第二章+锅炉自动控制系统

1、 第一节第一节 锅炉控制概述锅炉控制概述 锅炉自动控制系统的任务是根据机组的负荷要求，向汽轮机供给足够的、在规定压力 和温度范围内的蒸汽，同时保证锅炉安全经济运行。锅炉的自动控制包括模拟量闭环 控制系统、辅机顺控系统和炉膛安全监控系统。它是单元机组协调控制系统的基础级 控制系统，是实现单元机组协调控制的必要条件。 本章主要学习模拟量控制系统中锅炉部分的各主要子控制系统：给水控制系统、气 温控制系统和燃烧控制系统。 一、一、 模拟量闭环控制系统（模拟量闭环控制系统（MCS） 主要包括以下子系统： 1锅炉给水控制系统 锅炉给水控制系统是调节锅炉的给水量以适应机组负荷（蒸汽量）的变化， 保持汽包水位

2、稳定（对于汽包锅炉）或保持在不同锅炉负荷下的最佳燃水 比（对于直流锅炉） 2汽温控制系统 汽温控制的质量直接影响到机组的安全与经济运行。它包括主蒸汽温度控制和 再热蒸汽温度控制 （过热气温调节：喷减温水；再热气温调节：烟气挡板位置） 3锅炉燃烧控制系统 锅炉燃烧过程自动控制主要包括三项控制内容： 1 燃料控制系统 当外界对锅炉蒸汽负荷的要求变化时，必须相应地改变锅炉燃 烧的燃料量（单位时间内送入炉膛的燃料重量），包括燃料量控制和制粉控制，前 者包括给煤量控制系统、燃油控制系统和总燃料量控制系统。后者主要包括制粉设 备的控制。 2 送风量控制系统 为了实现经济燃烧，必须相应地调节送风量，使送风量

3、（单 位时间内送入炉膛的空气重量）与燃料量相适应。 3 引风量控制系统（单位时间内从炉膛引出的烟气重量），即炉膛压力控制系统， 严格保证炉膛压力维持在相对安全范围内，使之与送风量相适应。 锅炉燃烧过程自动控制的主要任务是使锅炉的燃烧率随时适应外界负荷的需求， 实现安全经济运行。 二二 锅炉炉膛安全监控系统（锅炉炉膛安全监控系统（FSSS）(或燃烧器管理系统或燃烧器管理系统BMS） FSSS的功能可分为锅炉保护和燃烧器控制两部分，具体包括：锅炉炉膛的吹扫、锅 炉点火、燃油泄漏实验、炉膛火焰监视、炉膛压力和灭火保护、燃烧器控制、磨煤 机组启停、磨煤机给煤机保护、主燃料跳闸（MFT）等。一旦在运行中

4、出现危险时， 系统控制主燃料跳闸（MFT），切断进入炉膛的一切燃料。主燃跳闸后仍然维持炉 内通风、吹扫以及清除炉膛及尾部烟道中的可燃物气体。 第二节第二节 锅炉给水自动控制系统锅炉给水自动控制系统 一给水控制的任务及调节手段一给水控制的任务及调节手段 锅炉给水控制的任务是使给水量适应于锅炉的蒸发量，以保持锅炉运行中的汽水 流量平衡，并维持汽包水位在规定的范围内。汽包水位是锅炉运行中的一个重要 的监控参数，它反映锅炉蒸汽负荷与给水量之间的平衡关系。维持汽包水位在一 定范围内是保证锅炉和汽轮机安全运行的必要条件。 随着锅炉容量增大和参数提高，汽包容积相对缩小，而锅炉蒸发受热面的热负荷显著 提高，加

