基于新華XDC800的燃燒控制系統(tǒng)分析

王靖（山西平朔煤矸石發(fā)電有限責(zé)任公司，山西 朔州 036800）

基于新華XDC800的燃燒控制系統(tǒng)分析

王靖
（山西平朔煤矸石發(fā)電有限責(zé)任公司，山西 朔州 036800）

本文將循環(huán)流化床機組燃燒控制系統(tǒng)作為根據(jù)，分析了燃燒控制系統(tǒng)控制任務(wù)及特點，概括燃燒控制系統(tǒng)工藝流程中各主要設(shè)備的分類及原理。同時以新華XDC800控制系統(tǒng)組態(tài)邏輯圖為根據(jù)，對各燃燒子系統(tǒng)的控制邏輯進行分析和總結(jié)。

火力發(fā)電廠；燃燒控制；DCS

電廠的熱工控制系統(tǒng)主要包括爐側(cè)的協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)和機側(cè)的電液調(diào)節(jié)系統(tǒng)。燃燒控制系統(tǒng)是協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)的一個重要組成部分。通過燃燒控制系統(tǒng)和其他控制系統(tǒng)相配合，保證主蒸汽壓力和機組負(fù)荷的穩(wěn)定。燃燒控制系統(tǒng)工藝流程中涉及的設(shè)備系統(tǒng)包括煤粉制備系統(tǒng)、風(fēng)煙系統(tǒng)和爐煙系統(tǒng)。燃燒控制子系統(tǒng)包括燃料主控制系統(tǒng)，一次風(fēng)量、送風(fēng)量控制系統(tǒng)和爐膛負(fù)壓控制系統(tǒng)。

1　燃燒控制系統(tǒng)介紹

1.1燃燒控制系統(tǒng)發(fā)展

電廠燃煤鍋爐是我國目前應(yīng)用面寬、耗用能源較多的重要設(shè)備。在火電發(fā)電成本中，燃料費一般要占70％以上，因此，提高鍋爐燃燒系統(tǒng)的運行水平對機組的節(jié)能降耗具有重要意義。當(dāng)前，大型火電廠運用最為廣泛的燃燒控制系統(tǒng)為DCS控制系統(tǒng)，它具有系統(tǒng)構(gòu)成靈活，管理便捷，控制功能豐富，信息資源共享，安裝、調(diào)試方便及安全可靠性高等優(yōu)點。

1.2DCS控制系統(tǒng)簡介

DCS控制系統(tǒng)即分散控制系統(tǒng)，是Distributed Control System的簡稱，它是以微處理器為基礎(chǔ)，采用控制功能分散、顯示操作集中、兼顧分而自治和綜合協(xié)調(diào)（即集中處理、分散控制）的設(shè)計原則的新一代儀表控制系統(tǒng)。

2　燃燒控制系統(tǒng)控制邏輯分析

2.1控制系統(tǒng)任務(wù)及特點

設(shè)計鍋爐燃燒自動控制系統(tǒng)的目的是控制燃燒的整個過程，使燃燒所提供的熱量適應(yīng)外界對鍋爐輸出的蒸汽負(fù)荷的需求，同時保證鍋爐的安全運行、經(jīng)濟運行。燃燒控制系統(tǒng)的任務(wù)可歸納為以下兩個方面：

其一，維持蒸汽壓力穩(wěn)定。

其二，保證燃燒過程的經(jīng)濟性。

2.2燃燒主控制系統(tǒng)

給煤機指令系統(tǒng)當(dāng)運行給煤機均處于自動控制方式時，燃料主控用于同步各臺給煤機之間的出力；當(dāng)其中部分給煤機處于手動運行方式時，燃料主控將鍋爐負(fù)荷指令的變化分配給正在處于自動方式的給煤機。

燃料主控制系統(tǒng)根據(jù)風(fēng)量信號決定對燃料指令加以限制，以實現(xiàn)富氧燃燒，避免冒黑煙現(xiàn)象的發(fā)生。

其一，燃料主控制系統(tǒng)輸入偏差信號的形成。由經(jīng)風(fēng)量限制的燃料指令與總?cè)剂蠈崪y值求偏差形成燃料偏差信號。

其二，偏差與輸出高低限監(jiān)視。燃料量指令與鍋爐總?cè)剂狭浚偯毫亢涂側(cè)加土恐停┣笃?，作為燃料主控配PID控制器的輸入偏差信號。這里總風(fēng)量限制采用小選模塊。由于機組負(fù)荷控制系統(tǒng)不允許被調(diào)量急劇變化，所以要對燃料量指令進行監(jiān)視和限制。

