（贵州省习水鼎泰能源开发有限责任公司 贵州遵义 564611）
摘要：贵州省习水鼎泰能源开发有限责任公司2×660MW超临界机组控制系统为艾默生公司OVATION分散控制系统，该系统包括了FSSS、MCS、SCS、DAS、ECS等系统。燃煤机组发展超临界大机组已成为我国电力行业的主要方向之一。本文分析了燃煤机组热效率低的原因和燃烧控制系统中存在的问题，阐述了火力发电厂机组燃烧控制系统的设计原则并对燃烧控制系统进行分析阐述。
关键词：燃烧控制；超临界；方案设计
1、W型锅炉控制系统简述
习水二郎电厂一期工程2×660MW超临界机组锅炉采用了北京巴布科克威尔克斯有限公司生产的燃煤锅炉，单炉膛露天岛式布置的“W”火焰燃烧变压直流锅炉。锅炉型号：B&W B-2090/25.4-M。锅炉控制系统：燃烧调整、给水控制、风烟系统、制粉系统等控制系统。燃烧控制实质上是能量平衡系统，它以蒸汽压力作为能量平衡指标，量出而入不断根据用汽量与压力的变化成比例地调整燃料量与送风量，同时保证燃料的充分燃烧及热量的充分利用，其中保持合适的“空燃比”是一个重要因素。“空燃比”是指燃烧中空气量与燃烧量的比值系数。
锅炉达不到设计效率的主要原因是由于锅炉控制燃烧过程是一个很复杂的物理化学过程，很难建立精确的模型，燃烧控制往往得不到满意的结果。加之实际运行过程中煤种、负荷及漏风等因素都在变化，只有随时适应这些因素的变化，才能始终保持锅炉运行状态最优，获得稳定的更高的锅炉热效率。所以，在保证锅炉稳定运行的前提下，如何能随锅炉各种燃烧因素的变化进行合理的调整，从而使锅炉始终运行在高效、低污染的最佳燃烧状态。
2、燃烧控制体统的分析与设计
2.1、燃料调节子系统
2.1.1燃料控制的任务在于使进入锅炉的燃料量随时与外界负荷要求相适应。因为汽压是锅炉燃料量与汽轮机需要能量的平衡标志，并且在负荷扰动下汽压具有近乎比例的响应特性。当机组负荷发生改变时，需要进行锅炉燃烧调整。燃料种类、制粉系统、燃烧设备以及锅炉的运行方式决定了每台锅炉燃烧过程的控制任务及策略。燃料量控制系统将燃料量作为调节量，将主蒸汽压力作为被调量，使锅炉燃烧所产生的蒸汽量满足外部负荷要求，维持主蒸汽压力稳定。在燃料量控制系统中，燃料量影响主蒸汽压力、送风量、引风量、蒸汽蒸发量及主蒸汽温度等参数。当机组采用锅炉跟踪汽轮机（BF）负荷控制方式时，汽轮机通过调节阀调节机组负荷，锅炉通过燃料量调节主蒸汽压力。对于双进双出钢球制粉系统锅炉的燃料量调节，由于其过程缓慢、给煤机给煤量与控制电流呈非线性、对象特性随负荷发生变化以及机组运行时情况复杂多变（如原煤的物理状况变化）等原因，使得对象特性存在不确定性。
2.1.2锅炉负荷指令与总风量经小值选择器选择，其输出作为调节器的给定值。在燃料燃烧的过程中，风量始终大于燃料量，有利于保证燃料完全燃烧，提高燃烧的经济性。在稳态时，锅炉负荷指令与风量信号及燃煤量近似相等。
2.1.3油量控制回路是通过流量变送器测得油流量和油回油流量，分别作为负偏置器的输入，得到用油量。调节器输出经过输出模块转换输出至油流量调节阀，油母管压力经压力变送器送至调节器F2输入端，给定值由定值器给出。当油母管压力与给定值的偏差过高时调节器跟踪调节器的输出信号，否则调节器的输出信号直接总至输出模块的低值限幅器。
2.2、送风控制子系统
2.1.1送风自动调节系统是火电厂热工自动调节系统的一个重要组成部分，对保证锅炉的安全、经济运行起着非常重要的作用。为了实现经济燃烧，当燃料改变时，必须改变送风量，使风量与燃料量相匹配。
