基于新華XDC800的燃燒控制系統分析

王靖（山西平朔煤矸石發電有限責任公司，山西 朔州 036800）

基于新華XDC800的燃燒控制系統分析

王靖
（山西平朔煤矸石發電有限責任公司，山西 朔州 036800）

本文將循環流化床機組燃燒控制系統作為根據，分析了燃燒控制系統控制任務及特點，概括燃燒控制系統工藝流程中各主要設備的分類及原理。同時以新華XDC800控制系統組態邏輯圖為根據，對各燃燒子系統的控制邏輯進行分析和總結。

火力發電廠；燃燒控制；DCS

電廠的熱工控制系統主要包括爐側的協調控制系統和機側的電液調節系統。燃燒控制系統是協調控制系統的一個重要組成部分。通過燃燒控制系統和其他控制系統相配合，保證主蒸汽壓力和機組負荷的穩定。燃燒控制系統工藝流程中涉及的設備系統包括煤粉制備系統、風煙系統和爐煙系統。燃燒控制子系統包括燃料主控制系統，一次風量、送風量控制系統和爐膛負壓控制系統。

1　燃燒控制系統介紹

1.1燃燒控制系統發展

電廠燃煤鍋爐是我國目前應用面寬、耗用能源較多的重要設備。在火電發電成本中，燃料費一般要占70％以上，因此，提高鍋爐燃燒系統的運行水平對機組的節能降耗具有重要意義。當前，大型火電廠運用最為廣泛的燃燒控制系統為DCS控制系統，它具有系統構成靈活，管理便捷，控制功能豐富，信息資源共享，安裝、調試方便及安全可靠性高等優點。

1.2DCS控制系統簡介

DCS控制系統即分散控制系統，是Distributed Control System的簡稱，它是以微處理器為基礎，采用控制功能分散、顯示操作集中、兼顧分而自治和綜合協調（即集中處理、分散控制）的設計原則的新一代儀表控制系統。

2　燃燒控制系統控制邏輯分析

2.1控制系統任務及特點

設計鍋爐燃燒自動控制系統的目的是控制燃燒的整個過程，使燃燒所提供的熱量適應外界對鍋爐輸出的蒸汽負荷的需求，同時保證鍋爐的安全運行、經濟運行。燃燒控制系統的任務可歸納為以下兩個方面：

其一，維持蒸汽壓力穩定。

其二，保證燃燒過程的經濟性。

2.2燃燒主控制系統

給煤機指令系統當運行給煤機均處于自動控制方式時，燃料主控用于同步各臺給煤機之間的出力；當其中部分給煤機處于手動運行方式時，燃料主控將鍋爐負荷指令的變化分配給正在處于自動方式的給煤機。

燃料主控制系統根據風量信號決定對燃料指令加以限制，以實現富氧燃燒，避免冒黑煙現象的發生。

其一，燃料主控制系統輸入偏差信號的形成。由經風量限制的燃料指令與總燃料實測值求偏差形成燃料偏差信號。

其二，偏差與輸出高低限監視。燃料量指令與鍋爐總燃料量（總煤量和總燃油量之和）求偏差，作為燃料主控配PID控制器的輸入偏差信號。這里總風量限制采用小選模塊。由于機組負荷控制系統不允許被調量急劇變化，所以要對燃料量指令進行監視和限制。

其三，燃料主控制器的跟蹤。當給煤機處于自動運行狀態時，接受燃料主控信號，此時模擬量切換開關處于直通狀態，輸出燃料主控制信號。當給煤機處于非自動運行狀態時，此時模擬量切換開關處于跟蹤狀態，其輸出跟蹤給煤機實際出力，為下一步再切回自動且實現無擾切換創造條件。

2.3爐膛一次風量控制系統

2.3.1一次風量指令的形成

風量百分比指令經煤量指令限制后形成總風量指令，達到燃量富氧燃燒的作用。總風量百分比指令經函數換算后形成相應的一次風量指令。

2.3.2偏置調節

通過模擬量設定模塊可隨工況不同改變一次風量指令。

2.4爐膛負壓控制系統

2.4.1爐膛負壓偏差信號的形成

爐膛負壓測量裝置安裝在鍋爐尾部煙道，一般取三個測點，選中值作為實測值，如果一個側點故障，則取其他任一值或平均值，測量值與設定值做差，求得壓力偏差，此系統同時存在最小壓力設定值的限制。

2.4.2爐膛負壓信號高低限報警

當爐膛壓力超出允許值時，監視系統發出報警信號并聯鎖其他保護動作。

3　結語

本文主要得出以下結論：

其一，燃燒過程三個被調量的調節存在的相互影響。燃料量控制系統采用串級控制系統，燃料指令系統與一次風量控制系統組成串級控制系統，從而改變進入爐膛的燃煤量。

其二，送風控制系統采用氧量——空燃比串級控制系統，該系統用氧量信號校正空燃比系統的誤差，該系統副回路能快速對空燃比進行粗調，然后用煙氣中的含氧量做串級校正，使送風量與燃料量之間的比值達到最佳。

其三，該機組爐膛負壓控制系統為前饋——反饋調節系統。本系統引入送風機動葉葉片角度指令平均值作為前饋信號，這樣可以在送風量信號變化時，及時調整引風量，使爐膛壓力盡量不變。

［1］張麗香，王琦.大型火力發電機組模擬量控制系統［M］.北京：中國電力出版社，2006.

［2］印江，馮江濤.電廠分散控制系統［M］.北京：中國電力出版社，2006.

［3］朱小良，方可人.熱工測量及儀表［M］.北京：中國電力出版社，2011.

［4］葉江明.電廠鍋爐原理及設備［M］.北京：中國電力出版社，2010.

［5］張磊，李廣華.鍋爐設備與運行［M］.北京：中國電力出版社，2006.

Analysis of the Combustion Control System Based on the Xinhua XDC800

WANG Jing
（Shanxi Ping shuo Gangue Power Generation Co.Ltd.，Shuozhou 036800，China）

In this paper，the combustion control system of circulating fluidized bed unit is used the foundation，the control tasks and characteristics of the combustion control system are analyzed，and the classification and principle of the main equipments in the process flow of the combustion control system are summarized.At the same time，the control logic of the XDC800 control system is analyzed and summarized accordingtothe logic diagramofthe control system.

Thermal power plant；Combustion control；DCS

TQ116.2

A

1674-8646（2015）08-0030-01

2015-05-23