引風(fēng)控制系統(tǒng)的特點(diǎn)

引風(fēng)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)是為了實(shí)現(xiàn)對(duì)爐膛壓力控制，使其維持在額定負(fù)壓工況下，爐膛壓力的控制是通過對(duì)引風(fēng)機(jī)入口靜葉進(jìn)行調(diào)節(jié)來完成，該系統(tǒng)具有如下特點(diǎn) :

A 系統(tǒng)并非簡(jiǎn)單的串級(jí)調(diào)節(jié)系統(tǒng)，而是由3個(gè)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(diǎn)是手/自動(dòng)切換有擾動(dòng)，因此，在動(dòng)態(tài)投自動(dòng)時(shí)需手動(dòng)將實(shí)際爐膛負(fù)壓調(diào)至或接近設(shè)定值再投入自動(dòng)，否則引起擾動(dòng)較大。當(dāng)然，一般運(yùn)行方式一旦風(fēng)機(jī)啟動(dòng)時(shí)將自動(dòng)將爐膛壓力系統(tǒng)投入自動(dòng)狀態(tài)，在啟動(dòng)過程中存在一些擾動(dòng)是允許的。2個(gè)輔助調(diào)節(jié)器主要實(shí)現(xiàn)對(duì)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(diǎn)是能夠快速消除動(dòng)態(tài)超差，確保系統(tǒng)的安全性和穩(wěn)定性。當(dāng)系統(tǒng)運(yùn)行在允許工況下，2個(gè)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(dāng)進(jìn)行燃燒調(diào)整時(shí)，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(jì)及電流平衡作用的實(shí)現(xiàn)相同于送風(fēng)系統(tǒng)。

D 該系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)從風(fēng)機(jī)啟動(dòng)至鍋爐帶滿負(fù)荷全程自動(dòng)調(diào)節(jié)以及當(dāng)發(fā)生MFT時(shí)快速降低引風(fēng)出力的功能。

E 該系統(tǒng)設(shè)計(jì)的缺點(diǎn)是當(dāng)1臺(tái)引風(fēng)機(jī)已投入自動(dòng)時(shí)，再投入第二臺(tái)時(shí)，系統(tǒng)存在一個(gè)平衡過程，這就是本臺(tái)機(jī)組在多次執(zhí)行機(jī)構(gòu)系統(tǒng)設(shè)計(jì)存在的共同缺陷，雖然，其平衡過程為一平滑過渡，但對(duì)系統(tǒng)本身仍是一個(gè)擾動(dòng)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(shí)，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(yùn)行。正常運(yùn)行時(shí)，爐膛壓力設(shè)定值為-50--100Pa，具體數(shù)值與爐膛壓力的測(cè)量位置有關(guān)。因?yàn)樗惋L(fēng)量是爐膛壓力最重要的擾動(dòng)因素，所以一般取送風(fēng)機(jī)動(dòng)葉的控制指令(或送風(fēng)機(jī)動(dòng)葉的實(shí)際位置)，作為引風(fēng)量控制的前饋信號(hào)。當(dāng)送風(fēng)量(或控制指令)變化時(shí)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(jìn)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(hào)為爐膛壓力信號(hào)，選三個(gè)爐膛壓力測(cè)量值信號(hào)中的一個(gè)中間值作為調(diào)節(jié)器輸入信號(hào)，與給定值進(jìn)行比較，對(duì)偏差進(jìn)行比例積分運(yùn)算后，輸出經(jīng)MI多輸出接口組件送至各引風(fēng)機(jī)控制回路去調(diào)節(jié)引風(fēng)機(jī)擋板的開度。由于爐膛壓力測(cè)量波動(dòng)較大，為防止執(zhí)行器不必要的頻繁動(dòng)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(hào)來自送風(fēng)控制系統(tǒng)調(diào)節(jié)器輸出的動(dòng)態(tài)聯(lián)系信號(hào)，以保證負(fù)荷變化時(shí)，引風(fēng)控制與送風(fēng)協(xié)調(diào)動(dòng)作。

引風(fēng)控制系統(tǒng)動(dòng)作過程如下:當(dāng)負(fù)荷變化時(shí)，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(yùn)算，輸出改變送風(fēng)機(jī)擋板的信號(hào)。同時(shí)，此信號(hào)通過動(dòng)態(tài)聯(lián)系組f(t)把信號(hào)送至引風(fēng)調(diào)節(jié)器，引風(fēng)調(diào)節(jié)器輸出一個(gè)大小與方向與送風(fēng)調(diào)節(jié)信號(hào)相同的調(diào)節(jié)信號(hào)，改變引風(fēng)機(jī)擋板開度。當(dāng)送風(fēng)機(jī)擋板開度與引風(fēng)機(jī)擋板的相應(yīng)開度不能完全保證爐膛壓力在給定值時(shí)，或其它擾動(dòng)引起爐膛壓力變化時(shí)，則由調(diào)節(jié)器偏差信號(hào)進(jìn)行校正。靜態(tài)時(shí)，動(dòng)態(tài)聯(lián)系組f(t)沒有輸出，故爐膛壓力保持為給定值。

爐膛壓力選用三冗余變送器進(jìn)行測(cè)量。其中一臺(tái)變送器故障不致引起控制系統(tǒng)異常。如各個(gè)變送器均正常，則變送器間出現(xiàn)大的偏差時(shí)將發(fā)出報(bào)警。偏差正常時(shí)，運(yùn)行人員可任選一臺(tái)或中值、平均值信號(hào) 。

