鍋爐燃燒過程控制系統(tǒng)

1、鍋爐燃燒過程控制系統(tǒng) 121概述一、單元機組的基本控制方式(1)鍋爐跟隨控制方式(2)汽機跟隨控制方式(3)機爐協(xié)調(diào)控制方式 11鍋爐跟隨控制方式 燃燒率BP0圖1 鍋爐跟隨控制方式汽輪機TBDpTp0TDPE汽輪機主控器汽輪機控制系統(tǒng)鍋爐控制系統(tǒng)鍋爐鍋爐主控器調(diào)節(jié)閥發(fā)電機22汽機跟隨控制方式 -T燃燒率B汽輪機TDpT+p0BDPEP0鍋爐主控器汽輪機控制系統(tǒng)鍋爐控制系統(tǒng)鍋爐汽輪機主控器調(diào)節(jié)閥發(fā)電機圖2 汽機跟隨控制方式33機爐協(xié)調(diào)控制方式 圖3 機爐協(xié)調(diào)控控制方式p0T燃燒率BTDpTBDPEP0鍋爐主控器汽輪機控制系統(tǒng)鍋爐控制系統(tǒng)鍋爐汽輪機主控器汽輪機調(diào)節(jié)閥發(fā)電機4二、燃燒過程控制任務(wù)

2、滿足機組負(fù)荷要求，維持主蒸汽壓力穩(wěn)定； 燃燒過程控制任務(wù)與機組運行方式有關(guān)。保證燃燒過程經(jīng)濟性 ； 使燃料得以充分燃燒 保證燃燒過程穩(wěn)定性 。 維持鍋爐爐膛壓力穩(wěn)定 5三、燃燒過程調(diào)節(jié)量 根據(jù)控制任務(wù)，主要調(diào)節(jié)以下三個物理量：1燃料量調(diào)節(jié) 調(diào)節(jié)燃料量使入爐燃料燃燒所產(chǎn)生的量能與鍋爐外部負(fù)荷需求的量能相適應(yīng)。2送風(fēng)量調(diào)節(jié) 燃料量改變時，送風(fēng)量也應(yīng)改變，以保證燃料的完全燃燒和排煙熱損失最小。調(diào)節(jié)送風(fēng)量的目的是保證鍋爐燃燒過程的經(jīng)濟性。3引風(fēng)量調(diào)節(jié) 調(diào)節(jié)引風(fēng)量的目的是使引風(fēng)量與送風(fēng)量相適應(yīng)，以保持爐膛壓力在要求范圍內(nèi)，以保證燃燒過程穩(wěn)定性。 6四、燃燒過程控制特點 燃料量M送風(fēng)量VPS爐膛負(fù)壓過?？?/p>

3、氣系數(shù)被調(diào)量調(diào)節(jié)量引風(fēng)量VSpT汽壓或功率圖4 燃燒對象7第二節(jié) 被控對象動態(tài)特性 一、汽壓被控對象數(shù)學(xué)模型與動態(tài)分析1. 汽壓被控對象數(shù)學(xué)模型 DTpb Qr123Dh”pTp0圖5 蒸汽產(chǎn)生過程p0圖6 蒸汽產(chǎn)生過程方框圖TDTpTMV爐膛蒸發(fā)區(qū)過熱器汽輪機B8環(huán)節(jié)1： ：爐內(nèi)一次工質(zhì)吸熱量，M：燃料量：燃料收到基的低位發(fā)熱量，：鍋爐熱效率， ：一次工質(zhì)吸熱量占鍋爐總吸熱量份額， MQr圖7 環(huán)節(jié)1方框圖9環(huán)節(jié)2：工質(zhì)吸熱蒸發(fā)（和過熱）的過程 總吸熱量：（1）過熱蒸汽帶；（2）鍋爐內(nèi)飽和水的焓增，即鍋爐蓄熱的增量。 故動態(tài)熱平衡： 分別為過熱蒸汽、給水及飽和焓值 D：蒸汽流量， Wb：鍋爐

4、蓄水量 10hb是飽和蒸汽壓力（汽包壓力）Pb的函數(shù)，即 11 Cb為鍋爐的蓄熱系數(shù)，代表鍋爐蓄熱能力，即汽包壓力每上升（下降）一個MPa,鍋爐內(nèi)工質(zhì)所吸收（或釋放）的熱量。DQ的蒸汽流量單位表示爐膛內(nèi)的發(fā)熱量，故稱為熱量信號。 12DQ Pb-D13環(huán)節(jié)3：（1）僅考慮過熱器的流通特性（其吸熱量已在環(huán)節(jié)2中考慮）其疏通阻力為Kgr,Pt：主汽壓力 過熱器動態(tài)阻力系數(shù) +pT-Dpb14（2）主蒸汽管道 pT主汽壓反映鍋爐蒸發(fā)量與汽機耗汽量之間的物質(zhì)平衡關(guān)系。管道是一個容量很小的容器，所以可將其看作是具有積分特性： DTDpT-+15環(huán)節(jié)4：汽輪機作為負(fù)荷設(shè)備，其耗汽特性與其機組控制方式有關(guān)（

5、1）當(dāng)汽輪機控制系統(tǒng)未投入功率、頻率調(diào)節(jié)，即為純液壓調(diào)速系統(tǒng)時，+uTDtpTKTRT：汽機流通阻力系數(shù) KT：汽機調(diào)節(jié)閥斜率UT：汽機調(diào)節(jié)閥開度 由P0很小 16(2)當(dāng)汽輪機控制系統(tǒng)投入功率、頻率調(diào)節(jié)時，即為功頻電液控制系統(tǒng)時。 KP汽機耗汽系數(shù) DTPTKP1718 為了便于求出汽壓被控對象的傳遞函數(shù)，以熱量信號DQ代替爐膛發(fā)熱量Qr作為環(huán)節(jié)1的輸出。 19+_D _+pb_pT+ DQMKme-ms圖13 汽輪機控制系統(tǒng)為純液壓調(diào)速系統(tǒng)的汽壓被控對象方框圖 返回1返回220_PTDT+_D _+pbpT+ QQMKme-ms圖14 汽輪機控制系統(tǒng)為功頻電液控制系統(tǒng)的汽壓被控對象方框圖

6、返回2返回1212. 燃料量擾動下汽壓被控對象的動態(tài)特性 （1）汽輪機控制系統(tǒng)為純液壓調(diào)速系統(tǒng)時， 22由于管道容量系數(shù)很小，則 23由于時間常數(shù)Tb 、靜態(tài)放大系數(shù)A和 K均與有關(guān)，而與蒸汽負(fù)荷有關(guān),因此,Tb、A和 K均由隨負(fù)荷變化而變化的特性，這對燃燒控制系統(tǒng)整定是不利的。 MpbTbMMt0ptpb pTt0DTDTt0pTpbTb圖15 T不變時燃料量擾動下的汽壓特性24dddddd（2）汽輪機控制系統(tǒng)為功頻電液控制系統(tǒng)時， 同理，令CM=0， 25圖16 DT不變時燃料量擾動下的汽壓特性MMMt0pb pTt0DTt0pTpb263. 汽輪機負(fù)荷擾動下汽壓被控對象動態(tài)特性 （1）T擾動下汽壓被控對象動態(tài)特性 汽輪機控制系統(tǒng)為純液壓調(diào)速系統(tǒng)時 27圖17 T擾動下的汽壓特性Tt0pb pTt0DTt0pTpbT28（2