600MW火电机组送风控制系统课程设计论文30639.pdf

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1、 1 导言 1.1 主题背景 火力发电厂在中国电力工业中占据主要地位，是中国重点能源行业之一。大型火电机组在国外发展很快，现在 300MW 机组是我国的骨干机组，600MW 以上的机组也在逐步发展。目前国外已建成单机容量1000MW以上的单元机组。单元发电机组是由锅炉、汽轮发电机和辅助设备组成的庞大设备群。由于其复杂的工艺流程、众多的设备、纵横交错的管道、数以千计的需要监测、操作或控制的参数以及电能生产所需的高安全性、可靠性和经济性，大型机组的自动化水平受到了特别的关注。送风量是需要监控的重要参数之一。本次设计题目是:600MW火电机组送风控制系统。1.2选题的意义 锅炉送风量是影响锅炉生产过

2、程经济性和安全性的重要参数。一般大型锅炉都配有两台轴流风机，通过风机的动叶片来调节送风量。如果送风量比较大，送风量与燃料量的比值系数 K(最佳比值)会增大，炉内燃烧不充分，达不到经济性。如果送风比例小，送风转子叶片开度就会小，接近风机的喘振区，喘振危害很大。在严重的情况下，它会导致风道和风扇部件的整体损坏。当总空气量低于 25%时，MFT(主燃料跳闸)动作将被触发。因此，在生产过程中不允许空气供应率过高或过低。为了保证锅炉生产过程的安全性和经济性，送风量必须采用自动方式控制。因此，送风量的控制任务是:使送风量与燃料量有适当的比例，从而实现经济运行；将炉膛压力控制在设定值附近，确保安全运行。2

3、自动供气控制系统 2.1 供气量控制系统 实现送风量自动控制的关键之一是送风量的准确测量。现代锅炉一般分为一次风和二次风，有的锅炉还有三次风，所以总风量是三次风量之和。常用的风量测量装置有对称翼型和复合文丘里管。一些简单的测量装置包括安装在风机入口处的弯管测风装置和安装在保持风道中的挡风板等。在协调控制中，氧风量控制是燃烧控制的重要组成部分，对保证锅炉燃烧过程的经济性和稳定性起着决定性的作用。稳态时，根据锅炉主控指令的要求，协调控制燃料量和风量，保持适当的风煤比，即保证炉膛出口有一定的过量空气系数 A。在动态调节过程中，要保证先增加送风量后增加燃料量，先减少燃料量后降低送风量，保证送风量大于给

4、煤量，以达到空燃交叉制约的目的。到目前为止，还没有找到一种有效的方法来精确测量给煤信号。在工程实践中，烟气含氧量一般作为给煤的间接反馈信号。烟气含氧量是一个非常重要的指标。氧含量过低证明燃料燃烧不充分，浪费燃料，增加有害气体排放。含氧量过高增加了引风机的功耗，导致烟气中Nox 和 SO2 排放量增加。在锅炉运行中，当过量空气系数增加时，不仅炉膛温度降低，而且最重要的烟气热损失也增加。所以过剩空气量应该有一个最优值，也就是所谓的最经济燃烧。过量空气系数常以过量空气系数A 表示，即实际空气量QP 与理论空气量QT 的比值:A=QP/QT 过量空气系数 也可以通过炉膛出口处烟气中的氧含量O2%来测量

5、。在完全燃烧的情况下，空气系数 和 O2%之间的关系如下:=21/(21-O2%)从上式可以看出，与 O2%成反比，通过控制 可以达到控制烟气中 O2%的目的，其中氧含量一般控制在 5%左右。氧含量信号对判断燃烧是否充分具有延时短、反应快等优点。因此，该供气控制系统可直接视为氧量调节的工艺供气控制系统，一个带氧量校正的串级回路控制系统。所谓串级回路控制系统，采用两个控制器串联工作，主控制器的输出作为子控制器的设定值，子控制器的输出操作调节阀，对主被控变量有较好的控制效果。2.2 模糊自整定 PID 控制器的调整方案 控制政策 一般的 PID 算法是:u(k)=kpE(k)+E(k)+KDEC(

