引風(fēng)控制系統(tǒng)詳細介紹

爐膛壓力選用三冗余變送器進行測量。其中一臺變送器故障不致引起控制系統(tǒng)異常。如各個變送器均正常，則變送器間出現(xiàn)大的偏差時將發(fā)出報警。偏差正常時，運行人員可任選一臺或中值、平均值信號 。

變送器有故障時，控制邏輯將自動切換到好的變送器。若變送器全部故障，控制邏輯自動切換到手動狀態(tài)運行。設(shè)有適當?shù)穆?lián)鎖邏輯以防止運行人員選用故障變送器。

所選的爐膛壓力信號和運行人員設(shè)定的給定值加以比較，送入引風(fēng)調(diào)節(jié)器，調(diào)節(jié)器輸出控制引風(fēng)機入口動葉。為了使系統(tǒng)快速響應(yīng)爐膛燃燒的變化，引入送風(fēng)系統(tǒng)的風(fēng)量指令或送風(fēng)調(diào)節(jié)輸出作為引風(fēng)系統(tǒng)的前饋信號。

在"氧量信號"的反系統(tǒng)中，該系統(tǒng)與上述不同在于:使引風(fēng)量與負荷相適應(yīng);調(diào)送風(fēng)量維持爐膛負壓;因為爐膛壓力本質(zhì)上是低增益高積分控制，所以在誤差和比例/積分控制器之間用一個非線性函數(shù)塊加以修正。這種組態(tài)在爐膛壓力誤差大時用高增益比例調(diào)節(jié)，爐膛壓力接近設(shè)定點時用低增益修正，從而保證了控制的穩(wěn)定性。如爐膛壓力低或引風(fēng)機入口靜葉都在最大位置，該控制器禁止進一步增加。如果爐膛壓力高，則禁止進一步減少。

該控制系統(tǒng)監(jiān)測鍋爐何時跳閘并采取措施減小所造成的負壓偏差。鍋爐跳閘時，由負荷產(chǎn)生的負壓偏差被加到引風(fēng)機入口靜葉控制信號上。這將使靜葉立即關(guān)閉。這個加速信號在短時間內(nèi)使遲延變?yōu)?%。該回路還用來補償投運風(fēng)機的臺數(shù)。如只有一臺風(fēng)機運行，則在跳閘時增益為2。

如存在大的爐膛負壓偏離，即發(fā)生爐膛壓力超越。爐膛壓力超越控制器用來減小引風(fēng)機入口靜葉的位置。當爐膛壓力超過其設(shè)定點以上一個預(yù)定量時，機組即開始降負荷(RUNBDOWN)。RUNDOWN一直持續(xù)到引風(fēng)機能夠保持適當?shù)臓t膛壓力為止。加速和超越閉鎖發(fā)生在控制站的下游，從而避免運行人員無意中使爐膛壓力連續(xù)惡化。

入口靜葉指令的定向閉鎖可防止其向錯誤方向移動。一旦爐膛壓力異常，即閉鎖入口靜葉指令。爐膛內(nèi)負壓偏大時，入口靜葉位置指令被存儲起來，進行選擇最低指令。自動控制只能減小而不能增加該指令量。如爐膛壓力出現(xiàn)正壓誤差，其控制邏輯與此相同，但方向相反。定向閉鎖在控制站下游因而可禁止運行人員或次后的指令信號來增加入口靜葉位置使爐膛壓力更負，或禁止減小靜葉位置使爐膛壓力更高。

軸流風(fēng)機有一個獨特的性質(zhì)，稱為堵轉(zhuǎn)(顫振)。堵轉(zhuǎn)情況是一種氣動力現(xiàn)象，當風(fēng)機風(fēng)葉被要求提供超出其設(shè)計能力的升力時，就在風(fēng)葉周圍發(fā)生氣流分離現(xiàn)象。這時，風(fēng)機呈不穩(wěn)狀態(tài)，不在以其正常性能曲線運行。控制系統(tǒng)提供了一個方法來防止這種現(xiàn)象發(fā)生。

每個風(fēng)機均配備有壓力開關(guān)，用以檢測堵轉(zhuǎn)條件。當風(fēng)機接近進入堵轉(zhuǎn)條件時，一個負偏差加到風(fēng)機指令(控制站輸出)上，該指令使靜葉或動葉降低出力以緩解這種狀態(tài)。如堵轉(zhuǎn)狀態(tài)通過減小出力指令仍未予糾正，則機組負荷指令將發(fā)出機組將負荷指令以降低機組負荷。

引風(fēng)機的偏差回路保證了平衡切換。當兩臺引風(fēng)機均正常時，引風(fēng)機主控制站跟隨兩臺引風(fēng)機風(fēng)葉指令的平均值。該平均值減去引風(fēng)機風(fēng)葉控制站的輸出即為偏差信號。然后把該偏差值從平均值中減去即為引風(fēng)機A的輸入信號。該偏差加上平均值即為引風(fēng)機B的輸入信號。這樣，該偏置網(wǎng)絡(luò)使兩臺引風(fēng)機得以平衡以便切換到自動運行。例如，假設(shè)引風(fēng)機A為60%，引風(fēng)機B為40%，則平均值為50%，偏差為-10%即為引風(fēng)機A的60%輸入信號，而50%加上-10%即為引風(fēng)機B的40%信號。若只有一臺引風(fēng)機為自動運行，則偏置網(wǎng)絡(luò)自動補償該臺引風(fēng)機，以抵消對手動運行風(fēng)機的任何調(diào)節(jié)。兩臺風(fēng)機間的偏差被連續(xù)計算，而且手動運行風(fēng)機被平衡以便切換為自動運行。若兩臺風(fēng)機均為自動則偏差調(diào)節(jié)有運行人員進行。

