单击此处编辑母版标题样式,,单击此处编辑母版文本样式,,第二级,,第三级,,第四级,,第五级,,,*,1．,锅炉跟随控制方式,,,燃烧率,μ,B,P,0,图1 锅炉跟随控制方式,＋,汽轮机,μ,T,—,BD,p,T,—,＋,p,0,TD,P,E,汽轮机,,主控器,汽轮机控制,,系统,锅炉控制,,系统,锅炉,锅炉,,主控器,,,~,,,,,,调节阀,发电机,,,,,,2．,汽机跟随控制方式,,,-,——,μ,T,燃烧率,μ,B,汽轮机,TD,p,T,+,p,0,BD,P,E,P,0,＋,锅炉,,主控器,汽轮机控制,,系统,锅炉控制,,系统,锅炉,汽轮机,,主控器,,,~,,,,,,调节阀,发电机,图2 汽机跟随控制方式,,,3．机炉协调控制方式,,,图3 机炉协调控控制方式,p,0,μ,T,燃烧率,μ,B,,—,—,TD,,p,T,＋,BD,P,E,P,0,＋,锅炉主控器,汽轮机控制,,系统,锅炉控制,,系统,锅炉,汽轮机主控器,,汽轮机,,~,,,,,,调节阀,发电机,,,二、燃烧过程控制任务,,,满足机组负荷要求，维持主蒸汽压力稳定；,,,燃烧过程控制任务与机组运行方式有关。
保证燃烧过程经济,性 ；,,使燃料得以充分燃,烧,,保证燃烧过程稳定,性 维持锅炉炉膛压力稳,定,,,,三、燃烧过程调节量,,根据控制任务，主要调节以下三个物理量：,,1．燃料量调节,,,调节燃料量使入炉燃料燃烧所产生的量能与锅炉外部负荷需求的量能相适应2．送风量调节,,,燃料量改变时，送风量也应改变，以保证燃料的完全燃烧和排烟热损失最小调节送风量的目的是保证锅炉燃烧过程的经济性3．引风量调节,,,调节引风量的目的是使引风量与送风量相适应，以保持炉膛压力在要求范围内，以保证燃烧过程稳定性四、燃烧过程控制特点,,,燃料量M,送风量V,P,S,炉膛负压,α,过剩空气系数,被调量,调节量,引风量V,S,,p,T,汽压或功率,图4 燃烧对象,,,（1）当炉膛压力过低时，产生闭锁降信号，送风机动叶只许开大，不许关小；,,送风机动叶开度指令还要受下列信号限制：,,当出现下列情况之一时，煤量修正控制站将强制切到手动修正方式：,,图12－57 “燃料——风量”系统,,（4）确保燃烧过程的稳定性，避免炉膛压力大范围波动三、炉膛负压动态特性,,（5）主汽流量信号故障；,,图12－67 给煤机转速控制,,图12－54 直吹式锅炉汽压生产过程示意图,,从燃烧过程控制任务来看，燃烧过程控制应具有如下功能：,,2．二次风（辅助风）控制系统,,（3）给煤机运行且对应给煤量异常。
进口节流调节要比出口节流调节的运行经济性为好，但挡板开度与风量变化不成线性关系，不宜采用自动调节，调节性能较差，因此大容量风机也不采用这种调节方式使燃料得以充分燃烧,,（3）总煤量低值信号出现2）周界风（燃料风），约占二次总风量15～25％，分布在一次风和煤粉的喷嘴周围，提供一次风煤粉气流着火和燃烧的扩展，还可减弱一次风煤粉气流的衰减速度，增强气流的刚度等等功能；,,（2）烟气氧量信号故障；,,基于给煤量修正的总燃料量（发热量）测量,,（1）迅速改变炉膛燃烧率，适应外部负荷变化改变管道系统特性曲线，从而使风机的风量改变ΔM,M,t,0,Δ,p,t,p,T,,t,0,t,,p,T,p,b,μ,T,不变时燃料量扰动下的汽压特性,第二节 被控对象动态特性,,,,,,D,T,不变时燃料量扰动下的汽压特性,τ,M,ΔM,M,t,0,,p,T,,t,0,p,T,,,二、 直吹式锅炉燃烧过程控制的原则性方案,,第三节 燃烧过程控制基本方案,,图12－54 直吹式锅炉汽压生产过程示意图,,通过调节磨煤机入口冷风挡板控制磨煤机出口温度二、各控制系统的控制方案,,当下列信号之一出现时，周界风挡板指令将强制输出至100%全开：,,SA SB SC SD SE SF,,基于给煤量修正的总燃料量测量,,二、燃烧过程控制任务,,（1）密封风机母管压力设定值与实际值偏差大；,,图12－62 一次风压控制系统方案,,当锅炉发生MFT工况时，控制回路通过脉冲块发出脉冲信号使引风机静叶开度在原开度值下迅速关小一个开度，该关小开度由送风量决定。
1）当炉膛压力低于一定值出现时，形成闭锁升信号2）当炉膛压力过高时，产生闭锁升信号，使送风机动叶只许关小，不许开大；,,磨A一次风挡板开度指令,,图12－70 磨煤机出口温度控制,,图12－60 磨A出口温度控制系统方案,,二次风进入二次风大风箱，从炉前进入炉膛时有分为三部分：,二、烟气含氧量动态特性,,,,三、炉膛负压动态特性,,,,第三节 燃烧过程控制基本方案,,一、燃烧过程控制的基本构成,,从燃烧过程控制任务来看，燃烧过程控制应具有如下功能：,,（1）迅速改变炉膛燃烧率，适应外部负荷变化2）控制系统能迅速发现并消除燃烧率扰动燃烧率扰动通常指燃料量和燃料热值的变化扰动3）确保燃料、送风和引风等参数协调变化保证燃烧经济性4）确保燃烧过程的稳定性，避免炉膛压力大范围波动燃烧过程控制构成,BD,,锅炉主控制器,燃制,,料系,,控统,,,送制,,风系,,控统,,,引制,,风系,,控统,,,协调级,,,,燃料控制系统(1),p,o,p,T,,燃料量调节机构,PI1,M,PI2,BD,燃料控制系统,,燃料量调节机构,燃料控制系统(2),P,0,P,E,,PI1,M,PI2,BD,燃料控制系统,二、各控制系统的控制方案,,1．