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第12章 燃烧过程控制系统

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热力过程自动化试题库(附答案)

热力过程自动化试题库(附答案)

热力过程自动化习题库版本：校本教材适用班级：10动三、一10动三、二10控三、一制定人：姜燕霞代课人：姜艳霞制定时间：2011.09.28审核人：教学大纲部分单元一火电厂自动化基础知识及自动控制概述课题一自动控制概述了解自动控制的基本知识，建立自动控制的概念。

课题二程序控制与热工保护1、了解程序控制的概念及作用；2、了解热工保护的概念及作用；3、理解基本逻辑运算的实现方法。

课题三热控专业功能划分本课题内容为选学课题四控制系统的图例描述了解结构图、SAMA图的作用。

课题五热工测量概述1、了解热工测量的基本概念；2、理解测量方法的分类；3、理解热工测量仪表各组成部分的作用；4、了解热工测量仪表的分类。

5、掌握测量误差的表示方法；6、理解测量误差的分类、特点及处理方法。

7、理解仪表的主要质量指标；8、了解仪表的校验方法，学会判断仪表是否合格的方法。

1、了解温度的含义；2、了解常用测温仪表的原理及特点。

3、了解热电偶测温的基本知识；4、理解热电偶测温原理及热电偶的基本定律；5、了解热电偶的种类及结构；6、说明热电偶冷端温度补偿的原理及方法。

7、理解热电阻的测温原理；8、了解常用热电阻测温原件的种类、特点及结构。

9、了解测温系统中的各种典型显示仪表的显示原理。

10、了解ITE热电偶温度变送器、ITE热电阻温度变送器的信号变换原理。

课题七压力测量及仪表1、了解压力测量的意义、概念及单位；2、掌握压力测量的方法；3、熟悉压力测量仪表的分类。

4、了解弹性式压力计的基本原理；5、熟悉弹簧管压力计的结构原理与工作过程。

6、学会选择压力表，熟悉压力表的安装方法。

7、了解典型压力变送器的组成和工作原理；8、学会压力变送器的使用方法。

1、理解流量的概念；2、了解流量的单位；3、熟悉流量测量的方法和流量测量仪表的分类。

4、理解差压式流量计的工作原理；5、熟悉流量——差压转换公式；6、了解差压式流量计的组成和标准节流装置的结构；7、熟悉差压式流量计的使用。

燃烧控制系统概要

燃烧控制系统概要

锅炉自动控制系统
给水液位控制回路、主蒸汽的 温度控制回路、主蒸汽的压力 燃烧控制回和压力控制回路、 减温减压器的温度和压力控制 回路、锅炉房自用汽的压力控 制回路。
燃烧控制系统
使炉膛内燃料燃烧的能量适应 锅炉负荷的需要，同时维持锅 炉安全、经济运行的模拟量控 制系统的总称。通常由燃料量 控制系统、送风量控制系统、 氧量校正系统和炉膛压力控制 系统组成。
分类
辐射能信号的电站锅炉燃烧控制 火电厂锅炉燃烧过程控制系统的基本任 务是使燃料燃烧所产生的热量适应锅炉 蒸汽负荷的需要,同时还要保证锅炉的安 全经济运行。通常,火电厂锅炉燃烧过程 控制系统是由汽压控制子系统、烟气含 氧量控制子系统。 循环流化床锅炉燃烧控制 循环流化床锅炉(CFBB)是近年来在国际 上发展起来的新一代高效、低污染的清 洁燃煤技术。循环循环流化床锅炉在汽 温控制和水位控制方面和煤粉锅炉基本 相同,而其燃烧系统与煤粉炉差别较大

