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用了模糊PID控制器的控制系统进行仿真，讲两者结果进行比较。可以看出采用模糊PID控制器的系统响应略快与普通PID控制器，但是控制时间只有 30s 比普通 PID 控制器的 80s 大大缩短，并且没超调量而普通PID控制器调量为10%。 仿真结果显示普通PID控制器的控制时间为150s超调量为5%,但模糊PID的控制时间为100s且超调量为0，调节品质好于普通PID。入口扰动仿真 将系统输入设置为0，入口扰动设置为20%再进行仿真。 采用模糊PID控制系统过渡时间为80s，优于普通PID的110s。 普通PID控制系统的过渡时间近200s，而模糊PID的过渡时间120s。 图4送风控制系统阶跃响应图 图5 送风调节系统入口扰动响应曲线

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2. 3送风控制系统的分析 热风送粉煤粉炉燃烧控制系统是火力发电机组主要的控制系统之一，而送风调节系统的调节作用是这一系统能顺利工作的前提，送风调节系统的任务是通过调节送风机入口挡板,使烟气中的含氧量保持最佳值, 从而保证锅炉燃烧系统配置最佳定燃比，使锅炉达到最高的热效率。恰使燃料完全燃烧所需的空气量标为理论空气量，实际上按理论空气量无法达到完全燃烧的目的, 一般总要使送风量比理论空气量多一些。 送风系统的被控对象为炉膛，它是惯性和迟延都比较小的自衡对象。调节量之一为送入膛的空气量，当空气量不变，燃料量增加时，使空气量与燃料量比值下降，烟气中的含氧量降低，当燃料量不变，空气量增加时，烟气中的含氧量增加，控制系统应使送风量与燃料量协调变化，以保证经济性。另外，也有采用锅炉排烟中的氧气量作为调节信号的系统。种系统具有明显的缺点，一是很难找出能代表整个炉膛含氧量的准确测点，因而样量计测出的信号值得怀疑。二是氧量计测出的整个炉膛氧量的平均值，不能保证每个燃烧器的完全燃烧。 2. 4风量控制任务和控制方式 风量控制子回路用来满足锅炉主控制器发出的风量请求, 并维持燃烧稳定以及保证合适的风煤配比, 使锅炉燃烧系统达到最高热效率。入炉总风量等于二次风量和一次风量之和, 其中一次风量是运行中各台磨煤机入口的一次风量之和。为了测量精确, 各个风量测量信号均需要经过风温信号的修正。送风控制系统根据总风量和总风量设定值的偏差给出 2台送风机各自入口动叶开度的控制指令。对于超临界直流锅炉机组的直吹式系统设计有总风量与总燃料量信号之间的交叉限制,以确保锅炉的富氧燃烧。风量控制主要有两种基本方式: 一种是由送风机调节风量, 二次风挡板调整风箱与炉膛的差压; 另一种是由二次风挡板调节风量, 送风机调整风箱压力。 一般来说, 采用第一种方式的控制系统能够较快获得风量响应, 因为在第二种方式中, 用二次风挡板调节风量最终也要等送风机出口风压回复到稳态值才能真正获得风量。 2. 5送风机的控制 本文的分析对象是600 MW 超临界机组, 采用正压直吹式中速磨煤系统,36 只旋流燃烧器分3 层布置在前后墙, 形成对冲燃烧, 每个燃烧器配备有高能点火器及点火油枪,另外配12 只启动油枪作为低负荷稳燃用。燃烧用风分为直流一次风、直流二次风和旋流三次风。采用每层燃烧器二次风箱配风和每个油枪中心配风的方式, 在每层二次风风道上各有2 个测风装置作为计量二次风量用, 每台磨煤机入口配有风量测量装置, 每台磨煤机出口6 根一次风管道上分别装有1个可调缩孔, 二次风采用热风再循环方式。风烟系统共配备 2 台静叶可调轴流式引风机、2 台轴流式送风机、2 台的离心式一次风机、2 台离心式密封