燃料控制系统,,,,2．送风控制系统,,,送风基本控制系统,送风机风量调节机构,K,V,PI,M,,,送风机风量调节机构,送风控制系统,_,+,+,_,+,D,σ,V,M,O,2,氧量调节器,送风调节器,f,(,x,),K,,最佳含氧量与负荷关系,0,负荷,最佳含氧量,O,2,,,,,σ,送风控制系统,送风机风量调节机构,＋,－,_,+,D,BD,V,O,2,氧量调节器,送风调节器,f,1,(,x,),×,f,2,(,x,),,,3．引风控制系统,,,引风控制系统,+,+,引风机风量调节机构,p,SS,p,S,V,f(x),引风调节器,－,,,三、燃烧过程控制基本方案,,,+,+,―,―,+,―,送风机风量调节机构,引风机风量调节机构,O,2,V,燃料量调节机构,M,BD,―,p,o,p,T,PI1,f,1,(x),p,S,D,p,SS,+,+,PI2,―,PI5,+,PI3,f,3,(x),PI4,燃烧控制基本方案,f,2,(x),×,,,第四节 燃烧控制中的几个问题,,一、燃料量测量,,,基于给煤量修正的总燃料量（发热量）测量,,给煤机控制装置有给煤量测量功能，测量值求和后就代表入炉总煤量,M,c,。
但由于煤种和水分不同，煤的发热量不同，因此需将总煤量M,c,信号进行修正以构建一个既能反映燃料量变化又能反映出煤的热值变化的燃料量（发热量）信号＋,－,＋,k,o,……,∑1,给煤机A给煤量,给煤机F给煤量,M,c,×,∑3,△,,∫,,总给水流量,f,(x),D,Q,k,MQ,燃油量O,M,×,,A,基于给煤量修正的总燃料量测量,f,(t),f,(t),,,,二、增益自动调整,,,给煤机给煤指令,增益自动调整回路,增益调整回路,5,1,x,Σ,S,A,,S,B,S,C,,S,D,S,E,S,F,f(x),×,总燃料量M,锅炉指令BD,f(x),,△,PID,乘法器为燃料调节对象的一部分，选择合适的函数,f(,x)，则可以做到不管给煤机投入的台数如何，都可以保持燃料调节对象增益不变，这样就不必调整燃料调节器的控制参数了增益调整与平衡器（GAIN CHANGER & BALANCER），就是完成该功能2）烟气氧量信号故障；,,（2）当炉膛压力过高时，产生闭锁升信号，使送风机动叶只许关小，不许开大；,,（5）主汽流量信号故障；,,图12－70 磨煤机出口温度控制,,因此运行中一旦发现风机进入喘振区，就应该采取措施使风机运行点避开喘振区。
由于一般都是通过调节磨煤机入口热风挡板开度控制磨煤机入口一次风量；,,（3）总煤量低值信号出现从燃烧过程控制任务来看，燃烧过程控制应具有如下功能：,,给煤机控制装置有给煤量测量功能，测量值求和后就代表入炉总煤量Mc1）当炉膛压力低于一定值出现时，形成闭锁升信号图12－40 风机的不稳工况与预防,,（2）A、B引风机均在手动；,,出口温度控制系统通过调节磨煤机冷风挡板开度控制磨煤机出口温度1）燃料量控制系统；,,磨煤机出口温度控制系统,,图3 机炉协调控控制方式,,图12－34 煤粉锅炉的燃料控制系统的一般控制方案,,基于给煤量修正的总燃料量（发热量）测量,,当下列信号之一出现时，周界风挡板指令将强制输出至100%全开：,,七、密封风母管压力控制系统,,该机组燃烧控制系统主要包括以下子控制系统：,三、风煤交叉限制,,,为了在机组增、减负荷动态过程中，使燃料得到充分燃烧就要保证有足够的风量需要保持一定的过量空气系数，因此，在机组增负荷时，就要求先加风后加煤；在机组减负荷时，就要求先减煤后减风这样就存在一个风煤交叉限制风量,燃料量,＞,＜,锅炉指令BD,图12－32 风煤交叉限制基本方案,燃料控制系统,送风控制系统,f,1,(,x,),f,2,(,x,),f,3,(,x,),图12－33 风煤交叉限制方案,风量,燃料量,氧量校正,×,锅炉指令BD,送风控制系统,f,1,(,x,),＞,f,3,(,x,),燃料控制系统,30％,＜,f,2,(,x,),,,,,,＋,－,＋,……,∑1,给煤机A给煤量,给煤机F给煤量,×,∑3,总给水流量,f,(,x,),燃油量,×,PI,f,1,(,x,),0.8~1.2,,T,,A2,×,1,风量,＜,f,2,(,x,),锅炉指令BD,2,Δ,＋,－,×,PI,,T,f,3,(,x,),,,A1,,A3,,A,增益调整,A－F给煤机指令,图12－34 煤粉锅炉的燃料控制系统的一般控制方案,f,(t),f,(t),,,四、风机调节,,１．节流调节,,,节流调节就是改变风机进口或出口管路上的节流挡板的开度，来改变风机的工作点，从而调节风机的通风量。
