350MW单元机组一、二次风控制系统浅析

摘 要：电厂锅炉燃烧过程中，送风量与给粉量的配比动态优化，是提高锅炉燃烧效率的关键。锅炉的配分过程自动化投入可使风煤比达到较为理想的比例，使锅炉燃烧工况达到最佳效果。而过了燃烧全过程的自动化是目前电力工作人员研究的重点课题。本文在此基础上对350MW的单元机组一次风和二次风控制系统分别进行分析。

关键词：一次风;二次风;控制系统

DOI：10.16640/ki.37-1222/t.2015.21.148

0 引言

以某电厂装备5套给煤系统的350MW单元机组为例，此磨煤机系统采用中速磨，正常运行时4套投运，1套备用。该机组磨煤机系统采用直吹式制粉，磨煤机一次风将煤粉吹入炉膛，系统二次风辅助煤粉在炉膛内燃烧。本文介绍了磨煤机一次风压力和风量控制系统，燃料风挡板、辅助风挡板控制系统，并简单介绍了控制逻辑。

1 一次风控制系统

（1）一次风量控制系统。磨煤机的一次风量对锅炉的燃烧系统相当重要，煤粉管中的风粉混合物的流速应保持在20～30m/s左右，若流速太高会造成煤粉结渣，流速太低则会使煤粉在管道内沉积，影响锅炉整体燃烧系统的工况。一次风量的给定值是随给煤机给煤量的改变而改变。磨煤机一次风量控制系统一次风量信号和一次风温信号均采用双变送器测量，一个为主变送器，一个为副变送器，两个变送器之间有偏差比较器。当两个变送器之间的偏差超过规定值时，表示两个变送器之一或者两个变送器同时发生了故障 ，这时将发生报警信号，并通过逻辑控制电路的作用，使磨煤机一次风量控制由自动控制方式自动切换到手动方式，以免发生误调。

（2）一次风压力控制系统。为了有效地对磨煤机的一次风流量控制， 需保证一次风的压力和流量，锅炉配备两台一次风机，一次风机的入口导叶位置的调整影响着磨煤机一次风压力和流量。工作人员可通过对一次风模拟量设定值的大小调整实现对一次风风量的调整，一次风压力的两套套测量装置安装在一次风母管上采用二取一的方式，对测量信号进行低通滤波器处理，使系统得到有效的一次风压力测量值。一次风母管压力的给定值即控制器PI的给定值是代表锅炉负压或内扰变化的煤量信号（给煤机转速）经函数器f（x）转换后的指令，f（x）的输出还要经过大值选择器后再作用到控制器上。一次风压力的控制信号是系统风压偏差经过PID调节后得到，另外在一次风压力控制信号的逻辑组态中增加乘法器，保障信号的回路增益校正，这样就克服了一次风压力调节回路不会因风机运行台数二影响到控制品质。在风量控制的组态中增加出力平衡回路，可有效消除两台一次风机都投入自动时，风机之间出现的不平衡状况，使两台风机的出口风量相当，达到较为理想的控制效果。逻辑中的平衡回路通过切换模块、加法模块和比例模块共同实现，达到控制效果最优，两台风机出口风量效果最佳。

2 二次风控制系统

锅炉的二次风分为辅助风和燃料风，是由锅炉送风机提供，送风机将冷风送去锅炉空气预热器加热，加热后的热风被送入二次风箱，而后经炉膛的喷燃器吹入炉膛，对风粉混合物的燃烧提供辅助作用。对进入炉膛二次风量的控制是通过二次风挡板的开度的控制来实现的，挡板的开度控制一般采用层控制，在锅炉同一高度的四个执行器实现同步动作，使进入炉膛的二次风风量基本一致，较好的实现锅炉的四角燃烧效果。

（1）燃料风挡板控制系统。燃料风为风粉混合物提供适量的空气，参与燃料的燃烧，克服煤粉在燃烧初期煤粉过度集中出现的氧气量不足，同时可避免流冲刷炉墙形成大量还原气体而结焦，有效防止煤粉离析和一次风偏斜，有利于煤粉气流的燃烧和扩展，在炉膛内达到良好的燃烧效果。另外一次风的喷口长期处于高温状态增加煤粉管的损耗，降低其使用寿命，燃料风的可对一次风的喷口进行冷却，且效果明显。在自动状态下，每层燃料风挡板的开度是相应层给煤机转速的函数。函数器的输出经过一个超前/滞后环节，以实现加燃料时先开大燃料风挡板，减燃料时后关小燃料风挡板。每层燃料风挡板控制系统都有一个软手操站M/A，在自动状态，运行人员可通过M/A站适当调整本层控制指令偏置;在手动状态，可直接控制本层四角燃料风挡板的开度。

当发生MFT或本层给煤机转速测量信号故障时，本层燃料风挡板控制转手动;当FSSS发出关本层燃料风挡板控制指令时，通过切换器和给定值，超驰关燃料风挡板;当FSSS发出关全部燃料风挡板控制指令时，通过切换器和给定器，超驰开燃料风挡板。

（2） 辅助风挡板控制系统。辅助风可实现对炉膛和二次风风箱差压的调整，为炉膛提供稳定的二次风流速，使煤粉和空气达到较好的混合比例，使煤粉在炉膛内充分燃烧，可见辅助风担当着二次风控制的主体作用。另外在有燃油辅助燃烧的锅炉中，在燃油退出后，燃油风挡板和辅助风挡板也可实现炉膛和二次风箱之间的差压调节。

当二次风箱/炉膛差压控制处于自动控制系统时，设定值与测量值的偏差经过PI调节器控制运算后输出控制指令并列控制BC、DE、EF层辅助风挡板。每层辅助风都有各自软手操控制器，并有各自的偏置回路，可以调整各层辅助风负荷分配。对某层油枪全部未投运的燃油风挡板来说，其在控制系统中的作用与辅助风挡板完全相同。当二次风箱和炉膛之间的差压过高或过低、以及发生MFT时，辅助风挡板控制转手动;当FSSS来关某层辅助风挡板指令时，通过切换器和给定值A，超驰关对应层辅助风挡板;当FSSS来开某层辅助风挡板指令或发生二次风箱和炉膛之间的差压高限报警时，通过切换器和给定器，超驰开相应层辅助风挡板。

3 结论

对送风过程中的一次风、二次风和各种辅助风进行了浅析，设计时充分考虑了运行中的各种实际情况，有很大的实用价值。在对一次风风量和压力，燃料风，辅助风的控制逻辑设计中充分考虑锅炉运行现场的实际工况，根据燃烧过程中常见问题对控制逻辑进行优化，运行效果表明本文中采用的控制逻辑效果较为理想，可使锅炉燃烧达到较好的燃烧工况，为相似的工程提供了借鉴。

参考文献：

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[3]赵志强，徐岩.送风、引风自动调节系统的改进[J].东北电力技术，2002，02（14）：19-21.

作者简介：陈友斌（1985-），男，山东潍坊人，助理工程师，主要从事：电厂热工控制工作。