单元机组控制系统优化与仿真实现.docVIP

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目录

第一部分火电机组燃烧控制系统

1引言 1

2燃烧控制系统分析 1

2.1燃烧过程的控制任务 1

2.2燃烧过程的调节量 2

2.3燃烧过程的控制特点 3

3送风控制系统分析 4

3.1送风系统简述 4

3.2送风控制系统工艺流程 5

3.2.1一次风系统

3.2.2二次风系统 6

3.3SAMA图分析 6

3.3.1送风控制系统组态

3.3.2送风控制系统SAMA图总述 7

3.3.3二次风压控制 10

3.3.4氧量校正控制 10

3.3.5锅炉主控

3.4送风控制系统实验仿真 11

3.4.1动态特性实验

3.4.2送风系统动给定值扰动实验 12

3.4.3送风系统动调节量扰动实验 13

4燃烧优化的概念及目的 14

4.1国内外燃烧优化控制技术 15

4.1.1国内燃烧优化技术

4.2.2国外燃烧优化技术 17

4.2应用中的难点分析 18

5总结 19

第一部分火电机组燃烧控制系统

1、引言

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。

火电厂燃烧控制系统主要由燃料控制系统、送风控制系统和引风控制系统三个子系统组成。燃烧控制系统的作用是及时响应单元机组主控制系统发来的锅炉指令（BD），改变进人锅炉的燃料量和送风量，同时为了保证炉膛负压，及时改变锅炉的引风量，保证机组的能量供需平衡。具体地说，在汽轮机跟随（TF）控制方式下，由燃烧控制系统保证机组的实发功率等于负荷要求指令（LD）；在锅炉跟随（BF）控制方式下，由燃烧控制系统保证主汽压力（Pv）等于汽压给定值（PS）。机组主控系统发出的锅炉指令（BD）作用到燃料控制系统和送风控制系统，保证了燃料量和送风量的静态配比（即风煤比）。送风控制系统除了以送风量（FD）作为送风调节器的主信号外，还接受锅炉指令（BD）经氧量校正信号后的动态前馈风量指令，以加强风量的调节。

2、燃烧控制系统分析

2.1燃烧过程的控制任务

燃烧控制系统的任务可归纳为以下三个方面：

（1）维持蒸汽压力稳定

锅炉蒸汽压力作为表征锅炉运行状态的重要参数，不仅直接关系到锅炉设备的安全运行，而且其是否稳定反映了燃烧过程中能量供需关系。汽压控制的任务是维持蒸汽压力为一定值。在单元制运行方式下，由一台锅炉向一台汽轮机供汽，机炉之间存在紧密联系。锅炉的蒸汽压力值与机组的运行状态及运行方式有关。因此锅炉的气压控制与汽轮机的负荷控制是相互关联的。

（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一个重要方面。目前燃烧过程经济性是靠维持进入炉膛的燃料量与送风量之间的最佳比值来保证。也就是既要保证有足够的送风量使燃料得以充分燃烧，同时尽可能减少排烟造成的热损失。然而在许多情况下，对于进入炉膛的燃料量难以准确测量，加上燃料品种的变化，因此难以确定并维持燃料量与风量之间最佳比值。因而常采用控制烟气中过剩空气系数，以其校正燃料量与风量之间比值的办法，保证燃烧过程经济性。

（3）维持锅炉炉膛压力稳定

锅炉炉膛压力反映了燃烧过程中进入炉膛的送风量与流出炉膛的烟气量之间的工质平衡关系。炉膛压力是否正常，关系着锅炉的安全经济运行。若送风量大于引风机的引风量，则炉膛压力升高，会造成炉膛往外喷灰或喷火，压力过高时有造成炉膛爆炸的危险。若排风量大于送风量，炉膛压力下降，不仅增加引风机耗电量，而且会增加炉膛漏风，降低炉膛温度，影响炉内燃烧工况。对于燃煤锅炉，为防止炉膛向外喷灰，通常采用微负压运行。对于燃油锅炉，则通常采用微正压运行，以防止炉膛漏风，使烟气中过量空气系数上升，造成过热器管壁腐蚀。

2.2燃烧过程的调节量

根据控制任务，燃烧控制系统主要调节以下三个物理量：

（1）燃料量调节

通过调节燃料量使入炉燃料的完全燃烧所产生的量能与锅炉外部负荷需要的量能相适应。

（2）送风量调节

燃料量改变时，送风量也应改变，以保证燃料的完全燃烧和排烟损失最小。调节送风量的目的是保证锅炉燃烧过程的经济性。由于过剩空气系数还不能直接测量，因此用测量烟气含氧量这一间接指标来判断燃烧经济性，或者直接平衡风与燃料比值来保证燃烧经济性。

（3）引风量调节

调节引风量的目的是使引风量与送风量相适应，以保持炉膛压力在要求的范围内，一般通过调节引风量使炉膛维持在微负压状态，以保证燃烧过程稳定性。

纵观锅炉燃烧过程，上述三项燃烧过程的调节量是不可分割的，它的三个被控参数（即蒸汽压力、最佳空燃比、炉膛负压）与三个调节量（即燃料量、送风量、引风量）间是相互关联的，其中燃料量控制回路是锅炉跟踪外界负荷，送风量控制回路维持锅炉最高的热