第十二章 燃烧过程自动控制系统

第十二章 燃烧过程自动控制系统

补偿后总一次风量 f2(x)
AI ZT 一次风机 B节距位置
主变送器 DPI
进入炉膛的一次风压力 AI
备用变送器 DPI
A
B
C
D
E
F
IA
H//L
(1)
Δ
A
B
T1
PI1
Δ
K∫
Δ
PI2
K∫
IA
AL
>
H//
H=0.003bar
_
+A
Δ
最小压力 0.065bar
>
f1(x)
去一次风机 A 风机
去一次风机 A 风机 (3)
? (1)由于直吹式锅炉在单独改变给煤量B0时并不能快速地使煤粉 量B发生变化(因磨煤机有较大的迅延和惯性)，但改变一次风量 V1却能迅速改变进入炉膛的煤粉量B。因此，为了提高直吹式锅 炉的负荷响应能力，在改变煤量B0时，应该同时改变一次风量 V1 。
? (2)为及早消除燃料量B0的自发性扰动，首先要及时地发现进入 磨煤中的原煤量B0的变化，即要快速正确地测量出磨煤机中的 煤量。以磨煤机进出口风压差ΔPm 的大小来间接代表磨煤机中 的煤量的多少；也有提出以磨煤机的电动功率Pm大小代表磨煤 机中煤量等。
Q＝D＋Cbdp b/dt
(12-7)
Cb——锅炉的蓄热系数。
? 热量信号只应 该反映燃烧率 的变化，而不 应反映负荷的 变化。
引入负的蒸汽流量实际微分信 号适当配置微分器等参数，使 曲线OAF与时间轴包围的面积
正好填补那块阴影面积。曲线 OB与曲线OAF叠加等于曲线 OAB ，即用Pb 的实际微分加D 的负向实际微分凑成了Pb 的 理想微分。这样组成的热量信 号称为实际热量信号Qr。

燃烧控制系统

燃烧控制系统

第一节燃烧控制控系统燃烧过程实质是将燃料化学能转变为蒸汽热能的能量形式转换过程。

燃烧过程控制的根本任务是及时响应主控系统的输出指令，使燃料所提供的热量适应锅炉蒸汽负荷的需要，同时还要保证锅炉燃烧的安全性和经济性。

燃烧的经济性主要是要保证有合适的风/煤比,而安全性是保证锅炉处于过氧燃烧的状况及维持炉膛负压为设定值。

燃烧过程控制的具体任务及其控制策略因燃料种类、制粉系统、燃烧设备以及锅炉的运行方式不同而有所区别。

燃烧控制系统的基本任务可归纳为以下几方面：1、维持蒸汽压力稳定锅炉蒸汽压力作为表征锅炉运行状态的重要参数，不仅直接关系到锅炉设备的安全运行，而且其是否稳定反映了燃烧过程中能量供求关系。

在单元机组中，锅炉蒸汽压力控制与汽机负荷控制是相互关联的，锅炉燃烧控制系统的任务是及时调整锅炉燃料量，使锅炉的能量输出与汽机为适应对外界负荷需求而需要的能量输入相适应，其标志是蒸汽压力的稳定。

2、保证燃烧过程的经济性保证燃烧过程的经济性是提高锅炉效率的重要方面，它是通过维持进入炉膛的燃料量与送风量之间的最佳比值来实现，即在有足够的风量使燃料得以充分燃烧的同时，尽可能减少排烟造成的热损失。

3、维持炉膛压力稳定锅炉炉膛压力是否稳定反映了燃烧过程中进入炉膛的风量与流出炉膛的烟气量之间的工质平衡关系。

若送风量大于引风量，炉膛压力升高，太高的压力会造成炉膛向外喷火；反之，送风量小于引风量炉膛压力下降，过低的压力会造成漏风而降低炉膛温度，影响炉内燃烧工况，经济性下降。

所以说，炉膛压力是否在允许范围内变化，关系到锅炉的安全经济运行。

锅炉燃烧过程的上述三项控制任务是不可分开的，它的三个被控参数(被调量)蒸汽压力、过剩空气系数或最佳含氧量、炉膛压力与三个调节量燃料量、送风量、引风量问存在着关联。

