燃料主控逻辑介绍

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1、 维持炉膛压力和锅炉出口蒸汽压力稳定，保证燃烧过程的经济性。燃烧控制系统是协调控制系统锅炉侧的直接执行级，是机组的主要控制系统。燃烧控制系统包括4个子系统：燃料量控制系统、给煤机控制系统、风量-氧量控制系统、炉膛压力控制系统。 锅炉主控将机组负荷指令以并行协调方式转化为对锅炉燃料量和风量的控制。燃料量控制系统的任务是产生给煤量指令以控制燃烧。在采用给煤量作为反馈的燃料量控制系统中，通常采用热值校正系统，以弥补由于煤种及热值的变化所带来的控制反馈误差，但热值校正作用又会对机前压力的控制造成一定影响。 主要有以下功能： （1）风煤交叉限制。锅炉指令按可供的风量来限制燃料量出力，以保证燃料量不高于风

2、量；锅炉指令按送入锅炉的总燃料量(包括所有辅助燃料)来控制风量，以保证风量不低于燃料量。 （2）自动增益调整。根据运行的磨煤机的数量修正燃料指令。 （3）热值校正（BTU校正）。根据燃料的不同发热量对燃料量反馈信号进行校正。 （4）为加快燃料量对负荷变化的响应，信号回路有速率可调的“加速”功能。 燃料主控由燃料主控调节器和燃料主控手自动站组成，包括风煤交叉限制以及给煤量变增益等控制回路。根据给煤量反馈回路在燃料控制系统的位置，热值校正回路也可以包含在燃料主控回路内。 燃料主控回路将来自锅炉主控的负荷指令分配至各台运行中的磨煤机负荷控制回路，通过调节各台磨煤机的给煤量，使总燃料量满足锅炉负荷指令

3、的要求，如图1所示。 锅炉负荷指令经风煤交叉限制得出总燃料量的设定值，减去总燃油流量后作为燃料主控设定值，燃料主控调节器根据给煤机自动投入台数进行增益调整。 当给煤机控制站均在手动时，燃料主控应处于跟踪状态。燃料主控跟踪回路应保证由手动切自动时无扰动为原则，通常应设计为跟踪给煤机指令的最大值或平均值。下级给煤机M/A控制站应具有自动偏置功能，因此，给煤机投自动时不会产生扰动。否则，燃料主控应设计为跟踪各台给煤机指令的最大值，下级给煤机M/A控制站应将出力最大的一台首先投自动。 风煤交叉限制的控制策略看似简单，但在方案的实现上却有许多需要考虑的技术细节：交叉限制虽然保证了燃烧控制的安全，但却损失

4、了燃烧控制系统的快速响应。 我厂给煤机采用沈阳STOCK公司引进技术生产的EG-2490型称重式皮带给煤机，它采用了变频控制皮带转速。每台磨煤机配套一台给煤机，给煤机设计出力7-70t/h（二期8-80 t/h），实际出力限制在75%（52.5t/h）。我厂磨煤机采用ZGM113N型磨煤机，每台ZGM113型磨煤机的额定出力为57.5t/h，正常运行每台磨平均出力约为51.5t/h左右，折算上中后期磨损，每台磨的平均出力约为49.5t/h左右。当前长期大负荷、煤质变化的情况下，磨煤机的出力颇为紧张，每台机组在5台磨煤机正常运行情况下已经很难带满负荷，为满足机组的需求经常在6台磨煤机全部投运。

5、给煤机控制属于燃烧控制的一个重要环节，旨在控制当机组负荷发生变化时，能及时响应负荷（燃料主控）的变化，迅速调整给煤机电机转速，以改变进入磨煤机内的煤量。自动逻辑介绍（新）给煤机指令（设定值）与反馈信号的形成（见图1）：给煤量反馈信号(NEW MODIFI)：当给煤机在手动状态且瞬时给煤量为好值时（通过测点品质信号20HFB10CF101-XM23来判断），采用经过热值校正后（乘以热值校正系数）的给煤机瞬时给煤量（百分数）作为给煤量反馈信号；当给煤机在手动状态且瞬时给煤量为坏值时，NEW MODIFI为当前给煤机PID输出指令值； 当给煤机处于自动状态时，为给煤机指令（燃料主控指令信号与偏置设置

