第九章锅炉燃烧控制系统.ppt
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主蒸汽压力pT 在内、外扰动下的动态特性； 烟气含氧量O2在送风量扰动下的动态特性； 炉膛压力plt 在引风量扰动下的动态特性。
（一）主蒸汽压力的动态特性
主蒸汽压力pT受到的主要扰动有二个，其一是燃烧率μB扰动
称为基本扰动或内部扰动；其二是汽轮机耗汽量D的扰动，称为 外部扰动。 内扰下主蒸汽压力的动态特性
9.6.4
炉 膛 压 力 控 制 系 统
D A
t pb
Δ pb
t0
t1
t
A t1 Ddt t0
pb pb t0 pb t1
锅炉蓄热系数Cb的物理意 义为：在燃烧率不变时汽包压 力每变化一个单位，释放或吸 收的蒸汽量。
能测在得锅带炉有运惯行性过的程速中度，信汽号包1压sTs力 pb变，化同速时度再d加pb/入dt 主测蒸量汽不流到量，D只 的实际微分信号，可以得到实际热量信号：
（三）单元制机跟炉运行方式 采用单元制机跟炉运行方式的机组，在电网负荷变化时，首
先改变锅炉燃烧率调节机组负荷，再通过改变汽轮机进汽阀开度 维持主汽压力稳定，其机组控制原理图如下图所示：
机跟炉运行方式机组控制原理图 此种运行方式下锅炉燃烧过程自动控制的任务为：
保证机组负荷满足电网要求； 保证锅炉燃烧过程的经济性； 维持锅炉炉膛负压的稳定。
PM
B
V
O2%
plt
P
B
ΔP
O2
P
PI
+ < +Δ IV
PI 执行器
<
IB
>
PI +Δ -
IN + Δ -
+Δ -
PI
f (t) PI
>
执行器
执行器
B
V
G
9.5.2 单元机组锅炉燃烧过程自动控制系统
在单元制汽轮发电机组中，锅炉按运行方式不同可以分为中 储式和直吹式两种，下面对其对应的燃烧过程自动控制系统分别 进行介绍。
汽包锅炉燃烧过程自动控制的基本任务是根据机组负荷的变 化，使燃料燃烧所提供的热量适应锅炉输出蒸汽量的需求，同时 保证燃烧过程的经济性和锅炉运行的安全性。
（一）母管制并列运行方式
采用母管制并列运行方式的机组，锅炉燃烧过程自动控制的 任务为：
按预定比例分配各台锅炉的负荷，维持母管蒸汽压力稳定； 保证各台锅炉燃烧过程的经济性； 维持各台锅炉炉膛负压的稳定。
主调节器
No.3
No.2 N0
No.1 B
+-
V +-
plt0
No.3
plt No.2
N0
+-
燃料量 送风
引风
控制系统 控制系统 控制系统
No.1 B BV
plt0 plt
+-
+-
+-
燃料量 送风
引风
控制系统 控制系统 控制系统
执行器 执行器 执行器
B
V
G
(a)
执行器 执行器 执行器
B
V
G
(b)
上面介绍的两种控制系统存在以下两点不足： 不能保证燃料量和送风量的最佳比例，使燃烧处于最佳状态； 引风量变化落后于送风量，造成炉膛压力的较大波动。
热量信号
热量信号，是指燃料进入炉膛燃烧时在单位时间内产生的热
量。可以用静态下的主蒸汽流量D 和动态下的汽包压力变化速度
dpb/dt 表示，其计算公式为：
Q
D Cb
dpb dt
式中: Cb —— 锅炉的蓄热系数。
在锅炉运行过程中, 热量信号只应该反映燃烧率的变化（内 扰）,而不应该反映负荷的变化（外扰）。即热量信号只与燃烧 率的变化有关, 而与负荷的变化无关。
plt
t
0
t
