W火焰锅炉二次风量自动控制

1、“W”火焰锅炉二次风量自动控制侯典来(国电菏泽发电有限公司，山东 菏泽 274032)摘要：论述锅炉二次风量控制系统构成，分析控制逻辑和系统功能，I/O点配置和主要标签，包括信号测量和控制回路，煤质因子和燃油流量计算，为了便于观察二次风量控制系统的控制过程，提高系统控制品质，设置趋势线组，针对#3炉CD7104CB二次风量一直存在偏低现象进行热力试验标定。关键词：二次风量，控制系统，煤质因子，燃油流量概述由送风机来的二次风经过空气预热器加热，送至炉膛前后墙，通过各层二次风挡板和二次风喷嘴等进入炉膛，前墙布置有CD7104CA、CD7104BA、CD7104BB，后墙布置有CD7104AA、CD

2、7104AB、CD7104CB，其二次风控制系统PID如图1。 (a) (b)图1 二次风控制系统PID(a)A侧；(b)B侧A侧二次风控制挡板包括CD7104AA、CD7104BA、CD7104CA，B侧二次风控制挡板包括CD7104AB、CD7104BB、CD7104CB，6套二次风控制系统公用信号包括燃油进油流量A、燃油进油流量B、燃油回油流量，主给水压力A、再热汽出口压力A，A侧二次风控制系统公用信号包括A侧二次风温度AB、AC、AD，B侧二次风控制系统公用信号包括B侧二次风温度BB、BC、BD。CD7104AA二次风控制系统原理如图2。 图2 CD7104AA二次风控制系统原理控制系

3、统I/O点配置如表1。表1 系统I/O点配置A侧二次风控制系统 I/O 点分配表燃油进油流量APDT24020A+PNL009BF1TB23AI025Kpa六套二次风控制系统公用信号PDT24020A-PNL009BF1TB24燃油进油流量BPDT24020B+PNL009BB9TB110AI025KpaPDT24020B-PNL009BB9TB112燃油回油流量PDT2407+PNL009BF1TB21AI025KpaPDT2407-PNL009BF1TB22主给水压力APT01010A+PNL006BF1TB13AI025MpaPT01010A-PNL006BF1TB14再热汽出口压力AP

4、T0709A+PNL006BF7TB21AI010MpaPT0709A-PNL006BF7TB22A侧二次风温度ABTE7109AB+PNL007CC2TB1+4AI0300A侧二次风控制系统公用信号TE7109AB-PNL007CC2TB1-4A侧二次风温度ACTE7109AC+PNL007CC1TB1+8AI0300TE7109AC-PNL007CC1TB1-8A侧二次风温度ADTE7109AD+PNL007CC2TB1+5AI0300TE7109AD-PNL007CC2TB1-5A侧二次风压力APT7109A+PNL007BF1TB31AI01.4KpaPT7109A-PNL007BF1

5、TB32A侧二次风量AAPDT7104AA+PNL007BG1TB23AI01.0KpaCD7104AA二次风量控制系统PDT7104AA-PNL007BG1TB24A侧二次风量ACPDT7104AC+PNL007BG2TB25AI01.0KpaPDT7104AC-PNL007BG2TB26CD7104AA档板指令ZY7104AA+PNL007BG6TB41AO420mAZY7104AA-PNL007BG6TB42CD7104AA档板开度ZT7104AA+PNL007BG4TB35AI420mAZT7104AA-PNL007BG4TB36CD7104AA档板故障CDF7104AA+PNL007

6、BC7TB43DI0/1CDF7104AA-PNL007BC7TB44A侧二次风量BAPDT7104BA+PNL007BG1TB25AI01.0KpaCD7104BA二次风量控制系统PDT7104BA-PNL007BG1TB26A侧二次风量BCPDT7104BC+PNL007BG2TB27AI01.0KpaPDT7104BC-PNL007BG2TB28CD7104BA档板指令ZY7104BA+PNL007BG6TB45AO420mAZY7104BA-PNL007BG6TB46CD7104BA档板开度ZT7104BA+PNL007BG4TB41AI420mAZT7104BA-PNL007BG4T

7、B42CD7104BA档板故障CDF7104BA+PNL007BC7TB47DI0/1CDF7104BA-PNL007BC7TB48A侧二次风量CAPDT7104CA+PNL007BG1TB27AI01.0KpaCD7104CA二次风量控制系统PDT7104CA-PNL007BG1TB28A侧二次风量CCPDT7104CC+PNL007BG2TB31AI01.0KpaPDT7104CC-PNL007BG2TB32CD7104CA档板指令ZY7104CA+PNL007BG6TB31AO420mAZY7104CA-PNL007BG6TB32CD7104CA档板开度ZT7104CA+PNL007BG