5、快了负荷变化时水位变化的速度。同时大容量锅炉要求实现给水全程控制， 即在锅炉起动时就投入给水自动从而对给水控制提出了更高的要求。 1 给水控制的任务给水控制的任务 2 给水控制的调节手段给水控制的调节手段 （1）采用定速泵 （节流调节） 通过改变给水调节阀的开度来控制给水流量，称为给水流量的节流调节方式 特点：采用节流调节方式，方法简单可靠，缺点是节流损失大，增加泵消耗的 功率，同时调节阀门处在很高压力下工作，容易磨损和损坏，另外由于定速泵 起动转矩大，配置的电动机容量比水泵的额定容量大得多，很不经济。 （2）采用变速泵 通过改变水泵的转速控制给水流量， 变速泵又分为电动变速泵和汽动变速泵：

6、电动变速泵的驱动电动机经液力联轴器与水泵相联结，通过改变液力联轴器中勺管的 径向行程，改变联轴器的工作油量，实现给水泵转速的改变。 汽动给水泵由小汽轮机直接驱动，通过控制小汽轮机的进汽量，改变汽动泵的转速。 节流调节原理图 节流调节系统示意图 泵全关 泵全开 最小流量 最大流量 给水流量的水泵变速调节 a.水泵变速调节示意图 b）水泵变速调节原理图 最小流量 最大流量 管路特性工作曲线 变速水泵的压力一流量特性及安全工作区变速水泵的压力一流量特性及安全工作区 泵的上限特性曲线亦称为最小流量曲线，它表示给水泵在不同转速下必须满足的最小 流量，低于这个流量，泵内由于机械能做功产生的热量不能及时带走

7、，使得给水加热 井汽化，导致汽蚀。泵的下限特性曲线，亦称为最大流量曲线，它表示给水泵在不同 转速下允许的最大流量，大于这个流量，泵内静压最低值将低于给水温度下的饱和压 力，在管道静压最低值部分给水将发生汽化，导致汽蚀。 （3）泵的安全工作区 最小流量曲线 最大流量曲线 泵安全工作区 最高转速 最低转速 最高给水压力 最低给水压力 二控制对象的动态特性二控制对象的动态特性 汽包水位决定于汽包中的贮水量和水面下的汽泡容积。引起汽包中贮水量和水面 下汽泡容积变化的因素很多，主要有锅炉的蒸汽负荷D、给水流量W和炉膛热负 荷Q等。 1给水流量扰动下水位变化的动态特性 给水控制对象结构示意图 给水流量阶跃

8、扰动下的水位响应曲线 只考虑气泡容积变化的水位变化曲线 不考虑气泡容积变化的水位变化曲线 给水流量扰动下汽包水位的动态特性，可用传递函数表示为： 当给水流量扰动时，水位变化的动态特性表现为有惯性、无自平衡能力的特征。 1 1 ow H s Ws W sss ss 由响应曲线可以求出 和 tan1OBH WOAWW OAW其中延迟时间 指给水流量的阶跃值。 可以用响应时间 1 a T 来表示水位对扰动影响的快慢。 水位对象相当于一个一阶惯性环节与积 分环节相串联或反向并联而形成。 1 a W T H 响应时间的物理意义：当扰动量为100%（从满负荷突然变化为0），水位（被 调量）变化100%所需

9、要的时间。 （响应速度，即给水流量改变一个单位流量 时的水位变化速度） 2蒸汽流量扰动下水位变化的动态特性蒸汽流量扰动下水位变化的动态特性 蒸汽流量扰动主要来自汽轮发电 机的负荷变化，属于外部扰动。 不考虑沸腾作用时的水位变化曲线 沸腾曲线 水位在蒸汽流量扰动下的动态特性可用以下传递函数表示： 2 2 ( ) ( )1 HD KH s G D sT ss 2 T 2 H 2 K 2 H 1 H 曲线 变化的时间常数（s）； 曲线变化的传递系数； 曲线的响应速度。 实际上改变汽轮机的用气量引起的蒸发量的阶跃扰动，必定引起气压 的变化，从而影响水面下汽泡的体积变化，所以实际的虚假水位现象 会更严重