在送风量V 和引风量G 的扰动下，炉膛压力plt 的动态特性惯 性很小，可近似认为是比例环节。
9.5 锅炉燃烧过程自动控制的基本方案
9.5.1 并列运行锅炉燃烧过程自动控制系统
采用母管制的并列运行锅炉燃烧过程自动控制系统的两种基 本方案如下图所示：
PM0 PM +-
主调节器
PM0 PM +-
反应速度： tg B
反应时间：
TB
1
B tg
反应时间TB定义为：燃烧 率改变其额定值的10％,汽压改 变10%所经过的时间。
图（b）为汽轮机调节阀门开度不变时，锅炉燃烧率μB扰动
下主蒸汽压力pT 变化的阶跃响应曲线：
此时主蒸汽压力pT是一个 有自平衡能力的被控对象。汽 包压力pb与主蒸汽压力pT 之差 Δp2随燃料量和进入汽轮机的 蒸汽流量的增加而增加。
采用直吹式制粉系统的锅炉生产过程如下图所示：
采用直吹式制粉系统的锅炉生产过程 （a）示意图；（b）方框图
一次风量作为燃料控制手段的燃烧控制系统
煤粉量
燃料与一次风一起扰动 燃料扰动
一次风扰动
t
采用一次风量为反馈信号的燃烧控制系统
采用一次风量为反馈信号的锅炉燃烧过程自动控制系统适用 于采用中速磨制粉系统的锅炉，其原理图如下：
式（9－1）表明，测出主蒸汽流量D和汽包压力pb的变化速 度dpb/dt，与一定的蓄热系数Cb配合,就可得到代表热负荷Qr的热 量信号，可以迅速反映燃料量的变化。
外扰下主蒸汽压力的动态特性
外部扰动是指电网负荷变化的扰动，图（a）和图（b）分别
为汽轮机进汽量D和汽轮机调节阀门开度μT 扰动下主蒸汽压力pT
针对以上两点不足，改进后的并列运行锅炉燃烧过程自动控 制系统如下图所示：
PM0 PM +-
主调节器
No.3
No.2 N0
No.1
B +燃料量 控制系统
O20% O2% +氧量
校正器 V
+ +-
送风
f (t)
控制系统
plt
+引风 控制系统
执行器 B
执行器 V
执行器 G
下图所示为母管制并列运行锅炉燃烧过程自动控制系统的原 理图，系统中加入了高、低值选择器，在负荷变化时可以合理控 制风、煤增减顺序，以保证调节过程中燃料的完全燃烧：
Cb
pb
t1
pb
t0
因此锅炉蓄热系数Cb的计算公式为：
t1 Ddt
Cb
t0
pb t0 pb t1
时间t0～t1期间蒸汽 流量 变化的累积量
用试验方法求取锅炉蓄热系数Cb时，保持锅炉燃烧率不变而 使负荷作任意扰动，记录蒸汽流量 D 和汽包压力pb 变化的曲线如 下图所示：
V
0
O2%
T
ΔV
t
KVΔ V
0 τ
t
由上图中烟气含氧量的阶跃响应曲线可知，其动态特性具有 滞后、惯性和自平衡能力。
（三）炉膛压力的动态特性
炉膛压力plt 对锅炉运行的安全性有重要影响，主要通过改变 引风量G 对炉膛压力plt进行调节。引风量G 扰动下炉膛压力plt 变 化的阶跃响应曲线为：
G
ΔG
0
（ 二 ） 磨 煤 机 出 口 温 度 控 制 系 统
9.6.3 风量控制系统
风量控制系统有一次风和二次风两个 相互独立的系统，一次风主要用于将煤 粉从磨煤机输送到燃烧器，二次风主要 用来帮助燃料在炉膛中完全燃烧。
（ 一 ） 一 次 风 压 力 控 制 系 统
（ 二 ） 二 次 风 量 （ 送 风 ） 控 制 系 统
（二）单元制炉跟机运行方式
采用单元制炉跟机运行方式的机组，在电网负荷变化时，首 先改变汽轮机进汽阀开度调节机组负荷，再通过改变锅炉燃烧率 维持主汽压力稳定，其机组控制原理图如下图所示：
