调整燃烧控制系统:先进和非常规的方法

结束我们关于燃烧控制系统的系列文章,这篇博客文章提供了先进和非常规的方法来调整燃烧控制系统。

通过克里斯·哈迪,克罗斯公司 2015年2月10日

用蒸汽流正火燃料

回到“燃烧器燃烧控制系统如何工作?”我写道:“所以我们通过将燃料流量乘以一个常数来将其转换为百分比。”当燃料是一致的,质量流量被正确测量时,这是标准化燃料流量的最好方法。对于#2柴油,天然气或丙烷,只需使用常数。

然而,对于热值不一致的燃料,或者只能测量体积流量而密度变化很大的燃料,在相同的燃料流量下,可能会得到明显不同的热速率。这是有问题的,因为所需的空气量是基于热速率,而不是流量。

克服这个问题的一种优雅方法是用蒸汽流量百分比归一化燃料流量百分比:将蒸汽流量百分比除以燃料质量流量,并通过一个很长的过滤器(>20分钟)使该比率运行。理想情况下,过滤器应该只在蒸汽和燃料流量显著高于零时更新。

用死带交叉限制

使用标准交叉限制方案(参考,请阅读ccs如何工作?),在两个方向上发生重大负载变化后,O2将高于配平SP;这比低氧更可取。此外,流动pv(特别是空气)通常会跳来跳去,这导致sp也会跳来跳去。由于测量噪声而不是实际的空气不足,燃料流量经常在锅炉主管下颠簸。

为了避免这一问题,同时保留交叉限制的安全效益,我更倾向于在图中修改交叉限制方案:气流SP大于锅炉主机组和燃料流量PV百分比- 1%,燃料流量SP小于锅炉主机组和气流PV百分比+ 1%。这1%的“死区”允许燃料在空气前面短暂运行1%,这远远不足以引起爆炸情况。当气流PV在SP的±1%左右反弹时,燃料流量将保持稳定。气流上的一个小信号过滤器也很有用。

启动FAR PWC

设置FAR曲线的传统方法(参考阅读如何调整ccs)是在手动空气和燃料流量的情况下,从最小值到最大值运行系统。如果之前已经对系统进行过调整,那么将这些回路设置为自动,将O2调节居中设置为手动,将锅炉主阀设置为手动是有好处的。您可以快速轻松地达到精确的间隔,因为燃料流量PID将为您做阀门调整,气流PID回路可以进行精细的空气调整。缺点是,这可能会在系统中引入完全手动不存在的振荡。

使用这种方法,每次移动到一个间隔时,将PWC的Y值设置为该间隔的燃料流量百分比,将X值设置为所需气流的质量流量单位。如果O2低于目标值,就增加X,这样气流循环就会增加更多的空气。当O2稳定在目标点附近时,你移动到下一个增量点。

当PWC调整在最大负载下完成后,将其运行回最小负载,并按照常规部分所述完成FAR调优。

提高和降低抑制

升降抑制装置阻止锅炉增加负荷,但这样做可能会导致跳闸。这可能会导致蒸汽压力的小下降,但这比高负荷跳闸后突然的大下降更可取。

提高抑制是抑制PID或A/M/Bias块提高其输出时,一个离散的外部条件存在。例如,当BFW阀门开度超过95%时,应提高-抑制锅炉主阀。与警报不同,这些条件不需要延迟。它们不会引起剧烈的动作,只是防止负载进一步增加。

建议提高抑制因素:

  • 如果出现以下情况,禁止锅炉主机组:
    • BFW阀门为>95%
    • 气流PID SP已达到最大值
    • 气流PID输出已达到最大极限
    • 燃油流量PID SP已达到最大值,或
    • 燃油流量PID输出已达到最大极限。
    • 任何其他限制,如风箱压力,炉膛压力,温度等。
  • 如果auto中所有的锅炉主都被抑制或处于最大值,则抑制工厂主。
  • 如果从流回路输出为最大值,则抑制三元鼓主级PID回路输出。

当空气处于最小值(SP或输出)时,您应该降低抑制O2-trim PID环路。

不要走不安全的捷径

油气燃烧器ccs使用与任何其他过程控制配置相同的块,但以一些不寻常的方式安排它们,以便锅炉主、燃料流量和气流都以百分比匹配,这使得交叉限制更容易。

O2在炉出口是一个关键的测量-它是用来保持一个适当的FAR在不同的条件下。

确保在开始之前已经准备好了调优CCS的一切。然后,在手动中从最小到最大运行燃烧器并捕获数据。使用该数据集、FAR PWC曲线和输出设备曲线。一旦这些曲线设置好,运行燃烧器回到最小值,除了锅炉主在自动检查曲线。这也是一个很好的时间来调整PID回路整定。

在交叉限制逻辑中添加一个死区,以帮助稳定燃料流量和锅炉负荷。使用不一致燃料的燃烧器可以从自动正常化燃料和蒸汽流量百分比中受益。当达到极限时,上升抑制回路,以避免不必要的起下钻。