10、。 3燃烧率扰动下水位变化的动态特性燃烧率扰动下水位变化的动态特性 燃烧率阶跃扰动下的水位响应曲线 当燃烧率变化时，如燃烧量阶跃增加，炉 膛热负荷增强，使锅炉蒸发强度增大而使 汽压升高，蒸发强度增加同时也使水面下 汽泡容积增大，因此也会导致虚假水位现 象，只是由于汽压同时增加使汽泡容积增 加比蒸汽流量扰动下要小，因而虚假水位 变化的幅度和速度相对较小。 在燃烧率Q阶跃变化时，水位的响应曲线如图2-8所示。水位变化的动态特 性用下列传递函数表示： 2 ( ) ( ) ( )(1) s HQ H sK Gse Q sTss 上式与蒸汽流量的扰动影响下的传递函数相类似，但增加了一个纯迟延环节。 为迟

11、延时间（s）。 三给水控制系统的类型与整定方法三给水控制系统的类型与整定方法 汽包锅炉的给水控制系统主要有三种类型； 1单冲量给水控制系统单冲量给水控制系统 单冲量给水控制系统 系统只接受汽包水位作为控制信号，结构很简 单。该系统无法抑制“虚假水位”对调节过程 的影响，故只适用于小型锅炉。大中型锅炉在 起动初期由于蒸汽流量与给水流量的测量误差 大，一般采用单冲量控制系统。单冲量控制系 统按一般单回路调节器整定，使水位调节过程 的衰减率约为0.91。 2单级三冲量给水控制系统单级三冲量给水控制系统 （1）系统结构和工作原理）系统结构和工作原理 单级三冲量给水控制系统 给水调节器根据汽包水位H、蒸

12、汽流量D和给水流量 W三个信号调节给水流量。汽包水位是被调量，蒸汽 流量和给水流量是引起水位变化的主要扰动。蒸汽流 量作为水位调节的前馈信号，当蒸汽流量改变时，调 节器立即动作，相应改变给水流量；而当给水流量自 发变化时，调节器也立即动作，使给水流量恢复到原 来的数值。因此三冲量给水调节系统是一个前馈一反 馈调节系统。由于引入蒸汽流量前馈信号，从而减少、 抵消了由于“虚假水位”现象使给水流量向与负荷相 反方向变化的趋势。该系统适合于中型以上锅炉给水 控制。 H D W 2DWH 2HDWDW DW 在单级三冲量给水控制系统中， PI调节器的三个输入信号 分别代表水位、蒸汽流量和给水流 量，在静

13、态时，这三个输入信号应 与水位给定值信号。其关系为； + 前馈回路 反馈（主）回路 （副）回路 （2）单级三冲量给水控制系统的分析和整定）单级三冲量给水控制系统的分析和整定 单级三冲量给水控制系统的组成单级三冲量给水控制系统的组成 T Ws Z KK w r w a a 由调节器 、执行机构、调节阀、给水流量变送器 和给水流量反馈装置组成的内回路（或称副回路）。 b 由水位控制对象 01 Ws、水位变送器 H r 和内回路组成的外回路（或称主回路）。 c 由蒸汽流量信号D及蒸汽流量测量装置 D r、蒸汽流量前馈装置 D a 构成的前馈控制部分。 单级三冲量给水控制系统的整定单级三冲量给水控制系

14、统的整定 单级三冲量给水控制系统中水位控制回路为“主回路”，流量控制回路为“内 回路”，内回路调节对象（执行机构、调节阀）近似于比例环节，可以把“内 回路”看成是一个快速随动系统，因此整个内回路相当于主回路的比例调节器， 比例带即为给水流量反馈信号灵敏度 为了保证主回路有足够的稳定性裕度，可按下列近似公式计算 W W W 单级三冲量控制系统的整定步骤如下： （1）选取 WD PI调节器的比例带和积分时间可取较小的值， 一般 510 i Ts i T （2）将调节器切至手动，手动改变给水流量一定值（约20）后，迅速将调节器 切至自动，给水流量应迅速恢复至原值，且不发生超调、振荡，汽包水位基本不

