MCS系统培训教案之燃烧调节系统.pdf

1/10 第 4 章 锅炉燃烧自调系统 1 调节任务 1.1 任务 1）保持主汽压力（PT）为给定值（PTS）。PTS是衡量机、炉能量平衡的重要参数。当锅炉出力汽机出力时，PT，PTS，反之，则 PT 2）保证燃烧过程的经济性。保证在一定范围内：=22121O，其中：燃煤炉=1.151.25；燃油炉=1.051.15 3）维持炉膛负压不变：Ph=2040Pa（24mmH2O）1.2 调节手段：1）燃煤量对于中间仓储式制粉系统，调节给粉量；对于直吹式制粉系统，调节给煤量及一次风量。2）送风量送风机入口调节档板，或送风机调速机构。3）引风量引风机入口调节档板，引送风机调速机构。13 燃烧率（uB）定义：单位时间内燃料燃烧产生的发热量。广义是指燃料量、风量的配比。14 本章符号定义：LB 炉负荷指令；pT 主汽压；pn 炉负压；qf 燃料量；qa 送风量；qg 引风量；2/10 Pb汽包压力；uB燃烧率；uD汽机进汽阀开度；2 调节对象动态特性：特点：有三项调节任务，即有三个调节量，三个被调量，且互相影响 燃料量送风量引风量主汽压PT过剩空气系数炉膛负压Pn调节量调节对象被调量 2.1 汽压 PT动态特性：主要影响因素有：燃烧率 uB（内扰）和负荷量 D（外扰）1）燃烧率 uB扰动（uB-PT关系）a)当 D 不变（负荷不变）：采用调节汽机进汽阀开度实现。当uB迟延PbPTD关小进汽阀 D 不变管道阻力不变 P1=P2 结论：无自平衡特性 b)当 uD（汽机进汽阀开度）不变 uBDttPtPbPTP1P23/10 结 论：有 自 平 衡 特性 2)负荷 D 阶跃扰动下（DP1）：a)D 阶跃扰动下 D 突然增加时，PT阶跃下降P0，而其后 D 保持而变。P1+P0=P2 结论：无自平衡性 b)uD阶跃扰动下 tPPbPTP1P0P2D当D迟延PbPT当uB迟延PbPTDP2 P1负荷由于D管道阻力uBDttPtPbPTP1P2当uDDD恢复原值，但PT，PbPbtDtPPbPTP1P2P0uD4/10 D 恢复到 D0 P2=P1 结论：有自平衡性 总结论：当锅炉出力=汽机出力时：有自平衡（uBD）当锅炉出力 汽机出力时：无自平衡（D 不变，Ud）2.2 过剩空气系数的动态特性：主要影响因素：送风量 qa、燃料量 qf过程相似。动 态 特 性：seTSK1纯迟延的一阶惯性环节，有自平衡特性。特 点：当负荷K（整定氧量调节器时注意）2.3 炉膛负压 Pf的动态特性：主要影响因素：送风量 qa、引风量 qg相似过程。动 态 特 性：TSK1 一阶惯性，有自平衡特性。3 燃烧调节系统基本方案：3.1 设计思想：前提：1）三个调节量（qf、qa、qg）对三个被调量（PT、5/10、Pn）都有影响。2）qf、qa、qg间又要保持适当的比例。3.2 基本方案：有三种方式。1）方案 1：通过主要调节燃料量保持主汽压力（PT）；调节送风量维持过剩空气系数（）；调节引风量满足炉膛负压（Pn）。2）方案 2：通过主要调节送风量保持主汽压力（PT）；调节燃料量维持过剩空气系数（）；仍调节引风量满足炉膛负压（Pn）。3）方案 3：通过主要调节燃料量保持主汽压力（PT）；调节引风量维持过剩空气系数（）；调节送风量满足炉膛负压（Pn）。燃料量调节送风量调节引风量调节qfqaqg312213312PTPn 其中，最为常用的是方案 1 的系统结构形式。方案 3 被称为反系统。3.3 燃烧调节系统原理：6/10 1）燃料空气调节系统：调节原理：TSTPPe1 fBqKLe12 aBqKLe23 nqansqdtdLe4 a）动态过程：主回路（PI1 回路）：燃料量子回路（PI2 回路）：当 qf e2 0 qf 送风量子回路（PI3 回路）：当 qa e3 0 qa 炉负压子回路（PI4 回路）：当 Pn e4 0 qq Pn 当PTe1 0LBe2 0e3 0qfqauBe4 02ok 2oakq3e 0aq 静 态 时：对于2PI：BL=1KDrQ PI3f(x)xPI5f(x)qao2%o2sko2DLB+-k2+-qa9/10 对于3PI：BL=aOqKK22/：2212OOaDrKKKKKqQ 即由可变的2OK修正aDrqQ值，且sO2（给定值）随负荷而变，以此保证各种扰动及负荷下的最佳值。特点：I)在动态过程中，送风量aq的反应比2O快，故用aq回路（PI3）进行粗调，用2O回路（PI5）校正。II）氧量校正回路使用灵活。b)采用直接氧量信号的燃烧系统：特点：1）取消了aq取样反馈信号；2）送风量为单回路系统简化结构；3）要求测氧仪表可靠性高。使用场合：测氧仪表可靠性高时。c)采用氧量信号的燃烧反系统 被调量 调节量 TP 引风量 gq 燃烧量 fq nP 送风量 aq 4)主汽压氧量燃烧系统：三个子系统采用了具有导前微分的双回路调节结构。10/10 燃料量子回路：利用了bP与TP变化一致性的特点。送风量调节回路：采用 P1 信号作为能量需求信号（负荷信号）。引风量调节回路：常规单回路系统结构。5）直接能量平衡的主汽压力系统：稳态时：a)1e=0，即TSTDPPPQ1 t b)0dtdPb 则有：TSTbPPPdtdPP11，TSTPP 优点：性能优越。PI2f(x)至送风系统+qfPI1-+热量信号D=P1+dPb/dt能量需求信号P1*Ps/Ptqf-