6、k)E(k)是输入偏差 EC(k)是偏差变化 Kp，Ki，Kd 分别代表比例系数、积分系数和微分系数。糊式自整定 PID 控制器是模糊控制器和传统 PID 控制器的结合。在常规 PID 控制器的基础上，根据 E 和 ec(E 和ec 为输入偏差 E 和输入量化后偏差变化率 EC 的语言变量)，利用模糊推理在线自整定 PID 控制器参数。PID 参数的模糊整定模型 不同条件下对受控过程的 Kp、Ki 和 Kd 的要求可概括如下:当 1|e|较大时，为了避免系统出现大的超调，必须采用积分分离定律 Ki=0；为了使系统具有更好的快速跟踪性能，Kp 应尽可能大，Kd 应尽可能小。当 2|e|为中大型时

7、，为了使系统的超调量更小，Kp 应取较小值 Ki，取中间当量值。当 3|e|较小时，为了使系统具有较好的稳态性能，Kp 和 Ki 应较大，Kd 应取中等量，以避免系统振荡。模糊控制系统是一个两输入三输出系统，输入语言变量论域为:e。(-33)，EC(-33)，KP(0.51)，Ki(0.5)，KD(0.20)。在输入和输出语言变量各自的域上定义了七个模糊子集，命名为 NB，nm，ns，ZO，PS，PM，Pb,.根据参数自身要求，可以编写 Kp、Ki、Kd 的模糊规则。控制系统建模与仿真 用 Matlab 建立模糊控制规则，在 Matlab 中输入模糊，如图 3 所示。图 3 Matlab 模糊

8、控制系统图 对控制系统进行了仿真和分析。首先通过试凑法找出控制器的最佳 PID 参数，然后对采用模糊 PID 控制器的控制系统进行仿真，并对两种方法的结果进行比较。可以看出，采用模糊 PID 控制器的系统响应略快于普通 PID 控制器，但控制时间仅为 30s，比普通 PID 控制器的 80s 短得多，且无超调，而普通 PID 控制器的调节为 10%。仿真结果表明，普通 PID 控制器的控制时间为 150s，超调量为 5%，而模糊 PID控制器的控制时间为 100s，超调量为 0，调节品质优于普通 PID 控制器。在入口扰动模拟中，系统输入设置为 0，入口扰动在模拟前设置为 20%。模糊 PID

9、 控制系统的过渡时间为 80s，优于普通 PID 控制系统的 110s。普通 PID 控制系统的过渡时间接近 200s，而模糊 PID 的过渡时间为 120s。图 4 供气控制系统阶跃响应图 图 5 送风调节系统入口扰动响应曲线 2.3 气源控制系统分析 热风煤粉炉燃烧控制系统是火电机组的主要控制系统之一，送风调节系统的调节功能是该系统平稳运行的前提。送风调节系统的任务是通过调节鼓风机的入口挡板，使烟气中的氧含量保持在最佳值，从而保证锅炉燃烧系统的最佳燃烧比，达到锅炉的最高热效率。燃料完全燃烧所需的空气量标记为理论空气量。实际上，按理论空气量是达不到完全燃烧的目的的。一般情况下，送风量应大于理

10、论风量。送风系统的被控对象是炉膛，它是一个自平衡对象，惯性和滞后相对较小。其中一项调整是送入室内的空气量。当空气量不变，燃料量增加时，空气量与燃料量的比值会降低，烟气中的氧含量会降低。当燃料量不变，空气量增加时，烟气中的氧含量会增加。控制系统应使供气量和燃料量协调变化，以确保经济性。此外，还有一些系统使用锅炉废气中的含氧量作为调节信号。这个系统有明显的缺点。第一，很难找到能代表全炉氧含量的准确测点，因此样表测得的信号存疑。二是测氧仪测得的全炉平均氧含量不能保证每个燃烧器完全燃烧。2.4 风量控制任务和控制方法 风量控制子回路用于满足锅炉主控制器发出的风量请求，并维持燃烧稳定性，保证合适的风煤比

11、，使锅炉燃烧系统达到最高的热效率。入炉总风量等于二次风量和一次风量之和，其中一次风量为运行中每台磨煤机入口一次风量之和。为了精确测量，每个空气量测量信号都需要用空气温度信号进行校正。送风控制系统根据总风量与总风量设定值的偏差，给出两台风机各入口转子叶片开度的控制指令。对于超临界直流锅炉机组的直燃系统，总风量与总燃料量信号之间存在交叉限制，以保证锅炉的富氧燃烧。控制风量的基本方式有两种:一种是由鼓风机调节风量，第二种空气挡板调节风箱与炉膛的压差；另一种是风量由二次风挡板调节，鼓风机调节风箱压力。一般来说，第一种模式下的控制系统可以快速获得风量响应，因为在第二种模式下，只有在风机出口风压恢复到稳态

