亚临界锅炉炉膛负压控制系统设计 - 图文

亚临界锅炉炉膛负压控制系统设计

摘 要

炉膛负压是反映燃烧工况稳定与否的重要参数，是运行中要控制和监视的重要参数之一。炉内燃烧工况一旦发生变化，炉膛负压随即发生相应变化。因此，监视和控制炉膛负压对于保证炉内燃烧工况的稳定、分析炉内燃烧工况、烟道运行工况、分析某些事故的原因均有极其重要的意义。本设计就是从锅炉引风机方面进行炉膛负压的研究。

目前国内火力发电厂锅炉风机大部分采用拖动电动机，其中95％左右为交流异步电动机直接拖动，恒速运行。随着电力经济的发展等，使电厂中的锅炉风机在运行中出现了裕量较大的问题，另外根据电网调峰的需要，机组长时间处于低负荷运行状态，使锅炉的送、吸风机长期处于低参数下运行，对厂用电率造成一定影响。目前国内直属发电厂锅炉风机配备的电动机以1 MW左右居多，大部分都是采用恒速运行，造成很大的浪费。根据节能工作的要求，其中有个别发电厂已考虑或试用风机调速运行，解决目前风机运行中出现裕量过大的问题。风机调速有几种方案，其中，应用最多的是变频器技术，或加装液力偶合器装置。

本设计对机组进行分析、研究，了解其炉膛压力和送、引风机之间的关系并对其控制系统进行分析。

关键词：炉膛负压,变频调速,液力耦合器调速

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目 录

摘要 ...................................................................................................................... I 1 引言 ................................................................................................................. 1 1.1本次设计的背景 ................................................................................................................................. 1 1.2本次设计目的和意义 ........................................................................................................................ 1 2 炉膛压力控制系统及燃烧控制系统介绍 ..................................................... 2 2.1 火电厂发电工艺 ................................................................................................................................. 2 2.2 锅炉燃烧情况以及对于炉膛压力的影响 ............................................................................... 4 2.3锅炉燃烧系统的风机介绍 .............................................................................................................. 4 2.3.1风机 ............................................................................................................................................... 4 2.3.1风机分类 ...................................................................................................................................... 4 2.3轴流式风机和离心式风机比较 ..................................................................................................... 5 3 DCS炉膛压力控制系统 ............................................................................... 6 3.1 DCS系统的概念 .................................................................................................................................. 6 3.1.1 DCS的特点 ................................................................................................................................. 6 3.1.2用DCS实现大型火电机组自动化的主要优点 ............................................................. 6 3.2 SYMPHONY分散控制系统 ........................................................................................................... 7 3.2.1 HCU结构 ..................................................................................................................................... 7 3.2.2 HCU的通信模件对 .................................................................................................................. 8 3.2.3 SYMPHONY系统网络结构 ................................................................................................... 8 3.2.4 SYMPHONY系统主要软硬件及其功能介绍 .................................................................. 9 4国内的炉膛压力控制系统 ............................................................................. 10 4.1石门电厂炉膛压力控制系统介绍 ........................................................................................... 10 4.1.1石门电厂炉膛压力控制方式 ............................................................................................ 10 4.1.2石门电厂正常工况下炉膛压力控制方式 ..................................................................... 10 4.2北仑电厂炉膛压力控制系统介绍 ............................................................................................. 10 4.2.1给煤机煤量与炉膛压力 ...................................................................................................... 10 4.2.2炉膛压力控制回路分析 ...................................................................................................... 11 5炉膛压力控制系统设计 ................................................................................. 13 5.1炉膛压力控制系统 .......................................................................................................................... 13 5.1.1炉膛压力控制系统设计特点 ............................................................................................ 13 5.1.2引风量调节 .............................................................................................................................. 13 5.1.3风机动叶的控制与保护 ...................................................................................................... 14 5.2机组组态图设计主要功能码介绍 ............................................................................................. 15 5.2.1控制站 FC80 .......................................................................................................................... 15 5.2.2新型PID控制器FC156 ...................................................................................................... 16 6机组炉膛压力控制系统分析过程 ................................................................. 18 6.1炉膛风控制系统分析 ..................................................................................................................... 18 6.1.1风控系统在火电厂中的应用 ............................................................................................ 18 6.1.2引风机控制回路分析 ........................................................................................................... 19 6.2机组炉膛压力控制系统的组态图分析过程 .......................................................................... 19

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6.2.1引风机手动/自动切换 ......................................................................................................... 19 6.2.2送风机手动/自动切换 ......................................................................................................... 21 6.2.3 MFT动作时的超持控制 ..................................................................................................... 22 6.2.4增闭锁和减闭锁 .................................................................................................................... 22 6.2.5其它异常工况的控制方式 ................................................................................................. 23 6.2.6低炉膛压力保护 .................................................................................................................... 23 6.3引风机常见问题及处理方法 ....................................................................................................... 23 6.3.1引风机的常见事故 ................................................................................................................ 23 6.3.2引风机常见故障处理 ........................................................................................................... 24 结论 ................................................................................................................... 26 致谢 ................................................................................................................... 27 参考文献 ........................................................................................................... 28 附录 A1.1 ......................................................................................................... 29 附录 A1.2 ......................................................................................................... 30 附录 A1.3 ......................................................................................................... 31 附录 A1.4 ......................................................................................................... 32 附录 A1.5 ......................................................................................................... 33 附录 A1.6 ......................................................................................................... 34

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1 引言

1.1本次设计的背景

炉膛压力控制系统的设计过程主要通过控制引风机动叶、挡板开度、引风机的转速来实现炉膛负压的控制过程。引风控制系统的任务是保持炉膛负压在一定的范围内。锅炉运行时，如果机组要求的负荷指令改变，则进入炉膛的燃烧量和送风量将跟着改变，燃料在炉膛中燃烧后产生的烟气量也随之改变，这时，为了维持炉膛内的正常压力，必须对引风量进行相应的调节。对于负压燃烧锅炉，如果炉膛压力接近大气压力，则炉烟往外冒，影响设备与工作人员的安全；反之，如果炉膛压力太低，又会使大量的冷空气流进炉膛，降低了炉膛里的温度，增大了引风机的负荷，和烟气带走的热量损失，一般的炉膛压力维持在比大气压力低20-40Pa左右。

1.2本次设计目的和意义

随着电力经济的发展、单台机组容量的增大，以及科学技术的发展、企业管理水平的提高、设备技术改造的推广等，使电厂中的锅炉风机在运行中出现了裕量较大的问题，另外根据电网调峰的需要，机组长时间处于低负荷运行状态，使锅炉的送、吸风机长期处于低参数下运行，对厂用电率造成一定影响。

本次设计是对防城港#2机组进分析，对其炉膛压力控制和燃烧控制系统进行研究，还对炉膛爆炸的预防进行一些研究。

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2 炉膛压力控制系统及燃烧控制系统介绍

2.1 火电厂发电工艺

图 2.1 火电厂发电工艺图

发电厂是把各种动力能源的能量转变成电能的工厂。根据所利用的能源形式可分为火力发电厂、水利发电厂、原子能发电厂、地热发电厂、风力发电厂等。

火力发电厂简称火电厂，是利用煤、石油、天然气等燃料的化学能产生出电能的工厂。按其功用可分为两类，即凝汽式电厂和热电厂。前者仅向用户供应电能，而热电厂除供给用户电量外，还向热用户供应蒸汽和热水，即所谓的“热电联合生产”。

