渑池热电热控教材第10章 燃烧控制系统-李晓宇OK..doc

热工控制系统培训教材 PAGE PAGE 220 第十章 锅炉燃烧控制系统 第一节 概 述 一、燃烧控制系统的基本任务 锅炉燃烧过程是一个将燃料的化学能转变为热能，以蒸汽形式向负荷设备（以汽轮机为代表）提供热能的能量转换过程。燃烧过程控制的基本任务是使锅炉燃烧提供的热量适应锅炉蒸汽负荷的需要，同时还要保证锅炉的安全经济运行。燃烧调节是主控制系统的子系统，它接受来自主控制系统发出的锅炉负荷指令，将该指令分别送往燃烧、送风调节系统，使燃料和风量按预先设置好的静态配合按比例同时动作，以保证合适的风/燃料配比，并通过燃料控制和风量控制的交叉限制作用，满足增负荷先增风，减负荷先减燃料的生产工艺要求，以保证锅炉既安全又经济地正常运行。送风调节机构的位置指令又作为炉膛压力控制系统的前馈信号，实现送风机和引风机的协调动作，以减小炉膛压力波动。从而在外界负荷需求发生变化时，使燃料、送风和炉膛压力三个控制子系统同时成比例地动作，以共同适应外界负荷的需求。 目前，350MW机组的锅炉燃烧控制系统通常分别以给煤机（或给粉机）转速、送风机动叶、引风机静叶和二次风挡板为控制手段来实现对锅炉燃料量、总风量、炉膛压力和风量配比等控制。锅炉燃烧调节系统由燃料、送风、炉膛压力、一次风和二次风等几个子系统组成。本文是以350 MW的单元机组制粉系统为直吹式制粉系统为例，并对其特点进行简要介绍。 二、直吹式锅炉燃烧控制的特点 直吹式锅炉制粉系统所采用的磨煤机有钢球磨、中速磨、竖井磨和风扇磨。 钢球磨：运用于可磨性差的煤种，运行中要求维持一定的装煤量，但适应负荷变化的能力差，通常用于带基本负荷的锅炉。 中速磨、竖井磨：通常用于带变动负荷的锅炉，具有一定装煤量。 风扇磨：通常用于带变动负荷的锅炉。 采用直吹式制粉系统的单元机组在基建投资和运行费用上比采用中间储粉仓式制粉系统的耗费小，因此现代大型发电机组大多数都采用直吹式制粉系统。 1.直吹式锅炉的燃烧控制具有如下特点： （1）中间粉仓式制粉设备的锅炉在燃烧设备与制粉系统之间具有明显可分的界限，而直吹式制粉设备的锅炉将制粉设备与锅炉本体紧密地联系成一个整体。因此，在直吹式制粉设备的锅炉运行中，制粉系统也成为燃烧过程自动控制不可分割的组成部分。 （2）在中间粉仓式制粉设备的锅炉中，改变燃料调节机构位置（给粉机转速）就能立即改变进入炉膛的煤粉量B。因此，中间粉仓式锅炉无论在适应负荷变化或消除燃料自发性扰动方面都比较及时。而在直吹式锅炉中，改变燃料调节机构位置（给煤机转速）后，还需经过磨煤制粉的过程，才能使进入炉膛的煤粉量B发生变化。直吹式锅炉在适应负荷变化或消除燃料内扰方面的反应均较慢，从而引起汽压较大的变化。 因此在锅炉负荷变化时，锅炉燃烧控制系统如何快速改变进入炉膛的煤粉量B，以及当锅炉负荷不变时，控制系统如何及早地发现原煤量B0的扰动就成为直吹式锅炉燃烧自动控制系统中两个需要特别予以考虑的问题。 2.燃烧控制系统采用了如下的控制策略 （1）由于直吹式锅炉在单独改变给煤量B0时并不能快速地使煤粉量B发生变化（因磨煤机有较大的迟延和惯性），但改变一次风量V1却能迅速改变进入炉膛的煤粉量B。因此，为了提高直吹式锅炉的负荷响应能力，在改变给煤量B0的同时应同时改变一次风量V1。 （2）为及早消除燃料量B0的自发性扰动，首先要及时地发现进入磨煤机中的原煤量B0的变化，即要快速正确地测量出磨煤机中的煤量。进入磨煤机中煤量的测量方法随着磨煤机类型的差异而不同。 三、渑池热电有限责任公司的磨煤机系统 渑池热电有限责任公司的磨煤机系统，采用了直吹式锅炉的燃烧控制。而直吹式制粉设备的锅炉将制粉设备与锅炉本体紧密地联系成一个整体。因此，在直吹式制粉设备的锅炉运行中，制粉系统也成为燃烧过程自动控制不可分割的组成部分。在直吹式锅炉中，改变燃料调节机构位置（给煤机转速）后，还需经过磨煤制粉的过程，才能使进入炉膛的煤粉量B发生变化。直吹式锅炉在适应负荷变化或消除燃料内扰方面的反应均较慢，从而引起汽压较大的变化。因此在锅炉负荷变化时，锅炉燃烧控制系统如何快速改变进入炉膛的煤粉量B，以及当锅炉负荷不变时，控制系统如何及早地发现原煤量B0的扰动就成为直吹式锅炉燃烧自动控制系统中两个需要特别予以考虑的问题。 本机组一台锅炉配5台磨煤机，每台磨煤机的生产能力不小于70t/h,其中4台运行，1台备用。 第二节 燃料控制系统 一、燃料控制系统的任务和组成方式 燃料控制系统的任务是保证进入锅炉的燃料量随时与外界负荷要求相适应，控制系统大都设计成串级调节系统。控制系统中内回路反馈信号有多种方式，如燃料量的直接反馈或给煤机转速反馈。前者虽然可以精确调节，但是调节缓慢。后者反馈信号简单明了，易于实现，但只能反映燃料量的大小而不能反映燃料品质的变化。现代大型