炉跟机运行方式机组控制原理图 此种运行方式下锅炉燃烧过程自动控制的任务为：
维持主蒸汽压力稳定； 保证锅炉燃烧过程的经济性； 维持锅炉炉膛负压的稳定。
Qr
D Cb
s 1 Ts
pb
1
Ts Ts
D
1 1 Ts
D Cbs
pb
（二）直吹式锅炉燃烧过程自动控制系统
现代大型单元机组中锅炉普遍采用直吹式制粉系统，其主要 特点如下：
制粉系统与锅炉燃烧过程紧密联系，是燃烧过程自动控制不可 分割的组成部分。
在运行过程中燃料量指令变化后，还需经过磨煤制粉的过程， 才能改变进入炉膛的燃料量，负荷适应能力较差，且容易引起 主蒸汽压力的较大波动。
主蒸汽压力pT 的动态特性与汽轮机的调节装置有关，图（a）
为汽轮机功率不变时，锅炉燃烧率μB扰动下主蒸汽压力pT 变化的
阶跃响应曲线：
此时主蒸汽压力pT是一个 无自平衡能力的被控对象。汽 包压力pb与主蒸汽压力pT 之差 Δp2与主蒸汽流量以及过热器 的阻力成正比。
根据阶跃响应曲线确定迟
延时间 B ，可以求出：
以引风量为调节变量，炉膛压 力为被调量，通过调节引风量 维持炉膛压力的稳定。
锅炉燃烧控制系统组成
在锅炉燃烧控制过程中，通过燃料量控制、送风控制和引风 控制三个子系统分别对三个调节变量（燃料量B、送风量V、引 风量G）进行调节，以维持三个被调量（主蒸汽压力pT 、烟气含 氧量O2、炉膛压力plt）的稳定。锅炉燃烧控制过程中各调节变量 和被调量之间的关系如下图所示：
热量信号在燃料量B 和汽轮机调节阀门开度μT 扰动下的阶
跃响应曲线分别如图（a）和图（b）所示：
根据前面分析，当燃 烧率不变而负荷变化时热 量信号不变，即：
D Cb
dpb dt
0
Ddt Cbdpb
负荷变化过程中，在 t0～t1时间段内对上式进行 积分运算可得：
t1 t0
Ddt
变化的阶跃响应曲线：
图（a）中，主蒸汽压力pT 在阶跃下降Δp0后，一直维持等 速下降，为无自平衡能力的被控对象。
图（b）中，主蒸汽压力pT 在阶跃下降Δp0后，下降速度逐 渐变慢，最后稳定于一个较低的压力值，为有自平衡能力的被控
对象。
（二）烟气含氧量的动态特性
烟气含氧量O2是影响燃烧过程经济性的重要指标，主要通过 改变进入炉膛的送风量V 对烟气含氧量O2进行调节。送风量V 扰 动下烟气含氧量O2变化的阶跃响应曲线为：
9.3 锅炉燃烧过程自动控制系统的组成与特点
针对电站锅炉燃烧过程自动控制任务的需要，电站锅炉燃烧 控制系统由以下三个子控制系统组成：
燃料量控制系统
锅
炉
燃
烧 控
送风控制系统
制
系
统
引风控制系统
以燃料量为调节变量，主蒸汽 压力为被调量，通过调节进入 炉膛的燃料量，维持主蒸汽压 力的稳定。
以送风量为调节变量，烟气含 氧量为被调量，通过调节进入 炉膛的送风量，使烟气含氧量 达到设定的最佳值，保证燃料 燃烧所需的空气量和燃烧过程 的经济性。
（一）中储式锅炉燃烧过程自动控制系统
D
pT 热
量
信
PI 号
σP0
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
σP
+
>
< Qr
PI
pb -Δ
D Σ f1 (t)
O2 D f (t)
-+ PI V
+PI
f2 (t)
plt
+PI
B
V
G