引風(fēng)控制系統(tǒng)的設(shè)計是為了實現(xiàn)對爐膛壓力控制，使其維持在額定負壓工況下，爐膛壓力的控制是通過對引風(fēng)機入口靜葉進行調(diào)節(jié)來完成，該系統(tǒng)具有如下特點 :

A 系統(tǒng)并非簡單的串級調(diào)節(jié)系統(tǒng)，而是由3個PI 調(diào)節(jié)器共同完成爐膛壓力的調(diào)節(jié)，設(shè)定值為一固定參數(shù)，其缺點是手/自動切換有擾動，因此，在動態(tài)投自動時需手動將實際爐膛負壓調(diào)至或接近設(shè)定值再投入自動，否則引起擾動較大。當然，一般運行方式一旦風(fēng)機啟動時將自動將爐膛壓力系統(tǒng)投入自動狀態(tài)，在啟動過程中存在一些擾動是允許的。2個輔助調(diào)節(jié)器主要實現(xiàn)對爐膛壓力的高低限制，它不同于其它電廠所采用的跟蹤限制，而采用調(diào)節(jié)限制，其優(yōu)點是能夠快速消除動態(tài)超差，確保系統(tǒng)的安全性和穩(wěn)定性。當系統(tǒng)運行在允許工況下，2個副調(diào)節(jié)器則處于跟蹤狀態(tài)，穩(wěn)定偏差的消除靠主調(diào)節(jié)器來完成。

B 送風(fēng)前饋的引入使得當進行燃燒調(diào)整時，能夠提前作用爐膛壓力調(diào)節(jié)系統(tǒng)，確保系統(tǒng)的快速性和穩(wěn)定性。

C 增益自調(diào)節(jié)回路的設(shè)計及電流平衡作用的實現(xiàn)相同于送風(fēng)系統(tǒng)。

D 該系統(tǒng)可實現(xiàn)從風(fēng)機啟動至鍋爐帶滿負荷全程自動調(diào)節(jié)以及當發(fā)生MFT時快速降低引風(fēng)出力的功能。

E 該系統(tǒng)設(shè)計的缺點是當1臺引風(fēng)機已投入自動時，再投入第二臺時，系統(tǒng)存在一個平衡過程，這就是本臺機組在多次執(zhí)行機構(gòu)系統(tǒng)設(shè)計存在的共同缺陷，雖然，其平衡過程為一平滑過渡，但對系統(tǒng)本身仍是一個擾動源。

燃燒控制系統(tǒng)在根據(jù)燃燒率指令控制燃料量和送風(fēng)量的同時，必須相應(yīng)地控制引風(fēng)量，以維持爐膛壓力在設(shè)定值附近，保證安全運行。正常運行時，爐膛壓力設(shè)定值為-50--100Pa，具體數(shù)值與爐膛壓力的測量位置有關(guān)。因為送風(fēng)量是爐膛壓力最重要的擾動因素，所以一般取送風(fēng)機動葉的控制指令(或送風(fēng)機動葉的實際位置)，作為引風(fēng)量控制的前饋信號。當送風(fēng)量(或控制指令)變化時比例改變引風(fēng)量(指令)，再根據(jù)爐膛壓力與設(shè)定值的偏差，由爐膛壓力調(diào)節(jié)進行校正調(diào)節(jié) 。

引風(fēng)控制系統(tǒng)如圖所示。

系統(tǒng)輸入信號為爐膛壓力信號，選三個爐膛壓力測量值信號中的一個中間值作為調(diào)節(jié)器輸入信號，與給定值進行比較，對偏差進行比例積分運算后，輸出經(jīng)MI多輸出接口組件送至各引風(fēng)機控制回路去調(diào)節(jié)引風(fēng)機擋板的開度。由于爐膛壓力測量波動較大，為防止執(zhí)行器不必要的頻繁動作，在調(diào)節(jié)器中加入非線性環(huán)節(jié)，起阻尼濾波作用。調(diào)節(jié)器的前饋信號來自送風(fēng)控制系統(tǒng)調(diào)節(jié)器輸出的動態(tài)聯(lián)系信號，以保證負荷變化時，引風(fēng)控制與送風(fēng)協(xié)調(diào)動作。

引風(fēng)控制系統(tǒng)動作過程如下:當負荷變化時，鍋爐主控發(fā)出改變送風(fēng)量的指令，送風(fēng)調(diào)節(jié)器根據(jù)偏差運算，輸出改變送風(fēng)機擋板的信號。同時，此信號通過動態(tài)聯(lián)系組f(t)把信號送至引風(fēng)調(diào)節(jié)器，引風(fēng)調(diào)節(jié)器輸出一個大小與方向與送風(fēng)調(diào)節(jié)信號相同的調(diào)節(jié)信號，改變引風(fēng)機擋板開度。當送風(fēng)機擋板開度與引風(fēng)機擋板的相應(yīng)開度不能完全保證爐膛壓力在給定值時，或其它擾動引起爐膛壓力變化時，則由調(diào)節(jié)器偏差信號進行校正。靜態(tài)時，動態(tài)聯(lián)系組f(t)沒有輸出，故爐膛壓力保持為給定值。