火电厂的容量大小各异，具体形式也不尽相同，但就其生产过程来说却是相似的。上图是凝汽式燃煤电厂的生产过程示意图。

燃煤，用输煤皮带从煤场运至煤斗中。大型火电厂为提高燃煤效率都是燃烧煤粉。因此，煤斗中的原煤要先送至磨煤机内磨成煤粉。磨碎的煤粉由热空气携带经排粉风机送入锅炉的炉膛内燃烧。煤粉燃烧后形成的热烟气沿锅炉的水平烟道和尾部烟道流动，放出热量，最后进入除尘器，将燃烧后的煤灰分离出来。洁净的烟气在引风机的作用下通过烟囱排入大气。助燃用的空气由送风机送入装设在尾部烟道上的空气预热器内，利用热烟气加热空气。这样，一方面除使进入锅炉的空气温度提高，易于煤粉的着火和燃烧外，另一方面也可以降低排烟温度，提高热能的利用率。从空气预热器排出的热空气分为两股：一股去磨煤机干燥和输送煤粉，另一股直接送入炉膛助燃。燃煤燃尽的灰渣落入炉膛下面的渣斗内，与从除尘器分离出的细灰一起用水冲至灰浆

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泵房内，再由灰浆泵送至灰场。

在除氧器水箱内的水经过给水泵升压后通过高压加热器送入省煤器。在省煤器内，水受到热烟气的加热，然后进入锅炉顶部的汽包内。在锅炉炉膛四周密布着水管，称为水冷壁。水冷壁水管的上下两端均通过联箱与汽包连通，汽包内的水经由水冷壁不断循环，吸收着煤爱燃烧过程中放出的热量。部分水在冷壁中被加热沸腾后汽化成水蒸汽，这些饱和蒸汽由汽包上部流出进入过热器中。饱和蒸汽在过热器中继续吸热，成为过热蒸汽。过热蒸汽有很高的压力和温度，因此有很大的热势能。具有热势能的过热蒸汽经管道引入汽轮机后，便将热势能转变成动能。高速流动的蒸汽推动汽轮机转子转动，形成机械能。

汽轮机的转子与发电机的转子通过连轴器联在一起。当汽轮机转子转动时便带动发电机转子转动。在发电机转子的另一端带着一太小直流发电机，叫励磁机。励磁机发出的直流电送至发电机的转子线圈中，使转子成为电磁铁，周围产生磁场。当发电机转子旋转时，磁场也是旋转的，发电机定子内的导线就会切割磁力线感应产生电流。这样，发电机便把汽轮机的机械能转变为电能。电能经变压器将电压升压后，由输电线送至电用户。

释放出热势能的蒸汽从汽轮机下部的排汽口排出，称为乏汽。乏汽在凝汽器内被循环水泵送入凝汽器的冷却水冷却，从新凝结成水，此水成为凝结水。凝结水由凝结水泵送入低压加热器并最终回到除氧器内，完成一个循环。在循环过程中难免有汽水的泄露，即汽水损失，因此要适量地向循环系统内补给一些水，以保证循环的正常进行。高、底压加热器是为提高循环的热效率所采用的装置，除氧器是为了除去水含的氧气以减少对设备及管道的腐蚀。

以上分析虽然较为繁杂，但从能量转换的角度看却很简单，即燃料的化学能→蒸汽的热势能→机械能→电能。在锅炉中，燃料的化学能转变为蒸汽的热能；在汽轮机中，蒸汽的热能转变为轮子旋转的机械能；在发电机中机械能转变为电能。炉、机、电是火电厂中的主要设备，亦称三大主机。与三大主机相辅工作的设备成为辅助设备或称辅机。主机与辅机及其相连的管道、线路等称为系统。火电厂的主要系统有燃烧系统、汽水系统、电气系统等。

除了上述的主要系统外，火电厂还有其它一些辅助生产系统，如燃煤的输送系统、水的化学处理系统、灰浆的排放系统等。这些系统与主系统协调工作，它们相互配合完成电能的生产任务。大型火电厂的保证这些设备的正常运转，火电厂装有大量的仪表，用来监视这些设备的运行状况，同时还设置有自动控制装置，以便及时地对主辅设备进行调节。现代化的火电厂，已采用了先进的计算机分散控制系统。这些控制系统可以对整个生产过程进行控制和自动调节，根据不同情况协调各设备的工作状况，使整个电厂的自动化水平达到了新的高度。自动控制装置及系统已成为火电厂中不可缺少的部分。

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2.2 锅炉燃烧情况以及对于炉膛压力的影响

锅炉燃烧系统中有两个最佳，即最佳过量空气系数与最佳煤粉细度。

最佳空气系数是指锅炉的排烟损失与不完全燃烧热损失之和最小的过量空气系数。它与煤种锅炉的燃烧特性以及锅炉密封程度有关系。

最佳煤粉细度是指锅炉的制粉损耗与锅炉的不完全燃烧热损失之和最小的煤粉细度，它与煤的可磨性设备特性以及煤的燃烧特性锅炉的燃烧特性有关。

实现稳定的燃烧必须：供给适当的空气量；维持足够高的炉膛温度，炉温必须在燃料的着火温度以上；一次风速不能太高，合理送入二次风，合理组织炉内动力工况，使燃料与空气混合良好；选择适当的煤粉细度；低负荷运行或燃烧不稳定时要投油助燃。

锅炉正压燃烧就是锅炉在使用过程中炉膛中烟气压力大于大气压力。多年的锅炉检验中发现，一些小型工业锅炉在使用中有不同程度的正压燃烧现象，而且非常普遍约占锅炉的四分之一，可见这个问题没有引起有关人员足够的重视。其实正压燃烧对锅炉的安全运行是非常有害的。

2.3锅炉燃烧系统的风机介绍

2.3.1风机

为了使燃料在炉内的燃烧正常进行，必须不断的向炉膛内送入燃料燃烧所需要的空气，并随时排出燃烧后所产生的烟气。

电厂锅炉的送风量和引风量非常大，导致阻力更大，单靠一个烟囱所产生的自然通风力远远不能满足要求，因此必须采用机械通风。火电厂所使用的风机有：送风机，其作用是提供燃料在炉膛内燃烧所需要的空气；引风机，其作用是及时排出燃料在炉膛内燃烧是所产生的烟气；一次风机，其作用是将磨好的煤粉送至炉膛；密封风机，其作用是防止磨煤机正压运行时的煤粉外漏。在本次设计中将着重介绍和炉膛压力有关的送风机和引风机。