因此燃烧控制系统内的各子系统应协调动作，共同完成其控制任务。

燃烧控制系统除了以上三个主要部分外，还有一次风压控制、磨煤机风量、风温控制、二次风控制（辅助风、燃料风和燃尽风三项）等。

热工控制系统课程设计燃烧自动控制系统

热工控制系统课程设计燃烧自动控制系统

中文摘要这次热工控制系统的课程设计是针对燃烧控制系统部份问题进行深切研究和探讨，设计内容包括燃烧自动控制系统的概述、燃料量控制系统和风量控制系统。

主要表现单元制机组在负荷工况变更下燃料量系统与风量系统是如何进行调节的，如何知足负荷变更要求的。

本次设计是通过我个人和组内每一个成员的精心设计论证完成的。

整个设计进程中，全面细致的考虑燃烧自动控制系统的任务，燃烧控制系统需要控制的内容及特点，最终完本钱设计方案。

通过完成此课程设计论文，对热工进程控制系统理论知识有了进一步领会和综合把握。

同时，对提高了对负荷变更下机组调节机制的全面理解。

对所学过的涉及到热工进程控制的内容有所深化。

关键字：燃烧进程自动控制、燃料量控制、风量调节目录总结 .............................................................................................................. - 20 -参考文献 ........................................................................................................ - 22 -1 引言燃烧进程自动控制的任务锅炉燃烧进程控制的大体任务是使燃料燃烧所提供的热量适应汽轮机负荷的需要，保证锅炉的经济燃烧和安全运行。

燃烧控制的具体任务与该台锅炉的运行方式有关，运行方式不同，调节任务也有所区别。

另外燃烧控制系统方案是多种多样的，并无一个统一的模式，归纳起来讲，燃烧进程控制系统有以下控制任务。

1.1.1维持汽压的稳固（除汽轮机跟从锅炉运行方式外）锅炉出口压力或机前压力信号反映了燃料燃烧所释放的热量与蒸汽所携带热量间的平衡关系，汽压的转变表示二者间的失衡，这时必需相应地调节燃料供给量，以适应转变了的蒸汽负荷的需要。

中南大学自动化工程训练报告_ 燃烧炉控制系统方案

中南大学自动化工程训练报告_ 燃烧炉控制系统方案

中南大学自动化工程训练报告姓名：*******学号：********班级：自动化08**指导老师：徐德刚董密日期：2011-09-07目录前言 (4)第一章燃烧过程控制系统概述 (6)1.1蒸汽压力控制系统和燃料空气比值系统 (7)1.2炉膛负压控制系统 (10)第二章系统辨识 (13)2.1燃烧炉蒸汽压力控制和燃料空气比值控制 (13)2.2炉膛负压控制 (13)第三章系统稳定性分析 (14)3.1燃料控制系统 (14)3.2空气流量控制系统 (15)3.3负压控制系统 (16)第四章控制系统参数整定 (17)4.1燃料控制系统 (17)4.1.1 利用PID Tunner设计燃料控制系统PID控制器 (17)4..1.2利用稳定边界法整定PID参数 (21)4.2蒸汽压力控制系统 (23)4.3空气流量控制系统 (23)4.4负压控制系统前馈补偿整定 (24)第五章控制系统Simulink仿真 (26)第六章工程训练感想 (28)前言过程控制系统是工业中控制系统的主要表现形式，一般指工业生产过程中自动控制系统的被控变量为温度、压力、流量、液位、成分等变量的系统。

由于被控过程的多样性，因此过程控制系统的形式也多样，相应的控制方案也丰富多彩。

在实际工程中，控制系统的结构往往很复杂，如果不借助专用的系统建模软件，很难准确地把一个控制系统的复杂模型输入计算机，对其进行进一步的分析与仿真，Simulink 的出现给控制系统分析与设计带来了福音。

它有两个主要功能：Simu（仿真）和Link（连接），即该软件可以利用鼠标在模型窗口上搭建出所需要的控制系统模型，然后对系统进行仿真和分析。

Simulink仿真的模型是具体的函数模型，因此，过程的建模就显的十分的重要。

过程建模方法主要有这么几种：1．机理法用机理法建模就是根据过程的内在机理，写出各种有关的平衡方程，例如物质平衡方程、能量平衡方程、动量平衡方程、相平衡方程，以及反映流体流动、传热、传质、化学反应等基本规律的运动方程、物性参数方程和某些设备的特性方程等，从中获得所需的数学模型。