1）出口节流调节 ：采用风机出口节流调节时，节流挡板装置在风机出口管路上改变管道系统特性曲线，从而使风机的风量改变一般已不采用这种调节方式,风量,V,图12－35 风机出口节流调节,V,B,V,A,A,B,,,,O,出口压力,p,,,（2）,进口节流调节,：,,,节流挡板设置在风机的进口管路上，通过改变风机进口节流挡板的开度，来改变风机进口压力和性能曲线，使风机工作点移动，达到调节风量目的,进口节流调节要比出口节流调节的运行经济性为好，但挡板开度与风量变化不成线性关系，不宜采用自动调节，调节性能较差，因此大容量风机也不采用这种调节方式C,V,B,V,A,风量,V,A,B,出口压力,p,,,O,图12－36 风机进口节流调节,,,,２．变角调节,,（,1）进口导流器调节(入口导叶调节、静叶调节):是通过改变风机入口处导流器叶片的角度，使风机叶片进口气流的周向速度发生变化，从而改变风机的性能曲线及工作点，进而达到调节风量的目的由于导流器的附加阻力较小、风机效率下降较少，所以运行的经济性比节流调节高得多，而且导流器结构简单、设备费用低、调节性能较好、运行可靠、维护方便，风机常采用这种调节方法。
－30°,V,C,V,C,C,V,B,V,A,风量,V,A,B,出口压力,p,,O,图12－37 入口导叶调节,,,,30°,0°,－75°,C,V,B,V,A,风量,V,A,B,出口压力,p,,O,20°,0°,图12－38 动叶调节,,,,（,2）动叶调节（轴流式风机）,：,,,通过改变风机叶片的角度，改变风机的特性曲线，实现改变风机运行工作点和调节风量采用这种调节方法时，运行经济性和安全性均较好，且每一个叶片角度均对应一条性能曲线，叶片角度与风量的变化几乎成线性关系，便于采用自动调节，因此在大容量轴流式风机中得到广泛采用３．变速调节,,,出口压力,p,V,C,n,3,C,V,B,V,A,风量,V,A,B,,,O,图12－39 风机变速调节,,,n,1,n,2,,,（1）燃料量控制系统；,,给煤机控制装置有给煤量测量功能，测量值求和后就代表入炉总煤量Mc基于给煤量修正的总燃料量（发热量）测量,,磨煤机出口温度控制系统,,图12－65 总燃料量信号形成,,基于给煤量修正的总燃料量测量,,（5）任一辅机的RB条件存在图12－81 周界风控制系统,,（3）相应送风机未运行；,,采用这种调节方法时，运行经济性和安全性均较好，且每一个叶片角度均对应一条性能曲线，叶片角度与风量的变化几乎成线性关系，便于采用自动调节，因此在大容量轴流式风机中得到广泛采用。
SA SB SC SD SE SF,,（1）密封风机母管压力设定值与实际值偏差大；,,2．二次风（辅助风）控制系统,,图12－35 风机出口节流调节,,（1）主蒸汽流量信号坏质量；,,3．机炉协调控制方式,,(3)磨煤机入口风量设定值与实际值偏差大；,,（2）燃料主控设定值和总燃料量偏差大；,,三、燃烧过程控制基本方案,,这里仅以磨A的一次风量控制系统为例进行介绍4． 风机防喘振,,,V,A”,－22.5°,A”,V,C,A’,－30°,C,V,A’,V,A,A,B,出口压力,p,,O,20°,0°,,Ⅰ,Ⅱ,风量,V,,,,图12－40 风机的不稳工况与预防,,动叶开度限制值,风机动叶开度指令,T,动叶开度指令,A,图12－41风机防喘振方法,接近喘振区,,喘振是风机运行中的一种特殊现象，喘振会造成风机叶片断裂或其它机械部件损坏，威胁风机和整个系统的安全因此运行中一旦发现风机进入喘振区，就应该采取措施使风机运行点避开喘振区图12－73 烟气氧量信号形成,,直吹式锅炉的燃料系统没有中间煤粉储仓，由给煤机将原煤送入磨煤机，原煤磨成煤粉后直接由一次风送入炉膛燃烧，同时二次风送炉膛助燃当下列信号之一出现时，燃尽风挡板控制站将强制输出至100%全开：,,（3）给煤机运行且对应给煤量异常。
DT不变时燃料量扰动下的汽压特性,,七、密封风母管压力控制系统,,（2）周界风（燃料风），约占二次总风量15～25％，分布在一次风和煤粉的喷嘴周围，提供一次风煤粉气流着火和燃烧的扩展，还可减弱一次风煤粉气流的衰减速度，增强气流的刚度等等功能；,,（2）当炉膛压力高于一定值时，形成闭锁降信号，限制引风机静叶进一步关小，只能打开密封风机B入口滤网差压调门,,热风挡板开度指令还要受下列信号的限制：,,GAIN CHANGER & BALANCER,,图12－37 入口导叶调节,,在机组减负荷时，就要求先减煤后减风1）总风量信号故障；,,图12－40 风机的不稳工况与预防,,基于给煤量修正的总燃料量（发热量）测量,,（5）一次风压力控制系统,,从燃烧过程控制任务来看，燃烧过程控制应具有如下功能：,,燃油量 磨煤机A给煤量 磨煤机F给煤量,,图12－36 风机进口节流调节,第五节 直吹式锅炉燃烧过程控制,,,直吹式锅炉的燃料系统没有中间煤粉储仓，由给煤机将原煤送入磨煤机，原煤磨成煤粉后直接由一次风送入炉膛燃烧，同时二次风送炉膛助燃对于600MW及以上机组，由于锅炉容量大，如果采用中间储仓式制粉系统，则煤粉仓较大，会增加投资，同时也不便于锅炉整体布置。