2.3.1风机分类

风机按工作原理可以分为离心式和轴流式两大类。

（1）离心式风机：离心式风机结构主要由叶轮、外壳、进气箱、集流器、轴和轴承等组成。离心式风机的工作原理是，当离心式风机的叶轮被电动机带动旋转式，充满于叶轮之间的的气体随同叶轮一起转动，在离心力的作用下从叶片间的槽道甩出，由外壳上的排气口排出。因为气体的外流造成叶轮进气口空间的真空，外界气体会自动吸进叶轮。离心式风机产生的压头的高低，主要与叶轮直径和转速有关。叶轮直径越大，转速越快，气体在风机中获得的离心力就越大，产生的压头就越高。

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（2）轴流式风机轴流式风机的结构主要由叶轮、外壳、集流器、扩压器、导叶、整流罩等组成。轴流式风机的工作原理是当叶在电动机带动下旋转时，叶片在气体中运动，给气体一个作用力，使气体沿着风机轴的方向不断由进口流向出口。气流的进、出口方向都是轴向的。轴流式风机产生的风压较低，通常用作流量大的、风压低的引风机。例如，我国300MW和600MW机组上，采用动叶可调轴流式风机。600MW机组的一次风机，为了获得较高的风压，采用了动叶可调双级轴流式风机。

2.3轴流式风机和离心式风机比较

（1）轴流式风机体积小，占地小，外形尺寸和风（烟）道尺寸相近。 （2）轴流式的叶片可以做成转动的，调节风量较为方便。 （3）采用动叶调节时，轴流式风机的工作范围较广。

3 DCS炉膛压力控制系统

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3.1 DCS系统的概念

分散控制系统DCS(distributed control system的简称)是以微处理器及微型计算机为基础,融汇 算机技术、数据通信技术、CRT屏幕显示技术和自动控制技术为一体的计算机控制系统,它对生产过程进行集中操作管理和分散控制。即分布于生产过程各部分的以微处理器为核心的过程控制站,分别对各部分工艺流程进行控制，通过数据通信系统与中央控制室的各监控操作站联网,因此也称集散控制系统(TDCS)。作员通过监控站CRT终端,可以对全部生产过程的工况进行监视和操作,网络中的专业计算机用于数学模型或先进控制策略的运算,适时地给各过程站发出控制信息、调整运行工况。分散控制系统可以是分级系统，通常可分为过程级、监控级和管理级、分散控制系统由具有自治功能的多种工作站组成,如数据采集站、过程控制站、工程师(操作员)操作站、运行远操作站等。这些工作站可独立或配合完成数据采集与处理、控制、计算等功能，便于实现功能、地理位置和负载上的分散。且当个别工作站故障时仅使系统功能略有下降，不会影响整个系统的运行，因此是危险分散。各种类型分散控制系统的构成基本相同，都由通信网络和工作站(节点)两大部分组成。分散控制系统可以组成发电厂单元机组的数据采集系统（DAS)、自动控制系统(ACS)、顺序控制系统(SCS)及安全保护等,实现计算机过程控制。

发电厂使用的DCS主要有：贝利公司的N-90、INFI-90、SYMPHONY，FOXBORO公司的I/A，EMERSON（原WESTINGHOUSE）公司的WDPF和OVATION，SIEMENS公司的TETEPERM-XP，日立公司的5000M，L&N公司的MAX-1000等。

3.1.1 DCS的特点

（1）高可靠性 （2）开放性 （3）灵活性 （4）易于维护 （5）协调性

（6）控制功能齐全

3.1.2用DCS实现大型火电机组自动化的主要优点

（1）连续控制、继续控制、逻辑控制和监控等功能集中于统一的系统中，可由品种不多的硬件,凭借丰富的软件和通信功能来实现综合控制,既节省投资,又提高了系统的可靠性、可操作性和维修性。

（2）可按工艺、控制功能、可靠性要求由功能和地理位置不同的各个工作站组成控制系统,系统结构灵活,且大大节省电缆。

（3）一个站的故障不会影响其它站的正常运行，系统可靠性高。

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（4）各种监视控制功能均采用软件模块来完成，以修改方便,易于实现高级控制。

3.2 SYMPHONY分散控制系统

机组的DCS控制系统是infi-90的升级版SYMPHONY，ymphony 是贝利公司20世纪90年代中期推出的融过程控制和企业管理为一体的新一代分散控制系统。为适应多种控制规模和现场条件，其通信系统采用多层通信网络，可分为：层相互独立的标准总线和环形网络。

Symphony通信网络的最上层为总线结构，称为Onet(Operation Network)，遵守以太网协议( IEEE802.3)。Onet通过通信介质与多种类型的计算机连接，构成企业需要的有关生产、财务、人事、培训、备件及市场管理等多种管理功能。

Symphony系统通信网络的另一层为组合网络结构,称为Cnet(ControlNetwork)。Cnet主要用来进行现场数据采集、过程控制操作、系统报警等过程数据交换的工作。

在Cnet中包括：环形网络，用来连接现场控制单元HCU，人- 系统接口Conductor ,系统工程工具Com2poser等类型的节点，实现控制信息的传送功能。HCU内的控制通道ControlWay，用来连接本节点内的智能模件，实现智能模件之间的信息传送功能。HCU 内的子总线SlaveBus，用来连接智能模件和I/O子模件，实现数据采集和控制功能。环形网络使用存储转发协议，控制通道使用自由竞争式协议。

Symphony系统使用了两种有效的通信技术：例外报告和信息打包技术。例外报告的特点是只反映某一时间间隔内发生显著变化的信息，而对没有发生显著变化的信息不产生报告。该技术可根据过程数据的特点减少不必要的信息传输，保证通信传输的畅通。信息打包技术就是把去同一地址的所有信息压缩在一起，使用一个标题帧把信息发送出去的专用技术。通过这一技术，可提高信息的传输效率。

现场控制单元（HCU）是SYMPHONY实现过程控制的主要现场设备，其核心是桥控制器（BRC），BRC插在HCU的模件安装单元（MMU）内，就能完成过程控制中的回路控制、顺序控制、数据采集和优化控制操作。

3.2.1 HCU结构

HCU主要包括四大部分，即机械结构、通信结构、模件结构和链接结构。机械结构HCU是一个柜式的现场设备，主要有金属外壳和模件安装单元注成。通信结构是在每一个HCU中，主要有控制通道I/O扩展总线等两层通信网络。通信介质为印刷电路板，安装与MMU的后部。模件可以直接、可靠的链接到通信通道上以获得相应信息。HCU中包括四种模件，即通信模件、控制模件、I/O、铜套子模件和电源模件。通过以上四种模件的合理选配，就能组成满足多种控制要求的控制总线。链接结构I/O通道子模件通过专用KTU电缆与相应的端子单元链接，并且端子单元的端子还可与现场设备相连，组成现场I/O通道结构，以完成显影的过程控制。

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3.2.2 HCU的通信模件对

分散控制系统中的现场控制站不是一个孤立的系统，它与其他的现场控制站以及处于上层的操作员站、工程师站等设备都是相互联系的，这就需要高一层的通信系统控制网络。其通信模件分别为支持环状结构的网络子模件（NIS）和网络处理模件（NPM）。