12、值后才能获得风量。2.5 鼓风机的控制 本文的分析对象是一台 600 MW 超临界机组，采用正压直吹中速磨煤机制粉系统。36 个旋流燃烧器分三层布置在前后墙上，形成对冲燃烧。每个燃烧器配有高能点火器和点火油枪，12 支启动油枪用于低负荷稳燃。助燃空气分为 DC 一次风、DC 二次风和旋流三次风。采用每层燃烧器的二次风箱和每支油枪的集中配风。在每层二次风管上设置两个风量测量装置，测量二次风量。每台磨煤机入口设有一个风量测量装置，每台磨煤机出口的六根一次风管分别设有一个可调缩孔。二次空气由热空气循环。风系统配置 2 台可调静叶轴流引风机、2 台轴流送风机、2 台离心一次风机、2 台离心密封风机、6

13、 台中速辊磨和 6 台电子称重皮带给煤机。该锅炉机组采用大风箱的配风形式，各风室二次风可远程调节，三次风挡板可通过远程控制实现旋流强度的调节。机组风量控制系统采用两台 50%额定负荷的轴流风机，控制其动叶片的开度，以满足入炉风量的要求。送风控制系统风量调节器的给定值为总风量指令，测量值为总风量实时信号。当测得的总风量反馈信号偏离总风量指令时，将由风量调节器输出，作为两个送风机动叶片开启的共同指令。为了尽快满足负荷变化的要求，保持炉膛压力的稳定，以总风量指令为前馈信号，在风量控制系统中设计了加速度校正信号通道。风量调节器输出的前馈信号和主信号在加法块中合成，通过切换选择分别输出自动控制指令给 A

14、、B 风机。为了使两台鼓风机能够承载不同的负荷，操作人员也可以通过鼓风机的手动操作站设置一个偏移值。该系统不仅完成了正常工况下串级控制系统的回路调节，还设计了非正常工况下送风电机叶片开度的定向闭锁回路，实现了两台风机分别手动运行和手动自动切换时的无扰动偏差平衡回路。如果炉压异常，送风电机的开启指令被大节流块、小节流块和开关块的节流功能阻断。例如，当炉压过低时，切换块的输入端接S2，即把切换块的输出值送回输入端，这样就保留了此时的信号，并输入到总选块中。此时送风机动叶片的位置指令在输入的实际值和保持值之间选择较大的值进行输出，这样控制系统只能增加风量而不能减少风量。同样，当炉膛压力过高时，这种闭

15、环逻辑使送风电机的开度指令在输入的实际值和维持值之间选择较小的值，使控制系统只能减少风量而不能增加风量。风机调节器输出的公共指令同时送到A 风机和B 风机动叶片的开度控制回路，然后与风机偏置信号相加或相减，经过上下限幅块后作为两台风机的自动控制指令。偏置信号A 可以从风机的M/A 操作站引出，经过限速块后加入两台风机的转子叶片开度控制回路。需要指出的是，偏置信号的作用方向与两个风机叶片的指令方向相反，从而在正常情况下调节两个风机的负荷平衡，使两个风机的发动机电流相等。当两个鼓风机叶片处于自动控制模式时，鼓风机的偏置信号只能由操作员手动更改。当两个鼓风机处于手动模式时，鼓风机的偏置跟踪回路被切换

16、到S2，使得鼓风机调节器跟踪两个鼓风机的平均开度。鼓风机操作站 A 和 B 的手动输出信号的平均值减去手动模式和自动模式之间的偏差。平均值加上偏差值等于风机 A 的手动输出信号，平均值减去偏差值就是风机 B 的手动输出信号.这个设定偏差调整程序是为了保证两台鼓风机分别投入自动运行时，能够实现无平衡、无扰动的切换过程。如果将一个供气电机的开度控制置于自动模式，供气调节将进入自动模式。总风量 PID 调节器可以自动补偿自动鼓风机数量的变化，即在总风量PID 调节器中不需要考虑自动鼓风机数量变化所需的增益变化。两台鼓风机之间的控制指令信号的差异也通过偏差平衡电路的连续计算来自动跟踪，这为手动模式下的

