第九章习题热工过程自动调节答案

第九章习题9-1单元机组汽包炉燃烧控制的任务是什么？有哪几个被控量？相应的控制变量是什么？答：锅炉燃烧过程自动控制的任务在于使锅炉的燃烧工况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。通常选锅炉负荷或汽压、烟气含氧量或过剩空气系数、炉膛负压作为被控量，选燃料量、送风量和引风量作为相应的控制量。9-2为什么要采用热量信号？理想热量信号与实际热量信号有什么不同？答：采用热量信号可以解决煤粉量的测量问题，它不仅可以反映燃料量的数量变化，而且也可反映燃料品质方面的变化，因此热量信号更能准确地反映燃烧率。热量信号DQ为蒸汽流量D与dtdPCdk之和，实际应用中汽包压力pd的理想微分难以实现，只能对汽包压力进行实际微分即微分项为dDDDkpSTSTkC1，为了准确反应燃料量，加上蒸汽流量Ｄ的负向微分信号，即DDDDdDDDkQzDSTSTkpSTSTkCDD11，使1DDTk则QDdkDQzDSTSpCDSTD11)(11实际热量信号DQz相当于理想热量信号与一个惯性环节相串联，DQz随DQ而变，但增加了一定的惯性，稳态时两者相等，DQ2能代替燃料量信号。9-3燃烧过程的控制中，如何实现风量对燃料量始终有足够富裕的操作方法？答：为实现风量对燃料量始终有足够富裕，大型单元机组的燃烧控制系统中一般都采用了燃料、送风交叉限制措施。当加负荷时，燃烧率指令B0增加，该指令不能通过小选模块，只能通过大选模块送到送风量控制子系统的副调节器PI3，增加送风量；随着送风量的增大，小选模块的输出逐渐增大，于是燃料量也不断增加，这样就实现了增加负荷时先加风、后加燃料的控制过程。减负荷时，燃烧率指令B0减小不能通过大选模块，只能通过小选模块先减少燃料量。随着燃料量的减少，通过大选模块，使送风量逐渐减少，从而实现减负荷时先减燃料、后减风的控制过程。这样就可以保证变负荷过程中有一定的送风量裕量，燃料充分燃烧而不致于发生缺氧燃烧。系统中的低值限幅模块限制送风量不低于最小允许风量Vmin；高值限幅模块限制燃料量不大于最大燃料量Bmax值，以维持锅炉燃烧工况的稳定。9-4燃烧控制系统中，常用来反映燃料量的信号有哪几种？答：常用来反映燃料量的信号：热量信号、给粉机转速、一次风量总和、给煤机转速、装煤量校正、给煤量。9-5燃料量控制策略有哪几种？答：燃料量控制的各种基本策略：（1）采用热量信号的燃料控制（2）采用给粉机转速反馈信号的燃料量控制（3）采用一次风量总和作反馈信号的燃料量控制（4）采用给煤机转速反馈信号的燃料量控制（5）采用装煤量校正的燃料量控制（6）采用给煤量反馈的燃料量控制。9-6送风量控制策略有哪几种？答：送风量控制策略有（1）燃烧率指令——风量系统。这种控制策略以燃烧率指令B0作为送风量控制子系统的定值，燃烧率指令必须同时送到燃料量系统。在负荷发生变化时，这两个控制子系统同时动作，使风量和燃料量在动态过程中有较好的配合。但在燃料侧发生扰动时不能保证要求的风量和燃料量的比例关系成立。（2）燃料量——风量系统。该系统以燃料量B作为控制系统的定值，风量V作为反馈，是一个单回路随动控制系统，该系统无论负荷变化还是燃料侧扰动都能满足风量和燃料量的比例关系，且实现简单，但要求燃料量测量准确。（3）蒸汽量——风量系统。保持V与D的比例关系，也就保证了一定的过剩空气系数，即保证了燃烧的经济性。而蒸汽流量信号D是比较容易准确测量的。由于V与D成比例只在稳态时与过剩空气系数有对应关系，燃用水分变化很大的煤或蒸汽参数变化很大时，风量V与蒸汽量D的比值就不能保证燃烧经济性，故还需采用氧量校正信号，这种系统如发生燃料量扰动，送风量调节器由于得不到燃料量扰动信号，只能得到因燃料量扰动而使烟气中含氧量改变的校正信号，因此送风量变化比燃料量扰动稍有迟延，其迟延时间取决于氧量对象和测量元件的时间常数，因而会存在风、燃比的动态误差。（4）热量——风量系统。该系统的优点是当燃料侧发生扰动时，由于热量信号能及时反映燃料的扰动，通过控制系统很快地消除扰动，基本上不会因燃料量的自发扰动造成蒸汽压力的波动。（5）氧量——风燃比系统。燃烧率指令B0一方面送燃料量控制子系统，另一方面送到风量控制子系统的副调节器作前馈信号，副调节器同时接受风量反馈信号和氧量校正信号，副调节器快速保证风燃比。烟气中氧量和随负荷而变的定值送校正调节器，校正调节器输出信号校正送风量，保证锅炉的燃烧经济性。（6）其它带氧量校正的送风量控制子系统。9-7氧量校正有几种方式？各有什么特点？答：（1）氧量校正送风量（2）氧量校正送风量给定值9-8试述引风调节子系统原则方案及改进措施。（画出方框图）。答：引风调节子系统的任务是使引风量与送风量相适应，并保持炉膛压力在要求的范围内，实现安全运行。由于送风量的变化是引起炉膛负压波动的主要原因，为了能使引风量快速跟踪送风量，可将送风量作为前馈信号引入引风调节系统。当送风量（指令）变化时，引风量（指令）立即跟随变化，而不是等炉膛负压偏离定值后再动作，从而尽可能减少负压的动态偏差。因为炉膛负压对于引风量的变化反应很快，测量也容易，所以引风调节系统一般采取以炉膛负压为被调节的单回路调节系统。原则方案如图（a）。改进措施：(1)烧过程是一个剧烈的化学反应过程，负压波动在所难免，为避免引风调节系统不必要的频繁动作，对负压偏差加上死亡限制即负压变化不大时，不做调节。(2)MFT后压力急降，为防内爆，应快关引风机入口挡板。