6、值O-SPC的代数和）。煤机指令（NEW DMD with bias）： 1、当给煤机处于自动状态时，燃料主控指令信号与偏置设置值O-SPC的代数和并经过热值校正等逻辑修正后作为给煤机指令信号。 1、当给煤机处于自动状态时，燃料主控指令信号与偏置设置值O-SPC的代数和并经过热值校正等逻辑修正后作为给煤机指令信号。燃料主控指令信号与偏置设置值O-SPC的代数和经过高低限制值后给煤机指令（设定值）输出信号E，为了增加给煤机的响应速度，补偿制粉系统的迟延时间，当给煤机投入自动时，在E的基础上增加了了一个实际微分信号；同时为补偿煤质发热量的变化，用热值校正信号对给煤量指令进行矫正。即煤质较好时，同等

7、负荷下进入炉膛的总燃料量减少，给煤机指令信号会相应减小，此时锅炉指令也相应减小，将影响RB等计算，此时通过增大热值校正信号即可调整燃料主控指令（锅炉主控指令）使之与标准发热量下的指令相符；反之亦然。经过热值校正信号后的指令信号直接进入PID输入端，但此时将PID设置为直通随动，即比例系数设置为1，同时取消了积分和微分作用，所以PID输出就等于输入，经过20HFB10GH001CAO（给煤机给煤量指令模块）输出420mA信号至给煤机就地控制柜。 2、当给煤机处于手动状态时，偏置设定模块O-SPC_WN跟踪经过热值矫正后实际给煤量反馈信号NEW MODIFI燃料主控指令信号的差值，此时PID入口指

8、令跟踪经过热值矫正后的实际给煤量的反馈信号。在给煤机指令（设定值）中，当给煤机处于手动状态时，由于处于跟踪状态，当机组负荷较高时，由于给煤机启动初期NEW MODIFI较小，所以WN跟踪值为绝对值较大的负数，但WN在O-SPC功能块内有限值，当该限值比WN输入较小时，O-SPC功能块将输出最大限值值，然后再加上燃料主控的指令信号，此时给煤机指令信号将会很大，有可能导致手操块无法增加指令，所以此时应将限值尽可能改大。 给煤机停信号延时消失1分钟，磨煤机停，给煤机手动 XV01给煤机停信号延时消失1分钟，磨煤机停，取非延时20S XV02 在给煤机自动逻辑内部，设置了当给煤机指令与实际值的偏差（绝

9、对值）大报警。将给煤机给煤量指令模块信号切为手动（外部故障）状态；不同的是新逻辑将原来的偏差大于20报警改为了5（10%）延时5秒报警，逻辑要求给煤机能自动迅速响应来自燃料主控的指令信号，否则将迅速切为手动控制，防止由于给煤机性能不好导致的燃料主控振荡。其中5%偏小，主要体现在RB触发过程中不能在跳两-三台磨得情况下，继续进行给煤量自动调节。不利于RB触发后的稳燃。 13152325四台磨改造后负荷增大，7500的上限设置改到9000。 机组正常运行时，锅炉主控接受机组负荷指令指挥燃烧系统控制燃料量和送风量，生产出蒸汽，适应汽机对锅炉的能量要求。理想情况下，燃料的发热量为定值，因此一定的负荷指

10、令对应一定的燃料量。但是，煤的发热量随煤种变化和天气变化而改变，机组在实际运行中煤的发热量不是一成不变的，其所对应的蒸汽量也随之改变。所以，在协调控制系统中需要设计热值校正回路来自动校正燃料发热量，以消除因燃料热值变化而引起的负荷偏差，提高机组调节品质，稳定机组运行。 对于直接用给煤量作反馈的燃料量控制系统，应采用热值校正系统对实际给煤量进行校正，以弥补由于实际煤种与设计煤种的不一致，或由于运行中煤种的变化，以及给煤量测量系统失准所带来的控制反馈误差。热值校正系统将给煤量换算成标准燃煤的发热量，让燃料量控制系统对实际给煤量进行调整，以适应锅炉负荷指令的要求。热值校正也称为发热量校正，或BTU校