8、4TB45AI420mAZT7104CA-PNL007BG4TB46CD7104CA档板故障CDF7104CA+PNL007BC7TB33DI0/1CDF7104CA-PNL007BC7TB34B侧二次风控制系统 I/O 点分配表B侧二次风温度BBTE7109BB+PNL007CC7TB1+4AI0300B侧二次风控制系统公用信号TE7109BB-PNL007CC7TB1-4B侧二次风温度BCTE7109BC+PNL007CC6TB1+8AI0300TE7109BC-PNL007CC6TB1-8B侧二次风温度BDTE7109BD+PNL007CC7TB1+5AI0300TE7109BD-PNL

9、007CC7TB1-5B侧二次风压力BPT7109B+PNL007BF6TB31AI01.4KpaPT7109B-PNL007BF6TB32B侧二次风量ABPDT7104AB+PNL007BG1TB31AI01.0KpaCD7104AB二次风量控制系统PDT7104AB-PNL007BG1TB32B侧二次风量ADPDT7104AD+PNL007BG2TB33AI01.0KpaPDT7104AD-PNL007BG2TB34CD7104AB档板指令ZY7104AB+PNL007BG6TB43AO420mAZY7104AB-PNL007BG6TB44CD7104AB档板开度ZT7104AB+PNL0

10、07BG4TB37AI420mAZT7104AB-PNL007BG4TB38CD7104AB档板故障CDF7104AB+PNL007BC7TB45DI0/1CDF7104AB-PNL007BC7TB46B侧二次风量BBPDT7104BB+PNL007BG1TB33AI01.0KpaCD7104BB二次风量控制系统PDT7104BB-PNL007BG1TB34B侧二次风量BDPDT7104BD+PNL007BG2TB35AI01.0KpaPDT7104BD-PNL007BG2TB36CD7104BB档板指令ZY7104BB+PNL007BG6TB47AO420mAZY7104BB-PNL007B

11、G6TB48CD7104BB档板开度ZT7104BB+PNL007BG4TB43AI420mAZT7104BB-PNL007BG4TB44CD7104BB档板故障CDF7104BB+PNL007BC7TB31DI0/1CDF7104BB-PNL007BC7TB32B侧二次风量CBPDT7104CB+PNL007BG1TB35AI01.0KpaCD7104CB二次风量控制系统PDT7104CB-PNL007BG1TB36B侧二次风量CDPDT7104CD+PNL007BG2TB37AI01.0KpaPDT7104CD-PNL007BG2TB38CD7104CB档板指令ZY7104CB+PNL00

12、7BG6TB33AO420mAZY7104CB-PNL007BG6TB34CD7104CB档板开度ZT7104CB+PNL007BG5TB11AI420mAZT7104CB-PNL007BG5TB12CD7104CB档板故障CDF7104CB+PNL007BC7TB35DI0/1CDF7104CB-PNL007BC7TB36CD7104AA二次风控制系统主要标签如表2。表2 CD7104AA二次风控制系统主要标签序号标签名称标签描述功能码1CD7104A_RST超驰信号运行复位622ZY7104AACD7104AA二次风挡板控制输出303CD7104AA_RFLOWCD7104AA二次风量超弛

13、减小454FT7104AA二次风量305CD7104AA_SG_7运行人员手动修正二次风量测量值686CD7101AA_SG_1运行人员手动修正二次风量煤指令设定值687CD7101AA二次风手操站808ZT7104AA_POS二次风挡板反馈信号301 控制系统原设计如图3所示，将控制逻辑分开的SAMA图如图4、图5所示。二次风量信号由2台差压变送器PDT7104AA、PDT7104AC取小值后，通过密度补偿（由A侧二次风温度TE7109A_SV进行温度补偿，由A侧二次风压力PT7109A进行压力补偿）后进行开方运算，与进入磨煤机的一次风量相加后经过函数发生器，再与给定系数SG-7相乘，其值作

14、为控制器的测量值。几只油枪燃烧经函数处理形成燃油流量信号与进入磨煤机的一次风量减去旁路挡板打开时的旁路流量，再与煤质系数相乘，得到的煤粉量与单双端运行时控制系统给出的系数相乘送至加法器，形成总燃料量，总燃料量与磨煤机负荷进行大选比较，再与燃料/风比SG-11经函数发生器FX-3后的值相乘，得到总风量，经系统设定二次风最低限LL-1后，作为设定值，二次风最低限LL-1根据一次风流量来设定二次风流量最小值，具体过程如下，一次风量经过函数发生器FX-5后的值乘以系数（单端时为SG-17，双端时为SG-17），然后与其本身相加后的值再乘以系数（单端时为SG-14，端时为SG-15），其结果与最小二次风

