爐膛壓力控制系統是火力發電廠燃燒控制系統的一個重要組成部分，爐膛壓力的穩定與否直接關係到機組運行的安全性與經濟性。針對爐膛壓力單迴路調節系統，參考了國內外一些600MW燃煤發電機組的控制策略，提出了爐膛壓力測量迴路的信號處理模型，對如何進行壓力測量信號的採集處理以減少系統波動的方法進行了詳細的研究分析。
基本介紹
- 中文名：爐膛壓力控制系統
- 本質：燃燒控制系統的一個重要組成部分
- 套用場所：火力發電廠
- 直接關係：機組運行的安全性與經濟性
主要系統,工作原理,
主要系統
鍋爐是指利用各種燃料、電或者其他能源，將所盛裝的液體加熱到一定的參數（2.45Mpa- 27MPa ，400℃-570℃），並對外輸出熱能的特種設備。鍋爐控制的主要目的是調節鍋爐出口的蒸汽壓力、流量和溫度，使其達到所希望的數值。為此，需要對燃料、空氣和水三者的量進行調節。鍋爐是一個複雜的系統，對鍋爐工況造成影響的因素之一是來自外部和內部的擾動，如燃料發熱量的變化或熱力系統工況的變化等。控制器或控制系統根據鍋爐出口蒸汽參數實際值偏離其設定值的大小和方向，調節燃料量、空氣量和水量，使鍋爐出口參數與其所希望的值相一致。
工作原理
鍋爐除配有相應的儀表系統外，主要有以下控制系統：汽包液位控制系統；燃料控制系統；過熱器和再熱器出口蒸汽溫度的控制系統；燃燒器程式控制系統等等。不同類型的鍋爐，儘管其控制系統不盡相同，但是它們的工作原理大體是相同的。
而其中最重要的系統是燃燒控制系統。其主要功能是控制爐膛的燃料的空氣的輸入量，或控制燃燒率，以適應鍋爐負荷的變化。對鍋爐運行和控制系統來說，鍋爐出口蒸汽壓力的變化經常作為燃料量的輸入和蒸汽量的輸出之間不平衡的一個標誌。引起蒸汽壓力變化的因素很多，其中主要的擾動量是燃料量（內擾）和蒸汽量的變化（外擾）。燃燒控制系統的基本要求是：迅速適應外界負荷需求的變化；及時消除鍋爐燃料側的自發擾動；維持調節過程中各被調量在允許的範圍內；保證鍋爐運行的安全性和經濟性。燃料控制系統一般包括燃料控制、引風控制和鼓風控制三個子系統。
燃料控制子系統中，蒸汽壓力的實際值相對於其設定值的偏差輸入到蒸汽壓力控制器，經控制運算後輸出調整鍋爐燃燒率的指令信號；燃燒控制器根據鍋爐燃燒率的指令信號的變化調整入爐燃料量。
同時，鍋爐燃燒率的指令信號也加入到鼓風控制子系統中，對鼓風量進行調整。為保證燃燒的過程的經濟性，即保證燃燒過程合適的燃料和風量的比值，常採用具有煙氣氧量校正調節的鼓風控制系統，形成有燃料量前饋調節的串級控制系統，在保證送風量與燃料量基本成比例的粗調的基礎上，進一步通過氧量校正對送風量進行調節，保證煙氣含氧量等於設定值，實現經濟燃燒的細調。
引風控制子系統的任務是通過調整鍋爐引風量，保證爐膛負壓（除臥式內燃爐）在規定的範圍內。由於蒸汽量的波動和送風量是引起負壓變化的主要原因，可將蒸汽量或送風量作為前饋信號引入調節器，提高引風系統的穩定性，減小爐膛負壓的動態偏差。
鍋爐控制首要任務是保證設備穩定運行，對於大多數鍋爐保證其安全運行的最基本條件是維持合適的爐膛負壓，相對安全而言，引風控制比燃料控制更重要。而且爐膛負壓對經濟燃燒影響較大，他影響著燃燒狀況和排熱量損失。所以實際鍋爐控制系統中，把負壓控制（引風控制）迴路定義為第一控制迴路，給燃料控制迴路反而是第四控制迴路，以表示負壓控制安全級別最高。例如煤粉鍋爐若引風機故障導致無引風時，繼續往爐內輸入燃料，可能導致爐膛爆炸這樣的惡性事故，所以在鍋爐連鎖報系統設計中，引風控制迴路的級別最高，即引風故障導致低級別的給煤控制產生聯鎖保護，而給煤故障並不會觸發引風控制聯鎖保護。同時爐膛負壓的測量易受到鍋爐正常維護操作（熱水鍋爐打開鍋爐正面的小門觀察燃燒情況，打開鍋爐側面小門清理灰渣）的干擾，也容易受到負壓取樣管堵塞（煤粉鍋爐的灰渣易堵塞取樣管）而給出錯誤信號。因此，本次課程設計的內容需要考到許多工廠實際問題，十分具有實踐性和挑戰性。
鍋爐發生主燃料跳閘(MFT)時，爐膛壓力急劇變化，常規的自動控制策略顯得束手無策。對爐膛壓力控制策略進行了最佳化，通過引風機動葉的快速動作，在鍋爐MFT時將爐膛壓力快速調整到正常範圍。
