350MW單元機組一、二次風控制系統(tǒng)淺析

摘 要：電廠鍋爐燃燒過程中，送風量與給粉量的配比動態(tài)優(yōu)化，是提高鍋爐燃燒效率的關(guān)鍵。鍋爐的配分過程自動化投入可使風煤比達到較為理想的比例，使鍋爐燃燒工況達到最佳效果。而過了燃燒全過程的自動化是目前電力工作人員研究的重點課題。本文在此基礎(chǔ)上對350MW的單元機組一次風和二次風控制系統(tǒng)分別進行分析。

關(guān)鍵詞：一次風;二次風;控制系統(tǒng)

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2015.21.148

0 引言

以某電廠裝備5套給煤系統(tǒng)的350MW單元機組為例，此磨煤機系統(tǒng)采用中速磨，正常運行時4套投運，1套備用。該機組磨煤機系統(tǒng)采用直吹式制粉，磨煤機一次風將煤粉吹入爐膛，系統(tǒng)二次風輔助煤粉在爐膛內(nèi)燃燒。本文介紹了磨煤機一次風壓力和風量控制系統(tǒng)，燃料風擋板、輔助風擋板控制系統(tǒng)，并簡單介紹了控制邏輯。

1 一次風控制系統(tǒng)

（1）一次風量控制系統(tǒng)。磨煤機的一次風量對鍋爐的燃燒系統(tǒng)相當重要，煤粉管中的風粉混合物的流速應(yīng)保持在20～30m/s左右，若流速太高會造成煤粉結(jié)渣，流速太低則會使煤粉在管道內(nèi)沉積，影響鍋爐整體燃燒系統(tǒng)的工況。一次風量的給定值是隨給煤機給煤量的改變而改變。磨煤機一次風量控制系統(tǒng)一次風量信號和一次風溫信號均采用雙變送器測量，一個為主變送器，一個為副變送器，兩個變送器之間有偏差比較器。當兩個變送器之間的偏差超過規(guī)定值時，表示兩個變送器之一或者兩個變送器同時發(fā)生了故障 ，這時將發(fā)生報警信號，并通過邏輯控制電路的作用，使磨煤機一次風量控制由自動控制方式自動切換到手動方式，以免發(fā)生誤調(diào)。

（2）一次風壓力控制系統(tǒng)。為了有效地對磨煤機的一次風流量控制， 需保證一次風的壓力和流量，鍋爐配備兩臺一次風機，一次風機的入口導(dǎo)葉位置的調(diào)整影響著磨煤機一次風壓力和流量。工作人員可通過對一次風模擬量設(shè)定值的大小調(diào)整實現(xiàn)對一次風風量的調(diào)整，一次風壓力的兩套套測量裝置安裝在一次風母管上采用二取一的方式，對測量信號進行低通濾波器處理，使系統(tǒng)得到有效的一次風壓力測量值。一次風母管壓力的給定值即控制器PI的給定值是代表鍋爐負壓或內(nèi)擾變化的煤量信號（給煤機轉(zhuǎn)速）經(jīng)函數(shù)器f（x）轉(zhuǎn)換后的指令，f（x）的輸出還要經(jīng)過大值選擇器后再作用到控制器上。一次風壓力的控制信號是系統(tǒng)風壓偏差經(jīng)過PID調(diào)節(jié)后得到，另外在一次風壓力控制信號的邏輯組態(tài)中增加乘法器，保障信號的回路增益校正，這樣就克服了一次風壓力調(diào)節(jié)回路不會因風機運行臺數(shù)二影響到控制品質(zhì)。在風量控制的組態(tài)中增加出力平衡回路，可有效消除兩臺一次風機都投入自動時，風機之間出現(xiàn)的不平衡狀況，使兩臺風機的出口風量相當，達到較為理想的控制效果。邏輯中的平衡回路通過切換模塊、加法模塊和比例模塊共同實現(xiàn)，達到控制效果最優(yōu)，兩臺風機出口風量效果最佳。

2 二次風控制系統(tǒng)