15、流量SG-10相加，作为二次风最低限。二次风量测量值MV与二次风量设定值SP之差送入PI控制器，控制器为反作用，运算结果送入AM-1操作器，其输出指令通过I/P转换器控制二次风挡板执行机构。当磨煤机单端分离器出口隔离阀关闭，由设定模块SG-12给出值去关闭二次风挡板；当炉膛吹扫程序执行到第3步时，由设定模块SG-6给定值给出二次风挡板第一级吹扫位，当炉膛吹扫程序执行到第5步时，由设定模块SG-8给定值给出二次风挡板第二级吹扫位；在主燃料跳闸后，如果风量小于吹扫量，在5min内冻结二次风挡板位置，在主燃料跳闸后，如果风量大于吹扫量，在5min内禁止二次风挡板位置开大。2 煤质修正由于锅炉燃煤来源

16、广泛，煤质差别很大，如果不对煤质进行修正，只按设计煤种进行调整，将导致输入热量过多或太少，引起机组负荷大幅波动，所以必须对燃煤煤质进行在线修正，克服煤质的波动，煤质修正计算逻辑如图6所示，煤质修正原理如下。根据主汽压力和主汽温度计算出的过热蒸汽焓减去根据给水压力和给水温度计算出的给水焓之差，乘以蒸汽流量，得到主蒸汽焓；根据再热器出口压力和出口温度计算出的再热器出口蒸汽焓减去根据再热器进口压力和进口温度计算出的再热器进口蒸汽焓之差，乘以蒸汽流量经过函数发生器FX-2后换算的再热汽流量，得到再热蒸汽焓，如果再热器输入信号坏点，再热蒸汽焓由蒸汽流量经过函数发生器FX-4换算得到。主蒸汽焓与再热蒸汽焓

17、相加，再经过热损失修正后，计算出送入炉膛的热量，经过函数发生器FX-3后，减去由总燃油量乘以系数SG-1得到的燃油热量，计算出送入炉膛的燃料侧热量A；A、B、C磨给煤量相加。乘以系数SG-5，取其30min内的平均值作为总给煤量B，燃料侧热量A与给煤量B之比值A/B经过高限SG-3和低限SG-4后，得到煤质因子。3 燃油进油流量如图7所示。进油流量差压PDT24020A、PDT24020B进行平均计算，然后开方得到进油流量，回油流量差压PDT2407开方得到回油流量，如果回油阀关闭，回油流量为SG-4=0，进油流量减去回油流量得到总燃油量A，除以油枪个数B，得到每只油枪燃油量A/B，总燃油量A

18、一路乘以系数SG-5=5.305，用于油量显示，另一路用于煤质因子计算。风箱AA侧总油流量等于每只油枪燃油量A/B乘以A1油枪、A3油枪投运个数，其值AB/29送入二次风挡板CD7104AA控制系统，同理，风箱AB侧总油流量等于每只油枪燃油量A/B乘以A2油枪、A4油枪投运个数，风箱BA侧总油流量等于每只油枪燃油量A/B乘以B1油枪、B3油枪、BA油枪投运个数，风箱BB侧总油流量等于每只油枪燃油量A/B乘以B2油枪、B4油枪、BB油枪投运个数，风箱CA侧总油流量等于每只油枪燃油量A/B乘以C2油枪、C4油枪、CA油枪投运个数，风箱CB侧总油流量等于每只油枪燃油量A/B乘以C1油枪、C3油枪投运

19、个数。图3 原设计二次风控制系统图4 二次风控制系统图5 二次风控制逻辑图6 煤质修正图7 燃油进油流量4 趋势线组设置 为了便于观察二次风量控制系统的控制过程，提高系统控制品质，设置趋势线组如表3。表3 二次风量趋势线组No. TAG NAMERANG SERVICEREFE LOWREFE HIGHTYPEMCS TREND GROUP 14：AA SEC AIR CONTROL ：11141PDT7104AA_SV 0750 PaAA SA FLOW DIFF PRE150650INST2PDT7104AC.PV 0750 PaAIR FLOW TO WINDBOX AA DIFF PR

20、E150650INST3PDT7104AA.PV 0750 PaAIR FLOW TO WINDBOX AA DIFF PRE150650INST4PT01010A.PV025MPaFEED WATER PRESS1525INST5CD7104AA.EB_AUTOMAN0、1AA SA A/M STATUE-11INST6CD7104AA.C_AOUTPUT0100%AA SA VANE DEMD0100INST7CD7104AA.C_ASP080 Kg/sAA SA VANE SET POINT1060INST8ZT7104AA0100%AA SA CONT DMP POS0100INSTM

