要將其作為備用泵，出口門可以不關(guān)）。為了使兩汽泵的負荷均衡，所以用了MASTER算法。 當電泵跳閘時，勺管指令超馳至0，同樣，當小機跳閘時，到小機去的指令超馳至0（PLW）。四、站方式1在啟動控制閥M/A站 當下列任一條件出現(xiàn)時切手動 a. M

28、FT b. 水位測量BQ c. 主閥全開 d. 指令到與實際閥位偏差大 e. 電泵M/A站投入自動 f. 汽泵A或汽泵B投入自動2 電泵M/A站 當下列任一條件出現(xiàn)時，切手動： a. MFT b. 水位測量BQ c. 電泵跳閘 d. 指令與勺管實際位置偏差較大e. A 、B汽泵都投入了自動f. 啟動控制閥在自動，且開度小于903汽動給水泵（A） a. A泵跳閘 b. BFPT控制器的速度信號BQ c. 速度指令與實際速度偏差大 d. 啟動控制閥在自動 e. 不可能投三沖量（蒸汽流量BQ、給水流量BQ） f. MFT g. 水位BQ *h. BFPT控制器不在遙控方式。第四節(jié) 過熱蒸汽溫度控制系

29、統(tǒng)一、過熱汽溫控制系統(tǒng)的任務 過熱汽溫是影響機組安全運行及經(jīng)濟運行的重要參數(shù)之一。過熱汽溫較高時,機組熱效率則相對較高,但過高的過熱汽溫是汽機金屬材料所不允許的。由于過熱器處于鍋爐的高溫區(qū)且承受著高壓,盡管它的材料采用的是昂貴的耐高溫高壓的合金鋼,但主汽溫的設(shè)計值已接近鋼材允許的極限溫度,強度方面的安全系數(shù)也很小,所以過熱器金屬超溫是不允許的. 過熱汽溫控制的任務是維持過熱器出口汽溫即主汽溫度在允許的范圍內(nèi),并對過熱器實現(xiàn)保護,使管壁金屬溫度不超過允許的工作范圍。正常運行時,一般過熱器溫與額定值偏差不超過5.三、過熱汽溫控制系統(tǒng)典型方案 對象結(jié)構(gòu)如圖43所示。圖41 采用一級減溫的對象結(jié)構(gòu)圖

30、1串級汽溫控制方案 采用噴水減溫的串級汽溫控制系統(tǒng)方案如圖44所示。從被控對象動態(tài)特性看,減溫水擾動下的汽溫動態(tài)特性具有一定的延時和較大的慣性,僅采用過熱器出口汽溫設(shè)計的過熱汽溫控制系統(tǒng)難以滿足生產(chǎn)要求,可采用減溫器出口的蒸汽溫度作為導前信號。在有關(guān)擾動下,尤其是減溫水擾動時,減溫器出口處的汽溫要比過熱器出口處的汽溫提前反映擾動作用,從而可及時地調(diào)整減溫水量。因此,采用導前汽溫信號構(gòu)成串級汽溫控制系統(tǒng)可以改善汽溫控制的品質(zhì)。圖42 噴水減溫串級控制方案 在該方案中,只要導前汽溫發(fā)生變化,副調(diào)節(jié)器PID1就去改變減溫水調(diào)節(jié)閥的開度,改變減溫水量,初步維持后段過熱器入口(減溫器出口)處的汽溫,對后

31、段過熱器出口主汽溫起粗調(diào)作用。后段過熱器出口主汽溫由主調(diào)節(jié)器PID2控制。只要后段過熱器出口汽溫未達到設(shè)定值,主調(diào)節(jié)器PID2的輸出就不斷地變化,使副調(diào)節(jié)器不斷地去改變減溫水量,直到主汽溫恢復到主汽溫設(shè)定值為止。穩(wěn)態(tài)時,減溫器出口的汽溫,即導前汽溫可能與原來數(shù)值不同,而主汽溫一定等于設(shè)定值。 由于導前汽溫能比主汽溫提前反映擾動對主汽溫的影響,尤其是減溫水擾動,顯然串級控制系統(tǒng)可以減小主汽溫的動態(tài)偏差。 在串級汽溫控制系統(tǒng)中,兩個回路的任務及對象的動態(tài)特性不同。副調(diào)節(jié)器的任務是快速消除落在內(nèi)回路內(nèi)的擾動影響,要求控制過程的持續(xù)時間較短,但不要求無偏差,故可選用比例調(diào)節(jié)器,也可用比例、積分、微分調(diào)