鍋爐的二次風分為輔助風和燃料風，是由鍋爐送風機提供，送風機將冷風送去鍋爐空氣預(yù)熱器加熱，加熱后的熱風被送入二次風箱，而后經(jīng)爐膛的噴燃器吹入爐膛，對風粉混合物的燃燒提供輔助作用。對進入爐膛二次風量的控制是通過二次風擋板的開度的控制來實現(xiàn)的，擋板的開度控制一般采用層控制，在鍋爐同一高度的四個執(zhí)行器實現(xiàn)同步動作，使進入爐膛的二次風風量基本一致，較好的實現(xiàn)鍋爐的四角燃燒效果。

（1）燃料風擋板控制系統(tǒng)。燃料風為風粉混合物提供適量的空氣，參與燃料的燃燒，克服煤粉在燃燒初期煤粉過度集中出現(xiàn)的氧氣量不足，同時可避免流沖刷爐墻形成大量還原氣體而結(jié)焦，有效防止煤粉離析和一次風偏斜，有利于煤粉氣流的燃燒和擴展，在爐膛內(nèi)達到良好的燃燒效果。另外一次風的噴口長期處于高溫狀態(tài)增加煤粉管的損耗，降低其使用壽命，燃料風的可對一次風的噴口進行冷卻，且效果明顯。在自動狀態(tài)下，每層燃料風擋板的開度是相應(yīng)層給煤機轉(zhuǎn)速的函數(shù)。函數(shù)器的輸出經(jīng)過一個超前/滯后環(huán)節(jié)，以實現(xiàn)加燃料時先開大燃料風擋板，減燃料時后關(guān)小燃料風擋板。每層燃料風擋板控制系統(tǒng)都有一個軟手操站M/A，在自動狀態(tài)，運行人員可通過M/A站適當調(diào)整本層控制指令偏置;在手動狀態(tài)，可直接控制本層四角燃料風擋板的開度。

當發(fā)生MFT或本層給煤機轉(zhuǎn)速測量信號故障時，本層燃料風擋板控制轉(zhuǎn)手動;當FSSS發(fā)出關(guān)本層燃料風擋板控制指令時，通過切換器和給定值，超馳關(guān)燃料風擋板;當FSSS發(fā)出關(guān)全部燃料風擋板控制指令時，通過切換器和給定器，超馳開燃料風擋板。

（2） 輔助風擋板控制系統(tǒng)。輔助風可實現(xiàn)對爐膛和二次風風箱差壓的調(diào)整，為爐膛提供穩(wěn)定的二次風流速，使煤粉和空氣達到較好的混合比例，使煤粉在爐膛內(nèi)充分燃燒，可見輔助風擔當著二次風控制的主體作用。另外在有燃油輔助燃燒的鍋爐中，在燃油退出后，燃油風擋板和輔助風擋板也可實現(xiàn)爐膛和二次風箱之間的差壓調(diào)節(jié)。

當二次風箱/爐膛差壓控制處于自動控制系統(tǒng)時，設(shè)定值與測量值的偏差經(jīng)過PI調(diào)節(jié)器控制運算后輸出控制指令并列控制BC、DE、EF層輔助風擋板。每層輔助風都有各自軟手操控制器，并有各自的偏置回路，可以調(diào)整各層輔助風負荷分配。對某層油槍全部未投運的燃油風擋板來說，其在控制系統(tǒng)中的作用與輔助風擋板完全相同。當二次風箱和爐膛之間的差壓過高或過低、以及發(fā)生MFT時，輔助風擋板控制轉(zhuǎn)手動;當FSSS來關(guān)某層輔助風擋板指令時，通過切換器和給定值A(chǔ)，超馳關(guān)對應(yīng)層輔助風擋板;當FSSS來開某層輔助風擋板指令或發(fā)生二次風箱和爐膛之間的差壓高限報警時，通過切換器和給定器，超馳開相應(yīng)層輔助風擋板。

3 結(jié)論

對送風過程中的一次風、二次風和各種輔助風進行了淺析，設(shè)計時充分考慮了運行中的各種實際情況，有很大的實用價值。在對一次風風量和壓力，燃料風，輔助風的控制邏輯設(shè)計中充分考慮鍋爐運行現(xiàn)場的實際工況，根據(jù)燃燒過程中常見問題對控制邏輯進行優(yōu)化，運行效果表明本文中采用的控制邏輯效果較為理想，可使鍋爐燃燒達到較好的燃燒工況，為相似的工程提供了借鑒。

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作者簡介：陳友斌（1985-），男，山東濰坊人，助理工程師，主要從事：電廠熱工控制工作。endprint