因此，600MW及以上机组均采用直吹式制粉系统11,5,,,,,1,2,1－原煤仓； 2－给煤机； 3－磨煤机；4－煤粉分离器；5—一次风风箱；6－煤粉管道；7 燃烧器；8 锅炉；9－送风机；10－一次风机； 11－空气预热器； 12－二次风管道；13－一次热风管道；14－一次冷风管道；15－二次风风箱；16－热风挡板；17－冷风挡板；18－一次风门；19—密封门；,3,4,,,,,,,,,,,,,,,,,,6,15,7,8,9,10,图12－53 正压冷一次风机直吹式制粉系统,12,13,14,16,17,19,18,来自密封风机,,,一、 直吹式锅炉燃烧控制特点,,,p,t,D,p,b,M V,1,V,2,V,1,M,o,磨煤机,炉膛,蒸发,,部分,过热器,图12－54 直吹式锅炉汽压生产过程示意图,磨煤机已成为燃烧控制系统不可分割的组成部分制粉需要时间，煤粉量M与进入磨煤机的原煤量Mo之间有时间上的滞后和延迟，显然，制粉过程增大了控制通道的惯性和延迟，对燃烧控制是不利的中储式：能量转化45S—1min (125MW）,,直吹式：制粉2min,能量转化2—4.5min ,600MW 4.5min,,,,,煤粉由一次风送入炉膛，送粉能力与一次风量有关；同时，一次风量对制粉系统的正常工作影响很大，所以必须对进入磨煤机的一次风量进行控制。
磨煤机出口温度与煤粉干燥度有关，出口温度太低，会使煤得不到足够得干燥，影响煤粉的输送，甚至会造成堵塞；出口温度太高，则容易发生煤的自燃因此，需对磨煤机出口温度进行控制由于一般都是通过调节磨煤机入口热风挡板开度控制磨煤机入口一次风量；通过调节磨煤机入口冷风挡板控制磨煤机出口温度为保证控制开度与风量的一一对应关系，为此需设置一次风压力控制系统用于输送煤粉的一次风是属于助燃的风量，但帮助燃料在炉膛内完全燃烧的主要还是由送风机提供的二次风因此，燃烧过程的经济性主要是通过调节二次风量来保证由于直吹式锅炉特性， 燃烧过程控制的三个控制系统在直吹式锅炉燃烧过程控制中已演变成六个控制系统：燃料控制系统、 磨煤机一次风量控制系统、磨煤机出口温度控制系统、一次风压力控制系统、送风控制系统（又称风量控制系统）和炉膛压力控制系统需要保持一定的过量空气系数，因此，在机组增负荷时，就要求先加风后加煤；,,（5）任一辅机的RB条件存在1)当FSSS系统来“开磨煤机入口热风挡板”信号时，磨煤机入口热风挡板控制站将强制输出至一定值（10％）1）迅速改变炉膛燃烧率，适应外部负荷变化调节送风量的目的是保证锅炉燃烧过程的经济性。
1）总风量信号故障；,,除正常控制外，各二次风挡板指令在以下信号之一出现时将强制输出至100%：,,（4）磨煤机入口冷风挡板故障当出现下列情况之一时，煤量修正控制站将强制切到手动修正方式：,,图12－81 周界风控制系统,,通过改变风机叶片的角度，改变风机的特性曲线，实现改变风机运行工作点和调节风量2）A、B引风机均在手动；,,（4）炉膛压力控制系统；,,（2）燃料主控设定值和总燃料量偏差大；,,因此，600MW及以上机组均采用直吹式制粉系统燃油量 磨煤机A给煤量 磨煤机F给煤量,,（2）FSSS的自然通风信号3）相应送风机未运行；,,（1）当炉膛压力低于一定值出现时，形成闭锁升信号1）一次风母管压力设定值与实际值偏差大；,二、 直吹式锅炉燃烧过程控制的原则性方案,,,煤粉量,t,给煤量与一次风一起扰动,给煤量扰动,一次风扰动,,图12－55 各种扰动下的磨煤机出粉特性,,,,,1. “一次风——燃料”系统,,,－,＋,－,－,－,－,＋,＋,＋,＋,＋,给煤量M,,调节机构,BD,PI1,一次风量V,1,,调节机构,V,1,二次风量V2,,调节机构,V,PI2,PI5,×,PI3,O,2,O,2S,f,(,x,),PI4,引风量VS,,调节机构,p,s,p,ss,M,图12－56 “一次风——燃料”系统,,,2．“燃料——风量”系统,,,虽然600MW机组的锅炉容量大，磨煤机台数增加，但相对装煤量却减小，这样会使磨中蓄粉减少，因此采用改一次风量暂时增加进入炉膛的煤粉量对于600MW机组的较大负荷变化来说，其吹出的粉量还是不够的，因此600MW机组的燃烧过程控制均采用 “燃料——风量”系统形式。
＋,＋,＋,＋,＋,＋,－,－,－,－,－,给煤量M,,调节机构,BD,PI1,M,一次风量V1,,调节机构,V,1,二次风量V2,,调节机构,V,PI2,PI5,×,PI3,O,2,O,2S,f,(,x,),PI4,引风量VS,,调节机构,p,s,p,ss,图12－57 “燃料——风量”系统,,,三、 相应控制系统 方案,,1. 燃料控制系统,,,总燃料量,－,＋,图12－58,燃料控制系统,方案,锅炉指令BD,总风量,f,3,(,x,),＜,×,∑2,燃油量 磨煤机A给煤量 磨煤机F给煤量,f,4,(,x,),总给水流量,∑3,f,,(,t,),△,f,7,(,x,),∑4,BALANCER,给煤机A给煤控制装置,……,f,6,(,x,),f,8,(,x,),f,2,(,x,),给水温度,∑1,△,f,5,(,x,),×,PI,I,燃料主控指令,,T,,A,磨煤机投,,自动台数,∑5,,A,,T,,A,＜,磨A入口一次风量,f,8,(,x,),给煤机A给煤指令,,f,(,x,),给煤机F给煤指令,f,1,(,x,),,,2. 磨煤机一次风量控制系统,,,600MW机组一般配置六台磨煤机，分别为A、B、C、D、E和F，每台磨煤机组的控制原理是完全相同的，但控制系统结构又都是互相独立的。