32、節(jié)器。主調(diào)節(jié)器的任務是維持主汽溫為設(shè)定值,一般選用比例、積分、微分調(diào)節(jié)器。 5過熱汽溫分段控制系統(tǒng)如前所述,對于過熱蒸汽管道較長的大型鍋爐,若只采用一級減溫水控制主汽溫,在保護過熱器和提高過熱汽溫控制系統(tǒng)品質(zhì)兩方面要做到兩全齊美是有一定難度的。為了兼顧兩方面的要求,可以采用分段控制系統(tǒng)方案,即將整個過熱器分成若干段,每段分別設(shè)置減溫器,分別控制各段的汽溫,并維持主汽溫為給定的值。如圖98 所示。分段控制系統(tǒng)一般采用下述兩種控制方案。圖43 設(shè)置兩級減溫水的對象結(jié)構(gòu)示意圖 (1) 分別設(shè)置獨立的定值控制系統(tǒng) 在該方案中,兩級減溫水控制方案可分別采用串級控制策略。第一級減溫水將二段過熱器(屏式過熱

33、器)出口汽溫控制在某個定值;第二級減溫水將三段過熱器(高溫對流過熱器)出口汽溫,即主汽溫度控制在設(shè)定值。這種系統(tǒng)可稱為分段定值控制系統(tǒng)。分成兩級減溫后,各級控制系統(tǒng)的對象特性的遲延和慣性都要比只采用一級減溫水方案時的對象特性的遲延和慣性小,因而可以改善控制品質(zhì)。在這種系統(tǒng)中,兩級減溫水的控制是獨立的,兩個控制系統(tǒng)可分別整定,可獨立地投入運行。 一) 過程描述圖44 過熱汽溫系統(tǒng)流程圖 如圖44，系統(tǒng)共布置有三級減溫水： 1初過出口，大屏入口，為一級減溫 2大屏出口，后屏入口，為二級減溫（分兩側(cè)） 3后屏出口，高過入口，為三級減溫（分兩側(cè)）每一個減溫器都設(shè)有一個減溫水流量調(diào)整門，一個電動隔離門，

34、一個流量元件，減溫水取自給水泵后、高加前給水母管，因此能保證減溫水有足夠的壓頭。運行中，盡量多地將減溫水分配在一級。若只設(shè)計一級減溫，噴水如果越靠前， 對象的慣性越大，對控制系統(tǒng)的設(shè)計來說，難度也越大；如果靠后，雖然對象的慣性減小，有利于控制系統(tǒng)的設(shè)計，但失去了保護過熱器的功能。因此，本機組分三級減溫。二) 控制原理即便是分成三級減溫，對象特性仍表現(xiàn)為大遲延，大慣性。所以每級減溫控制都采用導前信號，構(gòu)成串級調(diào)節(jié)系統(tǒng)。（一） 一級減溫水控制方案圖45 一級減溫控制系統(tǒng)方框圖 一級減溫控制系統(tǒng)原理如圖919所示。 1測量：測量出大屏出口A側(cè)及B側(cè)汽溫，求平均值，作為大屏出口的汽溫，即PV；測量出一

