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送风控制系统逻辑分析与程序设计
中国国电集团公司菏泽发电厂 侯典来
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本文论述125MW机组锅炉送风控制系统组成,控制功能,操作步骤,包括送风指令,送风量计算,送风机操作画面,氧量控制和甲乙送风机显示。
1 系统简介
送风控制系统根据风量指令送至送风控制系统,去控制甲乙送风机偶合器勺管开度,从而控制送风量如图1,并根据氧量信号修正送风指令,风量指令与实际送风量的偏差经过RAFC块的PI运算输出,作为前馈信号引入引风控制系统,控制甲乙引风机偶合器勺管开度,从而控制炉膛负压。

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图1 送风控制系统

送风控制逻辑运算公式如表1。

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AFF_CALC3作跟踪与核心计算,如表2。

表2

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AFF_CALC4作报警输出逻辑运算如表3。

表3

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2 送风指令
甲乙烟气含氧量通过二选一,与速度级压力的函数运算值和设定值之偏差,进行PI运算,其输出经过比例系数K与锅炉指令之运算输入乘积,做为风量指令。

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图2 风量指令逻辑

锅炉指令运算分析,其运算图分解如下:

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图3 锅炉指令运算

从做图可以看出,当锅炉是瞬间扰动量增加时,虚线内的运算值大于LAG运算后数值,即给粉机增加时,实现先加风的原则,而当锅炉指令减少时,正好相反,LAG后为大,被选中,实现了减煤后减风的原则。
通过计算公式也可以得到同样的结论,LAG为一阶惯性环节,即1/(1+TS),△后变为1-1/(1+TS)=TS/(1+TS),TS/(1+TS)是一个实际的微分环节,∑之后,1+ TS/(1+TS)。

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图4 风量指令计算步骤

BO_CALC作指令计算程序,如表4。

表4

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3 送风量计算
实际风量包括一二次风量、磨煤机热风量之和,其中,一二次风量经过空气预热器出口温度修正。

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操作器上具有三根显示棒和M、S、O、三个数字显示,分别包括蓝棒及M字符代表送风量测量值,红棒及S字符代表送风量设定值,这个值是锅炉负荷指令与氧量控制器输出的运算值,这个值运行人员不能操作,白棒及O字符代表送风控制器输出值。
风量设定与测量显示操作器仅有自动与跟踪两种情况,在两台送风机都是手动时,字符红F出现,此时处于跟踪状态,在跟踪状态任一台投自动时,送风设定与测量操作器处于自动状态,其输出随测量值与设定值的偏差改变,送风量高于设定值输出减少,送风量低于设定值输出增加。
RAF_MATH风量计算程序如表5。

表5

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4 送风机操作画面
在锅炉操作主菜单中,选择“送引风机操作画面”前面的绿框,或在告示键盘上按下“送引风操作”键,调出送引风操作画面,如图2,在送风机操作画面上有四个显示操作器,包括氧量控制操作器,送风设定与测量操作器,A送风机显示操作器、B送风机显示操作器。

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图6 送引风操作画面

为保护机组的安全,该系统还有一些闭锁功能,单风机运行时,另一风机勺管强制关闭,炉膛压力高/低报警后,风机勺管闭锁增/减,两台引风机跳闸后送风机勺管全开。

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图7 送风闭锁功能

AFF_CALC1作两个操作器的限副切换处理及超弛跟踪计算,如表6。

表6

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4.1 氧量控制
操作器具有三根显示棒及四个字符M、S、B、O显示的数值,其含义分别包括蓝棒与M字符指氧量测量显示,红棒与S字符指氧量设定值显示,氧量设定值是机组负荷的函数,机组负荷高氧量设定值低,机组负荷低氧量设定值高,运行人员不能改变氧量设定值,棕棒与B字符指偏置给定值,氧量的设定是机组负荷的函数,是一个固定的关系,但是在机组运行时运行人员要根据实际情况修正氧量,偏置给定就起这个作用,白棒与O字符指氧量控制器输出。
氧量操作器上有手/自动切换按钮,A框为自动按钮,投氧量自动时A框呈红色,手动时为绿色。M框为手动按钮,具有的颜色包括氧量自动时为绿色,氧量手动时为红色,氧量设定值与测量值偏差大时呈黄色,两台送风机均手动时呈黄色,并出现红F字符。

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图8 送风手自动切换

4.2 甲乙送风机显示
操作器分别控制甲送风机、乙送风机,在CRT上送风机操作器上,具有三根显示棒及字符M、O、Z、B显示的数字,它们分别是蓝棒及M字符,显示送风机阀位控制器的输出,棕棒及B字符,(乙送风机操作器)显示送风机偏置,在手动时运行人员不能改变B参数,它是M字符的数字与O字符的数字之差,在自动时运行人员可以改变该参数,以平衡两台送风机的出力,设计中考虑了自动工况下加一台送风机的偏置,这台送风机的输出增加偏置的一半,另一台送风机的输出减少偏置的一半,保证对锅炉来说送风量不变,白棒及O字符,显示送风机的位置指令,Z字符显示送风机的开度指示,F字符代表跟踪状态。
一般情况下BI、BD 不出现,当炉膛压力高时字符BI出现,送风机闭锁增;当炉膛压力低时字符BD出现,送风机闭锁减。

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图9 BI、BD逻辑

送风机操作器上具有手/自动切换按钮。A框是自动按钮,手动时为绿色,自动时为红色。M框是手动按钮,它具有几种颜色,自动时为绿色,手动时为红色,强制切手动时为黄色。
送风机操作器在手动,用球标将光标移到O字符处,按下球标左键,O字符处出现黄框,将光标移到INC(加)或DEC(减)按钮处,进行加减操作。
送风机位置指令跟踪位置开度,两台送风机中任一台任一时间投自动切手动对控制系统没有扰动,按以下步骤投自动,送风机操作器上O字符与Z字符相等,送风设定与测量值应相等,若不等改变氧量控制器的输出使设定值等于测量值投CRT上操作器自动。
在下列条件下送风不能投自动:送风设定与测量偏差大,送风机执行器故障,引风控制在手动。

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图10 送风机强制手动

AFF_CALC2作两个操作器的输出切换处理,如表7。

表7

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5 逻辑修改
#1炉乙送风机电流波动大检查情况分析:
现象一:甲乙侧执行器不动,阀位开度信号不动,甲侧送风机电流平均波动0.3A.DC,转速波动2rpm,乙侧送风机电流平均波动1.3A.DC,转速波动3rpm。
现象二:甲侧执行器操作变化1.3%,电流波动2A.DC左右,转速波动8rpm,但是经过7 min,转速又变化了13rpm;乙侧执行器操作变化1.3%,电流瞬间波动5.5A.DC左右,转速波动20rpm。
鉴于以上情况,送风控制系统暂时手动,解除闭锁引风投自动条件,投入引风控制系统自动。
参考文献
[1] 孟祥荣.王贵明. 协调控制系统[M].山东.山东电力研究院,1999年,101-109.
[2] 顾晓栋.徐耀文.电厂热工过程自动调节[M].北京.水利电力出版社.1983,192-213
作者简介:侯典来(1963-),男,山东梁山人,汉族,1985年毕业于山东工业大学,工学学士学位,高级工程师,中国仪器仪表学会、山东电机工程学会会员,主要从事火电厂基建安装调试和生产检修工作。E-mail:hdlacc@163.com ,Website: http://www.acc.1a.cn 10/9/2005


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