燃烧过程自动控制系统ppt课件

(2)燃烧过程的三个调节系统，一般可以有1、2、3三种组合方案， 如图7-16所示。这几种调节方案的最终调节结果并无差别，主要动 作的先后次序略有不同。
图7-16 燃烧调节系统组合示意图
三、汽压调节对象的生产流程及其动态特性
汽压调节对象生产流程示意如图7-17(b)所示。燃 料与相应的送风量进入炉膛，燃料燃烧产生的热量被布 置在炉膛四周的蒸发受热面吸收而产生蒸汽，蒸汽流经 过热器加热成过热蒸汽，过热蒸汽由蒸汽管道送入汽轮 机做功。
§7-3燃烧过程自动控制系统分析
一、燃烧过程自动调节的任务
锅炉燃烧过程自动调节的目的在于使进入锅炉的燃烧 的燃烧热量与锅炉的蒸汽负荷要求相适应，同时保证锅 炉燃烧过程安全经济地运行。因此，当负荷改变时，锅 炉将需要进行燃烧的调整。
锅炉燃烧调节需要包括下列几项内容： 1、燃料量调节 2、送风量调节 3、引风量调节
汽压对象之所以有自平衡能 力是因为汽压升高后，汽机调门 开度不动，而汽机的进汽量DT相 应地增加，自发地限制了汽压的 升高。汽包压力Pd与主蒸汽压力 PT之差△P是随着蒸汽流量增加 而增大的，因此△P2＞△P1。
∆P1 ∆µB
∆P2
µB
0
t
DT
0 Pd,PT
T
t Pd PT
t 0
τB
图 9-5 燃烧率扰动时汽压的阶跃响应曲线 (µT)不变
2．负荷扰动下汽压控制对象的动态特性
⑴在μT扰动时：
在μT扰动下汽包压力控制对象为一阶惯性环节,主蒸汽压力控制对 象为比例环节和一阶惯性环节的并联环节，阶跃响应曲线：
⑵在DT扰动时：
第三节 燃烧过程控制信号的测取 The Collection of Control Signal

燃烧控制系统的设计(DOC)

目录一绪论...................................................................................................................................... 二燃烧控制系统的设计2.1燃烧过程控制任务2.2燃烧过程调节量2.3燃烧过程控制特点三燃料控制系统 ........................................................................................................................3.1燃料调节系统......................................................................................................................3.2燃料调节——测量系统......................................................................................................3.3给煤机指令.......................................................................................................................... 四600MW火电机组DCS系统设计4.1 电源部分4.2 通信部分4.3 系统接地4.4 软件部分五结论................................................................................................................................... 参考文献...................................................................................................................................一绪论目前，我国的电厂大多数是火力发电厂，煤是发电的主要燃料，锅炉燃烧是发电的重要环节之一。

有中间煤粉仓的燃烧控制系统

引入了负荷指令的前馈调节作 用 ，克服送风调节通道中存在的迟延 和惯性
三、引风控制系统
引风控制的任务是保持炉膛负压在 规定的范围之内。
引风调节对象的动态压Pf作为被调量的单回路控 制系统
送风量的变化是引起负压波动的主 要原因 ，将送风量作为前馈引入引风 调节器 ，使引风量快速地跟踪送风量， 而不是等炉膛负压偏离给定值后再动 作 ，有利于提高引风控制系统的稳定 性和减小炉膛负压的动态偏差。
主蒸汽压力pT 的动态特性与汽轮机的调节装置有关，图
（a）为汽轮机功率不变时，锅炉燃烧率μB扰动下主蒸汽压力
pT 变化的阶跃响应曲线：
此时主蒸汽压力pT是一个 无自平衡能力的被控对象。 汽包压力pb与主蒸汽压力pT 之 差Δp2与主蒸汽流量以及过热 器的阻力成正比。
根据阶跃响应曲线确定迟延时间 B，可以求出：
式（12－1）表明，测出主蒸汽流量D和汽包压力pb的变化速 度dpb/dt，与一定的蓄热系数Cb配合,就可得到代表热负荷Qr的热 量信号，可以迅速反映燃料量的变化。
外扰下主蒸汽压力的动态特性
外部扰动是指电网负荷变化的扰动，图（a）和图（b）分别
为汽轮机进汽量D和汽轮机调节阀门开度μT 扰动下主蒸汽压力pT
变化的阶跃响应曲线：
图（a）中，主蒸汽压力pT 在阶跃下降Δp0后，一直维持等 速下降，为无自平衡能力的被控对象。
图（b）中，主蒸汽压力pT 在阶跃下降Δp0后，下降速度逐 渐变慢，最后稳定于一个较低的压力值，为有自平衡能力的被控
对象。
（二）烟气含氧量的动态特性
烟气含氧量O2是影响燃烧过程经济性的重要指标，主要通过 改变进入炉膛的送风量V 对烟气含氧量O2进行调节。送风量V 扰 动下烟气含氧量O2变化的阶跃响应曲线为：