35、級減溫器后的蒸汽溫度，作為導前信號（用雙測量）。 2設(shè)定值是負荷的函數(shù)（負荷用汽機一級壓力P1代表），根據(jù)是否是滑壓運行方式，采用不同的定值函數(shù)，但該定值可由運行人員從M/A站上作適當修改。 3主調(diào)節(jié)器對測量值（PV）與設(shè)定值（SP）之間的偏差進行PI運算，其輸出使噴水調(diào)整門開度變化，調(diào)節(jié)減溫水流量，最終PVSP。 4為了改善調(diào)節(jié)品質(zhì)，克服大慣性對系統(tǒng)品質(zhì)的影響，也是為了有效地消除減溫水的自發(fā)擾動，采用了減溫器后的汽溫作為導前信號。出現(xiàn)擾動時，導前汽溫比出口汽溫反應得早（快），副調(diào)節(jié)器就可以及時地進行調(diào)節(jié)，這種設(shè)計尤其有利于克服減溫水擾動。當出現(xiàn)MFT或汽機跳閘、或負荷小于x時，將超馳關(guān)閉減溫

36、水。當減溫水調(diào)節(jié)閥的開度大于x（例如5），則發(fā)出一個脈沖信號打開一減隔離門，反過來。當開度小于x時，經(jīng)延時，關(guān)閉隔離門（由SCS實現(xiàn)），以徹底關(guān)斷減溫水。5M/A站的方式 a. 大屏出口汽溫BQ b. 一級減溫器后的汽溫BQ c. 減溫水調(diào)整門的控制指令與實際的位置偏差大 d. MFT e. 汽機跳閘時 f. 負荷小于x時（25） * g. 大屏出口汽溫與設(shè)定值之間偏差大。（二）二級減溫控制方案 兩側(cè)分別控制，采用的方案也為采用減溫器后的汽溫作為導前信號的串級方案。（三）三級減溫水控制方案 三級減溫控制方案如圖921所示。1測量：用雙測量獲得鍋爐出口主汽溫（PV）；兩側(cè)減溫器后的汽溫也用雙測量

37、，分別作為兩側(cè)噴水調(diào)門的導前信號。2 設(shè)定值是負荷的函數(shù)，負荷可用汽輪機一級壓力P1代表。該定值也可由運行人員從M/A站上進行偏置修改。鍋爐出口主汽溫與負荷的關(guān)系如圖920 所示。圖46 鍋爐出口主汽溫與負荷的關(guān)系 該圖說明，不同負荷下可以控制的的汽溫是不同的，不同的運行方式（滑壓/定壓）下，即使負荷相同，汽溫也是不同的。所以汽溫設(shè)定值應根據(jù)負荷情況實事求是地確定，隨著負荷的增加，可逐步增加汽溫設(shè)定值。 3 原理圖47 三級減溫控制原理圖 a. 被測出的主汽溫度與其設(shè)定值求偏差，在PI調(diào)節(jié)器中進行計算，其輸出送到PI和PI中，經(jīng)過PI、的處理后，最后使A、B兩側(cè)的減溫水調(diào)門開度變化，改變減溫水

38、量，最終主汽溫等于設(shè)定。 b. PI和實際上是在對減溫器后的汽溫進行控制，減溫器后的蒸汽溫度被稱為導前信號，它能快速反映減溫水的擾動，所以PI和對于有效地克服擾動，尤其是減溫水擾動有好處。 c. PI調(diào)節(jié)器的輸出，被用作PI和PI的輸入，PI和PI的另一個輸入是減溫器后的蒸汽溫度，所以，從物理意義上講，PI調(diào)節(jié)器的輸出是減溫器后蒸汽溫度的設(shè)定值。 降低這個設(shè)定值，將會使減溫水增大，從而使包括減溫器后溫度和主汽溫度在內(nèi)的汽溫值下降。 因此，若發(fā)現(xiàn)某個擾動因素會使主汽溫升高，那么，就可以通過降低導前汽溫的設(shè)定值的方法，使減溫水快速地增加，這將有利于改善調(diào)節(jié)品質(zhì)。 總風量是對汽溫的一個主要影響因素（