现场控制单元接口由网络子模件和网络处理模件组成，它们必须成对使用。这个接口可用作网络中心环或子环上的一个节点，通过对这对接口可以同时访问控制网络和控制通道。

3.2.3 SYMPHONY系统网络结构

一般而言，SYMPHONY系统控制网络结构由中心环（INFI-NETCentral Loop）、子环（INFI-NETSub Loop）、工厂环（INFI-NETPlant LOOP）、控制通道（Control Way）、I/O , 扩展总线（I/OEXPAND Bus）组成，它采用以一个环为中心，能同时接多个子环的组合结构。如图3.1 所示。 远程子环

图3.1 SYMPHONY系统控制网络结构

子环 中心环 站PCU柜 这厂INFI-NET 结构中仅采用了一个中心环，下挂了17点，其中有P 个操作员站（功能相同、彼此一般而言独立）、一个工程师站、CPU（按其控制的功能分为：锅炉岛、汽机岛、电气控制回路三大部分）。

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HUB 厂MIS 其他系统 亚临界锅炉炉膛负压控制系统设计

INFI-NET采用存贮— 转发的环状通讯方式。其特点是可靠性高、纠错能力强，可采用冗余的双网络配置。通讯速度为10M波特率。目前ABB贝利已推出了光纤通讯电缆及接口。在我厂DCS通讯网络结构中没有用到子环和工厂环，中心环网通讯介质为同轴电缆。

3.2.4 SYMPHONY系统主要软硬件及其功能介绍

过程控制单元：过程控制单元( PCU)是用来监视和控制过程设备的计算机系统。它是负责现场过程信号的采集和处理的独立整体,由多功能处理器MFT、通讯接口模件、各种输入输出I/O子模件及插件式的模块化电源和端子单元组成。每一个PCU作为一个单独的节点使用C - NET进行通讯。每个PCU可以容纳多对多功能处理器模件MFP。

MFP是一个执行多回路模拟、顺序、批量和先进控制的控制器，也是一个执行数据采集和参数计算的处理器,是过程控制单元的基础，通过运行具有标准功能码库的专用语言编制的程序来实现控制方案；并通过子模件总线对I/O子模件进行扫描，从输入/ 输出I/O子模件获得过程测量信息或通过子模件输出各种控制信号，在端子单元上与现场I/O接线联接,传输到现场完成过程控制。MFP可以冗余配置，以保证实时过程控制的安全性,尤其是它的高度模件化结构，使系统可以用简单的配置方法，实现复杂的过程控制。它在PCU内只占用一个I/O模件插槽，而且可以和I/O模件一样带电插拔。

I/O子模件是PCU经过端子单元，与现场直接相连接的唯一通道。子模件包括:模拟输入类、模拟输出类、数字输入类、数字输出类等四大类型的子模件及具有特定功能的子模件。Symphony系统继承了INFI - 90系统子模件类型少的特点，一种卡件可以实现多数据采集功能，通过模件板上的选择开关或跳线器，可以对模件进行组态，结合工程师站，可以对子模件进行更加灵活的组态选择。卡件类型少，可以降低备品备件的储备，减少维护费用。

操作管理级——Conductor系列人机接口：操作管理级是分散控制系统与电厂运行人员间的人机接口，实现电厂运行人员对600MW机组的监视和控制。Symphony系统的人机接口是Con2ductor系列接口，为整个系统及企业提供全厂范围内的过程监视和相关的管理功能。

Conductor系列接口采用了当代新型的。如操作系统、图形界面、窗口能力等通用技术,能够组成丰富而又灵活的动态、交互式彩色图形画面,并且把过程控制和企业管理融为一体，完成生产过程的监视和控制，实时、历史数据的趋势分析，多层次的报警管理,事件顺序记录、产生报告、报表等。

Conductor系列接口广泛采用了成熟的标准化技术,来提高系统的通用性。如使用WINDOWS NT平台,客户/服务器结构，文件浏览器技术，ACTIVEX的控制技术，OPC集成技术,SQL的历史数据库结构，TCP/IP以太网通讯协议，DCOM技术等一系列当前大家都在遵守的标准，以促进系统的开放和更新。

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4 国内的炉膛压力控制系统

4.1石门电厂炉膛压力控制系统介绍

石门电厂2×300 MW汽轮发电机组的锅炉采用平衡通风系统。即炉膛压力既不是正压，也不是负压，而是炉膛压力与外界压力近似、相等或稍低于外界大气压(微负压)。该炉装有 2台双速离心式风机，在正常工作时，它们根据同一调节器的指令分别控制引风机入口挡板用来保证炉膛压力在允许范围内变化。

4.1.1石门电厂炉膛压力控制方式

炉膛压力测量信号的处理是为了提高控制系统的可靠性，炉膛压力测量采用了3个压力变送器取中值的方案，由模块MEDIAN SELECT实现。正常时，3个测量变送器输出信号相同，中值选择块选择3个中的任何1个压力信号作为炉膛压力测量值信号，如果1台变送器发生故障，中值选择块取中间值输出，控制系统照常工作运行人员从引风机“A”的A／M 站来改变炉膛压力的给定值。而在引风机“B”的A／M 站上，运行人员可以调整BIAS(偏置)的大小，以求得2台风机之间的负荷分配比或克服2台风机的输入—输出特性曲线上存在的差异。正常状态下，BIAS（偏置）信号通过切换模块Ts、速率限制模块分别与炉膛压力调节模块输出的控制指令叠加(加法块Σ实现)或相减(偏差块?实现)，综合后的信号作为引风机。“A”或“B”的挡板开度控制指令。

4.1.2 石门电厂正常工况下炉膛压力控制方式

机组正常运行时，炉膛压力按国内传统采用的“前馈一反馈”方式进行控制。由于锅炉内燃烧过程是急剧的化学变化过程，炉膛压力处于快速波动状态，为了抑制高频噪声信号使之不进入控制系统，以避免引风机挡板的频繁动作。炉膛压力偏差通过死区模件实现非线性调节作用，完成对小幅度高频脉动信号的滤波处理后进入炉膛压力调节器PIF。PIF的输出与送风控制的前馈作用信号FDFD在加法模块中进行综合，其输出作为2台引风机挡板的开度控制信号。FDFD信号取自送风控制系统中2台送风机动叶开度指令求和后的平均值。前馈信号的作用是使送风量改变的同时引风量也跟着改变，目的是减少炉内压力的波动。石门电厂的炉膛压力控制系统中除设计有传统的“前馈一反馈”控制方案外，其最突出的特点是增加了2个独立的超驰控制回路和风机防喘振的调节回路。它们可归于异常工况下炉膛压力控制回路。

4.2北仑电厂炉膛压力控制系统介绍

4.2.1给煤机煤量与炉膛压力

北仑电厂1号机组炉膛压力控制系统是通过调节两台双速离心式引风机口调节挡

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板的开度，使引风量和送风量相适应，以保持炉膛压力在允许范围内，保证锅炉的经济与安全运行。锅炉烟风系统的总体思想是由调节系统输出的锅炉指令信号经过处理后作为送风机动叶控制的前馈信号，送风机的反馈回路控制锅炉的总风量、送风机动叶开度指令通过处理后作为引风机进口调节挡板的前馈信号，引风机的反馈回路采用变增益控制，增益强度见图4.1