12第十二章 燃烧过程自动控制系统

对于有中间煤粉仓的锅炉来说，可以认为 制粉系统的运行与锅炉燃烧过程的调整并无直 接关系。 （一）采用热量信号 热量信号的燃烧控制系统 热量信号 （二）采用给粉机转速 给粉机转速的燃烧控制系统 给粉机转速
有中间煤粉仓的制粉系统
1-原煤仓， 2-煤闸门，3-自动磅秤，4-给煤机，5-落煤管，6-下行干燥管，7-球磨机，8-粗粉分离器，9-排粉机， 10-一次风箱，11-锅炉，12-燃烧 器，13-二次风箱，14-空气预热器，15-送风机，16-防爆门，17-细粉分离器， 18-锁气器，19-换向器，20-螺旋输粉机，21-煤粉仓；22-给粉机，23-混合器，24-乏气(三次风)风箱，25-三次喷 口；26-冷风门，28-一次风机，29-吸潮管，30-流量测量装置，31信号的燃烧控制系统
G
图 12-17
（二）采用给粉机转速 （二）采用给粉机转速的燃烧控制系统 给粉机转速的燃烧控制系统
燃料控制系统
送、引风控制系统 送、引风控制系统
二、直吹式煤粉炉燃烧控制系统
（一）直吹式 锅炉燃烧的 特点
（1）直吹式制粉 设备的锅炉将 制粉设备与锅 炉本体紧密地 联系成一个整 体。
3.机炉协调控制方式 3.机炉协调控制方式
当“负荷要求”改变时，通过机炉主控制器对锅炉和 负荷要求”改变时， 汽轮机分别发出调节负荷的指令， 汽轮机分别发出调节负荷的指令，并行地改变锅炉的燃烧率 和汽机的进汽量。 和汽机的进汽量。 优点：能较快地适应“负荷要求”的变化， 优点：能较快地适应“负荷要求”的变化，同时汽压 的变动范围也不大。 的变动范围也不大。
（一）采用热量信号 （一）采用热量信号的燃烧控制系统 热量信号的燃烧控制系统
1.热量信号 热量信号
Q＝D＋Cb（dpb/dt ）
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锅炉燃烧控制系统 燃料量控制系统 调节变量 燃料量B 被控对象 被调量 主蒸汽压力pT
送风控制系统
送风量V
烟气含氧量O2
引风控制系统
引风量G
炉膛压力pf
因此电站锅炉燃烧控制系统是一个多输入多输出的非线性多变量强 耦合控制系统。
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二、锅炉燃烧过程被控对象的动态特性
锅炉燃烧过程被控对象的动态特性是指机组运行过程中各种 扰动引起的各被调量变化的动态关系，锅炉燃烧过程被控对象的 动态特性主要有以下三个：
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第十二章 燃烧过程控制系统
第一节 引言
能源与动力工程学院
汽包锅炉燃烧系统简介
电站汽包锅炉燃烧系统包括燃料量控制、送风控制和引风控 制三个子系统，设备众多，结构复杂，系统组成如下图所示：
蒸汽 9 过热蒸汽 （去高压缸）
10
11 再热蒸汽 （去中压缸）
烟气 8 6 7 6
4
12
1 5 B 3 13 2 G 14 V2 15 V1
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一次风量作为燃料控制手段的燃烧控制系统
燃料与一次风一起扰动
煤粉量
燃料扰动
一次风扰动
t
能源与动力工程学院
采用一次风量为反馈信号的燃烧控制系统 采用一次风量为反馈信号的锅炉燃烧过程自动控制系统适用 于采用中速磨制粉系统的锅炉，其原理图如下：
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第四节 锅炉燃烧过程自动控制系统实例分析 采用直吹式制粉系统，燃烧控制系统主要 包括6个子控制系统，即燃料控制系统、磨 煤机一次风量、磨煤机出口温度、一次风 压力、二次风量、炉膛压力控制系统。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
根据前面分析，当燃 烧率不变而负荷变化时热 量信号不变，即：
dpb D Cb 0 dt
Ddt Cb dpb
负荷变化过程中，在 t0～t1时间段内对上式进行 积分运算可得：
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t1
t0