39、它也反映了負荷），所以，本系統(tǒng)取風量信號作為前饋信號，疊加到導前汽溫設(shè)定值上。 另外，還要考慮到動態(tài)影響，從動態(tài)看，汽輪機用汽量增加，汽溫會下跌。汽輪機一級壓力的變化反映蒸汽流量發(fā)生了變化；此外，最能反映動態(tài)變化程度的是汽包壓力信號。所以本系統(tǒng)可以考慮將總風量、汽輪機一級壓力以及汽包壓力這3個信號，用作前饋信號，疊加在導前汽溫定值上。 d. XMASTER用于在兩側(cè)減溫水都以手動方式控制時，實現(xiàn)跟蹤（PID要跟蹤，否則PI的輸出就難以預料了）。 e. 特殊情形：當MFT或負荷小于x時，超馳關(guān)閉三級減溫水。當3級減溫水開度指令大于x后，發(fā)出脈沖信號，打開隔離門，否則延時后關(guān)閉隔離門。4站方式（以

40、A站為例） a. MFT或負荷小于x b. A閥指令與實際位置偏差大 c. 3減后汽溫測量BQ *d. 前饋信號測量BQ 上述任一信號出現(xiàn)，將使M/A站切手動。第五節(jié) 再熱蒸汽溫度控制系統(tǒng)一、再熱汽溫控制的任務 對于大容量、高參數(shù)機組,為了提高機組的循環(huán)效率,防止汽機末級帶水,需采用中間再熱系統(tǒng)。新蒸汽經(jīng)過高壓缸作功后,再回到鍋爐的再熱器吸熱,被加熱后的再熱蒸汽送往中、低壓缸繼續(xù)作功。 提高再熱汽溫對于提高循環(huán)熱效率是有利的,但受金屬材料的限制,目前一般機組的再熱蒸汽溫度都控制在560以下。 再熱蒸汽溫度控制系統(tǒng)的任務是將再熱蒸汽溫度控制在某個定值上;此外,在低負荷時,或機組甩負荷時,以至汽輪

41、機跳閘時,保護再熱器不超溫,以保證機組的安全運行。二、300MW機組再熱汽溫控制系統(tǒng)一) 過程描述本機組的再熱器布置在爐膛上方及水平煙道中，在壁再入口，布置有事故噴水減溫器，在中再的入口分兩側(cè)布置了微量噴水減溫器。二) 本機組所采用的再熱汽溫控制手段a. 通過擺動燃燒器,改變傾角，改變火焰中心的位置，這是鍋爐廠在設(shè)計時考慮的主要手段，但運行中由于執(zhí)行機構(gòu)問題，可能效果不好。b. 作為補充，當燃燒器傾角不能控制好再熱汽溫時，可通過微量噴水調(diào)節(jié)再熱汽溫。c. 若上述手段仍不能滿足要求，特別是在發(fā)現(xiàn)再熱器超溫時，可以用事故噴水。噴水來自給水泵的中間抽頭，因再熱蒸汽壓力較主汽壓力要低，減溫水形成的蒸汽

42、參數(shù)也就較低，所以對整個機組的熱效率產(chǎn)生不良影響。所以運行中，b、c兩種手段應盡可能的少用。三) 控制原理（一）燃燒器傾角控制圖51 燃燒器傾角控制方案 控制方案如圖51所示。 1通過雙測量測出再熱汽溫（PV）。 2設(shè)定值是汽機一級壓力的函數(shù)，但可由運行人員從M/A站上作適當?shù)钠谩?3PI調(diào)節(jié)器對PV與SP的偏差進行運算，輸出送燃燒器傾角控制站，傾角控制M/A站的輸出再經(jīng)平衡回路，分配到8組執(zhí)行機構(gòu)的M/A站，最終使PVSP。 4考慮到風量對再熱汽溫影響明顯。所以將總風量作為前饋信號，直接控制燃燒器的傾角。汽機機壓力（反映汽機負荷）對再熱汽溫有明顯影響。一級壓力低，則高排壓力低，冷再溫度也低