15、受影响，否则应适当修改 和值。 （3）改变水位设定值，要求水位调节过程衰减率约为0.91，否则修改 修改，再重复（3）试验，直至两个回路调节性能都符合要求。 W （相应修改 D ）值，直至满足为止。 （4）如 W 修改，则重复（2）试验，必要时再修改调节器的整定参数 i T和 （5）如 i T和 （6）进行机组负荷扰动试验，要求机组负荷稳定时，水位变化在土（10 20）mm范围内。 3串级三冲量给水控制系统串级三冲量给水控制系统 其给水调节任务由两个调节器完成。主调节器PI1采用比例积分调节器，以保证水 位无静态偏差，主调节器输出信号和给水、蒸汽流量信号都作用到副调节器PI2， 一般副调节器采

16、用比例调节器，以保证副回路的快速性。 目前大中型锅炉普遍采用串级三冲量给水控制系统。 1） 串级三冲量给水控制系统的组成为： (1) 给水流量W、给水流量变送器 w r和给水流量反馈装置 w a、副调节器PI2、 执行机构 Z K、调节阀 K组成的内回路（或称副回路）。 (2) 由水位控制对象 01 Ws、水位变送器 H r、主调节器PI1和内回路组成 的外回路（或称主回路）。 (3) 由蒸汽流量信号D及蒸汽流量测量装置 D r 、蒸汽流量前馈装置 D a 构成的前馈控制部分。 2）串级三冲量给水控制系统整定步骤如下： (1) 副调节器参数按上述单级三冲量控制系统的副回路整定原则整定，使副 回

17、路具有快速消除内扰和跟踪蒸汽流量的能力。 (2) 按下列近似公式计算主调节器的比例带和积分时间： 1.1/ W 3.3 i T (3) 将主调节器投入运行，改变水位定值，反复进行扰动试验，要求水位 调节过程的衰减率约为0.91。 串级三冲量给水控制系统图 (4) 根据运行中汽包“虚假水位”现象的 情况。设定蒸汽流量信号强度系数 D 。如“虚假水位”现象严重，可适当加强蒸 汽流量信号，例如可使蒸汽流量信号强度为 给水流量信号强度的13倍。但若因此需要 减小给水流量信号强度，则需要重新修正主、 副调节器的整定参数。 (5) 进行机组负荷扰动试验，要求同单级三 冲量系统。 4 给水全程控制系统给水全

18、程控制系统 所谓全程控制系统指的是随着机组容量增大和参数提高，机组在启停和正常运 行时均能实现自动控制的系统。 单元机组全程控制系统由机炉全程控制子系统组成。主要包括锅炉给水全程控制 系统、主蒸汽温度全程控制系统、机炉全程协调控制系统，其中给水全程控制系 统的应用最为广泛。 1 测量信号能自动进行汽包水位、蒸汽流量、给水流量校正。 实现给水全程控制必须解决的问题： (1)汽包水位的校正 2 给水控制系统结构的切换是双向无扰的 3 必须解决调节机构的切换，保证高低负荷时采用不同的调节机构 4 泵的最小流量和最大流量保护，使泵的工作点始终落在安全工作区内 5 给水全程控制必须适应机组定压运行和滑压

19、运行工况，必须适应冷态启动和热启 动情况。 （2）给水流量校正 （3）主蒸汽流量的校正 水位测量流程图 启动电泵 300MW机组给水系统 启动初，主给水阀关闭，电泵定速运行。通过启动控制阀的节流作用，调 节给水流量控制水位。 电泵三冲量控制 气泵运行 给水泵最小流量保护 给水泵最小流量控制的原理 60MW机组： 锅炉过热器由顶棚过热器、包墙过热器、一级过热器、屏式过热器和末级 过热器组成。顶棚过热器布置于炉顶，包墙过热器布置于尾部烟道顶部、 尾部烟道前后墙、两侧墙及中间隔墙，一级过热器布置于尾部双烟道的后 部烟道中，屏式过热器布置于炉膛上部，末级过热器布置于折焰角上方的 水平烟道中。屏式过热器