21、CS TREND GROUP 15：BA SEC AIR CONTROL ：11151PDT7104BA_SV 0750 PaBA SA FLOW DIFF PRE150650INST2PDT7104BA.PV 0750 PaAIR FLOW TO WINDBOX BA DIFF PRE150650INST3PDT7104BC.PV 0750 PaAIR FLOW TO WINDBOX BA DIFF PRE150650INST4CD7104BA.EB_AUTOMAN0、1BA SA A/M STATUE-11INST5CD7104BA.C_AOUTPUT0100%BA SA VANE DEM

22、D0100INST6CD7104BA.C_ASP080 Kg/sBA SA VANE SET POINT1060INST7ZT7104BA0100%BA SA CONT DMP POS0100INST8MCS TREND GROUP 16：CA SEC AIR CONTROL ：11161PDT7104CA_SV 0750 PaCA SA FLOW DIFF PRE150650INST2PDT7104CA.PV 0750 PaAIR FLOW TO WINDBOX CA DIFF PRE150650INST3PDT7104CC.PV 0750 PaAIR FLOW TO WINDBOX CA

23、DIFF PRE150650INST4CD7104CA.EB_AUTOMAN0、1CA SA A/M STATUE-11INST5CD7104CA.C_AOUTPUT0100%CA SA VANE DEMD0100INST6CD7104CA.C_ASP080 Kg/sCA SA VANE SET POINT1060INST7ZT7104CA0100%CA SA CONT DMP POS0100INST8MCS TREND GROUP 17：AB SEC AIR CONTROL ：11171PDT7104AB_SV 0750 PaAB SA FLOW DIFF PRE150650INST2PDT

24、7104AB.PV 0750 PaAIR FLOW TO WINDBOX AB DIFF PRE150650INST3PDT7104AD.PV 0750 PaAIR FLOW TO WINDBOX AB DIFF PRE150650INST4CD7104AB.EB_AUTOMAN0、1AB SA A/M STATUE-11INST5CD7104AB.C_AOUTPUT0100%AB SA VANE DEMD0100INST6CD7104AB.C_ASP080 Kg/sAB SA VANE SET POINT1060INST7ZT7104AB0100%AB SA CONT DMP POS0100

25、INST8MCS TREND GROUP 18：BB SEC AIR CONTROL ：11181PDT7104BB_SV 0750 PaBB SA FLOW DIFF PRE150650INST2PDT7104BB.PV 0750 PaAIR FLOW TO WINDBOX BB DIFF PRE150650INST3PDT7104BD.PV 0750 PaAIR FLOW TO WINDBOX BB DIFF PRE150650INST4 CD7104BB.EB_AUTOMAN0、1BB SA A/M ATATUE-11INST5CD7104BB.C_AOUTPUT0100%BB SA V

26、ANE DEMD0100INST6CD7104BB.C_ASP080 Kg/sBB SA VANE SET POINT1060INST7ZT7104BB0100%BB SA CONT DMP POS0100INST8MCS TREND GROUP 19：CB SEC AIR CONTROL ：11191PDT7104CB_SV 0750 PaCB SA FLOW DIFF PRE150650INST2PDT7104CB.PV 0750 PaAIR FLOW TO WINDBOX CB DIFF PRE150650INST3PDT7104CD.PV 0750 PaAIR FLOW TO WIND

27、BOX CB DIFF PRE150650INST4CD7104CB.EB_AUTOMAN0、1CB SA A/M STATUE-11INST5CD7104CB.C_AOUTPUT0100%CB SA VANE DEMD0100INST6CD7104CB.C_ASP080 Kg/sCB SA VANE SET POINT1060INST7ZT7104CB0100%CB SA CONT DMP POS0100INST85 #3炉CD7104CB二次风量偏低试验#3炉CD7104CB二次风量一直存在偏低现象，对测量系统进行检查、校验，更换防堵装置等工作，同时，对二次风量进行热力试验标定，发现此处的

28、二次风量偏低，运行人员仅凭六个挡板开度一样，二次风量不一样填写缺陷单不合适，因为二次风道内部存在涡流现象，#3炉二次风量及炉底风量标定试验报告如表4。表4 二次风量标定数据工况符号单位CD7104#1#2#3#4BBABCBAACABA30（kg/s）pmmH2O0.80740.56660.85071.57401.27331.0769m/s3.5772.9963.6714.9944.4914.131kg/m31.2387151.23871551.2387151.23871551.238715491.23871549G30kg/s24.7420.72325.39334.5431.0728.57G0kg/s30.2229.5931.4131.3230.7529.86K300.81870.70030.80841.10281.01040.956840（kg/s）pmmH2O1.8091.7371.4372.9171.8391.816m/s5.3505.2434.7706.7995.3965.360kg/m31.2392631.23926351.2392631.239263