43、，所以對再熱汽溫影響較大。因此系統(tǒng)中，將汽機一級壓力信號也用作為前饋信號。（二）微量噴水：圖52 再熱蒸汽噴水減溫系統(tǒng) 再熱蒸汽系統(tǒng)減溫水布置如圖108所示。在壁再入口設(shè)計有事故噴水，在中再入口設(shè)計有微量噴水。 微量噴水控制策略為采用導前汽溫信號的串級控制方案，其原理可參考過熱汽溫控制方案，這里不再詳細分析。為了體現(xiàn)優(yōu)先使用燃燒器傾角、少用噴水的原則，這里的再熱汽溫定值比傾角控制M/A站上反映的定值稍高一些（由運行人員偏置）。兩側(cè)噴水都采用了串級控制方案，相互獨立。（三）事故噴水再熱汽溫定值在傾角站上的基礎(chǔ)上，由運行人員適當偏置。采用的也是串級方案。當MFT時，將超馳關(guān)閉減溫水門。（四）站方式

44、 下列任一信號出現(xiàn)，則切手動 1傾角M/A站 a. 指令與執(zhí)行器實際位置大偏差 b. 傾角指令已達高限 c. 傾角指令已達低限 d. MFT e. 負荷前饋信號BQ f. 負荷小于x g. 汽溫信號BQ 2微量噴水M/A站 a. 執(zhí)行機構(gòu)故障（指令與位置偏差大） b. PV與SP大偏差 3事故噴水M/A站 a. 執(zhí)行機構(gòu)故障（指令與位置偏差大） b. PV與SP大偏差第六節(jié) 燃燒控制系統(tǒng)一、燃燒過程自動控制系統(tǒng)的任務 設(shè)計鍋爐燃燒自動控制系統(tǒng)的目的是控制燃燒過程,使燃料燃燒所提供的熱量適應外界對鍋爐輸出的蒸汽負荷的需求,同時保證鍋爐的安全經(jīng)濟運行。 鍋爐燃燒過程自動控制主要包括三項控制內(nèi)容:1

45、控制燃料量。當外界對鍋爐蒸汽負荷的要求變化時,必須相應地改變鍋爐燃燒的燃料量(單位時間內(nèi)送入爐膛的燃料重量)。2控制送風量。為了實現(xiàn)經(jīng)濟燃燒,必須相應地調(diào)節(jié)送風量,使送風量(單位時間內(nèi)送入爐膛的空氣重量)與燃料量相適應。燃燒過程的經(jīng)濟與否可以從過?？諝庀禂?shù)是否合適來衡量,過?？諝庀禂?shù)通?？捎脽煔庵械暮趿縼黹g接表示。也可通過使風量與燃料量成一定比例的方法實現(xiàn)經(jīng)濟燃燒。控制送風量也是為了實現(xiàn)安全運行,若風量相對于燃料量太少的話,亦可能導致熄火事故。3控制引風量。為了保持爐膛壓力在要求的范圍內(nèi),引風量(單位時間內(nèi)從爐膛引出的煙氣重量)必須與送風量相適應。爐膛壓力的高低也關(guān)系著鍋爐的安全、經(jīng)濟運行。

46、爐膛壓力過低,會使大量的冷風漏入爐膛,將會增大引風機的負荷和排煙損失,爐膛壓力太低甚至會引起內(nèi)爆;反之,爐膛壓力高且高出大氣壓力時,會使煙氣冒出,不僅會影響環(huán)境衛(wèi)生,甚至可能影響設(shè)備和人身安全。 相應地,由三個(子)控制系統(tǒng),即燃料量控制系統(tǒng)、送風量控制系統(tǒng)、引風量控制系統(tǒng),來實現(xiàn)上述三項控制。 三個控制系統(tǒng)之間存在著密切的相互關(guān)聯(lián),要控制好燃燒過程,必須使燃料量、送風量及引風量三者協(xié)調(diào)變化;鍋爐正常運行時,燃料量、總風量兩者必須成適當比例,代表這兩個成適當比例的量的變量被定義為鍋爐的燃燒率。二、燃燒過程控制對象的動態(tài)特性 盡管燃燒過程控制對象是一個多輸入、多輸出的復雜的對象,但從設(shè)計燃燒控制