增益强度 2 0.5 给定值与实际值偏差

-0.6 -0.3 0.3 0.6

图4.1引风机增益设定

DCS改造过程中，以上逻辑基本参照原先逻辑，仅增加了引风机反馈回路的变比例功能。在1号机组DCS改造热态调试阶段，对相应回路参数进行整定，并分别进行了负荷扰动试验与设定值扰动试验。

4.2.2炉膛压力控制回路分析

1号机组炉膛压力控制回路中，3个炉膛压力变送器通过一个三选中选择器选择中间值作为测量值，通过调节两台引风机的进口调节挡板开度，维持炉膛压力为设定值。主控PID参数整定时采取了变比例控制，积分时间为118s；微风作用未设。采用便比例控制目的是在炉膛压力和设定值之间偏差大时可以更快的使系统稳定。从图4.4中可以看出除了PID输出之外，还有一个风量指令信号作为湖塘压力控制中的反馈信号，因为炉膛压力控制是以送风量与引风量相平衡为条件的。系统中加上送风量的前馈信号，能使引风量及时跟随送风量的改变而改变，这样可以改善炉膛压力的动态偏差。但给煤机转速晃动时引起的炉膛压力波动也是从这个信号引入的。

送风机主控PID的测量信号取自补偿后的总风量信号，设定值是锅炉指令、热量信号、实际总燃料量大选值在经过氧量校正之后再与最低风量设定值30%经过大选后的值。可保证总风量始终大于总燃料量，从而保证炉膛中的燃料能充分燃烧。同时为了在燃料量变化时能使送风量及时跟上燃料量的变化，在风量主控PID中还加入一个设定值的前馈，改善动态偏差。

实际总风量信号是六台给煤机的煤量信号加上燃油量信号在经过热量校正后的

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值。单台给煤机的煤量是给煤机的转速与给煤机皮带秤重值的乘积。

通过对这两个控制回路的分析不难发现，给煤机转速晃动与炉膛压力之间的关系。当给煤机转速晃动时，尤其是在给煤机转速晃动到100%时，引起实际总燃料量出现虚假的大幅增加，使风量设定值增加，同时还通过前馈作用直接增加送风机动叶开度指令。在设定值与前馈的共同作用下，可以很快的增加实际风量。另一方面通过风量指令对炉膛压力的前反馈信号直接增加了引风机的动叶开度；同时由于送风量的变化也会引起炉膛压力的变化。在正常情况下，通过这一控制回路可以很快使炉膛压力稳定。但如果这时故障给煤机的转速又马上到0%，在炉膛压力未形成新的平衡之前又出现反方向的指令，从而使炉膛压力出现较大的扰动。而引风机控制回路中由于引入了变化比例控制，在偏差较小时比例作用较小，引风机调节变化幅度不大，而偏差较大时引风机调节变化幅度将大幅增大，从而影响系统稳定。

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5 炉膛压力控制系统设计

5.1炉膛压力控制系统

5.1.1炉膛压力控制系统设计特点

本次设计主要是对防城港#2号机组炉膛压力控制的设计。这次设计要注意以下问题：锅炉运行时，如果机组要求的复合指令改变，则进入炉膛的燃烧量将跟着改变，燃料在炉膛中燃烧后产生的烟气量也将改变。这时，为了维持炉膛内的正常压力，必须对引风量进行相应的调节。如果炉膛压力过高，炉膛内火焰和高温烟气就会向外面泄露，影响锅炉的安全运行；如果炉膛的压力过低，炉膛和烟道的漏风量将增大，可能使燃烧恶化，燃烧损失增大，甚至会燃烧不稳定或灭火。因此炉膛压力必须保持在一定的允许范围之内。

炉膛压力直接影响炉膛内燃料的燃烧质量和锅炉的安全性。炉膛压力控制系统的基本任务是通过控制两台引风机的动叶或入口挡板的开度，使引风量与送风量相适应。从而保证锅炉压力在允许的范围内，以稳定燃烧、减少污染、保障安全。这次设计的系统具有以下几方面特点。

（1）炉膛压力测量；

（2）采用死区非线性环节的炉膛压力控制； （3）送风机动叶位置的前馈控制； （4）内爆保护；

（5）引风机A和B的双速调节；

（6）引风机A和B的手动/自动切换；

（7）引风机A和B间的风量平衡。设计组态图见附录。

5.1.2引风量调节

引风量的调节部分以调节器为中心。如图5.1所示，控制系统的被调量是炉膛压力信号，其给定值是运行人员在软手操控制器上给出的。当炉膛压力因某种扰动发生变化时，压力调节器接受炉膛压力与给定值的偏差信号，并对此进行比例积分控制运算，其结果与作为前馈信号的送风机动叶平均指令叠加，形成引风机的控制指令，分别送到两台引风机的软手操工作站。系统中引入两台送风机的平均信号作为引风机动叶的前馈信号，在机组负荷变化时，能使引风量与送风量同步变化，以减小送风量变化对炉膛压力的影响。函数调节器用于调节前馈作用的强弱。

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图5.1 引风机引风量控制组态图

5.1.3风机动叶的控制与保护

风机动叶控制部分由软手操控制器、闭锁指令增减、防喘振环节及超弛控制回路组成。如图5.2所示，在正常情况下，调节器输出的送风量控制指令，加上运行人员的手动偏置，作为引风机动叶控制指令 ，经M/A站、切换器T、闭锁指令增减与防喘振环节输出去控制引风机动叶的开度，改变引风量以调节炉膛压力，并最终使炉膛压力稳定在给定值附近。

当系统出现异常或故障时，控制系统将出现自动/手动切换、闭锁指令增/减、超弛开/关指令，对系统设备实施保护。

图5.2 送风机的控制组态图

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5.2机组组态图设计主要功能码介绍

5.2.1 控制站 FC80

符号：

图5.1控制站FC80

说明：

控制站（MFC）功能码提供MFC和下列接口设备之间的接口： 数据控制站（DCS）、操作接口单元（OIU）、命令管理系统（MCS）和计算机接口单元（OIU）、命令管理系统（MCS）和计算机接口单元（CIU）。它提供基本控制“串级控制和比例设定控制加手动/自动站切换。不能把这个功能码放在编号高于1023的块上，因为目前工厂环路的信息规模只允许这个环路未进行控制调用到1023块上为止。

表5.1输出：

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块号 N N+1 N+2 数据类型 R R B 说明 控制输出 设定点 手自动方式标志： 0=手动：1=自动。 N+3 B 级别标志： 0=本机；1=计算机。 N+4 B 站方式标志： 0=基本；1=串级/比率 (由S23确定是串级，还是比率) N+5 B 计算机状态标志： 0=计算机OK；1=计算机故障 5.2.2 新型PID控制器FC156

