火电燃烧控制系统设计.pptx

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1、1 单元机组基本流程1第1页/共34页1 单元机组基本流程燃料系统风烟系统汽水系统循环水系统发配电系统灰渣系统2第2页/共34页1 单元机组基本流程汽水循环3第3页/共34页燃烧控制系统问题：一个稳态运行的机组，因何要调整燃烧控制系统？诱因是什么？4第4页/共34页单元机组过程控制系统简介负荷控制5第5页/共34页单元机组过程控制系统简介负荷控制系统可接受AGC指令、运行人员的手动负荷指令(MAN)和频差指令f；对于幅度较小、变动周期短的电网频差，可由汽轮发电机组自身的调节系统完成，频差指令称为一次调频指令；响应速度快，但属于有差调节（原动机调速器）；对于变化幅度较大、周期较长的变动负荷，则需

2、改变汽轮发电机的同步器来实现，称为二次调频。6第6页/共34页单元机组过程控制系统简介负荷控制基本控制方式汽轮机跟随控制方式锅炉跟随控制方式机炉负荷协调控制方式注：一般都有上述四种控制方式，可根据需要通过逻辑开关切换到任意一种方式。7第7页/共34页单元机组过程控制系统简介锅炉控制主要参数：主汽压力、温度，汽包水位，炉膛负压，烟气含氧量等。锅炉汽包水位的控制：给水调节门开度、给水泵转速；锅炉蒸汽温度的控制过热蒸汽：燃烧器摆角、喷水减温再热蒸汽：分隔烟道挡板法、改变燃烧器倾角、喷水减温(不经济)锅炉的燃烧过程控制：燃料量的控制，送风、引风的控制。炉膛负压(稳定性)，烟气含氧量(经济性)。8第8页

3、/共34页单元机组过程控制系统简介汽轮机控制目的：使汽轮发电机组尽快满足外界负荷的变化，同时保持转速恒定。控制方案：转速为控制信号，以汽门开度为调节手段改变汽轮机功率，使汽轮机的主动力力矩与发电机的发力矩相平衡。9第9页/共34页单元机组过程控制系统简介旁路系统机组启停过程中和机组事故状态下起调节和保护作用，保安系统。正常运行时，可靠地完全关闭，截断流量特性；汽轮机甩负荷时，旁路系统迅速打开，泄压、保护再热器、维持锅炉正常运行。10第10页/共34页单元机组过程控制系统简介辅机控制磨煤机控制：给煤机转速给煤率磨煤机负荷一次风压、一次风流量调整热风门、冷风门挡板开度出口温度除氧器控制：压力控制：

4、抽汽进汽阀门；水箱水位：进入除氧器的凝结水。11第11页/共34页燃烧控制系统的任务锅炉燃烧过程是将燃料化学能转变为蒸汽热能的转换过程。燃烧过程控制的任务是使燃烧所提供的热量适应锅炉蒸汽负荷的需要，并保证锅炉安全经济运行。12第12页/共34页燃烧控制系统的任务（1）维持蒸汽压力稳定 锅炉出口压力或机前压力信号反映了燃料燃烧所释放的热量与蒸汽所携带热量间的平衡关系，汽压的变化表示两者间失衡，此时必须相应地调整燃料供应量，以适应变化了的蒸汽负荷的需要。13第13页/共34页燃烧控制系统的任务（2）保证燃烧过程的经济性 保证燃烧过程的经济性是提高锅炉效率的重要方面，它是通过维持进入炉膛的燃料量与送

5、风量之间的最佳比值来实现，即在有足够的风量使燃料得以充分燃烧的同时，尽可能减少排烟造成的热损失。（如何获得最大燃烧效率？无法直接测量）14过量空气系数（氧量）第14页/共34页燃烧控制系统的任务（3）维持炉膛压力稳定锅炉炉膛压力是否稳定反映了燃烧过程中进入炉膛的风量与流出炉膛的烟气量之间的工质平衡关系。若送风量大于引风量，炉膛压力升高，太高的压力会造成炉膛向外喷火；反之，送风量小于引风量炉膛压力下降，过低的压力会造成漏风而降低炉膛温度，影响炉内燃烧工况，经济性下降。所以说，炉膛压力是否在允许范围内变化，关系到锅炉的安全经济运行。15第15页/共34页燃烧控制系统的任务锅炉燃烧过程的上述三项控制

6、任务是不可分开的，它的三个被控参数（被调量）（即蒸汽压力、过剩空气系数或最佳含氧量、炉膛压力）与三个调节量（即燃料量、送风量、引风量）间存在着关联。因此燃烧控制系统内的各子系统应协调动作，共同完成其控制任务。16第16页/共34页燃烧燃烧控制系统的组成控制系统的组成17以燃料量为调节变量，主蒸汽压力为被调量，通过调节进入炉膛的燃料量，维持主蒸汽压力的稳定。燃料量控制系统 送风控制系统以送风量为调节变量，烟气含氧量为被调量，通过调节进入炉膛的送风量，使烟气含氧量达到设定的最佳值，保证燃料燃烧所需的空气量和燃烧过程的经济性。引风控制系统以引风量为调节变量，炉膛压力为被调量，通过调节引风量维持炉膛压

7、力的稳定。锅炉燃烧控制系统第17页/共34页燃烧控制系统18锅炉燃烧控制系统是一个多输入多输出的非线性多变量强耦合控制系统。第18页/共34页2 燃烧过程控制对象的动态特性 锅炉燃烧过程被控对象的动态特性是指机组运行过程中各种扰动引起的各被调量变化的动态关系，锅炉燃烧过程被控对象的动态特性主要有以下三个：19l 主蒸汽压力pT 在内、外扰动下的动态特性；l 烟气含氧量O2在送风量扰动下的动态特性；l 炉膛压力plt 在引风量扰动下的动态特性。第19页/共34页2 燃烧过程控制对象的动态特性主蒸汽压力的动态特性主蒸汽压力pT受到的主要扰动有二个，其一是燃烧率B扰动称为基本扰动或内部扰动；其二是汽

8、轮机耗汽量D的扰动，称为外部扰动。20第20页/共34页2 燃烧过程控制对象的动态特性(1)内扰（燃烧率）下主蒸汽压力的动态特性21主蒸汽压力pT 的动态特性与汽轮机的调节装置有关，下图为汽轮机功率不变时，锅炉燃烧率B扰动下主蒸汽压力pT 变化的阶跃响应曲线：第21页/共34页2 燃烧过程控制对象的动态特性汽轮机调节阀门开度不变时，锅炉燃烧率B扰动下主蒸汽压力pT 变化的阶跃响应曲线：22 此时主蒸汽压力pT是一个有自平衡能力的被控对象。汽包压力pb与主蒸汽压力pT 之差p2随燃料量和进入汽轮机的蒸汽流量的增加而增加。第22页/共34页2 燃烧过程控制对象的动态特性23第23页/共34页2 燃烧过程控制对象的动态特性24第24页/共34页2 燃烧过程控制对象的动态特性25第25页/共34页2 燃烧过程控制对象的动态特性26第26页/共34页2 燃烧过程控制对象的动态特性27第27页/共34页2 燃烧过程控制对象的动态特性28第28页/共34页2 燃烧过程控制对象的动态特性29第29页/共34页2 燃烧过程控制对象的动态特性30第30页/共34页2 燃烧过程控制对象的动态特性31第31页/共34页2 燃烧过程控制对象的动态特性32第32页/共34页2 燃烧过程控制对象的动态特性33第33页/共34页火电机组燃烧控制系统34感谢您的观看！第34页/共34页