17、另一台鼓风机进行自动无扰切换做好准备。图 6 送风机动叶片方向锁定电路 2.6 轴流风机的喘振控制 喘振是轴流风机运行中的一种特殊现象，在进出口压差大、出口流量小的异常工况下容易发生喘振。轴流风机的喘振是由于出口压力高，风量小，导致部分或全部转子叶片进入失速区。主要表现为风量、出口风压、电机电流波动大，振动剧烈，有异响。喘振会导致风力发动机叶片断裂或机械零件损坏。因此，一旦发现风机在运行中进入喘振区，应立即调整风机叶片的角度，使风机的运行点避开喘振区。风机的喘振与转子叶片的角度密切相关。转子叶片角度越小，越容易发生喘振。由于操作人员的误操作，没有调节送风系统的风门。或空气预热器堵灰、空气加热器

18、及控制系统故障时，挡板误动作增加锅炉风烟系统阻力。在鼓风机的控制和保护回路中，通常有两种防止轴流风机喘振的方法:限制鼓风机电机叶片控制站的输出或强制转子叶片开度减小。如图 7 所示，f 1(x)是鼓风机入口风量与出口压力的函数关系。当鼓风机出口压力与鼓风机入口空气量不匹配时，将发出警报/接近喘振区 0；F(x)是鼓风机进气量和鼓风机电机叶片安全开度之间的函数关系。由 f(x)确定的鼓风机电机叶片的安全开启与实际鼓风机电机叶片指令形成交叉限制。当风机喘振时，风机进风量急剧下降，交叉限制回路动作，迫使风机电机叶片指令降低，并发出/喘振保护交叉限制 0报警。轴流风扇提供压差开关，用于测量喘振状态。当

19、喘振探头和信号采样管安装不当时，容易发生风机喘振的误报警和误动作。图 7 鼓风机控制和保护 2.7 气源控制系统问题的分析与处理(1)送风机动叶片的控制方式跳出“自动”气动叶片气动执行器定位器的凸轮特性呈线性关系。气动执行机构从 0 到 100%的全行程时间只有 7 s，而推动动叶片的液压缸有一定的速度限制(动叶片的角度变化率等于小于2。5/秒)。气动叶片的叶全从10 转到 55 至少需要 18 s。因为气动叶片的气动执行机构的调节速度太快，气动叶片的实际运动不能很好地跟随气动执行机构。在大规模系统扰动或变负载的情况下，由于执行机构与转子叶片的实际移动速度不匹配，安装在风力发电机叶片调节环节上

20、的位置开关检测到“过转矩”并发送“FDFAN叶片斯图CK”的信件。否，导致送风机动叶片控制方式跳出“自动”，影响自动装置运行。此时，如果另一侧风机控制仍处于“自动”模式，容易造成该侧风机输出受阻，导致“风量限制保护”动作或风机失速。送风控制系统根据风机风量保护曲线自动限制该侧风机转子叶片开度，威胁机组安全运行。在严重情况下，机组会因二次风量低而跳闸。为此，在从气动执行机构定位器到气缸的上下控制气管上安装了限速孔板，以匹配气动执行机构和动叶液压缸的动作速度。调整后，气动执行机构的全行程时间约为20 s，满足工艺系统的要求。(2)实测风量不规则大晃动的处理。二次风量采用翼形流量测量装置，安装在空气

21、预热器出口二次风道内；每台机组分别在 A、B 两侧配有三个流量变送器。机组二期投运以来，自动方式下二次风量测量值多次不规则波动，最大可达 20%以上，造成锅炉总风量和炉膛负压波动。试验后，当送风控制切换到手动模式时，情况略有改善，炉膛负压控制稳定，但二次风量测量值仍有抖动。经过反复分析，找出各方面可能的原因，无果。利用 4 号机组的一次事故停机，分别对二次风量翼形测量装置进行检查，发现翼形测量装置的测压孔有不同程度的积灰堵塞。经分析认为，机组长期运行后，空气预热器波纹板上积灰随二次风进入二次风道，容易堵塞节流装置翼上的风量取压孔。此外，燃烧器点火油枪长期运行后，少量油气通过空气预热器渗入二次风

22、道，油气容易使粉尘附着在翼型流量装置的风量测压孔上，最终可能导致二次风量测量值发生抖动。为此，在各取样管出口与管道之间60处安装了仪表空气吹扫管，并进行定期吹灰，有效解决了流量测量装置取压管的堵灰问题。(3)温度信号漂移导致风机跳闸的分析和处理 目前，群温信号漂移的问题相当普遍。当风机因电机线圈温度保护动作跳闸时，就地检查电机线圈温度的一次测量元件(热电偶的热电势 mV 值)是否正常。然而，该信号从 DCS 系统的 TU 终端通过信号隔离器输入 INFI90 系统后，OIS 操作员站的电机线圈温度显示仍然偏高。根据实验分析，由于接地或其他电磁干扰等原因，输入 DCS 的温度信号可能会通过隔离器

