燃燒過程自動控制系統‘>控制系統的任務 設計鍋爐燃燒自動控制系統‘>控制系統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濟運行。 鍋爐燃燒過程自動控制主要包括三項控制內容: 1．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（單位時間內送入爐膛的燃料重量）。 2．控制送風量。 為了實現經濟燃燒,必須相應地調節送風量,使送風量（單位時間內送入爐膛的空氣重量）與燃料量相適應。燃燒過程的經濟與否可以從過剩空氣系數是否合適來衡量,過剩空氣系數通常可用煙氣中的含氧量來間接表示。也可通過使風量與燃料量成一定比例的方法實現經濟燃燒。控制送風量也是為了實現安全運行,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,引風量（單位時間內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系著鍋爐的安全、經濟運行。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,不僅會影響環境衛生,甚至可能影響設備和人身安全。相應地,由三個（子）控制系統‘>控制系統,即燃料量控制系統‘>控制系統、送風量控制系統‘>控制系統、引風量控制系統‘>控制系統,來實現上述三項控制。 三個控制系統‘>控制系統之間存在著密切的相互關聯,要控制好燃燒過程,必須使燃料量、送風量及引風量三者協調變化;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。 燃料量控制系統‘>控制系統 燃料量控制系統‘>控制系統的任務是根據機組負荷協調控制系統‘>控制系統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‘>控制系統中,燃料量信號作為按燃燒率指令進行控制的反饋信號,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‘>控制系統的關鍵問題。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）給粉機轉速 對采用中間儲倉式制粉系統的鍋爐,可采用給粉機轉速來間接代表燃料量。但是,給粉機轉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,才能通過改變燃燒率指令去消除自流等因素的影響。 （2）磨煤機進出口差壓 對采用直吹式制粉系統的鍋爐,可用磨煤機進出口差壓來近似代表燃料量,這是以假定磨煤機出力與其進出口差壓的平方根成正比為前提的。但影響磨煤機進出口差壓的因素很多（如煤種、一次風量及磨煤機工況等）,而且該信號的波動也較大。 （3）給煤機轉速 對采用直吹式制粉系統的鍋爐,也可用給煤機轉速求出燃料量。在要求給煤機的轉速調節良好的同時,還應考慮到煤層密度、厚度對燃料量的影響,才能使給煤量與轉速之間保持確定的關系。 前述的3種方法是煤量的測量方法。有時為了保持爐膛中燃燒穩定,在燒煤的同時還要燒油,所以總燃料量的測量實際包括燃油量的測量和燃煤量的測量兩部分。 （4）熱量信號 測量進入爐膛的燃料燃燒后的發熱量,是間接測量進入爐膛的燃料量的一種方法。 無論是采用直吹式還是采用中間儲倉式的制粉系統,都可以用熱量信號代表進入鍋爐的燃料量。 燃料量（煤量）控制系統‘>控制系統的基本結構 最簡單的燃料量控制系統‘>控制系統可用由負荷主控系統的鍋爐控制器輸出的燃燒率指令或由運行人員從煤控制站上手動輸出的燃燒率指令去直接控制燃料系統的執行機構,改變進入鍋爐的燃料量。但若不將燃料量測量信號引入系統,則在出現燃料擾動時,這種方案不能快速消除擾動,只有等到主汽壓或機組負荷發生變化時,才通過負荷主控系統或由運行人員手動改變燃燒率指令來調整燃料量,最終消除擾動。所以,燃料量控制系統‘>控制系統一般都采用燃料量的測量信號作為反饋信號 燃料量調節器根據燃燒率指令和燃料量反饋信號,并行地去控制各燃料量調節機構。不同的燃料控制系統‘>控制系統的區別主要體現在燃料量信號的測量方法和燃料量調節機構的調節特點上。燃料量的測量問題在前面已作介紹。燃料量控制系統‘>控制系統的結構方案還與制粉設備的選型及制粉系統的設計有關。制粉系統分為中間儲倉式和直吹式兩大類。對于中間儲倉式制粉系統,可通過調節給粉機轉速來調節燃料量,因有中間儲倉,燃料量調節的動態反應較快,因此系統結構也相對簡單。對采用中速磨的直吹式制粉系統,從給煤進入磨煤機到輸出煤粉,存在較大遲延,為提高響應速度,調節系統可根據燃燒率指令先調節一次風量,然后再按照一次風量與給煤量的配比關系調節給煤機轉速,改變給煤量,即燃燒率指令/一次風量/燃料量控制方案,如圖11－5。這種控制方案的優點是負荷響應速度較快,當燃燒率指令變化時,立即改變一次風量可以迅速帶走磨煤機中的存粉,從而達到快速響應負荷指令的目的。但是一次風量的擾動,特別是磨煤機溫度控制系統‘>控制系統會對一次風量形成經常性的擾動,將對燃料量產生經常性的擾動;此外,這種方案實際上是將一次風量控制系統‘>控制系統和燃料量控制系統‘>控制系統合成為一個系統,使系統比較復雜。 另一種方案是燃燒率指令/燃料量/一次風量控制方案。該方案按照由燃燒率指令所形成的給煤量指令直接控制給煤量;按照一次風與燃料量的配比關系由一次風量控制系統‘>控制系統控制一次風量,與此同時,通過微分環節使一次風量動態超調,將磨煤機中的一部分儲存的煤粉及時吹進爐膛,這樣當要求增加負荷時,就能快速適應負荷變化的需要;相反,在減負荷時,為防止實際一次風量小于給煤量所要求的一次風量,采用一次風量指令來限制給煤量指令,這樣可防止由于一次風相對較少而堵煤 . 編輯:何世平