47、系統(tǒng)的目的來看,主要需要了解一下在燃燒率擾動下的對象動態(tài)特性。 汽壓是鍋爐燃燒是否適應負荷要求的標志,保持汽壓穩(wěn)定也是鍋爐正常運行的基本要求。在燃燒率階躍擾動下,鍋爐輸出蒸汽負荷DT 不變時及汽機調(diào)門開度T 不變時,主汽壓力的動態(tài)響應曲線如圖61所示。圖61 燃燒擾動下的鍋爐動態(tài)特性 如果燃燒率不變，在汽機調(diào)門開度或蒸汽量擾動下的汽壓動態(tài)特性如圖112所示。圖62 汽機側(cè)擾動下的鍋爐動態(tài)特性三、燃料量控制系統(tǒng) 燃料量控制系統(tǒng)的任務是根據(jù)機組負荷協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)輸出的或由運行人員手動給定的燃燒率指令來控制燃料量。1燃料量的測量與熱量信號 燃料量控制系統(tǒng)中,燃料量信號作為按燃燒率指令進行控制的反饋信號

48、,應能及時地反映實際燃料量的變化。正確及時地測量燃料量,是燃料量控制系統(tǒng)的關(guān)鍵問題。對于液體和氣體燃料,可以直接測量進入爐膛的燃料量,但是對于固體燃料(電廠鍋爐主要以煤作燃料),直接測量進入爐膛的燃料量是較困難的,通常采用間接測量方法。 (1)給粉機轉(zhuǎn)速 對采用中間儲倉式制粉系統(tǒng)的鍋爐,可采用給粉機轉(zhuǎn)速來間接代表燃料量。但是,給粉機轉(zhuǎn)速不能反映煤粉自流等因素的影響,由于煤粉自流,同樣的轉(zhuǎn)速,給粉量卻可能不一樣,這種偏差只有在影響到主汽壓或機組負荷時,才能通過改變?nèi)紵手噶钊ハ粤鞯纫蛩氐挠绊憽?(2)熱量信號 測量進入爐膛的燃料燃燒后的發(fā)熱量,是間接測量進入爐膛的燃料量的一種方法。進入爐膛燃

49、燒的燃料量可用下式的熱量信號Q來表示。式中，D 蒸汽流量(Kg/s); Cd蓄熱系數(shù)(Kg/MPa); Pd汽包壓力(MPa)。 蓄熱系數(shù)Cd代表鍋爐的蓄熱能力,即表示汽包壓力每下降1MPa時鍋爐所釋放出的蒸汽量。 Cd通常用試驗方法求得。 在燃燒率不變的情況下,改變汽輪機的調(diào)門開度,蒸汽流量和主汽壓力的變化曲線如圖6-3(a)。 根據(jù)調(diào)門開度改變時蒸汽流量和汽包壓力的變化曲線,用作圖法可求出蓄熱系數(shù)。從圖6-3(a)的Dt圖上,量取面積A，A=Ddt；從Pdt圖上,可以得到Pd=Pd(t0)-Pd(t1)。由此可計算出蓄熱系數(shù)C=A/Pd。 D是用蒸汽流量單位表示的鍋爐汽水吸熱量。如不考慮管

50、道金屬的蓄熱變化,Q可近似代表爐膛熱負荷的大小,因而可代表進入鍋爐燃燒的燃料量。此外,用熱量信號還能反映燃料熱值的變化。 熱量信號可用圖63(b)所示的組態(tài)方案求得。 無論是采用直吹式還是采用中間儲倉式的制粉系統(tǒng),都可以用熱量信號代表進入鍋爐的燃料量。 （a） （b）圖63 熱量信號的求取2燃料量(煤量)控制系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu) 燃料量控制系統(tǒng)一般都采用燃料量的測量信號作為反饋信號,系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)如圖64所示。燃料量調(diào)節(jié)器根據(jù)燃燒率指令和燃料量反饋信號,并行地去控制各燃料量調(diào)節(jié)機構(gòu)。不同的燃料控制系統(tǒng)的區(qū)別主要體現(xiàn)在燃料量信號的測量方法和燃料量調(diào)節(jié)機構(gòu)的調(diào)節(jié)特點上。燃料量控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)方案還與制粉設(shè)