20、前后各布置一、二级喷水减温器，每级均为2只。 第三节第三节 锅炉蒸汽温度自动控制系统锅炉蒸汽温度自动控制系统 屏式过热器屏式过热器 一、过热汽温自动控制系统一、过热汽温自动控制系统 过热汽温控制的任务是维持过热器出口汽温即主汽温度在允许的范围内，并对 过热器实现保护，使管壁金属温度不超过允许的工作范围。 1过热汽温控制系统的任务 2过热汽温控制对象的静态和动态特性 （1）静态特性 a）锅炉负荷与过热气温的关系 对于对流式过热器来说当锅炉的负荷增加 时，出口汽温的稳态值升高；辐射式过热器 则具有相反的汽温特性，即当锅炉负荷增加 时，会使出口汽温的稳态值降低。 两种过热器的串联配合，可以取得较平的

21、 汽温特性 b）过剩空气系数与过热汽温的静态关系 c）给水温度与汽温的关系 d）燃烧器的运行方式与过热汽温的静态关系 e）进入过热器的蒸汽的热焓与过热汽温 f）其他因素与过热汽温 （2）动态特性 过热汽温控制对象的动态特性是指引起过热汽温变化的扰动与汽温之间的动态特性。 影响过热汽温的因素很多，但主要有：蒸汽流量变化、加热烟气的热量变化、减温 水流量变化。其中减温水的扰动最大，其次为烟气扰动，最小的为蒸汽流量扰动 汽温对象在不同的扰动作用下，其动态特性参数的数值（对象延迟时间，对象时 间常数 ，对象自平衡系数）可能有很大差别。为了能在调节机构动作后能及 时地对汽温产生影响，要求在调节机构动作后

22、，汽温对象的动态特性具有较小的 和/ 。正确选择调节汽温的手段非常重要。一般广泛采用喷水减温作为控制汽 温的手段 c T c T 3过热汽温控制系统典型方案 采用一级减温的对象结构示意图采用一级减温的对象结构示意图 喷水减温串级控制方案喷水减温串级控制方案 （1）串级汽温控制方案 采用导前汽温信号 构成串级汽温控制 系统可以改善汽温 控制的品质。 在串级汽温控制系统中，两个回路的任务及对象的动态特性不同。副调节 器的任务是快速消除落在内回路内的扰动影响，要求控制过程的持续时间 较短，但不要求无偏差，故可选用比例调节器，也可用比例、积分、微分 调节器。主调节器的任务是维持主汽温为设定值，一般选用

23、比例、积分、 微分调节器，在采用计算机控制系统后，还可选用更复杂的控制算法。 （2）采用导前微分信号的汽温控制系统 采用导前微分信号的汽温控制系统采用导前微分信号的汽温控制系统 （3）采用相位补偿的汽温控制系统 采用相位补偿器的过热汽温控制系统采用相位补偿器的过热汽温控制系统 采用相位补偿方法来改进过热 汽温控制系统设计中引起的延 迟和惯性问题 （4）采用状态变量观测器的汽温控制系统 应用对象的状态变量作为反馈信号，能有效提高汽温控制系统的控制性能。从减 温器出口汽温至过热器出口汽温间的动态特性可用n阶惯性环节近似表示。有n个 状态变量，将其作为反馈信号，并用积分调节器进行调节。 （5）分段式