23、产生容性电荷积累，导致相应毫伏测量值的偏差和温度信号的漂移。温度mV 信号输入 DCS 的 T U 端子，对地放电后接线恢复，OIS 操作员站温度显示恢复正常。目前这个问题是普遍性的，还没有完全解决。进一步的解决方案是用抗干扰性能更好的硬件替代低电平模拟信号隔离器及其I/O 模块。供气控制系统从就地执行机构、测量仪表、控制参数、控制逻辑等方面不断改进和完善。目前具有良好的自动调节品质，能够满足机组安全稳定运行的需要。2.8 送风控制系统在火力发电厂的应用 使燃料在炉内充分燃烧是送风控制的主要任务，如图 8 所示。送风量控制系统为串级控制系统，主回路为氧量修正回路，用于修正燃料量和空气量的比例系

24、数，二级回路为空气量控制回路，以主管压力调节回路的输出或燃料量为设定值，以氧量修正后的送风量为测量值。为了保证锅炉燃烧的安全性，当机组负荷增加或减少时，需要保证有足够的空气供给和一定量的过剩空气。增加负荷时，锅炉负荷指令同时加到燃料控制系统和风量控制系统。由于高选择器的作用，供风量随着锅炉负荷指令的增加而增加，而燃料量则被实测风量(低选择器)补偿修正的总风量锁定，实际燃料量不会立即增加，从而达到增加负荷时先增加风量再增加燃料量的目的。当负荷减少时，只有当燃料量减少时，空气供应控制系统才开始工作。但当锅炉负荷较低时，为了保证锅炉的安全燃烧，风量应保持在 30%以上。在实际应用过程中，为了保证燃料

25、在炉内充分燃烧，送风控制系统主要从以下几个方面进行改进:a)使用两个供风量测量装置(左、右)，流量变送器的输出一般在给定处方后进行补偿并加到加法器上，然后作为总风量，这样可以保证风量测量的准确性。b)供气量控制系统配有保护系统。当炉膛压力高于一定值时，送风风量控制系统被锁定，防止送风风量持续增加；当炉压低于某一值时，闭锁送风风量控制系统，避免炉压继续降低；当总空气量低于25%时，MFT(主燃料跳闸)将被触发。c)为了保证燃烧的安全性和经济性，采用氧气控制系统来控制一定的过量空气，通过控制烟气含氧量来达到控制过量空气系数的目的。含氧量校准系统采用单回路 PID 调节，旨在保证含氧量测量值与设定值

26、一致。锅炉燃烧系统的需求 含氧量的设定值应与锅炉负荷有一定的函数关系，主蒸汽流量应作为锅炉负荷。适当的函数转换可以保持氧气设定值与锅炉负荷之间的最佳关系，在计算机控制系统中使用函数发生器来实现上述关系。燃料控制系统中的燃料量和空气供应量控制系统 在提升和降低负载的过程中，同步和协调动作。回路中的氧含量在回路中起着微调作用。因此，为了保证锅炉的经济燃烧，氧气校正应缓慢设定。用逻辑图分析控制系统的 SAMA 图 3.1 图符号和逻辑图功能码描述 目前热控系统根据功能给出的功能图，一般采用国际标准的绘制方法，即 SAMA图例法绘制控制框图。这个图例的特点是流程清晰，特别是对于复杂的电路。SAMA 图

27、的投入产出关系接近流向和控制配置方式，每个控制算法都有明确的标记。常用的 SAMA 传说有四种，其含义如下:(1)图形框表示测量或信号读取功能；(2)矩形框表示自动信号处理，一般表示安装在机架上的部件的功能；(3)一个正菱形表示手字母的处理，一般表示安装在仪表板上的仪表的功能；(4)等腰梯形框代表最终控制装置，如执行机构等。逻辑图中有三种常用的功能代码，它们的含义如下:(1)逻辑 OR，即当满足任一输入，输出为 1 时，执行输出；(2)逻辑与是指当输入的所有条件都满足，输出为 1 时，执行输出。(3)逻辑非，指输出执行的指令与输入的条件相反。-图 7 供气控制系统 3.2 测量电路 总风量的测