51、備的選型及制粉系統(tǒng)的設(shè)計有關(guān)。制粉系統(tǒng)分為中間儲倉式和直吹式兩大類。 圖64 燃料控制系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu) 對于中間儲倉式制粉系統(tǒng),可通過調(diào)節(jié)給粉機轉(zhuǎn)速來調(diào)節(jié)燃料量,因有中間儲倉,燃料量調(diào)節(jié)的動態(tài)反應較快,因此系統(tǒng)結(jié)構(gòu)也相對簡單。 3燃煤量控制系統(tǒng)的基本要求 在具體設(shè)計燃料量調(diào)節(jié)系統(tǒng)時,應考慮下面一些問題: 1) 風煤的配合 送風量和燃料量應同時根據(jù)燃燒率指令來調(diào)節(jié),兩者之間的配合調(diào)節(jié)是由送風量控制系統(tǒng)完成的。應考慮到,當由于送風系統(tǒng)的設(shè)備情況而使實際風量受到限制時,燃料量控制系統(tǒng)也應限制燃料量。 2) 信號處理 為補償給煤、制粉、輸粉和燃燒的遲延,需對燃料量測量信號加以動態(tài)阻尼(用慣性環(huán)節(jié));此外

52、,如采用轉(zhuǎn)速信號作為反映燃料量的信號,則在當給煤(粉)機試轉(zhuǎn)時,因?qū)嶋H上無煤,應切除給煤(粉)機轉(zhuǎn)速信號。 3) 偏置調(diào)節(jié) 對于燃料控制系統(tǒng),各層給粉機的轉(zhuǎn)速(或各臺磨煤機的轉(zhuǎn)速)根據(jù)同一指令平行控制,根據(jù)各層(磨)的實際情況,有時需要限制某一層(磨)的負荷,為此須對各層(各磨)負荷設(shè)有分別調(diào)節(jié)的手段,即可對各層(各磨)的指令加偏置。 4) 參數(shù)修正 當投入自動的燃料控制的層數(shù)(或磨的臺數(shù))變更時,總?cè)剂狭空{(diào)節(jié)器的整定參數(shù),或回路增益應能自動修改。 5) 偏差監(jiān)視 當主要變量值或變量偏差越限時,產(chǎn)生報警信號,必要時要限制設(shè)備運行或?qū)⒄{(diào)節(jié)系統(tǒng)切手動。6) 自動跟蹤 當控制系統(tǒng)從手動方式切換到自動

53、方式或從自動方式切換到手動方式時,為了既使執(zhí)行機構(gòu)沒有切換沖擊,又不會對對象產(chǎn)生擾動,必須考慮自動跟蹤問題。燃料量控制系統(tǒng)中,有多臺執(zhí)行機構(gòu)并列工作,所以應考慮任何一臺執(zhí)行機構(gòu)投入自動或退出自動的情況。六、燃燒控制系統(tǒng)如前所述，燃燒控制包括三項內(nèi)容：（1）控制燃料量（2）控制送風量（3）控制引風量一) 燃料量控制系統(tǒng) 本系統(tǒng)的任務是根據(jù)機組負荷協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)或運行人員手動給出的燃燒率指令（鍋爐指令BD）來控制燃料量。1燃料量的測量 作為燃燒控制系統(tǒng)中的反饋信號，它應能及時地反映燃料量的變化，對于燃油，等于進油量減去回油量；而對于煤粉量，尤其是本機組，由于采用的是中貯式制粉系統(tǒng)，直接 測 量是因難的，只能用間接方法， 可 用 給 粉 機 轉(zhuǎn) 速 信 號 計 算 出 燃 料 量， 但 由 于 難 以 考 慮 自 流 因 素， 所 以 只 作 為 可 選 方 法 。 這 里 主 要 采 用 熱量信號（HR） 代 表進入爐膛的燃料量。2 控制原理 燃料量控制方案如圖1119所示。 a系統(tǒng)設(shè)計了一個燃料主控站，運行人員可以手動地從這里發(fā)出給粉機指令，這個指令經(jīng)過一個平衡回路，分配到A、B、C、D、E 5個給粉機控制站。 每