烟气氧含量的测量测量均采用双路冗余，防止测量单元的故障引起送风系统的误动作，甚至导致锅炉跳闸。
送风量的校正是用烟气含氧量校正信号通过乘法器对加法器输出进行校正，乘法器输出为校正后的总风量，再作为调节器的输入信号。调控制系统设计中，锅炉负荷指令直接送给风量控制系统，当负荷指令改变时，通过前馈回路的作用，可以很快得到新工况下的风量指令和送风机动叶开度，而不必等到氧量变化后再进行调节。氧量设定值是负荷的函数，与负荷呈非线性关系。锅炉的氧量定值随机组负荷的增大而减小。锅炉只是近似的线性系统，仅依靠前馈回路获得的风量并不能保证氧量指标符合要求，要获得准确的风量，必须加入氧量校正。氧量校正及总风量指令形成回路，烟气中的含氧量信号作为氧量比例、积分、校正调节器的过程测量值信号，该信号和氧量设定值（设定值由第一级压力和定值器给出的给定值做偏差运算得出）的偏差经过氧量校正调节器、函数块后对总风量信号进行校正。
2.3引风控制子系统
2.3.1引风控制子系统的主要任务是维持炉膛压力在一定范围内变化，以保证锅炉设备的安全运行炉膛压力通过调节两台引风机动叶的角度来控制。对动叶角度的控制输出基于压力偏差和一个前馈信号。送风机动叶指令被用来作为前馈信号以提高在负荷变化时的响应。
2.3.2测量输入是炉膛压力采用3个压力变送器，同时送至中值选择器。中值选择器输出作为调节器采用死区函数，降低执行机构对偏差信号响应的灵敏度，防止引风机入口挡板频繁动作而导致损坏）的输入。调节器的给定值由定值器给定，调节器输出与送风控制系统的送风机动叶位置前馈信号同时送到加法器。风量指令是炉膛压力控制系统的前馈信号，当送风量改变时，如果以炉膛压力变化调节引风量，必然使炉膛压力的动态偏差较大。采用送风量前馈信号，使引风量能及时随送风量变化而改变，改善炉膛压力的动态偏差。调节器的输出作为积分器的输入信号，A、B引风机入口调节挡板开度反馈信号之和作为积分器的给定值。
3、燃烧控制系统优化思路
3.1 随着燃烧工况的不断变化，要时燃烧调整系统自动跟踪进行最佳风煤比的调节。实现锅炉最佳热效率目标，采取相应的动态调节。控制核心思路是通过建立一种模拟控制逻辑，即控制W型锅炉容量风开度与主汽压滑压目标值相匹配，从而达到其最优化性能指标；每一次的自动调整运行过程中，检查各相关参数是否匹配，否则手动干预，同时记下为逻辑修改的参考。风量随着锅炉负荷、燃料改变自动进行修正，满足锅炉氧量需求。
3.2 负荷不变给水流量目标值不变，因此主汽流量最终仍保持原来的数值。当然可以人为根据壁温、汽温变化情况修正给水偏值，由于燃料量的增加而导致加热段和蒸发段缩短，锅炉中贮水量减少，因此主汽流量在燃料量扰动后经过一段时间的延迟会有一个上升的过程。汽压力在短暂的延迟后逐渐上升，最后稳定在较高的水平。所以燃烧控制过程需要考虑这个后续过程。
燃烧控制是一个复杂、可变的调节过程。需要多方面考虑影响因素，最终才能实现了锅炉自动燃烧优化和变负荷运行的目的，从而提高了锅炉运行效率。
4、结束语
综上所述超临界锅炉燃烧控制系统燃料、送风、引风三个子系统相互影响，参与调节。每个环节都不能出差错，这就需要我们热工人员根据现场生产实际情况模拟燃烧调整工况后，修改相应函数输出。每台锅炉特性不一样，具体问题具体分析。同时热工人员应当熟悉超临界锅炉制造工艺，规范超临界锅炉制造技术，从而锅炉燃烧效率最大化。
参考文献：
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