锅炉燃烧控制方案的设计和应用

赵 震

(上海宝信软件股份有限公司，上海 201900)

0 引言

随着社会经济的发展、工艺条件的约束和设备运行的需要，自动化技术的应用日趋广泛。自动化工程中广泛存在着比值控制，锅炉燃烧控制中常用的交叉限幅就是由比值控制发展而来的。通过分析以下控制策略，可以看出各种控制方案之间的发展脉络。

1 燃烧控制的主要策略

1.1 比值控制回路

一般的比例控制系统是将风量和煤量按照输入的空燃比投入锅炉燃烧。锅炉燃烧需要将空气(二次风)和煤粉按比例投入炉膛，比例控制系统如图1所示。

图1 比例控制系统Fig.1 Ratio control system

图1中，在实际应用时，还可在主控输入后面增加烟气含氧量的信号测点，串入与氧量相关的修正函数以改变空燃比设定。在许多工艺过程、化工反应过程中也经常出现这样的情况，需要按比例投入两种反应物料，如合成氨的N2和H2。比例控制系统可以保证两个PID回路的设定值SP成比例，在系统稳定后PV也相应成比例，但调节过程中也有可能出现PV不成比例。如果瞬时煤量大于风量，就可能造成燃烧不充分，从而浪费燃料，污染环境。

1.2 单交叉控制回路

在实际工程应用中，由于两个回路的特性不一致，一个快、一个慢，所以在调节的过渡过程中可能存在两种物料没有严格按比例投入的情况。当燃料超过风量时，就会引起燃烧不充分，这时就需引入交叉限幅的方法。单交叉控制系统如图2所示。

图2 单交叉控制系统Fig.2 Single-cross control system

图2中，r为输入的空燃比，主控是燃料量指令(百分比)，经计算得到理论煤量;由实测风量除以空燃比r得到实际需要的煤量，理论煤量和实际需要煤量两者取小，得到煤量设定值SP，以保证燃料量始终小于风量。……