炉膛负压 讲义

炉膛负压讲义

当锅炉运行，机组负荷发生改变时，锅炉进入炉膛的总燃料量和一次风量、二次风量将相应发生改变，那么燃料在炉膛中燃烧产生的烟气也将随之改变。为了保证锅炉炉膛内的正常负压，必须对引风量进行相应的调节。因为当炉膛内负压过低，势必使炉膛、烟道系统的漏风量进一步加大，不仅燃烧损失增加，而且可能造成燃烧不稳、燃烧恶化而使锅炉灭火，还有可能引起过热器温度升高、增加受热面及引风机叶面的磨损；如果炉膛内负压过高，炉膛内的火焰和高温烟气就会向外喷泄，影响锅炉的安全运行。所以锅炉炉膛负压调节系统就是维持炉膛压力在一定允许范围内，保证锅炉燃料能稳定燃烧。

定电公司的炉膛负压调节控制采用调整引风机入口动叶的位置，从而使引风量和送风量相适应，以维持炉膛负压等于设定值。

该机及炉膛负压控制系统为前馈一反馈调节系统，工作原理如图所示。

炉膛负压偏差信号的形成

炉膛负压测量直径通过OM操作窗口，由运行人员设定。

炉膛负压测量值径由模块M2、M3、M4和M5组成的滤波后与炉膛负压给定值比较得到其偏差信号。

这里炉膛负压测量取三个测点，选中值作为实测值，如果一个信号故障，则取其它一值或平均值；若两个信号故障则取唯一的一个好信号；如三个信号故障则系统切手动。1号炉是三个单独得高二值、三个单独得低二值压力开关，高低三值开关各一个，保护由压力开关3取2实现，2号炉由于压力开关不可靠等原因，目前由三个炉膛负压变送器判断高低值开关量3取2实现炉膛压力保护。炉膛压力高二值2000Pa，高三值2500Pa，炉膛压力低二值-1500Pa，低三值-2000Pa，二值动作锅炉MFT，三值动作连跳引风机。

前馈信号

由为了在变负荷过程中，避免炉膛压力的大幅度波动，本系统引入了总风量信号的微分（M13模块）径大值和小值限幅后的前馈信号。这样就可以在送风量信号变化时，及时调整引凤量，使炉膛压力不变或尽量少变。

当发生MFT (即主燃料跳闸)时，可通过对微分器M13的设定来取消总风量信号对控制回路的前馈调节作用。

补偿回路

于炉膛内的燃烧过程是一个急剧变化的化学过程，炉膛负压一值处于快速波动状态，如果仅利用上面讲到的前馈信号和炉膛负压偏差信号作控制信号送到PI调节器入口，则会使引风机动叶调整处于不断振动状态。为消除这一不利因素，在控制回路中增加了一个补偿回路，该补偿回路模块M9、M10、M11、M12等组成。

补偿调节作用的强度，根据补偿回路入口的信号△p(即炉膛负压偏差信号与前馈信号之和)大小不同有以下三种情况：

1 当负压信号较小时，可能是由于烟气造成的负压波动，这时通过模块M11 、M12，将较小的补偿调节作用电价垒加到负压偏差通道。

2 当负压信号偏大时，可能是由于正常负荷变动引起炉膛负压大幅度变化，则通过模块M9、M10、M11、M12的共同作用，有效地增加了调节偏差，使整个回路的调节作用增强，从而能快速消除偏差。

当负压偏差信号变化范围较小时，补偿回路不起作用。

由以上三部分，即炉膛负压偏差，总风量微分的前馈信号和补偿调节作用组成了引风机控制回路的输入信号。但控制回路的开环增益随引凤机的投自动台数额而变化，本系统利用

模拟开关M14和现速器M15自动调整由此引起的开环增益的变化，当两台引风机均投运且处于自动控制方式时，自动调整系数为0.7；当只有一台引风机为自动运动状态时，自动调整系数为1。这样就可以使自动控制的稳定性不受引风机投自动台数的影响。

双引风机出力平衡电路

当两台引风机均投运且处于自动控制方式时，有模块M16、M17、M18、等组成的平衡电路；将两个引风机入口动叶调节回路的反馈偏差以想反方向送入PI调节器的入口，从而使两台引风机的入口动叶开度保持一致，实现出力同步。

当有一台引风机停运或处于手动时，平衡电路的作用将被切除。

超驰信号

超驰信号是为了在发生MFT时，保护炉膛，避免炉膛压力急剧变化而加入的一个控制信号。

我们可以用以下式表示炉膛内参数之间的关系：

PV=RMT

式中：P——炉膛绝对压力

V——炉膛容积

R——炉膛内烟气质量

T——炉膛烟气温度

由于炉膛容积V是一个常数，烟气常数R也可以认为是一个常数，因此可知，炉膛压力P 与炉膛内烟气质量M和烟气温度T成正比。

当发生MFT时，由于炉膛内烟气和温度突然降低，则导致炉膛压力急剧下降。为了避免这种危险发生，在引风机动叶调节回路PI调节器出口反方向加入了一个超驰信号。

在正常运行过程中（即MFT没有发生）模拟开关M1和M2均切至上侧，侧M1的输出为锅炉总风量信号，此信号经函数运算后，送入模拟开关M2的下侧入口，此时，模拟开关M2输出为0，微分器不起作用，故超驰信号为0。

当发生MFT时，由脉冲模块M3发出一个60秒的脉冲信号。该信号发出后，模拟开关M1和M2同时切至下侧，M1保持切换瞬间的总风量信号，M2将函数模块y=f(x)的输出送入微分器，此时微分器正常工作，故其输出相当大，经模块M5限幅后，作为超驰信号与PI调节器的出口信号相减，使引风机动叶开度暂时关小，从而使进入炉膛的风量大于引出炉膛的风量，这种流入/流出风量的不平衡可缓解炉膛负压的急剧下降，随后微分器的输出逐渐减小（因为微分器是实际微分特性，即TS/（1+TS）为其传递函数），则超驰信号逐步减小，是引风机动叶开度在逐渐开大。

当发生MFT持续60秒后，脉冲器的输出又恢复到0信号，此时超驰信号又回到0，靠引风机入口动叶控制回路使动叶开度调整到相应位置，维持炉膛压力等于给定值。

控制系统跟踪

若以下条件均满足，炉膛负压控制系统处于跟踪状态

引风机A没有运行或引风机A动叶节距手动控制

引风机B没有运行或引风机B动叶节距手动控制

其逻辑控制回路通过模块M6、M 7、和M 8使炉膛压力偏差为0；前馈信号切除，故将PI调节器入口置0 ，为再切回自动状态做好了无打扰切换的准备。同时PI调节器的输出应跟踪相应侧引风机入口动叶开度的阀位反馈信号。