24、过热汽温控制系统 采用分段控制方式，将过热器分成若干段，每段设置一个减温器，分别控制各段 的汽温，以维持主汽温为给定值。它有两个闭合回路：副回路和主回路。副回路由 导前区、副温度变送器、副调节器、执行机构和减温水调节阀组成。主回路由惰性 区、主温度变送器、主调节器和副回路组成。副回路和副调节器的任务是快速消除 减温水的自发性扰动和其他副回路中的扰动。主回路和主调节器的任务是维持过热 器出口温度等于给定值。 一级减温控制系统 是在一个串级双回路控制的基础上，引入前馈信号而形成的喷水减温控制系统。 二级减温控制系统 二再热汽温控制系统二再热汽温控制系统 1 再热汽温控制的任务再热汽温控制的任务 为

25、了提高机组的再循环效率，把在汽轮机高压缸做过部分功的蒸汽，送回锅 炉中重新加热。然后再送回汽轮机的中、低压缸继续做功。其中为了防止汽 轮机末级带水，采用中间再热系统将再热蒸汽温度控制在给定值上。 2再热汽温的控制手段及控制系统再热汽温的控制手段及控制系统 再热汽温的控制一般以烟气控制方式为主，可采用的烟气控制方法有：控制烟 气挡板的位置、采用烟气再循环，改变摆动燃烧器的倾角。 作为烟气挡板控制或燃烧器倾角控制的辅助控制手段，是微量喷水或事故喷 水减温方法。 （1）采用烟气挡板控制再热汽温 现代大型锅炉一般都用分隔墙将尾部烟道分成两个并联烟道，分别布置低 温对流过热器和低温对流再热器， 烟气挡板

26、位置调节再热汽温烟气挡板位置调节再热汽温 再热烟道挡板和过热烟道挡板再热烟道挡板和过热烟道挡板 随控制指令变化的关系曲线随控制指令变化的关系曲线 1）正常情况下的再热汽温控制 烟气挡板再热汽温控制系统原理图烟气挡板再热汽温控制系统原理图 前馈信号 （特殊情况） 偏置信号 2）特殊情况下的再热汽温控制 如果烟道挡板不能将再热汽温维持在设定值，那么，当再热汽温超过设定值一定量以 后， PID5输出开始增加，将对再热器人口施以喷水，以快速降低再热汽温。再热汽 温下降到一定值之后， PID5的输出减小，直至关闭减温水。 喷水减温示意图 高温再热器入口布置微量喷水减温器， 低温再热器入口布置事故喷水减温

27、器。 串级微量喷水减温示意图 偏置信号 导前气温 再热汽温控制逻辑 （2）采用摆动燃烧器控制再热汽温 通过改变燃烧器的倾角，可以改变火焰中心的位置，从而改变炉膛出口烟 温，对再热汽温实施调节。 燃烧器倾角再热汽温控制系统燃烧器倾角再热汽温控制系统 偏置信号，燃烧器 倾角最低时，f（x）=0 前馈信号 给定值 前馈信号 消除延迟 主蒸汽流量的函数 第四节第四节 锅炉燃烧自动控制系统锅炉燃烧自动控制系统 一、锅炉燃烧控制任务及对象控制特性一、锅炉燃烧控制任务及对象控制特性 1燃烧过程自动控制系统的任务燃烧过程自动控制系统的任务 （1）控制燃料量 ，维持主蒸汽压力稳定 （2）控制送风量，保证燃烧的经

28、济性 （3）控制引凤量，维持炉膛压力稳定 2燃烧过程控制对象的动态特性燃烧过程控制对象的动态特性 燃烧率扰动时汽压的响应曲线燃烧率扰动时汽压的响应曲线 （l）燃烧率扰动下的汽压动态特性 主蒸汽流量不变调门开度不变 （2）燃烧率不变，汽轮机侧扰动下的汽压动态特性 汽轮机侧扰动时的汽压特性曲线汽轮机侧扰动时的汽压特性曲线 燃烧率不变 二、燃料量控制系统二、燃料量控制系统 1燃料量的测量与热量信号燃料量的测量与热量信号 （1）给粉机转速 直接测量进入炉膛的燃料量是较困难的，通常采用间接测量方法。 （2）磨煤机进出口差压 （3）给煤机转速 （4）热量信号 进入炉膛燃烧的燃料量可用下式的热量信号Q来表示