符号：

图5.2 新型PID控制器FC156

说明：增强型PID控制器功能码完成PID控制器的功能。这个功能块具有位置或速度型控制限制算法，它还提供一个防复位终止功能。

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表5.2 规格

规格号 S11 S12 S13 S14 S15 S16 S17 S18 可调性 Y Y Y Y Y Y Y N 缺省值 1.000 1.000 0.000 0.000 10.000 105.000 -5.000 10 数据类型 R R R R R R R I 说明 增益放大倍数（K） 比例增益（KP） 积分常数（1/分），或手动积分时间常数KI X min 微分常数（KD），（ 分） 微分滞后常数（KA） （典型值=10） 输出高限 输出低限 算法 版本： 0X=原版本 1X=新版本 算法类型： X0=经典 X1=无互相影响 X2=经典带外部积分 X3=手动积分无互相影响

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6 机组炉膛压力控制系统分析过程

炉膛压力控制系统的设计过程主要通过控制引风机动叶、挡板开度、引风机的转速来实现炉膛压力的控制过程。在大多数机组中，使用两台引风机调节炉膛压力。以下是对防城港#2机组炉膛压力控制系统进行分析。

6.1炉膛风控制系统分析

6.1.1风控系统在火电厂中的应用

在电厂中引风控制系统实质上就是炉膛压力控制系统。炉的炉膛压力通过控制2台引风机来保持，锅炉的负压一般控制在-20Pa左右。原理如图6.1所示，PC3为压力控制器。 锅炉左锅炉右 侧压力 侧压力 Y PTPTSP MFT t 主燃料跳闸 位置 Σ/2 PC3 R

+ - Σ - + Σ

1号风机变频器 图6.1炉膛压力控制系统

2号风机变频器

为了提高炉膛压力控制系统的可靠性和提高调节品质，炉膛压力调节通常采用如下方法：

（1）炉膛压力测量采用3台变送器，3台变送器经过控制算法后所选的值作为测量值，对这些变送器设有监控逻辑。当3台变送器全部正常时，选偏差不大的2台变送器的平均值作为测量值；当其中任一台变送器有品质报警，而其他2台无品质报警的变送器控制偏差大，此时切手动；当3台变送器全部有品质报警时，切手动；当3

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台变送器之间全部有控制偏差报警时，切手动。这样就可以保证炉膛压力测量信号的准确性。

（2）当炉膛负压过低（-500Pa）时，控制系统将闭锁引风机风量增加；当炉膛负压过高（500Pa）时，该控制系统将闭锁引风机风量减小，以保证炉膛压力在要求的范围内。

（3）在计算机中对炉膛负压的测量值进行滤波（时间一般为2 s左右），以保证执行机构不频繁动作。

（4）炉膛压力控制器一般设有一个死区，当炉膛压力的设定值和测量值的偏差不超过死区范围时，控制器的输出不变，执行机构不动作，这就有效地消除了因炉膛压力经常波动而使执行机构频繁动作，提高了整个系统的稳定性和执行机构的使用寿命。 （5）为了保证炉膛压力控制的正确性，当控制偏差超过一定数值时自动切手动，并有报警提示。

（6）炉膛压力控制系统还设有防内爆功能。当锅炉由于汽包液位低、炉膛压力低等保护动作而发生锅炉主燃料跳闸（MFT动作）时，由于锅炉突然灭火引起锅炉炉膛压力大幅度下降，如果控制燃料的执行机构不及时动作，就有可能引起锅炉炉膛内爆。为了避免这种情况的发生，用 MFT动作信号引发一组逻辑动作，直接前馈到该控制系统中去（如图6.1所示）。在MFT动作后，2台引风机执行机构先向关的方向动作，直到开度达到原来设定的某一位置，保持一段时间后，使2台引风机的执行机构再向开的方向动作，直到开度达到MFT时的位置，这样就实现了引风机的一组防内爆功能，从而保证了锅炉的安全。

6.1.2 引风机控制回路分析

正常情况下，炉膛负压按传统的前馈-反馈控制方案进行，前馈信号GAPIDTR来自送风控制系统，其作用是使送风控制系统动作的同时，引风控制系统能相应地协调动作，使引风量随送风量成比例地变化，以减小炉膛负压在变负荷时的动态偏差，引风控制的前馈信号取自两台送风机动叶开度指令（送风调节器的输出），前馈信号通过函数块F（x），直接引入引风控制系统中炉膛负压调节器的加法块Σ输入端，前馈信号作为炉膛负压调节的粗调。

根据炉膛负压测量值和炉膛负压设定值的偏差，调节器给出两台引风机导叶的公共控制指令，被调量为炉膛负压，调节变量为引风机导叶开度，炉膛负压调节器起校正作用，在手动方式下，运行人员在引风机M/A站上可以手动改变两台引风机导叶的开度，炉膛负压调节器则跟踪两台引风机导叶指令之和的平均值。

6.2防城港#2机组炉膛压力控制系统的组态图分析过程

6.2.1引风机手动/自动切换

（1）引风机A和B都处于自动状态

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这时调节器的输出叠加上前馈指令（送风机动叶平均指令），并行送到两台引风机的控制回路上，在引风机B操作站，由运行人员设定的偏置信号分别输入到引风机A操作站，乘以－1后，输入到引风机B操作站上，偏置信号的作用是在自动方式下，可以用来调节两台引风机A、B的负荷平衡。

（2）引风机A和B都处于手动方式

当两台引风机都在手动控制方式（或有强制输出时），炉膛负压调节器跟踪两台引风机A、B档板开度指令的平均值。

图6.2 引风机手/自动切换组态图

（3）两台引风机分别投自动时跟踪和无扰切换

当一台引风机M/A操作站先投自动，则炉膛负压调节器就处于自动方式，这时偏置值跟踪，自动调整调节器的输出与另一台还处于手动方式的引风机输出之间的偏差，保证另一台引风机投自动时能实现无扰切换。

MFC控制站对引风机开度进行控制，A、B两个引风机通过相互的跟踪信号补偿控制。以图 6.2中A引风机入口导叶控制为例，由6.3可知，把B引风机的控制信号作为A引风机的跟踪信号，由REQ NATURE VENT(自然通风请求)、INDUCE A FORCED CLS（引风机A强停）、10HNC10EC01 STEP 04 CMD SA（引风机A导叶公共条件）、10HNC10EC02 STEP 01 CMD SA四个信号来源通过1452“或门”构成跟踪开关信号并与手动控制开关1395构成“与”关系连接到MFC的跟踪信号开关处，而10HNC20AN001XG11（引风机B行）、10HBK10CP3F、10HBK10CP901DF、10HNC20AA101OPTF（引风机B故障）共同组成“或门”1453，通过这种方式为MFC切换手动提供信号，同样10HNC20AA101AX成为MFC的切换自动信号。通过这些信

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号来控制MFC控制站的手动和自动以及手自动切换条件，并且同理得到B引风机入口导叶控制理论和连接方式，是A、B连个引风机达到了互补控制的效果。

值得一提的是，跟踪信号是通过MFC所产生的控制信号和REQ NATURE VENT(自然通风请求)、 INDUCE A FORCED CLS信号选择产生的，若REQ NATURE VENT(自然通风请求)信号为1，则会选择100进行输出，若 INDUCE A FORCED CLS信号为1，则会选择0进行输出。