这里仅以磨A的一次风量控制系统为例进行介绍磨A入口一次风量,给煤机A给煤指令,f,(,x,),∑1,,T,,A,△,PID,∑2,,A,磨A热风挡板,图12－59 磨A一次风量控制系统方案,,,3. 磨煤机出口温度控制系统,,,磨A出口温度,,A,△,PID1,磨A入口温度,∑1,给煤机A给煤指令,f,(,x,),△,PID2,,T,,A,磨A冷风挡板开度指令,图12－60 磨A出口温度控制系统方案,,,,磨A出口温度,,A,△,PID,∑,图12－61 磨出口温度与一次风控制系统,f,(,x,),,T,,A,磨A冷风挡板开度指令,,A,,T,,A,磨A热风挡板开度指令,磨A入口一次风量,给煤机A给煤指令,f,(,x,),∑,,T,,A,△,PID,,A,磨A一次风挡板开度指令,,,4. 一次风压控制系统,,,＋,一次热风母管压力,,A,△,PID1,主蒸汽流量,f,(,x,),图12－62 一次风压控制系统方案,∑1,GAIN CHANGER & BALANCER,∑2,,T,,A,T1,强开,,(来自SCS),100%,T2,强关,,(来自SCS),0%,∑3,＋,＋,－,,A,,f,(,x,),一次风机A入口,,导叶开度指令,,T,,A,T3,强开,,(来自SCS),100%,T4,强关,,(来自SCS),0%,,f,(,x,),一次风机B入口,,导叶开度指令,A,A,A,A,,,（2）A、B引风机均在手动；,,第五节 直吹式锅炉燃烧过程控制,,磨煤机一次风量控制系统,,（1）出口节流调节 ：采用风机出口节流调节时，节流挡板装置在风机出口管路上。
虽然600MW机组的锅炉容量大，磨煤机台数增加，但相对装煤量却减小，这样会使磨中蓄粉减少，因此采用改一次风量暂时增加进入炉膛的煤粉量对于600MW机组的较大负荷变化来说，其吹出的粉量还是不够的，因此600MW机组的燃烧过程控制均采用 “燃料——风量”系统形式5min ,600MW 4.,,保证燃烧过程经济性 ；,,图12－34 煤粉锅炉的燃料控制系统的一般控制方案,,（1）引风机静叶控制指令和反馈偏差大；,,燃烧过程控制任务与机组运行方式有关1)磨煤机入口风量信号故障；,,基于给煤量修正的总燃料量（发热量）测量,,磨煤机出口温度控制系统,,（1）燃料量控制系统；,,在机组减负荷时，就要求先减煤后减风4）当SCS来“关闭A（或B）送风机动叶”信号时，送风机A（或B）动叶控制站将强制输出0%4）两台引风机均手动；,,（2）当炉膛压力过高时，产生闭锁升信号，使送风机动叶只许关小，不许开大；,,（3）相应送风机未运行；,,直吹式：制粉2min,能量转化2—4.,5. 送风控制系统,,二次风量,一次风量,y,5,,+,y,4,+,+,－,y,1,Σ3,Σ4,y,2,y,3,＞,锅炉指令BD,f,(t),f,(t),f,3,(,x,),×,f,1,(,x,),主蒸汽流量,Σ2,,A1,△,PID1,烟气含氧量,,T,,A,f,2,(,x,),总燃料量,f,4,(,x,),＞,30％,△,PID2,Σ1,总风量,GAIN CHANGER & BALANCER,Σ5,f,5,(,x,),A,,,送风机A,,动叶开度,送风机B,,动叶开度,图12－63 送风控制系统方案,＋,∑6,,T,,A,T1,强开,,(来自SCS),100%,T2,强关,,(来自SCS),0%,∑7,＋,＋,－,,A,,f,(,x,),,T,,A,T3,强开,,(来自SCS),100%,T4,强关,,(来自SCS),0%,,f,(,x,),防喘振回路,防喘振回路,A,A,A,A,,,6. 炉膛压力控制系统,,100%,100%,f,1,(,x,),炉膛压力,引风机A,,静叶开度,引风机B,,静叶开度,△,PID,∑1,两送风机动叶,,开度之和,,A,BALANCER,f,2,(,x,),＋,∑2,,T,,A,∑3,＋,＋,－,,A,,f,(,x,),,T,,A,超弛控制回路,T5,MFT,,f,(,x,),超弛控制回路,T6,,,T1,强开,,(来自SCS),T2,强关,,(来自SCS),0%,T3,强开,,(来自SCS),T4,强关,,(来自SCS),0%,A,A,A,A,,,第七节 燃烧过程控制实例,,一、系统总体结构,,600MW机组锅炉燃烧控制系统为例进行介绍与分析，采用正压直吹式制粉系统，锅炉采用四角切圆燃烧方式，包括六台磨组。
其燃烧控制方案采用 “燃料——风量”原则性系统该机组燃烧控制系统主要包括以下子控制系统：,,（1）燃料量控制系统；,,（2）磨组控制系统；,,（3）送风控制系统；,,（4）炉膛压力控制系统；,,（5）一次风压力控制系统,,（6）辅助控制系统二、燃料量控制系统,,,总给煤量,f,4,(,x,),总燃油量,总给水,流量,f,1,(,x,),∑,f,2,(,x,),△,,K,,,∫,,,,,A,,A,,T,f,3,(,x,),,总煤量修正,总燃料量,图12－65 总燃料量信号形成,×,∑,K,f,(t),0％,手动,当出现下列情况之一时，煤量修正控制站将强制切到手动修正方式：,,（1）总给水流量信号坏质量；,,（2）总煤量信号坏质量；,,（3）总煤量低值信号出现3．燃料量控制,,,∑,K,△,,K,,,∫,,,,,A,,T,∑,BALANCER,燃料主控指令,图12－66 燃料量控制,总燃料量,BD,总风量,f,1,(,x,),f,3,(,x,),×,f,2,(,x,),＜,∑,给水温度,Σ,S,A,,S,B,S,C,,S,D,S,E,S,F,f,4,(,x,),×,,,手动,当出现下列情况之一时，燃料主控制站强制切到手动控制方式：,,（1）所有给煤机都在手动控制；,,（2）燃料主控设定值和总燃料量偏差大；,,（3）MFT；,,（4）两台引风机均手动；,,（5）任一辅机的RB条件存在,。