Ddt Cb pb t1 pb t0
因此锅炉蓄热系数Cb的计算公式为：
燃料量控制系统 以燃料量为调节量，主蒸汽压 力为被调量，通过调节进入炉 膛的燃料量，维持主蒸汽压力 的稳定。 以送风量为调节量，烟气含氧 量为被调量，通过调节进入炉 膛的送风量，使烟气含氧量达 到设定的最佳值，保证燃料燃 烧所需的空气量和燃烧过程的 经济性。 以引风量为调节量，炉膛压力 为被调量，通过调节引风量维 持炉膛压力的稳定。
0
t
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第二节
锅炉燃烧过程自动控制的基本方案
一、燃烧过程控制系统基本方案 (一) “燃料－空气”系统 “燃料－空气”系统为燃烧控制系统的基本方案，其原理框图 如右图所示。 pT p - T0 PI1 + +
主调节器PI1接受主蒸汽压力信
号，根据pT与给定值pT0的偏差，给 出负荷指令。 燃料调节器PI2和送风调节器PI3
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第三节 单元机组锅炉燃烧过程自动控制系统
在单元制汽轮发电机组中，锅炉按运行方式不同可以分为中 储式和直吹式两种。
D
pb
（一）中 储式锅炉 燃烧过程 自动控制 系统
O2 D Δ
f (t) D - + PI V
pf
pT
σP0
PI σP + < PI B
热 量 信 号
Σ > f1 (t)
pf
PI2 Z B
-
+
PI3 Z V
V - pf0
+
-
PI4 Z G
根据负荷指令，分别去调节燃料量B
与送风量V。 引风调节为单回路控制系统。
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pT pT0 PI1 +
燃料控制与送风控制两个子系 统为比值控制系统。其作用是保持 燃料量与负荷、送风量与燃料量之 间的比值关系不变。
pf
+
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（二）烟气含氧量的动态特性
烟气含氧量O2是影响燃烧过程经济性的重要指标，主要通过 改变进入炉膛的送风量V 对烟气含氧量O2进行调节。送风量V 扰 动下烟气含氧量O2变化的阶跃响应曲线为：
V ΔV 0 O 2% T
t
KVΔ V
由图中烟气含氧量 的阶跃响应曲线可知， 其动态特性具有滞后、 惯性和自平衡能力。
内扰下主蒸汽压力的动态特性 主蒸汽压力pT 的动态特性与汽 轮机的调节装置有关，图（a）为 汽轮机功率不变时，锅炉燃烧率μB 扰动下主蒸汽压力pT 变化的阶跃响 应曲线： 此时主蒸汽压力pT是一个无 自平衡能力的被控对象。汽包压 汽包压力pb与主蒸汽压力pT 之差Δp2与主蒸汽流量以及过热器 的阻力成正比。
工作频率通常低于送风量调节回路。 当燃料量依负荷指令而改变时，送风量调节器同时按比例改变 送风量。以减少动态过程中风－煤比例失调。随着燃料量调节过 程结束,燃料量B基本稳定。
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由调节器PI5根据烟气含氧量信号O2,对送风量进行细调。确保 烟气含氧量为最佳值,即间接保证燃料量与送风量之间最佳比值。 为减少送风量改变时，送－引风之间动态失调而造成炉膛压力 波动,自送风调节器的输出经动态补偿装置,向引风量调节器引入一 前馈信号，动态补偿装置通常采用微分器，以保证静态时炉膛压力 等于给定值。
PI2 Z B
-
+
PI3 Z V
V - pf0
PI4 Z G
该方案的优点是结构简单，整定方便。由于直接以燃料量信 号代表燃烧率与负荷指令相平衡，因此在外界负荷变化时，能迅 速改变燃料量，保持汽压稳定。
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(二) 带氧量校正信号的“燃料－－空气”系统 此为“燃－空”系统改进方案，如下图。 此方案送风量控制采用串级 D pT O2 型比值控制系统，引入锅炉烟气 f(x) pT0 + PI1 PI5 含氧量信号，经校正调节器 PI5， pf V 对燃料量与送风量之间比值进行 p + - + + f0 D PI2 PI3 PI4 修正。
Cb
pb t0 pb t1