A、B引风机的MFC控制站的手自动无扰切换是同步进行的并且相互不受到影响，以两控制器同时进行自动控制为例，此时两个MFC的N+2端输出为1，信号传递到MFC的S30端为0，即选择不跟踪。我们将A引风机端的MFC控制站设为手动，则N+2端为0而B端N+2端为1，产生两组组合，一组是通过“或门”1417为S30提供跟踪信号，并释放反馈APID的信号；另一组是通过“与门”1417使B引风机MFC控制站S30继续保持不跟踪形式，输出设定值分给MFC的设定值端，为跟随信号提供条件，达到无扰切换的目的。同理，B引风机为手动时，会产生相同的控制形式，而在信号切换时，不受到干扰。

图6.3 引风机控制组态图

6.2.2送风机的手自动切换

如图6.4所示10HLB13CP303-LL(送风机A油压泵出口控制油压低低)、10HLB10AN001XG11(送风机A停止)、10HLB10AA01OPTF(送风机A故障)和10HLB00AA101 MI COM CMD（送风机公用条件）输入信号通过功能码36输入站MFC的S18，当输入为0是不切换手动，当输入为1是切换到手动且保持。因为输入到站MFCS29中的信号为1所以站输出跟踪S2。10HLB20AA101PID（送风机B PID 信号）和10HLB20AA101SP（送风机B SP信号）通过功能码15（加法器）按(S3)+(S4)计算输出量输入MFCS3中作为自动信号的块地址。10HLB10AA101CO信号经过功能块9（模拟量切换）通过请求自然通风的信号来决定输出4144的信号，同样的输出4121的信号要通过送风机A导叶的输入信号量来判别，最后经过功能码8（速率限制器）

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输出4124再输入MFC 中的S4中。吹扫风保持信号、送风机A液压油泵出口控制油压低低信号和4105输出的信号一起通过功能码40变为输出信号4116，信号4116和4115信号经过功能码37变为输出信号4122最终输入到MFC中的S5中。当4136输出信号为0时，手动标志。因为输入到MFC中S29的值一直为1所以输出跟踪S2且保持以此来保证无扰切换。

图6.4 送风机的手动/自动切换图

6.2.3 MFT动作时的超持控制

炉膛负压控制除采用了前馈-反馈传统方案外，最突出的特点是对炉膛负压控制设计了一个超驰控制回路，其作用是防止主燃料跳闸（MFT动作）时，引起炉膛灭火而产生锅炉内爆的事故。

当锅炉接受到MFT动作信号后，通常不到几秒就可以导致炉膛灭火，炉膛一旦灭火，炉内温度将急剧下降，从理想气体状态方程式PV/T = R可知，当炉膛内烟气容积V不变时，炉膛负压P将随炉内温度T的下降而降低，炉内将出现较大的负压，加之炉内燃烧是急剧的化学变化过程，在燃烧后的烟气中，除包括一、二次风外，还包括燃烧时产生的CO2和水蒸汽；当锅炉灭火时，CO2和水蒸汽大减少，从而使烟气的质量流量大大减少，如果此时引风机动叶仍保持原来的开度，势必造成很大的炉膛负压，如不采取措施，锅炉将有产生内爆的危险，为了防止此类事故的发生，炉膛负压控制系统设计有如下超驰保护回路，当MFT动作时，控制系统首先强制前馈信号为0，关小引风机导叶开度，以减少引风机出力，使炉膛负压不至太低。

6.2.4 增闭锁和减闭锁

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对每台引风机动叶的控制指令还设计了闭锁增和闭锁减功能。即：

(1）当炉膛压力信号10HBK10CP901高于某一值时，禁止动态关小引风机动叶。 (2）当炉膛压力信号10HBK10CP901低于某一值时，禁止动态开大引风机动叶。 当炉膛负压降至低于最小值-2000Pa时，或高于2000Pa时，正负偏差压力超驰控制回路将起作用。

当炉膛负压低于设定的最小压力-2000Pa时，闭锁增II/9起作用，迅速用来关小引风机导叶的开度，同时，闭锁减DI/10来开大送风机导叶的开度；同理，当炉膛负压高于设定的最大压力2000Pa时，闭锁减DI/10起作用，迅速用来开大引风机导叶的开度，同时，闭锁增II/9来减小送风机导叶的开度。

不论引风机M/A站处于自动还是手动方式，防止引风机内爆的超驰信号和负偏差压力超驰控制信号都能及时动作，因此它们的优先级别最高。

6.2.5 其它异常工况的控制方式

炉膛压力测量变送器发生故障或A、B侧引风机跳闸时，炉膛压力控制切至手动控制。

6.2.6 低炉膛压力保护

低炉膛压力保护回路它由低限压力给定器、炉膛压力与低限压力比较器、比例调节器K、高限限制器、加法器等组成。当炉膛压力低于某一值时，比较器输出副值，经比例调节器、高限限制器加法器输出，动态关小引风机动叶开度，以保证锅炉安全运行。比例调节器用来调节动作幅度，高限限制器设置高限为零，防止炉膛压力大于低限压力时误动。

当发生主燃料跳闸MFT时，由于灭火瞬间炉膛压力会急剧下降，而且发生MFT前机组负荷越高，灭火后炉内工况变化越剧烈，处理不当可能引起炉膛内爆。为此应阻止引风机动叶开大，并紧急将动叶关小到某一开度。MFT动态修正回路根据发生MFT前机组的负荷值，按一定比例瞬间动态关小引风机动叶开度，并保持一段时间再以斜坡变化，回到发生MFT前瞬间的开度数值上，并恢复炉膛压力的正常调节。

6.3引风机常见问题及处理方法

6.3.1 引风机的常见事故

风机是一种将原动机的机械能转换为输送气体、给予气体能量的机械，它是火电厂中不可少的机械设备，主要有送风机、引风机、一次风机、密封风机和排粉机等，消耗电能约占发电厂发电量的1．5％～3．0％。在火电厂的实际运行中，风机，特别是引风机由于运行条件较恶劣，故障率较高，据有关统计资料，引风机平均每年发生故障为2次，送风机平均每年发生故障为0．4次，从而导致机组非计划停运或减负荷运行。因此，迅速判断风机运行中故障产生的原因，采取得力措施解决是发电厂连续

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安全运行的保障。虽然风机的故障类型繁多，原因也很复杂，但根据调查电厂实际运行中风机故障较多的是：轴承振动、轴承温度高、动叶卡涩、保护装置误动。

6.3.2引风机常见故障处理

轴承温度高：风机轴承温度异常升高的原因有三类，润滑不良、冷却不够、轴承异常。离心式风机轴承置于风机外，若是由于轴承疲劳磨损出现脱皮、麻坑、间隙增大引起的温度升高，一般可以通过听轴承声音和测量振动等方法来判断，如是润滑不良、冷却不够的原因则是较容易判断的。而轴流风机的轴承集中于轴承箱内，置于进气室的下方，当发生轴承温度高时，由于风机在运行，很难判断是轴承有问题还是润滑、冷却的问题。实际工作中应先从以下几个方面解决问题。