三、磨组控制系统,,1．功能概述,,,磨组控制是指将一台磨煤机组的控制作为一个整体来考虑，包括给煤机转速控制系统、磨煤机风量控制系统和磨煤机出口温度控制系统现以A磨为例进行分析转速控制系统通过调节给煤机转速使给煤量满足燃料主控指令的要求；,,风量控制系统通过调节磨煤机热风挡板开度控制磨煤机入口一次风量；,,出口温度控制系统通过调节磨煤机冷风挡板开度控制磨煤机出口温度2．给煤机转速控制,,当出现下列情况之一时，给煤机控制站强制切到手动控制方式：,,（1）给煤机未运行；,,（2）对应磨煤机热风控制站不在自动；,,（3）给煤机运行且对应给煤量异常图12－67 给煤机转速控制,燃料主控指令,∑,,A,偏置,,A,,T,,A,最小转速,,f,(,x,),给煤机A转速指令,手动,＜,RB,RB目标值,磨A入口一次风量,f,1,(,x,),磨投运,Y,Y,N,N,T,T,＜,＞,A,0％,T,来自FSSS,,减小给煤机速度至最小,Y,A,0％,,,3．磨煤机风量和出口温度控制,,,图12－68 磨A入口一次风量测量,磨A入口一次风量,磨A入口一次风压力,MEDIAN,,SELECT,磨A入口一次风量A,,磨A入口一次风量B,磨A入口一次风量C,×,×,×,f,2,(,x,),f,1,(,x,),f,1,(,x,),f,1,(,x,),2XMTR,磨A入口一次风温T1,磨A入口一次风温T2,×,f,3,(,x,),,,,,,,,f,1,(,x,),∑,,A,△,,K,,,∫,,,,∑,,A,,T,磨A热风挡板开度指令,,f,(,x,),磨A入口一次风量,给煤机转速指令,来自FSSS,,开磨煤机入口热风挡板,偏置,Y,N,T,A,10％,磨出口温度高,Y,T,A,0％,手动,热风挡板开度指令还要受下列信号的限制：,,(1)当FSSS系统来“开磨煤机入口热风挡板”信号时，磨煤机入口热风挡板控制站将强制输出至一定值（10％）。
2)当磨煤机出口温度高信号出现时，磨煤机入口热风挡板全关，磨煤机入口冷风挡板全开此外，当出现下列情况之一时，磨煤机热风挡板控制站强制切到手动控制方式：,,(1)磨煤机入口风量信号故障；,,(2)磨煤机未运行；,,(3)磨煤机入口风量设定值与实际值偏差大；,,(4)磨煤机入口热风挡板指令与位偏差大2）磨煤机出口温度控制,,给煤机转速指令,f,2,(,x,),图12－70 磨煤机出口温度控制,MEDIAN,,SELECT,磨A出口温度T1,磨A出口温度T2,磨A出口温度T3,,A,△,,K,,,∫,,,,△,,K,,,∫,,,,∑,磨A出口温度设定值,磨A入口温度,,A,,T,磨A冷风挡板开度指令,,,f,(,x,),来自FSSS,,开磨煤机入口冷风挡板,Y,N,T,A,10％,磨出口温度高,Y,T,A,100％,手动,,,在机组减负荷时，就要求先减煤后减风图12－71 A侧 二次风量测量,,（2）当炉膛压力过高时，产生闭锁升信号，使送风机动叶只许关小，不许开大；,,（2）一次风母管压力信号故障；,,为保证控制开度与风量的一一对应关系，为此需设置一次风压力控制系统该机组燃烧控制系统主要包括以下子控制系统：,,调节燃料量使入炉燃料燃烧所产生的量能与锅炉外部负荷需求的量能相适应。
1）燃料量控制系统；,,因此，燃烧过程的经济性主要是通过调节二次风量来保证热风挡板开度指令还要受下列信号的限制：,,图12－35 风机出口节流调节,,（4）当SCS来“关闭A（或B）送风机动叶”信号时，送风机A（或B）动叶控制站将强制输出0%调节燃料量使入炉燃料燃烧所产生的量能与锅炉外部负荷需求的量能相适应因此运行中一旦发现风机进入喘振区，就应该采取措施使风机运行点避开喘振区由于直吹式锅炉特性， 燃烧过程控制的三个控制系统在直吹式锅炉燃烧过程控制中已演变成六个控制系统：燃料控制系统、 磨煤机一次风量控制系统、磨煤机出口温度控制系统、一次风压力控制系统、送风控制系统（又称风量控制系统）和炉膛压力控制系统图12－70 磨煤机出口温度控制,,图12－67 给煤机转速控制,,图12－81 周界风控制系统,(1)当FSSS系统来“开磨煤机入口冷风挡板”信号时，磨煤机入口冷风挡板控制站将强制输出至一定值（10％）2)当磨煤机出口温度高时，磨煤机入口热风挡板全关，磨煤机入口冷风挡板全开当出现下列情况之一时，磨煤机冷风挡板控制站强制切到手动控制方式：,,（1）磨煤机出口温度信号故障；,,（2）磨煤机未运行；,,（3）磨煤机出口温度设定值与实际值偏差大；,,（4）磨煤机入口冷风挡板故障。