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

所選的爐膛壓力信號(hào)和運(yùn)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(jī)入口動(dòng)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(hào)。

在"氧量信號(hào)"的反系統(tǒng)中，該系統(tǒng)與上述不同在于:使引風(fēng)量與負(fù)荷相適應(yīng);調(diào)送風(fēng)量維持爐膛負(fù)壓;因?yàn)闋t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(gè)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(shí)用高增益比例調(diào)節(jié)，爐膛壓力接近設(shè)定點(diǎn)時(shí)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(jī)入口靜葉都在最大位置，該控制器禁止進(jìn)一步增加。如果爐膛壓力高，則禁止進(jìn)一步減少。

該控制系統(tǒng)監(jiān)測(cè)鍋爐何時(shí)跳閘并采取措施減小所造成的負(fù)壓偏差。鍋爐跳閘時(shí)，由負(fù)荷產(chǎn)生的負(fù)壓偏差被加到引風(fēng)機(jī)入口靜葉控制信號(hào)上。這將使靜葉立即關(guān)閉。這個(gè)加速信號(hào)在短時(shí)間內(nèi)使遲延變?yōu)?%。該回路還用來補(bǔ)償投運(yùn)風(fēng)機(jī)的臺(tái)數(shù)。如只有一臺(tái)風(fēng)機(jī)運(yùn)行，則在跳閘時(shí)增益為2。

如存在大的爐膛負(fù)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(jī)入口靜葉的位置。當(dāng)爐膛壓力超過其設(shè)定點(diǎn)以上一個(gè)預(yù)定量時(shí)，機(jī)組即開始降負(fù)荷(RUNBDOWN)。RUNDOWN一直持續(xù)到引風(fēng)機(jī)能夠保持適當(dāng)?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(yùn)行人員無意中使?fàn)t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(cuò)誤方向移動(dòng)。一旦爐膛壓力異常，即閉鎖入口靜葉指令。爐膛內(nèi)負(fù)壓偏大時(shí)，入口靜葉位置指令被存儲(chǔ)起來，進(jìn)行選擇最低指令。自動(dòng)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(yùn)行人員或次后的指令信號(hào)來增加入口靜葉位置使?fàn)t膛壓力更負(fù)，或禁止減小靜葉位置使?fàn)t膛壓力更高。

軸流風(fēng)機(jī)有一個(gè)獨(dú)特的性質(zhì)，稱為堵轉(zhuǎn)(顫振)。堵轉(zhuǎn)情況是一種氣動(dòng)力現(xiàn)象，當(dāng)風(fēng)機(jī)風(fēng)葉被要求提供超出其設(shè)計(jì)能力的升力時(shí)，就在風(fēng)葉周圍發(fā)生氣流分離現(xiàn)象。這時(shí)，風(fēng)機(jī)呈不穩(wěn)狀態(tài)，不在以其正常性能曲線運(yùn)行。控制系統(tǒng)提供了一個(gè)方法來防止這種現(xiàn)象發(fā)生。

每個(gè)風(fēng)機(jī)均配備有壓力開關(guān)，用以檢測(cè)堵轉(zhuǎn)條件。當(dāng)風(fēng)機(jī)接近進(jìn)入堵轉(zhuǎn)條件時(shí)，一個(gè)負(fù)偏差加到風(fēng)機(jī)指令(控制站輸出)上，該指令使靜葉或動(dòng)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(jī)組負(fù)荷指令將發(fā)出機(jī)組將負(fù)荷指令以降低機(jī)組負(fù)荷。

引風(fēng)機(jī)的偏差回路保證了平衡切換。當(dāng)兩臺(tái)引風(fēng)機(jī)均正常時(shí)，引風(fēng)機(jī)主控制站跟隨兩臺(tái)引風(fēng)機(jī)風(fēng)葉指令的平均值。該平均值減去引風(fēng)機(jī)風(fēng)葉控制站的輸出即為偏差信號(hào)。然后把該偏差值從平均值中減去即為引風(fēng)機(jī)A的輸入信號(hào)。該偏差加上平均值即為引風(fēng)機(jī)B的輸入信號(hào)。這樣，該偏置網(wǎng)絡(luò)使兩臺(tái)引風(fēng)機(jī)得以平衡以便切換到自動(dòng)運(yùn)行。例如，假設(shè)引風(fēng)機(jī)A為60%，引風(fēng)機(jī)B為40%，則平均值為50%，偏差為-10%即為引風(fēng)機(jī)A的60%輸入信號(hào)，而50%加上-10%即為引風(fēng)機(jī)B的40%信號(hào)。若只有一臺(tái)引風(fēng)機(jī)為自動(dòng)運(yùn)行，則偏置網(wǎng)絡(luò)自動(dòng)補(bǔ)償該臺(tái)引風(fēng)機(jī)，以抵消對(duì)手動(dòng)運(yùn)行風(fēng)機(jī)的任何調(diào)節(jié)。兩臺(tái)風(fēng)機(jī)間的偏差被連續(xù)計(jì)算，而且手動(dòng)運(yùn)行風(fēng)機(jī)被平衡以便切換為自動(dòng)運(yùn)行。若兩臺(tái)風(fēng)機(jī)均為自動(dòng)則偏差調(diào)節(jié)有運(yùn)行人員進(jìn)行。