• 1.摘要
  • 2.基本信息
  • 3.简介
  • 4.引风控制工作原理
  • 5.引风控制系统的特点
  • 6.引风控制系统详细介绍
  • 6.1.炉膛压力测量
  • 6.2.引风机控制指令
  • 6.3.引风机MFT加速器超越和定向闭锁
  • 6.4.轴流风机堵转保护
  • 6.5.引风机偏差平衡系统
  • 7.引风控制系统在火电厂中的应用

引风控制

引风控制是指保持炉膛压力稳定在给定值的控制技术。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、经济性,必须通过自动化手段加以控制。引风控制的任务是引风量是保持炉膛压力稳定在给定值,确保燃烧的安全性。详细介绍了引风控制特点、工作原理、引风控制系统的功能以及其在火电厂的应用。

基本信息

  • 中文名

    引风控制

  • 外文名

    Draft Control

  • 要求

    安全性经济性

  • 类型

    节能控制技术

  • 领域

    能源

  • 学科

    热力学控制学科

简介

过送风机的动叶来调整的。两台离心式或两台轴流式引风机,引风量通过引风机的入口挡板(离心式)或动叶(轴流式)来控制。如果送风量比较大,送风量与燃料量的比例系数K(最佳比例值)随之增大,炉膛内燃烧将不会充分,达不到经济性。如果送风量比较小,送风动叶开度就会比较小,临近送风机的喘振区,喘振危害性很大,严重时能造成风道和风机部件的全面损坏,而总风量小于25%时,就会触发MFT(主燃料跳闸)动作。如果引风量比较大,也就是炉膛压力太低,会使大量的冷空气漏入炉膛内,降低了炉膛温度,增大了引风机负荷和排烟带走的热量损失。如果引风量太低,也就是炉膛压力高,接近大气压力,则炉烟会往外冒,影响设备与工作人员的安全。所以,送风量、引风量过高或过低都是生产过程所不允许的。

为了保证锅炉生产过程的安全性、经济性,送风量和引风量必须通过自动化手段加以控制。因此,送风量和引风量的控制任务是:使送风量与燃料量有合适的比例,实现经济运行;使炉膛压力控制在设定值附近,保证安全运行。

引风控制系统的设计是为了实现对炉膛压力的控制,如果炉膛压力接近于大气压力,则炉烟往外冒出,严重时甚至引起炉膛爆炸,影响设备与工作人员的安全,反之,如果炉膛压力过低,又会使大量的冷空气漏入炉膛内,降低炉膛温度增大引风机负荷和排烟带走的热量损失。引风控制系统就是使炉膛压力维持在额定的压力工况下。控制炉膛负压的手段是调节引风机的引风量,其主要的外部干扰是送风量。由于引风调节对象的动态响应快,测量也容易,所以引风控制系统设计成只需采取以炉膛负压作为被调量的单回路控制系统,由于送风量的变化是引起负压变化的主要原因,为了使引风量快速的跟踪送风量,以保持二者的比例,可将送风量作为前馈信号引入引风调节器而使引风量跟着改变。是一个快速补偿系统。这样当送风控制系统动作时,引风控制系统跟着立即动作,而不是等炉膛负压偏离给定值后在动作,从而能使炉膛负压基本不变。有利于提高引风控制系统的稳定性和减小炉膛负压的动态偏差,改善系统的调节性能。另外,由于调节对象相当于一个比例环节,被调量反应过于灵敏,为了防止小幅度引起引风机挡板的频繁动作,可以设置调节器是比例带自动修复环节,使得在小偏差时增大调节器的比例带。对于负压的测量信号,也需要通过低通滤波,以抑制测量值的剧烈波动。

引风控制工作原理

燃烧控制系统在根据燃烧率指令控制燃料量和送风量的同时,必须相应地控制引风量,以维持炉膛压力在设定值附近,保证安全运行。正常运行时,炉膛压力设定值为-50—-100Pa,具体数值与炉膛压力的测量位置有关。因为送风量是炉膛压力最重要的扰动因素,所以一般取送风机动叶的控制指令(或送风机动叶的实际位置),作为引风量控制的前馈信号。当送风量(或控制指令)变化时比例改变引风量(指令),再根据炉膛压力与设定值的偏差,由炉膛压力调节进行校正调节。

如图《引风控制系统》所示。

引风控制系统

系统输入信号为炉膛压力信号,选三个炉膛压力测量值信号中的一个中间值作为调节器输入信号,与给定值进行比较,对偏差进行比例积分运算后,输出经MI多输出接口组件送至各引风机控制回路去调节引风机挡板的开度。由于炉膛压力测量波动较大,为防止执行器不必要的频繁动作,在调节器中加入非线性环节,起阻尼滤波作用。调节器的前馈信号来自送风控制系统调节器输出的动态联系信号,以保证负荷变化时,引风控制与送风协调动作。

引风控制系统动作过程如下:当负荷变化时,锅炉主控发出改变送风量的指令,送风调节器根据偏差运算,输出改变送风机挡板的信号。同时,此信号通过动态联系组f(t)把信号送至引风调节器,引风调节器输出一个大小与方向与送风调节信号相同的调节信号,改变引风机挡板开度。当送风机挡板开度与引风机挡板的相应开度不能完全保证炉膛压力在给定值时,或其它扰动引起炉膛压力变化时,则由调节器偏差信号进行校正。静态时,动态联系组f(t)没有输出,故炉膛压力保持为给定值。

引风控制系统的特点

引风控制系统的设计是为了实现对炉膛压力控制,使其维持在额定负压工况下,炉膛压力的控制是通过对引风机入口静叶进行调节来完成,该系统具有如下特点:

A 系统并非简单的串级调节系统,而是由3个PI 调节器共同完成炉膛压力的调节,设定值为一固定参数,其缺点是手/自动切换有扰动,因此,在动态投自动时需手动将实际炉膛负压调至或接近设定值再投入自动,否则引起扰动较大。当然,一般运行方式一旦风机启动时将自动将炉膛压力系统投入自动状态,在启动过程中存在一些扰动是允许的。2个辅助调节器主要实现对炉膛压力的高低限制,它不同于其它电厂所采用的跟踪限制,而采用调节限制,其优点是能够快速消除动态超差,确保系统的安全性和稳定性。当系统运行在允许工况下,2个副调节器则处于跟踪状态,稳定偏差的消除靠主调节器来完成。

B 送风前馈的引入使得当进行燃烧调整时,能够提前作用炉膛压力调节系统,确保系统的快速性和稳定性。

C 增益自调节回路的设计及电流平衡作用的实现相同于送风系统。

D 该系统可实现从风机启动至锅炉带满负荷全程自动调节以及当发生MFT时快速降低引风出力的功能。

E 该系统设计的缺点是当1台引风机已投入自动时,再投入第二台时,系统存在一个平衡过程,这就是本台机组在多次执行机构系统设计存在的共同缺陷,虽然,其平衡过程为一平滑过渡,但对系统本身仍是一个扰动源。

引风控制系统详细介绍

炉膛压力测量