29、： dtdpCDQ dd / 蒸汽流量（kgs）； 蓄热系数（kgMPa）； 汽包压力（MPa） D d C d p 煤粉自流问题 影响差压因素多 煤层厚度和密度影响 直吹式制粉系统 蓄热系数 d C 代表锅炉的蓄热能力，即表示汽包压力每下降1 MPa时锅炉 所释放出的蒸汽量 1 0 )()(/( 10 t t ddd tptpdtDC )()( 10 tptpp ddd 燃烧率不变，调门开度扰动时蒸汽流量燃烧率不变，调门开度扰动时蒸汽流量 与汽包压力的变化曲线与汽包压力的变化曲线 热量信号测量的组态方案 Cp 微分 2燃料量（燃煤量）控制系统的基本结构 燃料量控制系统一般都 采用燃料量的测量

30、信号 作为反馈信号。燃料量 调节器根据燃烧率指令 和燃料量反馈信号，并 行地去控制各燃料量调 节机构。 反馈信号反馈信号 燃料量控制系统的基本结构 热量信号 中间储仓式制粉系统锅炉 调节给调节给 粉机转粉机转 速调节速调节 燃料量燃料量 直吹式制粉系统的燃煤量控制直吹式制粉系统的燃煤量控制 系统基本结构（一）系统基本结构（一） 直吹式制粉系统的燃煤量控制系统直吹式制粉系统的燃煤量控制系统 基本结构（二）基本结构（二） 燃烧率指令一次风量燃料量控制方案 燃烧率指令燃料量一次风量控制方案 3直吹式制粉系统燃料量控制方案 小选器，风限煤 微分信号使一次风超调 4燃煤量控制系统的基本要求燃煤量控制系统

31、的基本要求 （1）风煤的配合 （2）信号处理 （3）偏置调节 主要是针对磨煤机可以实现分别调节 （4）参数修正 （5）偏差监视 （ 6）与燃烧器管理系统BMS的结合 （7）自动跟踪 5典型的燃料量控制系统典型的燃料量控制系统 （1）对于并列运行的锅炉，各台锅炉共同维持汽压不变，各台锅炉的燃烧率 指令由母管汽压控制器（校正器）形成。 5.1 锅炉燃烧率的形成： （2）对于一台孤立运行的锅炉（例如供汽锅炉），其燃烧率指令由汽压控制器形成。 （3）在单元机组运行方式中，燃烧率指令则由机组负荷控制系统（CCS）形成。 5.2 典型的燃料量组控系统 1 燃料主控系统的功能 分配来自锅炉主控指令至各磨煤机

32、控制回路；形成炉膛风 量指令以调节送风机开度 2 燃料主控器输入偏差信号的形成 3 总负荷均值化 4 燃料主控制器的跟踪 5 燃料主控制器的输出限幅 6 风煤系统的动态配合 保证自动控制回路的增益为常数，使系统具有预定的调节品质， 而与处于运行的磨煤机的台数无关 C / nM A X BD BC BB BA % M IN C C 3 ( N m /h ) 2 % 平 均 燃 煤 量 指 令 B g 1 2 P I & A B C D （ 磨 煤 机 负 荷 控 制 不 在 遥 控 方 式 ） C C 1 4 0 % （ 四 台 磨 煤 机 的 最 大 出 力 ） 0 % ym a x ym i

33、n 3 ABC D 根 据 投 入 运 行 的 磨 煤 机 数 量 设 定 放 大 系 数 eM eMyN RM （ 去 磨 煤 机 负 荷 调 节 器 ） P T 3 P T 3 MAX 2 % B M A X CVm in 5 风 量 指 令 & 3 0 % 风 量 低 报 警 Vg 4 6 7 BM B0 V NB n BM 0 1 1 0 % N m /h BM-平均煤粉量； Bg-平均煤粉量指令； Bo-燃油量； B-总燃料量；eM-煤粉量偏差 信号；yN-调节器跟踪信号； RM-磨煤机负 荷指令；V计 计算空气量； Vmin-维持锅 炉吹扫的最小风量，一般设置30%的额定 风量 计