28、量是将 A 风机通过流量转换器的二次风量信号和 B 风机通过流量转换器的二次风量信号与五台磨煤机(A 磨煤机、B 磨煤机、C 磨煤机、D磨煤机、E 磨煤机)通过流量转换器的一次风量测量值通过求和块相加得到的。此外，为防止信号质量不良影响信号测量，系统设计了信号质量不良电路，如果信号质量不良，将通过逻辑块或门送至总风量不良信号。为了保证测量的准确性，采用两个测点测量A 风机和 B 风机的二次风量，信号通过平均值折叠块和方形开口送到求和块。而且总风量要大于最小风量信号(最小风量一般设置为 30%)。如果总风量小于最小风量信号，则系统设置报警信号，并且系统还设计使用鼓风机A 和鼓风机 B 的出口空气

29、温度，用分块校正二次风量。3.3 气流指令形成回路。送风系统有三套，一套送至制粉系统，一套作为一次风送粉，一套作为二次风直接入炉燃烧。每条路有左右两个管道，一共安装了六个翼形风速计。经过温度校正后，三路信号相加在一起作为总空气流量信号。空气流量需求由放热信号和锅炉 DMD 选择，以确保空气量总是比燃料量丰富。此外，为了防止锅炉灭火，引入了最小空气流量信号(MIN AIR FLOW)，该信号由图 7 中的设置块设置。当锅炉主控指令和热量信号(间接代表燃料量)都小于最小风量信号(一般设置为 30%)时，最大值折叠块会将最小风量信号折叠为风量需求指令，维持炉膛不灭火所需的最小风量。为了保证燃烧的经济

30、性，控制系统引入了烟气含氧量信号进行校正。比较图中实测烟气含氧量信号(最佳含氧量与锅炉负荷有关，一般负荷增大，最佳含氧量减小，负荷减小，最佳含氧量增大)。在比例积分调节块的 PI 输出被第一压力和函数发生器校正后，空气量指令被校正。采用烟气含氧量。图 9 空气供应流之间的级联调节回路 3.4 供气电机叶片控制电路 系统增加了两个风机防喘振调节回路(A 和 B)。该回路由运算块、比例积分块和大值选择块组成，送风机动叶控制设计为选择性调节系统。在锅炉正常负荷下，风机的工作点位于稳定工况区，此时风道阻力正常，防喘振调节器的输出小于送风调节器的输出。因此，大值选择块选择供气调节器的输出作为供气马达打开

31、的控制指令。根据总风量测量值与风量指令的偏差，系统进行比例积分调节，防喘振调节器处于暂停状态。一旦锅炉负荷降低，运行中送风量减少或风道堵塞，鼓风机出口压头增大，风机容易喘振。此时防喘振调节器的输出大于送风调节器的输出，大值选择块选择防喘振调节器的输出作为送风电机叶片的控制信号，快速调整风机转子叶片的角度，使风机的工作点不超过临界点 K，从而防止风机喘振的可能。以实现系统的自动和手动双向无扰切换。该系统设计了以下跟踪回路:当任一风机处于“自动”运行模式时，送风调节器处于“自动”模式；只有当两个风扇都处于手动模式时，供气调节器才处于跟踪模式。空气供应调节器的输出跟踪两个风力涡轮机的叶片开口之和的平

32、均值。当风机自动开启时，手动状态下风机对应的防喘振调节器处于跟踪状态，跟踪自动模式下送风调节器的输出。两台风机自动切换时，由偏差块、切换块和限速块组成的跟踪回路实现无扰切换。为了确保两台风机同步运行，在本系统中，从风机 B 的自动/手动操作站获取一个偏移信号。当两台风机处于自动运行模式时，偏置信号经过切换块，限速块分别作用于加法块和减法块的一个输入，与送风调节器的输出指令相加或相减，实现两台风机的负荷分配或调节两台风机输入输出特性的差异，获得两台风机的同步运行。系统还设计了一些联锁保护电路:A.当炉膛压力高(FURN印刷机)或空气供应指令处于最大值(FDF DMD 处于最大值)时，鼓风机锁定增

33、加(fdf block Inc)；B.当炉膛压力低(低 FURN 压力)或空气量和热信号之间的偏差太小(AF-HR DEV LO)或空气供应控制系统处于最小值(FDF DMD 处于最小值)时，鼓风机锁定减少(fdf block dec)；C.两台引风机应全开两台引风机挡板 5 分钟，实现炉内自然通风。系统还设计了一些报警电路:总空气量偏差高报警和总空气量偏差低报警；b.供气动刀指令最大，供气动刀指令最小。另外，从风扇运行的角度来说，为了提高风扇效率，减少攻击消耗，一般不允许空载启动风扇。启动另一台风机前，应降低运行风机的负荷(即转子叶片应调低至一定位置)；当一台风机停止运行时，在停止该风机之前