四、送风控制系统,,,图12－71 A,侧,二次风量测量,A,侧二次风量,A空预器出口二次风压,MEDIAN,,SELECT,A侧热二次风量A,,A侧热二次风量B,A侧热二次风量C,×,×,×,f,2,(,x,),f,1,(,x,),f,1,(,x,),f,1,(,x,),2XMTR,A侧热二次风温度T,1,A侧热二次风温度T,2,×,f,3,(,x,),,,,,,,,,MEDIAN,,SELECT,左侧氧量A,1,左侧氧量A,2,,左侧氧量A,3,MEDIAN,,SELECT,右侧氧量B1,右侧氧量B2,右侧氧量B,3,2XMTR,f,(t),氧量信号,图12－73 烟气氧量信号形成,BD,y,1,t,t,t,y,2,,,,,t,y,3,,,y,4,t,,,t,y,5,,,图12－72 锅炉主控指令动态校正,y,4,+,+,－,y,1,+,f,(t),Σ1,Σ2,y,2,y,3,f,(t),＞,y,5,BD,动态校正后锅炉主控指令,,,图12－74 总风量指令形成,f,4,(,x,),×,K,1,燃料量,f,1,(,x,),,A,f,2,(,x,),∑,△,,K,,,∫,,,,,A,,T,f,3,(,x,),主汽流量,＞,30%最小风量,K,2,总风量指令,氧量信号,动态校正后锅炉主控指令,,A,,,图12－75,送风控制回路,∑,K,3,△,,K,,,∫,,,,,A,,T,f,5,(,x,),∑,BALANCER,,A,,T,∑,B,侧二次风量,A,侧二次风量,总一次风量,总风量指令,,f,(,x,),,f,(,x,),送风机A动叶开度,Y,N,,A,∑,T,＋,＋,＋,—,风机A、B,,均自动,——,＋,送风机B动叶开度,,T,来自SCS,,关,A,0,T,来自SCS,,关,A,Y,Y,T,A,来自SCS,,开,Y,T,A,Y,100％,来自SCS,,开,手动,手动,∑,,,送风机动叶开度指令还要受下列信号限制：,,（1）当炉膛压力过低时，产生闭锁降信号，送风机动叶只许开大，不许关小；,,（2）当炉膛压力过高时，产生闭锁升信号，使送风机动叶只许关小，不许开大；,,（3）当SCS来“开A（或B）送风机动叶”信号时，送风机A（或B）动叶控制站将强制输出至定值；,,（4）当SCS来“关闭A（或B）送风机动叶”信号时，送风机A（或B）动叶控制站将强制输出0%。
当出现下列情况之一时，,送风机动叶控制站,强制切到手动控制方式：,,（1）总风量信号故障；,,（2）A、B引风机均在手动；,,（3）相应送风机未运行；,,（4）MFT；,,（5）总风量设定值与实际值偏差大；,,（6）送风机动叶指令与反馈偏差大当出现下列情况之一时，,氧量修正控制站,强制切到手动控制方式：,,（1）两台送风机均在手动；,,（2）烟气氧量信号故障；,,（3）主汽流量信号故障；,,（4）氧量设定值与测量值偏差大五、炉膛压力控制系统,MFT,－,MEDIAN,,SELECT,炉膛压力A,,炉膛压力B,,炉膛压力C,,f,(t),△,,K,,,∫,,,,∑,,A,炉膛压力设定值,f,1,(,x,),送风机动叶开度指令,BALANCER,∑,∑,,A,,T,,A,,T,,f,(,x,),引风机B静叶开度,,引风机A静叶开度,,A,偏置,∑,Y,＋,－,＋,＋,＋,T,引风机A、B,,均自动,f,2,(,x,),,,N,T,T,N,∑,Y,Y,T,N,∑,T,Y,N,＋,－,T,来自SCS,,关,A,0,T,来自SCS,,关,A,Y,Y,T,A,来自SCS,,开,Y,T,A,Y,来自SCS,,开,0,,f,(,x,),手动,手动,,,图12－67 给煤机转速控制,,燃油量 磨煤机A给煤量 磨煤机F给煤量,,基于给煤量修正的总燃料量（发热量）测量,,（1）密封风机母管压力设定值与实际值偏差大；,,当出现下列情况之一时，煤量修正控制站将强制切到手动修正方式：,,因此，600MW及以上机组均采用直吹式制粉系统。
1)磨煤机入口风量信号故障；,,GAIN CHANGER & BALANCER,,（4）氧量设定值与测量值偏差大SA SB SC SD SE SF,,图12－32 风煤交叉限制基本方案,,从燃烧过程控制任务来看，燃烧过程控制应具有如下功能：,,需要保持一定的过量空气系数，因此，在机组增负荷时，就要求先加风后加煤；,,图12－39 风机变速调节,,（2）A、B引风机均在手动；,,（3）给煤机运行且对应给煤量异常1）密封风机母管压力设定值与实际值偏差大；,,（4）MFT超驰指令限制热风挡板开度指令还要受下列信号的限制：,,由于直吹式锅炉特性， 燃烧过程控制的三个控制系统在直吹式锅炉燃烧过程控制中已演变成六个控制系统：燃料控制系统、 磨煤机一次风量控制系统、磨煤机出口温度控制系统、一次风压力控制系统、送风控制系统（又称风量控制系统）和炉膛压力控制系统直吹式：制粉2min,能量转化2—4.,当出现下列情况之一时，引风机静叶控制站强制切到手动控制方式：,,（1）引风机静叶控制指令和反馈偏差大；,,（2）炉膛压力变送器故障；,,（3）相应引风机未运行；,,（4）炉膛压力设定值与实际值偏差大除正常的控制外，引风机动静叶开度指令还要受下列信号限制：,,（1）当炉膛压力低于一定值出现时，形成闭锁升信号。