加油是否恰当。应当按照定期工作的要求给轴承箱加油。轴承加油后有时也会出现温度高的情况，主要是加油过多。这时现象为温度持续不断上升，到达某点后（一般在比正常运行温度高10℃～15℃左右）就会维持不变，然后会逐渐下降。

冷却风机小，冷却风量不足。引风机处的烟温在120℃～140℃，轴承箱如果没有有效的冷却，轴承温度会升高。比较简单同时又节约厂用电的解决方法是在轮毂侧轴承设置压缩空气冷却。当温度低时可以不开启压缩空气冷却，温度高时开启压缩空气冷却。

确认不存在上述问题后再检查轴承箱。

动叶卡涩：轴流风机动叶调节是通过传动机构带动滑阀改变液压缸两侧油压差实现的。在轴流风机的运行中，有时会出现动叶调节困难或完全不能调节的现象。出现这种现象通常会认为是风机调节油系统故障和轮毂内部调节机构损坏等。但在实际中通常是另外一种原因：在风机动叶片和轮毂之间有一定的空隙以实现动叶角度的调节，但不完全燃烧造成碳垢或灰尘堵塞空隙造成动叶调节困难。动叶卡涩的现象在燃油锅炉和采用水膜除尘的锅炉比较普遍，解决的措施主要有

（1）尽量使燃油或煤燃烧充分，减少碳黑，适当提高排烟温度和进风温度，避免烟气中的硫在空预器中的结露。

（2）在叶轮进口设置蒸汽吹扫管道，当风机停机时对叶轮进行清扫，保持叶轮清洁，蒸汽压力＜＝0．2MPa，温度＜＝200℃。

（3）适时调整动叶开度，防止叶片长时间在一个开度造成结垢，风机停运后动叶应间断地在0～55活动。

（4）经常检查动叶传动机构，适当加润滑油。

旋转失速和喘振：旋转失速是气流冲角达到临界值附近时，气流会离开叶片凸面，发生边界层分离从而产生大量区域的涡流造成风机风压下降的现象。喘振是由于风机处在不稳定的工作区运行出现流量、风压大幅度波动的现象。这两种不正常工况是不同的，但是它们又有一定的关系。风机在喘振时一般会产生旋转气流，但旋转失速的发生只决定于叶轮本身结构性能、气流情况等因素，与风烟道系统的容量和形状无关，喘振则风机本身与风烟道都有关系。旋转失速用失速探针来检测，喘振用U形管取样，

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两者都是压差信号驱动差压开关报警或跳机。但在实际运行中有两种原因使差压开关容易出现误动作：烟气中的灰尘堵塞失速探针的测量孔和U形管容易堵塞；现场条件振动大。该保护的可靠性较差。由于风机发生旋转失速和喘振时，炉膛风压和风机振动都会发生较大的变化，在风机调试时通过动叶安装角度的改变使风机正常工作点远离风机的不稳定区，随着目前风机设计制造水平的提高，可以将风机跳闸保护中喘振保护取消，改为“发讯”，当出现旋转失速或喘振信号后运行人员通过调节动叶开度使风机脱离旋转脱流区或喘振区而保持风机连续稳定运行，从而减少风机的意外停运。

结 论

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亚临界锅炉炉膛负压控制系统设计

目前发电厂中对锅炉风机（主要针对的是离心风机）调速技术进行改造是一种发展趋势。从经济与技术方面分析比较，提供以下建议供参考：

(1)对中、小型机组（200 MW、100 MW）锅炉离心式送、引风机推荐使用液力偶合器技术，可降低改造费用，同时能达到节电的效果。

(2)对运行10年以上的机组锅炉离心式送、吸风机推荐使用液力偶合器技术。 (3)对新投产的较大机组（300 MW以上）锅炉离心式送、引风机选用变频器技术，因为对大机组运行可靠性要求高，以免因设备问题而影响锅炉运行，使电网波动。 (4)对目前风压较高的离心式风机（一次风机）最好选用变频器调速。根据风机性能，风压与转速是二次方关系，对高风压的设备采用转速调节时调节幅度与送、吸风机比要低，节电效果相比要小，采用变频器调节转速比液力偶合器调节效果要好，所以对高压头离心式风机最好采用变频器调节技术。

随着中国风机制造水平的提高，风机的效率和可靠性不断提高，但风机在实际运用中故障的情况仍较多，完善系统设计、做好定期维护工作是提高风机可靠性的关键，总结经验，针对不同的故障采用针对性的方法对减少风机非计划停运也非常重要。

致 谢

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设计中遇到了很多自己无法解决的问题，我于是周老师、同学求助，在指导老师的点拨以及同学们的建议下，我完美的解决了遇到的问题。由此我意识到，任何时候任何事情，闭门造车都是不可取的，要一直向周围的师长、同学求教，以取得新鲜的idea。

对生产过程进行控制是我们工作中非常重要的一项任务，通过此次课程设计我比较清楚地明白了控制过程的设计，以及优化控制系统的思想，对我以后的工作将产生很深远的影响。

在毕业设计的全过程，从资料的收集到论文的编写和改正都得到了周育才老师的鼎立相助。在此论文完成之际，深表谢意！并祝愿周老师在自己的研究领域能取得骄人的成绩。

在此次课程设计中，我还得到了一些同学的大力帮助，同学们对论文的设计、纂写方面提出的有益的建议，使论文更完善。在这里，表示衷心的感谢他们的帮助，并祝愿他们的课程设计能取得好成绩。

参考文献

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亚临界锅炉炉膛负压控制系统设计

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[8]牛玉广等.计算机控制系统在火电厂中的应用.中国电力出版社.2003. [9]章卫国主编.自动化专业英语.武汉大学出版社.2006年 [10]刘然.主编.电力专业英语.中国电力出版社.2007年 [11]孙奎明主编.热工自动化.中国电力出版社2007年

[12]张磊.主编.大型火力发电机组集控运行.中国电力出版社.2007年 [13]张本贤主编.热工控制与运行.中国电力出版社.2006年 [14]顾晓栋.电场热工过程自动调节.水利电力出版社2006年

[15]解建宝主编.600W发电机组仪表培训教材.中国电力出版社.2007年 [16]杨佐林主编.大型火电机组启动调试.水利电力出版社.2007年 [17]张磊.主编.600MW级燃煤锅炉机组.中国电力出版社.2007年 [18]杨佐林主编.大型火电机组启动调试.水利电力出版社.2007年 [19]何方主编.600MW火电机组锅炉培训教材.中国电力出版社.2006年 [20]黄新元主编.电站锅炉运行与燃烧调整.中国电力出版社.2007年

附录 A1.1

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亚临界锅炉炉膛负压控制系统设计

附录 A1.2

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亚临界锅炉炉膛负压控制系统设计

附录 A1.3

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亚临界锅炉炉膛负压控制系统设计

附录 A1.4

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亚临界锅炉炉膛负压控制系统设计

附录 A1.5

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亚临界锅炉炉膛负压控制系统设计

附录 A1.6

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亚临界锅炉炉膛负压控制系统设计

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