34、，关闭另一台继续运行的风机的动叶片等措施，都是为该风机安全经济运行而制定的操作指南，运行人员应严格遵守。图 10 气源示意图 3.5 鼓风机控制系统逻辑图分析(a)当出现以下任何情况时，它将自动切换到高供应压力和低供应压力。1 炉膛压力高 2 供气动叶片的最大命令 当炉膛压力高时，它会自动切换到供气压力增加。(b)当下列任何一种情况发生时，它将自动切换到低供给压力锁定减少。1 炉膛压力低 2 风热偏差低 3 空气供应移动刀片命令是最低的。当满足 1 和 2 中的任何一个条件时，它将自动切换到供气并锁定。(c)当下列任何一种情况发生时，它将自动切换到供气跟踪 1 关闭供气转子叶片 a。两台引风机

35、跳闸五分钟。当满足送风动刀 B 的任一条件时，自动切换到 B 送风跟踪。(d)当下列任一情况发生时，它将自动切换到跳闸 A，并将供气切换到手动。1.空气供应不运行。2.供气出口压力质量差 3.总风力 4.空气供应跟踪 5.总风执行是错误的。6.热信号质量差 7.总风量质量差 8.总风量偏差高/低。9.总燃料跳闸 10.手动引风机 11.锅炉说明书质量差。12.一流的压力质量不好。当出现上述条件 6、7、8、9、10、11 和 12 中的任何一个或满足下列任何一个条件时，鼓风机 B 将自动切换到手动模式。1.b 气源不运行。2.b.供气出口压力不良。3.b 总风灾 4.b 空气供应跟踪 5.b

36、总风执行错误。(e)当出现下列任何一种情况时，它将自动切换到两个鼓风机的手动操作 1.手动空气供应 2.b 手动供气(f)当满足以下任一条件时，它将自动切换到配对，而不会出现偏差 1.炉膛压力很高 2.炉膛压力低 3.不满足主燃料跳闸。(g)启动和停止鼓风机。当鼓风机 A 和 B 启动时，遥控存储器的 s 等于 1，当下列任一情况发生时，堆栈块的输出为 1。(h)鼓风机 A 和 b 的启动-停止逻辑 1.启动鼓风机 a。遥控存储器功能代码用于建立设置-复位触发存储器。当发出“开始送风 A”信号时，远程存储功能码的 s=1，当送风挡板关闭、送风动叶片关闭、送风程序控制错误、送风错误、送风运行时，

37、输出为1。当“开始供气A失败”的信号将来出现时，远程存储输出为1，但是A供气操作指令被执行并且计时器被计时。如果信号“来自 A 的供气故障”出现，并且遥控存储器功能代码的 R 等于 1，则来自 A 的供气操作指令不能被执行。2.停止鼓风机 a。当“供气停止 A”信号发出时，遥控存储器功能码的 s=1，当出现以下情况时:供气开始 A、供气程序控制错误、供气执行错误、供气操作错误，输出为 1，当“供气停止 A 失败”信号以后，遥控存储器的输出为 1。然而，当执行空气供应停止命令 A 时，定时器超时，并且执行远程控制存储。如果“停止供气故障”信号出现，并且遥控存储器功能代码的剩余部分等于1，则不能执

38、行停止供气命令。B 风机的启停逻辑与a 风机相同。图 11 鼓风机主要控制流程图 4 设计理念 送风控制系统的任务是协调锅炉的送风风量和引风量，以达到锅炉的最高热效率，保证机组的经济性。然而，由于锅炉的热效率不能直接测量，所以设计了一些间接的方法来达到目的。可以采用以下设计方案。4.1 单闭环比例送风控制系统的设计 供气调节的任务是保证燃烧的经济性。具体来说，就是保证燃烧过程中燃料与空气体积的适当比例，供气调节对象类似于比例环节。因此，可以采用保持燃料量与空气供应量成比例的空气供应控制系统。燃料量信号作为供气调节器的给定值以前馈的形式引入供气控制系统，供气量信号作为反馈信号引入供气调节器，形成