限制引风机静叶进一步打开，而只能关小2）当炉膛压力高于一定值时，形成闭锁降信号，限制引风机静叶进一步关小，只能打开3）当SCS来“开A（或B）引风机静叶”信号时，引风机A（或B）静叶控制站将强制输出至定值；当SCS来“关闭A（或B）引风机静叶”信号时，引风机A（或B）静叶控制站将强制输出0%4）MFT超驰指令限制MFT超驰控制,,,当锅炉发生MFT工况时，控制回路通过脉冲块发出脉冲信号使引风机静叶开度在原开度值下迅速关小一个开度，该关小开度由送风量决定根据这送风量情况，迅速减少引风量，使得进入炉膛的风量大于从炉膛抽出的烟气量，这种暂时的不平衡可尽量补偿MFT时因炉膛灭火而导致的炉膛压力下降太多当超驰时间一到，引风机静叶恢复到正常的炉膛压力控制六、一次风母管压力控制系统,f,1,(,x,),,,A,∑,主汽流量,偏置,MEDIAN,,SELECT,热一次风母管压力A,,热一次风母管压力B,,热一次风母管压力C,,△,,K,,,∫,,,,BALANCER,∑,∑,,A,,T,,A,,T,,f,(,x,),,f,(,x,),一次风机A,,入口导叶开度,,A,偏置,∑,N,Y,,T,一次风机B,,入口导叶开度,风机A、B,,均自动,＋,＋,＋,＋,－,－,手动,手动,,,,除正常的控制外，一次风机入口导叶开度指令还要受下列信号限制：,,（1）当SCS来“开A（或B）一次风机入口导叶”信号时，一次风机A（或B）入口导叶开度指令将输出至定值；,,（2）当SCS来“关闭A（或B）一次风机入口导叶”信号时，一次风机A（或B）入口导叶开度指令将强制输出0%。
当出现下列情况之一时，一次风机导叶控制站强制切到手动控制方式：,,（1）一次风母管压力设定值与实际值偏差大；,,（2）一次风母管压力信号故障；,,（3）一次风机入口导叶控制指令和反馈偏差大；,,（4）MFT；,,（5）主汽流量信号故障；,,（6）相应一次风机未运行七、密封风母管压力控制系统,,f,1,(,x,),,A,∑,主汽流量,偏置,△,,K,,,∫,,,,BALANCER,∑,∑,,A,,T,,A,,T,,f,(,x,),,f,(,x,),密封风机B入口滤网差压调门,,密封风机A入口滤网差压调门,密封风母管压力,,A,∑,N,Y,,＋,T,＋,＋,＋,－,－,风机A、B,,均自动,手动,手动,,,当出现下列情况之一时，密封风机入口滤网差压调节控制站强制切到手动控制方式：,,（1）密封风机母管压力设定值与实际值偏差大；,,（2）密封风机母管压力信号故障；,,（3）密封风机入口滤网差压调节门控制指令和反馈偏差大；,,（4）MFT；,,（5）主汽流量信号故障；,,（6）相应密封风机未运行八、辅助控制系统,,,1．二次风组成及分布,,,二次风进入二次风大风箱，从炉前进入炉膛时有分为三部分：,,（1）辅助风（二次风），它是二次风的主要部分，约占二次总风量60～70％，所以常称二次风，提供煤粉和油完全燃烧所需的空气量；,,（2）周界风（燃料风），约占二次总风量15～25％，分布在一次风和煤粉的喷嘴周围，提供一次风煤粉气流着火和燃烧的扩展，还可减弱一次风煤粉气流的衰减速度，增强气流的刚度等等功能；,,（3）燃尽风（过燃风），约占二次总风量15％，布置在燃烧器的最上部两层，有助于减少炉膛内形式NOX量。
二次风AA（未使用）,,二次风BB,,二次风CC上,,二次风CC下,,二次风DD下,,二次风EE下,,二次风DD上,,二次风EE上,,二次风FF下,,二次风FF上,,燃尽风下,,燃尽风上,,,周界风A,煤A层,,,周界风B,煤B层,,,周界风C,煤C层,,,周界风D,煤D层,,,周界风E,煤E层,,,周界风F,煤F层,,,油二次风AB,油AB层,,,油二次风BC,油BC层,,,油DE层,油二次风DE,,,2．二次风（辅助风）控制系统,,A,∑,主汽流量,偏置,MEDIAN,,SELECT,二次风箱炉膛差压,A,△,,K,,,∫,,,,BALANCER,,A,,T,手动,偏置,,二次风挡板,∑,,A,,T,手动,,f,(,x,),由MFT、FSSS的强开信号,Y,N,,A,,,,二次风箱炉膛差压B,二次风箱炉膛差压C,各层二次风、油二次风挡板,100%,f,1,(,x,),,T,A,,,除正常控制外，各二次风挡板指令在以下信号之一出现时将强制输出至100%：,,（1）MFT信号；,,（2）FSSS的自然通风信号当出现下列情况之一时，二次风箱/炉膛差压控制强制切到手动控制方式：,,（1）主蒸汽流量信号坏质量；,,（2）二次风箱/炉膛差压信号坏质量；,,（3）所有二次风、油二次风全在手动控制；,,（4）二次风箱/炉膛差压设定值与实际值偏差大；,,（5）二次风箱/炉膛差压偏高。
3．周界风（燃料风）控制系统,图12－81 周界风控制系统,f,1,(,x,),,,A,∑,A给转速指令,偏置,,A,,T,,周界风A挡板开度指令,,f,(,x,),由MFT、FSSS,,的强开信号,Y,N,100%,T,A,手动,当下列信号之一出现时，周界风挡板指令将强制输出至100%全开：,,（1）MFT信号；,,（2）FSSS的自然通风信号4．燃尽风控制系统,,主汽流量,偏置,,A,偏置,,由MFT、FSSS,,的强开信号,图12－82 燃尽风控制系统,f,(,x,),,,A,∑,,A,,T,,燃尽风上挡板开度指令,,f,(,x,),f,(,x,),,∑,,A,,T,燃尽风下挡板开度指令,,f,(,x,),,由MFT、FSSS,,的强开信号,Y,N,100%,T,A,Y,N,100%,T,A,手动,手动,当下列信号之一出现时，燃尽风挡板控制站将强制输出至100%全开：,,（1）MFT信号；,,（2）FSSS的自然通风信号。