在系统中，以热量信号代替燃料量信号，不但可以反映燃料 量的变化，而且还可以克服燃料单位发热量变化对燃烧过程的影 响，从而提高锅炉运行过程的稳定性。
第九章 锅炉燃烧过程自动控制系统
9.1 汽包锅炉燃烧系统简介
电站汽包锅炉燃烧系统包括燃料量控制、送风控制和引风控 制三个子系统，设备众多，结构复杂，系统组成如下图所示：
主蒸汽 9
过热蒸汽 （去高压缸）
10
11
烟气
4
12
8 5
6
B
7
3
13
6
G
再热蒸汽 （去中压缸）
1 V1
2 15
V2
14
9.2 燃烧过程自动控制的任务
9.6 锅炉燃烧过程自动控制系统实例分析
采用直吹式制粉系统，燃烧控制系统主要 包括6个子控制系统，即燃料控制系统、磨 煤机一次风量、磨煤机出口温度、一次风 压力、二次风量、炉膛压力控制系统。
9.6.1 燃料控制系统
9.6.2磨煤机风量、温度控制系统
（ 一 ） 磨 煤 机 一 次 风 量 控 制 系 统
锅炉燃烧控制系统 燃料量控制系统
调节变量 燃料量B
被控对象
被调量 主蒸汽压力pT
送风控制系统
送风量V
烟气含氧量O2
引风控制系统
引风量G
炉膛压力plt
因此电站锅炉燃烧控制系统是一个多输入多输出的 非线性多变量强耦合控制系统。
9.4 锅炉燃烧过程被控对象的动态特性
锅炉燃烧过程被控对象的动态特性是指机组运行过程中各种 扰动引起的各被调量变化的动态关系，锅炉燃烧过程被控对象的 动态特性主要有以下三个：
根据锅炉蒸发受热面的热量 平衡关系可得：
Qr Dh dt Cdpb
式中: ΔQr ——热负荷阶跃变化； D ——主蒸汽流量； h′′——饱和蒸汽焓； C ——蒸发受热面热容。
根据以上热平衡关系式可得：
Qr h
D Cb
dpb dt
（9－1）
Cb
C h
式中Cb称为蓄热系数，其物理意义为汽包压力pb改变一个单 位，蒸发受热面所吞吐的蒸汽量。
（一）主蒸汽压力的动态特性
主蒸汽压力pT受到的主要扰动有二个，其一是燃烧率μB扰动
称为基本扰动或内部扰动；其二是汽轮机耗汽量D的扰动，称为 外部扰动。 内扰下主蒸汽压力的动态特性
9.6.4
炉 膛 压 力 控 制 系 统
D A
t pb
Δ pb
t0
t1
t
A t1 Ddt t0
pb pb t0 pb t1
锅炉蓄热系数Cb的物理意 义为：在燃烧率不变时汽包压 力每变化一个单位，释放或吸 收的蒸汽量。
能测在得锅带炉有运惯行性过的程速中度，信汽号包1压sTs力 pb变，化同速时度再d加pb/入dt 主测蒸量汽不流到量，D只 的实际微分信号，可以得到实际热量信号：
（三）单元制机跟炉运行方式 采用单元制机跟炉运行方式的机组，在电网负荷变化时，首
先改变锅炉燃烧率调节机组负荷，再通过改变汽轮机进汽阀开度 维持主汽压力稳定，其机组控制原理图如下图所示：
机跟炉运行方式机组控制原理图 此种运行方式下锅炉燃烧过程自动控制的任务为：
保证机组负荷满足电网要求； 保证锅炉燃烧过程的经济性； 维持锅炉炉膛负压的稳定。
PM
B
V
O2%
plt
P
B
ΔP
O2
P
PI
+ < +Δ IV
PI 执行器
<
IB
>
PI +Δ -
IN + Δ -
+Δ -
PI
f (t) PI
>
执行器
执行器
B
V
G
9.5.2 单元机组锅炉燃烧过程自动控制系统
在单元制汽轮发电机组中，锅炉按运行方式不同可以分为中 储式和直吹式两种，下面对其对应的燃烧过程自动控制系统分别 进行介绍。