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风机和 6 台中速辊式磨煤机、6台电子称重皮带式给煤机。本锅炉机组采用大风箱配风形式, 每层风室的二次风可以实现远方调节, 三次风挡板可以通过远方控制实现旋流强度的调节。 该机组的风量控制系统采用 2 台各带 50%额定负荷的轴流式送风机, 控制其动叶开度大小来满足入炉风量要求。送风控制系统风量调节器的给定值为总风量指令, 测量值为总风量实时信号。当总风量的实测反馈信号与总风量指令出现偏差的时候, 经过风量调节器输出后作为2 台送风机动叶开度大小的共有指令。为了尽快地满足负荷变化的要求, 并保持炉膛压力的稳定, 风量控制系统中设计有以总风量指令为前馈信号的加速校正信号通道。前馈信号和风量调节器输出的主信号在加法块中进行综合, 通过切换选择分别向A、B 送风机输出自动控制指令。为了使 2 台送风机能够带不同的负荷, 运行操作人员还可以通过送风机的手自动操作站设定1 个偏置值。本系统除了完成正常工况下的串级控制系统内回路调节作用外, 还设计有非正常工况时送风机动叶开度定向闭锁回路, 以及2 台送风机分别实现手动操作和手自动相互切换时实现无扰动的偏差平衡回路。 若是炉膛压力异常, 通过大限制块、小限制块以及切换块的限制功能来闭锁送风机动叶开度指令。例如,当炉膛压力过低时, 切换块的输入端接至S2端, 即将切换块的输出值又送回到输入端, 从而将该时刻的信号保持并输入大选块中, 此时送风机动叶位置指令在输入实际值和保持值之间选择较大值输出,使控制系统只能增加风量而不是减少风量。同理,当炉膛压力过高时, 本闭锁回路逻辑让送风机动叶开度指令在输入实际值和保持值之间选择较小值输出, 使得控制系统只能减少风量而不能增加风量。送风机调节器输出的公共指令同时送到 A 送风机和B 送风机的动叶开度控制回路, 再分别与送风机偏置信号相加或相减, 该信号经过上、下限幅块后作为两台送风机各自的自动控制指令。由送风机的M/ A 操作站可以引出偏置信号A , 它经过速率限制块后, 加至 2台送风机的动叶开度控制回路。需要指出的是, 该偏置信号对2 台送风机动叶指令的作用方向是相反的, 目的是为了在正常情况下能够调节2 台送风机的负荷平衡, 使2 台送风机的发动机电流相等。送风机偏置信号只能在2 台送风机动叶都在自动控制模式时才可以由运行操作人员进行手动改变。当2 台送风机处于手动工作方式时, 送风机的偏置跟踪回路切换到 S2 端, 使送风机调节器跟踪2台送风机动叶开度的平均值。该平均值减去 A、B 送风机操作站的手动输出信号, 即为手动方式与自动方式之间存在的偏差, 平均值加上该偏差值即等于 A 送风机的手动输出信号, 平均值减去该偏差值即为B 送风机的手动输出信号。这种设置的偏差调节程序是为了保证2 台送风机在分别投入自动时能够实现无平衡、无扰动的切换过程。若1 台送风机动叶开度控制投入自动方式, 则送风调节进入自动方式。总风量 PID 调节器可以自动补偿送风机投自动的台数改变, 即在总风量PID 调节器中不必再考虑送风机自动投入台数变化所需的增益改变。2 台送风机之间控制指令信号的差别也由偏差平衡回路连续计算来实现自动跟踪, 为处于手动方式运行的另1 台送风机投入自动做好无扰切换的准备。

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教师批阅 图6送风机动叶定向闭锁回路 2. 6轴流送风机的喘振控制 喘振是轴流风机运行中的一种特殊现象, 在进出口差压高而出口流量低的异常工况下易发生喘振。轴流风机发生喘振的原因是风机出口压力很高而风量很小, 导致风机动叶部分或全部进入失速区。其主要表现为风量、出口风压、电机电流出现大幅度波动、剧烈振动和发出异常的噪声。喘振会引起风机动叶片断裂或机械部件损坏, 所以运行中一旦发现风机进入喘振区, 应立即调整风机动叶角度, 使风机运行点避开喘振区。风机喘振跟动叶角度有很大的关系, 动叶角度越小, 越容易发生喘振。由于运行人员误操作使送风系统的挡板调节不 当或者空预器堵灰、暖风器、控制系统故障造成的挡板误动, 增大了锅炉风烟系统的阻力。 送风机的控制保护回路中, 通常可以采用2种方法来防止轴流风机发生喘振: 限制送风机动叶控制站的输出或动叶开度指令迫减。如图7所示,f 1 ( x ) 为送风机入口风量与出口压力的函数关系,当送风机出口压力的升高与送风机入口风量不匹配时, 发出 / 接近喘振区0 的报警; f 2 ( x ) 为送风机入口风量

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