t1
t0
Ddt
时间t0～t1期间蒸汽 流量 变化的累积量
用试验方法求取锅炉蓄热系数Cb时，保持锅炉燃烧率不变 而使负荷作任意扰动，记录蒸汽流量 D 和汽包压力pb 变化的曲线 如下图所示：
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D A pb Δ pb t0 t1 t t
锅 炉 燃 烧 控 制 系 统
送风控制系统
引风控制系统
能源与动力工程学院 在锅炉燃烧控制过程中，通过燃料量控制、送风控制和引风 控制三个子系统分别对三个调节变量（燃料量 B、送风量 V、引 风量G）进行调节，以维持三个被调量（主蒸汽压力pT 、烟气含 氧量O2、炉膛压力pf）的稳定。锅炉燃烧控制过程中各调节变量 和被调量之间的关系如下图所示：
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一、燃烧过程自动控制的任务
汽包锅炉燃烧过程自动控制的基本任务是根据机组负荷的变 化，使燃料燃烧所提供的热量适应锅炉输出蒸汽量的需求，同时 保证燃烧过程的经济性和锅炉运行的安全性。
归纳为： 稳定性
经济性 安全性
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锅炉燃烧过程自动控制系统的组成与特点
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一、燃料控制系统
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二、磨煤机风量、温度控制系统
（ 一 ） 磨 煤 机 一 次 风 量 控 制 系 统
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（ 二 ） 磨 煤 机 出 口 温 度 控 制 系 统
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三、风量控制系统 风量控制系统有一次风和二次风两个 相互独立的系统，一次风主要用于将煤 粉从磨煤机输送到燃烧器，二次风主要 用来帮助燃料在炉膛中完全燃烧。
Z M
Z V
Z G
由于烟气含氧量代表烟气中的过
剩空气系数。保持一定的过剩空气系 数，即保证了总燃料量与总风量之间
的最佳比值。
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通常,最佳烟气含氧量与负荷有关,通常随负荷↑而略有↓。 因此以代表锅炉实际负荷的蒸汽流量信号D经函数转换器后， 作为烟气最佳含氧量的给定值。
由于烟气含氧量的测量有较大惯性迟延，因此氧量校正回路
外扰下主蒸汽压力的动态特性 外部扰动是指电网负荷变化的扰动，图（a）和图（b）分 别为汽轮机进汽量D和汽轮机调节阀门开度μT 扰动下主蒸汽压力 pT 变化的阶跃响应曲线：
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图（a）中，主蒸汽压力pT 在阶跃下降Δp0后，一直维持等 速下降，为无自平衡能力的被控对象。 图（b）中，主蒸汽压力pT 在阶跃下降Δp0后，下降速度逐 渐变慢，最后稳定于一个较低的压力值，为有自平衡能力的被控 对象。
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（ 一 ） 一 次 风 压 力 控 制 系 统
Qr
+ PI
f2 (t)
+ PI
V
G
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在系统中，以热量信号代替燃料量信号，不但可以反映燃料 量的变化，而且还可以克服燃料单位发热量变化对燃烧过程的影 响，从而提高锅炉运行过程的稳定性。 热量信号
热量信号，是指燃料进入炉膛燃烧时在单位时间内产生的热 量。可以用静态下的主蒸汽流量D 和动态下的汽包压力变化速度 dpb/dt 表示，其计算公式为：
Qr Dh dt Cdpb
式中: ΔQr ——热负荷阶跃变化； D ——主蒸汽流量； h′′——饱和蒸汽焓； C ——蒸发受热面热容。
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根据以上热平衡关 系式可得：
dpb Qr D Cb h dt
（12-1）
C Cb h
式中Cb称为蓄热系数，其物理意义为汽包压力pb改变一个单 位，蒸发受热面所吞吐的蒸汽量。 式（12-1）表明，测出主蒸汽流量D和汽包压力pb的变化速 度dpb/dt，与一定的蓄热系数Cb配合,就可得到代表热负荷Qr的热 量信号，可以迅速反映燃料量的变化。