其三，燃料主控制器的跟蹤。當(dāng)給煤機處于自動運行狀態(tài)時，接受燃料主控信號，此時模擬量切換開關(guān)處于直通狀態(tài)，輸出燃料主控制信號。當(dāng)給煤機處于非自動運行狀態(tài)時，此時模擬量切換開關(guān)處于跟蹤狀態(tài)，其輸出跟蹤給煤機實際出力，為下一步再切回自動且實現(xiàn)無擾切換創(chuàng)造條件。

2.3爐膛一次風(fēng)量控制系統(tǒng)

2.3.1一次風(fēng)量指令的形成

風(fēng)量百分比指令經(jīng)煤量指令限制后形成總風(fēng)量指令，達到燃量富氧燃燒的作用?？傦L(fēng)量百分比指令經(jīng)函數(shù)換算后形成相應(yīng)的一次風(fēng)量指令。

2.3.2偏置調(diào)節(jié)

通過模擬量設(shè)定模塊可隨工況不同改變一次風(fēng)量指令。

2.4爐膛負(fù)壓控制系統(tǒng)

2.4.1爐膛負(fù)壓偏差信號的形成

爐膛負(fù)壓測量裝置安裝在鍋爐尾部煙道，一般取三個測點，選中值作為實測值，如果一個側(cè)點故障，則取其他任一值或平均值，測量值與設(shè)定值做差，求得壓力偏差，此系統(tǒng)同時存在最小壓力設(shè)定值的限制。

2.4.2爐膛負(fù)壓信號高低限報警

當(dāng)爐膛壓力超出允許值時，監(jiān)視系統(tǒng)發(fā)出報警信號并聯(lián)鎖其他保護動作。

3　結(jié)語

本文主要得出以下結(jié)論：

其一，燃燒過程三個被調(diào)量的調(diào)節(jié)存在的相互影響。燃料量控制系統(tǒng)采用串級控制系統(tǒng)，燃料指令系統(tǒng)與一次風(fēng)量控制系統(tǒng)組成串級控制系統(tǒng)，從而改變進入爐膛的燃煤量。

其二，送風(fēng)控制系統(tǒng)采用氧量——空燃比串級控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)用氧量信號校正空燃比系統(tǒng)的誤差，該系統(tǒng)副回路能快速對空燃比進行粗調(diào)，然后用煙氣中的含氧量做串級校正，使送風(fēng)量與燃料量之間的比值達到最佳。

其三，該機組爐膛負(fù)壓控制系統(tǒng)為前饋——反饋調(diào)節(jié)系統(tǒng)。本系統(tǒng)引入送風(fēng)機動葉葉片角度指令平均值作為前饋信號，這樣可以在送風(fēng)量信號變化時，及時調(diào)整引風(fēng)量，使?fàn)t膛壓力盡量不變。

［1］張麗香，王琦.大型火力發(fā)電機組模擬量控制系統(tǒng)［M］.北京：中國電力出版社，2006.

［2］印江，馮江濤.電廠分散控制系統(tǒng)［M］.北京：中國電力出版社，2006.

［3］朱小良，方可人.熱工測量及儀表［M］.北京：中國電力出版社，2011.

［4］葉江明.電廠鍋爐原理及設(shè)備［M］.北京：中國電力出版社，2010.

［5］張磊，李廣華.鍋爐設(shè)備與運行［M］.北京：中國電力出版社，2006.

Analysis of the Combustion Control System Based on the Xinhua XDC800

WANG Jing
（Shanxi Ping shuo Gangue Power Generation Co.Ltd.，Shuozhou 036800，China）

In this paper，the combustion control system of circulating fluidized bed unit is used the foundation，the control tasks and characteristics of the combustion control system are analyzed，and the classification and principle of the main equipments in the process flow of the combustion control system are summarized.At the same time，the control logic of the XDC800 control system is analyzed and summarized accordingtothe logic diagramofthe control system.

Thermal power plant；Combustion control；DCS

TQ116.2

A

1674-8646（2015）08-0030-01

2015-05-23