汽包锅炉燃烧过程自动控制的基本任务是根据机组负荷的变 化，使燃料燃烧所提供的热量适应锅炉输出蒸汽量的需求，同时 保证燃烧过程的经济性和锅炉运行的安全性。
（一）母管制并列运行方式
采用母管制并列运行方式的机组，锅炉燃烧过程自动控制的 任务为：
按预定比例分配各台锅炉的负荷，维持母管蒸汽压力稳定； 保证各台锅炉燃烧过程的经济性； 维持各台锅炉炉膛负压的稳定。
主调节器
No.3
No.2 N0
No.1 B
+-
V +-
plt0
No.3
plt No.2
N0
+-
燃料量 送风
引风
控制系统 控制系统 控制系统
No.1 B BV
plt0 plt
+-
+-
+-
燃料量 送风
引风
控制系统 控制系统 控制系统
执行器 执行器 执行器
B
V
G
(a)
执行器 执行器 执行器
B
V
G
(b)
上面介绍的两种控制系统存在以下两点不足： 不能保证燃料量和送风量的最佳比例，使燃烧处于最佳状态； 引风量变化落后于送风量，造成炉膛压力的较大波动。
热量信号
热量信号，是指燃料进入炉膛燃烧时在单位时间内产生的热
量。可以用静态下的主蒸汽流量D 和动态下的汽包压力变化速度
dpb/dt 表示，其计算公式为：
Q
D Cb
dpb dt
式中: Cb —— 锅炉的蓄热系数。
在锅炉运行过程中, 热量信号只应该反映燃烧率的变化（内 扰）,而不应该反映负荷的变化（外扰）。即热量信号只与燃烧 率的变化有关, 而与负荷的变化无关。
plt
t
0
t
在送风量V 和引风量G 的扰动下，炉膛压力plt 的动态特性惯 性很小，可近似认为是比例环节。
9.5 锅炉燃烧过程自动控制的基本方案
9.5.1 并列运行锅炉燃烧过程自动控制系统
采用母管制的并列运行锅炉燃烧过程自动控制系统的两种基 本方案如下图所示：
PM0 PM +-
主调节器
PM0 PM +-
反应速度： tg B
反应时间：
TB
1
B tg
反应时间TB定义为：燃烧 率改变其额定值的10％,汽压改 变10%所经过的时间。
图（b）为汽轮机调节阀门开度不变时，锅炉燃烧率μB扰动
下主蒸汽压力pT 变化的阶跃响应曲线：
此时主蒸汽压力pT是一个 有自平衡能力的被控对象。汽 包压力pb与主蒸汽压力pT 之差 Δp2随燃料量和进入汽轮机的 蒸汽流量的增加而增加。
采用直吹式制粉系统的锅炉生产过程如下图所示：
采用直吹式制粉系统的锅炉生产过程 （a）示意图；（b）方框图
一次风量作为燃料控制手段的燃烧控制系统
煤粉量
燃料与一次风一起扰动 燃料扰动
一次风扰动
t
采用一次风量为反馈信号的燃烧控制系统
采用一次风量为反馈信号的锅炉燃烧过程自动控制系统适用 于采用中速磨制粉系统的锅炉，其原理图如下：
式（9－1）表明，测出主蒸汽流量D和汽包压力pb的变化速 度dpb/dt，与一定的蓄热系数Cb配合,就可得到代表热负荷Qr的热 量信号，可以迅速反映燃料量的变化。
外扰下主蒸汽压力的动态特性
外部扰动是指电网负荷变化的扰动，图（a）和图（b）分别
为汽轮机进汽量D和汽轮机调节阀门开度μT 扰动下主蒸汽压力pT
针对以上两点不足，改进后的并列运行锅炉燃烧过程自动控 制系统如下图所示：
PM0 PM +-
主调节器
No.3
No.2 N0
No.1
B +燃料量 控制系统
O20% O2% +氧量
校正器 V
+ +-
送风
f (t)
控制系统
plt