39、单闭环比例控制系统。它可以快速跟踪空气供给的燃料量的变化。根据负荷和燃料品种的变化，对最佳风煤比系数进行修正。该设计结构简单，操作方便。4.2 串级比例送风控制系统的设计 本设计采用燃烧经济性指标修正调节器修正送风量，使送风量与燃料量之比达到最佳，并采用带氧气修正的送风控制系统。设计中采用了以燃烧经济性指标(烟气含氧量)为调节变量的单回路控制系统。氧化锆仪表用于测量锅炉废气中的氧含量，氧信号响应迅速可靠。根据氧化锆的测氧性能，可以将氧气信号作为供气控制信号，供气调节器只接受氧气信号并与定值信号平衡，可以将氧气设定在最佳值。该系统省略了风量信号，不需要风量测量装置，节省了设备，解决了风量信号难以

40、准确测量的问题，也解决了炉膛漏风的问题。当然，我们也可以用氧气作为校正信号的串级控制系统。主调节器(氧气量校正调节器)接收氧气量和氧气量定值信号。次级调节器接收燃料信号、反馈信号和氧气量，以校正调节器的输出。二回路保证风煤基本比例，起到调节作用。主回路用于氧量校正，起到微调的作用。4.3 前馈和反馈供气控制系统的设计 烟气最佳氧含量随锅炉负荷而变化，一般情况下最佳氧含量随负荷增加而降低。为了使氧含量给定值随负荷而变化，可采用前馈-反馈供气控制系统。负荷指令作为前馈信号，可以克服供气调节通道中的滞后和惯性，改善动态过程中的助燃空气协调性。5 结束语 工业过程控制有很多方面，可以概括为三个要求:安

41、全性、经济性和稳定性。在过程控制方法的长期发展中，围绕这三个指标不断提高质量，提出了更新更好的控制方法。目前，简单控制系统的整定方法已经非常成熟，但对大型复杂系统的分析要困难得多。随着工业生产的发展，要达到上述三项指标的要求，在理论和实践上还有许多课题需要研究。风量是锅炉运行质量的重要指标之一。风量过高或过低都会影响电厂的安全性和经济性，因此必须采用自动化手段进行控制。风量控制的任务是:当机组负荷变化时，要保证燃烧过程中燃料与空气量的适当比例，以保证燃烧的经济性和稳定性。引风量是为了保持炉膛压力稳定在给定值，保证燃烧的安全性。与普通 PID 控制器相比，采用模糊自整定 PID 控制器的系统超调

42、量更小，过渡时间更短，对参数变化的适应性更强。对于锅炉这种具有非线性、参数不稳定、难以建立精确数学模型的控制对象，采用模糊控制理论的控制器比传统的 PID 控制器具有更好的控制效果，提高了系统的抗干扰能力。锅炉送排风系统自动控制自投入运行以来，运行稳定。克服以前的手工操作。缺点，既节省了人力，又降低了经济成本，使燃烧条件达到最佳状态。参考 1与流程工业生产相关的标准和法规 2何延庆、黄海燕、李冰。集散控制系统原理与应用(第三版)M.化学工业，2009年 3印江和江涛。发电厂分布式控制系统 M.中国电力，2006 4周、。分布式控制系统M。大学，2011年 5周泽奎，主编。控制仪表和计算机控制装

43、置 M。化学工业 6卞，等.热控系统M.中国电力 7青等编。检测技术与系统设计 M。中国电力 8叶，主编。热工测量和控制仪表的安装 M。中国电力 通过课程设计的实践，加深了我们对工业过程设定过程的理解，深刻理解了控制回路的设定，尤其是串级回路的设定，同时也锻炼了我们团队的协作能力。经过对所有数据的整理，我发现锅炉送风系统和引风机系统是组成燃烧控制系统的重要控制系统。它们与燃油量一起受到控制系统的影响。送风系统保持锅炉最高热效率，引风机系统控制回路保持稳定。它们是一个不可分割的整体，共同保障锅炉运行的机动性、经济性和安全性。让我认识到，在电力发展中，科技与实力并存，齐飞与科技合一。我想感受我的导师，戴菲和七月。他们严谨、细致、一丝不苟的作风是我今后学习和工作的榜样。对我来说，它们起到了指示灯的作用。他们循循善诱的教学和不拘一格的思维给了我无尽的启迪，我很快感受到了课程设计的乐趣，融入其中。其次，想感受同组同学的帮助和指导。没有他们的帮助和信息，没有他们的鼓励和鼓励，这个设计就不会这样进行。这个课程设计是我大学里比较难的一个，涉及的知识面比较广。就像老师说的“就当是毕业设计提前练手吧”。由于设计即将完成，我的心情无法平静。有多少可敬的老师、同学、朋友帮助过我？请接受我诚挚的祝福！