11、正。 热值校正作用于给煤量反馈控制回路，根据给煤量反馈回路在燃料控制系统的位置，主要有两种方式。直接能量平衡（DEB）协调控制系统采用热量信号代替煤量反馈，由于热量信号直接反映了煤种的热值变化，因此不需要单独的热值校正回路。 （1）对总燃料量校正 当给煤量反馈回路在燃料主控入口时，通常采用对总燃料量进行热值校正的控制方案。如图8-4所示，采用热量信号进行热值校正。热量信号Q由蒸汽流量加汽包压力的微分构成，即：其中：D为主蒸汽流量， Pb为汽包压力，Ck是锅炉蓄热系数。 主汽流量代表锅炉的能量输出，汽包压力变化率代表锅炉的势能变化，两者之和等于锅炉的能量输入，热量信号提供了一种在稳态和动态工况下

12、都适合的燃料量间接测量方法。总煤量由各台给煤机的给煤量相加构成，热值校正系统输出不同的校正系数对总煤量进行校正，图8-4中，总煤量信号已转换成百分数表示，在CCS调试时将额定负荷时的总煤量信号整定为100。 在自动校正方式，热值校正回路动态地对实际给煤量进行校正。当负荷不变时，总煤量信号稳定不变；如果煤种发生变化，将导致热量信号发生变化；热值校正调节器将改变输出，从而使热值校正系数发生变化，直至校正后的煤量反馈信号与热量信号相等。热值校正系数一般设定在0.81.2之间变化，超过此范围热值校正调节器将不再改变输出。当负荷变化时，热值校正回路将处于跟随方式，直到负荷稳定不变后再投入工作。 在手动校

13、正方式，由运行人员根据煤种变化的信息，给出固定的热值校正值。A1为燃煤BTU手动校正系数，A2为燃油BTU手动校正系数。 （2）对给煤机煤量的热值校正 当给煤量反馈回路在给煤机控制回路时，通常采用对单台给煤机煤量进行热值校正的控制方案，如图8-5所示。与对总燃料量校正的控制方案相比，本方案是在下级给煤机控制回路完成煤种的热值校正。 热值校正系数由热值校正回路自动或手动给出，积分器输出变化范围限制在-20+20之间，经过量程转换，输出的热值校正系数在0.81.2之间变化。 大机组在40%额定负荷及以上工况运行时，锅炉负荷与主蒸汽流量通常满足静态比例关系，将两个信号都转换成百分数表示，并在额定负荷

14、点将它们整定为100之后，两个信号在静态是相等的。若运行中发生了煤种及热值的变化，主蒸汽流量将发生变化；当锅炉负荷与主蒸汽流量之差超过了一定的不灵敏区，热值校正回路将改变热值校正系数。 通过热值校正，改变煤量反馈值，给煤机控制回路及时地调整给煤量，使主蒸汽流量又回到原来的数值。若某台给煤机在手动控制方式，送给燃料主控的反馈信号将不是该台给煤机的控制指令，而是经过热值校正后的煤量信号，热值校正作用将通过燃料主控来实现。燃料主控将重新分配投入自动运行的各台给煤机的控制指令，从而调整给煤量。 锅炉主控指令经惯性环节PT3（3阶）和PT1（1阶）延时，保证该指令已形成对应的锅炉出力，再与主蒸汽流量进行比较。如果偏差为正，说明燃煤的发热量低于设计煤种的发热量，如果偏差为负，说明燃煤的发热量高于设计煤种的发热量。此偏差信号经过死区特性滤波作为锅炉主控指令的一个修正系数，这样就消除了燃料本身的变化带来的扰动。该修正系数直接施加于给煤机的转速控制中，同时消除由于该积分在锅炉主控中的重叠部分（相似），来实现对锅炉主控回路的修正。 谢谢大家！