+引风 控制系统
执行器 B
执行器 V
执行器 G
下图所示为母管制并列运行锅炉燃烧过程自动控制系统的原 理图，系统中加入了高、低值选择器，在负荷变化时可以合理控 制风、煤增减顺序，以保证调节过程中燃料的完全燃烧：
Cb
pb
t1
pb
t0
因此锅炉蓄热系数Cb的计算公式为：
t1 Ddt
Cb
t0
pb t0 pb t1
时间t0～t1期间蒸汽 流量 变化的累积量
用试验方法求取锅炉蓄热系数Cb时，保持锅炉燃烧率不变而 使负荷作任意扰动，记录蒸汽流量 D 和汽包压力pb 变化的曲线如 下图所示：
V
0
O2%
T
ΔV
t
KVΔ V
0 τ
t
由上图中烟气含氧量的阶跃响应曲线可知，其动态特性具有 滞后、惯性和自平衡能力。
（三）炉膛压力的动态特性
炉膛压力plt 对锅炉运行的安全性有重要影响，主要通过改变 引风量G 对炉膛压力plt进行调节。引风量G 扰动下炉膛压力plt 变 化的阶跃响应曲线为：
G
ΔG
0
（ 二 ） 磨 煤 机 出 口 温 度 控 制 系 统
9.6.3 风量控制系统
风量控制系统有一次风和二次风两个 相互独立的系统，一次风主要用于将煤 粉从磨煤机输送到燃烧器，二次风主要 用来帮助燃料在炉膛中完全燃烧。
（ 一 ） 一 次 风 压 力 控 制 系 统
（ 二 ） 二 次 风 量 （ 送 风 ） 控 制 系 统
（二）单元制炉跟机运行方式
采用单元制炉跟机运行方式的机组，在电网负荷变化时，首 先改变汽轮机进汽阀开度调节机组负荷，再通过改变锅炉燃烧率 维持主汽压力稳定，其机组控制原理图如下图所示：
炉跟机运行方式机组控制原理图 此种运行方式下锅炉燃烧过程自动控制的任务为：
维持主蒸汽压力稳定； 保证锅炉燃烧过程的经济性； 维持锅炉炉膛负压的稳定。
Qr
D Cb
s 1 Ts
pb
1
Ts Ts
D
1 1 Ts
D Cbs
pb
（二）直吹式锅炉燃烧过程自动控制系统
现代大型单元机组中锅炉普遍采用直吹式制粉系统，其主要 特点如下：
制粉系统与锅炉燃烧过程紧密联系，是燃烧过程自动控制不可 分割的组成部分。
在运行过程中燃料量指令变化后，还需经过磨煤制粉的过程， 才能改变进入炉膛的燃料量，负荷适应能力较差，且容易引起 主蒸汽压力的较大波动。
主蒸汽压力pT 的动态特性与汽轮机的调节装置有关，图（a）
为汽轮机功率不变时，锅炉燃烧率μB扰动下主蒸汽压力pT 变化的
阶跃响应曲线：
此时主蒸汽压力pT是一个 无自平衡能力的被控对象。汽 包压力pb与主蒸汽压力pT 之差 Δp2与主蒸汽流量以及过热器 的阻力成正比。
根据阶跃响应曲线确定迟
延时间 B ，可以求出：
以引风量为调节变量，炉膛压 力为被调量，通过调节引风量 维持炉膛压力的稳定。
锅炉燃烧控制系统组成
在锅炉燃烧控制过程中，通过燃料量控制、送风控制和引风 控制三个子系统分别对三个调节变量（燃料量B、送风量V、引 风量G）进行调节，以维持三个被调量（主蒸汽压力pT 、烟气含 氧量O2、炉膛压力plt）的稳定。锅炉燃烧控制过程中各调节变量 和被调量之间的关系如下图所示：
热量信号在燃料量B 和汽轮机调节阀门开度μT 扰动下的阶
跃响应曲线分别如图（a）和图（b）所示：
根据前面分析，当燃 烧率不变而负荷变化时热 量信号不变，即：
D Cb
dpb dt
0
Ddt Cbdpb
负荷变化过程中，在 t0～t1时间段内对上式进行 积分运算可得：