34、算总风量 燃油量 锅炉负荷指令 输出限幅 偏差信号形成 总负荷均值化 主控制器的跟踪 负荷下降，惯性环节 负荷上升，惯性环节 风煤配合 5.3 典型的燃料量控制方案 （l）中间储仓式制粉系统的燃煤量控制系统 中间储仓式制粉系统燃料量控制方案中间储仓式制粉系统燃料量控制方案 系统调试给 粉机时使用 风限煤 输出限幅 直吹式制粉系统燃料量及一次风量控制方案直吹式制粉系统燃料量及一次风量控制方案 图2.47 跟踪与平衡回路原理图 5.4 跟踪与平衡回路 各层燃烧器指 令跟踪FD信号 FD信号跟踪各 层燃烧器指令 一次风是用来输送加热煤粉，使煤粉通过一次风管送入炉膛，同时满足挥发 份的着火燃烧为适宜。

35、 二次风是高温风，配合一次风搅拌混合煤粉，提供煤粉燃烧所需要的空气量。 三、送风量控制系统三、送风量控制系统 送风量控制系统任务是使送风量与燃料量有合适的比例，实现安全经济燃烧。 大型锅炉一般配有两台轴流式送风机，送风量是通过送风机的动叶来调整的。 总风量指令由从负荷控制部分送来的燃烧率指令按照风煤比例关系确定. 一般用烟气中的含氧量对总风量指令进行修正 .实际总风量与总风量指令的 偏差经PID调节器运算后，形成送风机动叶指令. 1总风量的测量总风量的测量 现代大型锅炉一般分设一次风和二次风，有些锅炉还有三次风，因此总风 量是这三种风的流量之和。 常用的风量测量装置有对称机翼型和复式文丘里管

36、根据风量测量装置测得的差压求风量，其关系式为： pgFa 空气密度随温度T而变化，风量与压差的关系经温度修正后可改写为： (273) a g F t 2 典型的送风量控制系统典型的送风量控制系统 带氧量校正的送风控制系统带氧量校正的送风控制系统 大值选择器 超前环节 自然通风 启动或跳闸，调节动叶为0 炉膛压力低， 闭锁动叶关小 炉膛压力高， 闭锁动叶开大 小值选择器 方向闭锁调节方向闭锁调节 3二次风挡板控制系统二次风挡板控制系统 由两台送风机送出的风量被送入二次风箱，再由二次风箱进入炉膛，帮助进入 炉膛的燃料燃烧。一般来说，每一层二次风的风量都由二次风挡板来调节（有 些锅炉没有二次风挡板）

37、；二次风挡板又分辅助风挡板、助燃风挡板、油枪风 等。 二次风（辅助）挡板控制系统二次风（辅助）挡板控制系统 自然通风 启动或跳闸，调节动叶为0 四、引风量控制系统（炉膛压力控制系统）四、引风量控制系统（炉膛压力控制系统） 引风量控制系统的任务是通过控制引风量将炉膛负压控制在设定值附近，所以 该系统又被称为炉膛压力控制系统。 引风量通过引风机的入口挡板（离心式）或动叶（轮流式）来控制。 引引 风风 量量 控控 制制 系系 统统 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。 前馈信号 带死区的非线性环节 引风量控制指令 实现跟踪和无扰动切换 炉膛压力高，闭锁减 炉膛压力低，闭锁增 自然通风 启动或跳闸，调节动叶为0 MFT 1台风机运行，选台风机运行，选2 2台风机运行，选台风机运行，选1 惯性环节惯性环节 第五节第五节 锅炉炉膛安全监控系统锅炉炉膛安全监控系统 锅炉炉膛安全监控系统（FSSS），或称为燃烧器管理系统（BMS）。