第七章 单元机组协调控制系统

系统的任务是控制进入机组的燃料量，使燃料燃烧所提供的热能满足蒸汽负荷的需求。燃料量控制系统的结构方案与制粉系统设备的选型以及设计有关。这里以300MW机组普遍采用的中速磨煤机直吹式制粉系统的燃煤量控制为例介绍其控制系统。

由INFI-90分散控制系统实现的燃煤量控制系统的基本组态，如图7-12所示。图中符号说明参见附录一。

图7-12 燃煤量控制系统的基本组态

该系统采用6台RPB-783中速磨煤机和6台STOCK8221给煤机，燃料（给煤）量的控制是通过改变给煤机的转速予以实现的。

1．系统的工作原理

本燃料量控制系统接受机组主控制器送来的锅炉负荷指令NB，NB指令经给水温度校正和总风量交叉限制后，得到总燃料量指令；总燃料量指令减去实际燃油量所得到的是燃煤量指令。燃煤量指令作为给定值在PID调节器入口与经过发热量校正后的总给煤量信号进行比较，其偏差值经PID运算、手动/自动站、速率限制后，形成并行控制在役给煤机的指令，控制给煤机的转速，进而改变给煤量，以维持总给煤量与给定值相一致，满足汽轮机蒸汽负荷对锅炉热能的需求。除此之外，燃煤量指令还作为给煤量的前馈控制信号，通过函数器f(x)4作用于PID调节器，用以提高系统的动态适应性。f(x)4用来设置前馈作用的强度，其设置原则为：在机组主控制器和燃烧系统处于自动状态下，要求机组出力改变时，应使燃煤量控制一开始有足够的幅度，使主蒸汽压力能尽快恢复到给定值，且控制的过渡过程动态偏差较小，但又不能使燃料量波动太大而影响燃烧的稳定性。

下面对系统中的有关技术问题作进一步说明。 2．给水温度对锅炉负荷指令的校正

给水系统加热器的投切对给水温度的影响很大。亦即给水温度可以反映锅炉侧对能量的一种需求，因此，在图7-12所示的系统组态中，应用了给水温度校正信号对锅炉负荷指

49

第七章 单元机组协调控制系统

令NB进行校正。给水温度校正信号是给水温度和给水温度设计值的差值通过函数器f(x)1产生的，它与锅炉负荷指令相乘，使之在对锅炉燃烧率进行控制之前得以校正。如当给水温度低于其设计值时，适当增强锅炉负荷指令，多加些煤和风，以满足锅炉的能量需求。这种校正措施对燃烧过程和协调控制系统而言，可提高系统的适应性和稳定性。

3．总风量的限制作用

由于正常的燃烧过程总要求有“总燃料量?总风量”，一旦出现“总燃料量>总风量”的情况，燃料量控制系统必须降低其控制输出，减少给煤量，以避免因燃料的自发性扰动造成不完全燃烧，引起锅炉烟道积粉而发生二次燃烧。在本系统中，经给水温度校正的锅炉负荷指令，通过函数器f(x)0转换为总燃料量指令；而锅炉的总风量信号通过函数器f(x)2转换为最大允许燃料量指令（燃料量的上限值）。总燃烧量指令及其最大允许值输入低值选择器，由其选择二者中的低者作为输出。在正常情况下，一般是总燃料量指令通过低迭，但若实际风量因某种原因偏低时，则由此生成的燃料量上限值通过低选，实现对总燃料量指令的限制，保证燃烧过程中始终是总风量>总燃料量，以达到良好的燃烧经济性。除此之外，f(x)o输出的总燃料量指令，还通过一个超前/滞后滤波器f(t)，也加到低值选择器的入口端，f(t)在锅炉主控制器投入自动时起作用，其目的是当NB增加时，保证先加风后加煤。

4．给煤量的测量与校正

本系统每台给煤机的给煤量信号，是由STOCK公司生产的8221电子重力式皮带给煤机的称重装置给出，称重装置可测量单位皮带长度上煤的重量和皮带的转速，并将二者的乘积作为给煤量信号输出。总燃料量则是所有给煤机给煤量的总和。

在给煤机刚启动的一段时间内（一般在5秒钟内），煤量测量信号是失准的，考虑到这段时间比较短，它对控制系统的影响不大，所以在系统中未对此问题作特殊处理。

由于燃煤的品质、水份可能随时发生变化，即燃煤的发热量不是恒定的。因此，燃料量并不能与输入锅炉的热量精确对应，仅采用燃料量测量信号参与反馈控制，难以保证控制的质量，为解决这一问题，需对燃料量信号进行发热量校正。

50