t1 t0
Ddt
变化的阶跃响应曲线：
图（a）中，主蒸汽压力pT 在阶跃下降Δp0后，一直维持等 速下降，为无自平衡能力的被控对象。
图（b）中，主蒸汽压力pT 在阶跃下降Δp0后，下降速度逐 渐变慢，最后稳定于一个较低的压力值，为有自平衡能力的被控
对象。
（二）烟气含氧量的动态特性
烟气含氧量O2是影响燃烧过程经济性的重要指标，主要通过 改变进入炉膛的送风量V 对烟气含氧量O2进行调节。送风量V 扰 动下烟气含氧量O2变化的阶跃响应曲线为：
9.3 锅炉燃烧过程自动控制系统的组成与特点
针对电站锅炉燃烧过程自动控制任务的需要，电站锅炉燃烧 控制系统由以下三个子控制系统组成：
燃料量控制系统
锅
炉
燃
烧 控
送风控制系统
制
系
统
引风控制系统
以燃料量为调节变量，主蒸汽 压力为被调量，通过调节进入 炉膛的燃料量，维持主蒸汽压 力的稳定。
以送风量为调节变量，烟气含 氧量为被调量，通过调节进入 炉膛的送风量，使烟气含氧量 达到设定的最佳值，保证燃料 燃烧所需的空气量和燃烧过程 的经济性。
（一）中储式锅炉燃烧过程自动控制系统
D
pT 热
量
信
PI 号
σP0
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
σP
+
>
< Qr
PI
pb -Δ
D Σ f1 (t)
O2 D f (t)
-+ PI V
+PI
f2 (t)
plt
+PI
B
V
G
在系统中，以热量信号代替燃料量信号，不但可以反映燃料 量的变化，而且还可以克服燃料单位发热量变化对燃烧过程的影 响，从而提高锅炉运行过程的稳定性。
第九章 锅炉燃烧过程自动控制系统
9.1 汽包锅炉燃烧系统简介
电站汽包锅炉燃烧系统包括燃料量控制、送风控制和引风控 制三个子系统，设备众多，结构复杂，系统组成如下图所示：
主蒸汽 9
过热蒸汽 （去高压缸）
10
11
烟气
4
12
8 5
6
B
7
3
13
6
G
再热蒸汽 （去中压缸）
1 V1
2 15
V2
14
9.2 燃烧过程自动控制的任务
9.6 锅炉燃烧过程自动控制系统实例分析
采用直吹式制粉系统，燃烧控制系统主要 包括6个子控制系统，即燃料控制系统、磨 煤机一次风量、磨煤机出口温度、一次风 压力、二次风量、炉膛压力控制系统。
9.6.1 燃料控制系统
9.6.2磨煤机风量、温度控制系统
（ 一 ） 磨 煤 机 一 次 风 量 控 制 系 统
锅炉燃烧控制系统 燃料量控制系统
调节变量 燃料量B
被控对象
被调量 主蒸汽压力pT
送风控制系统
送风量V
烟气含氧量O2
引风控制系统
引风量G
炉膛压力plt
因此电站锅炉燃烧控制系统是一个多输入多输出的 非线性多变量强耦合控制系统。
9.4 锅炉燃烧过程被控对象的动态特性
锅炉燃烧过程被控对象的动态特性是指机组运行过程中各种 扰动引起的各被调量变化的动态关系，锅炉燃烧过程被控对象的 动态特性主要有以下三个：
根据锅炉蒸发受热面的热量 平衡关系可得：
Qr Dh dt Cdpb
式中: ΔQr ——热负荷阶跃变化； D ——主蒸汽流量； h′′——饱和蒸汽焓； C ——蒸发受热面热容。
根据以上热平衡关系式可得：
Qr h
D Cb
dpb dt
（9－1）
Cb
C h
式中Cb称为蓄热系数，其物理意义为汽包压力pb改变一个单 位，蒸发受热面所吞吐的蒸汽量。