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摘要：在燃烧多变量系统中，炉膛压力受各种扰动的影响，而这些扰动又不能完全控制，在各种干扰下，燃烧锅炉压力没有明显变化频率差异。目前主要采用炉压时域和频域分析方法，将炉压作为整体来考察不同因素对炉压的整体影响。即使采用时频分析法，燃烧锅炉压力也只分为不同的部分。因此，很难分析各种扰动与炉膛内压变化各分量之间的关系，使用时频分析方法。炉膛内采用机理分析法建立了压力数学模型，研究了锅炉落焦、塌焦、烟气排放与炉压的关系，通过对报警和炉压变化的单独分析，可以了解炉内压力的变化。然而，对该机构的分析通常需要对实际系统进行简化，并通过工程试验确定模型参数。如果实际系统与原工作站不一致，可以用模型来确定模型的参数，则模型不适合，分析结果是一个较大的误差。
关键词：煤粉锅炉；炉膛压力；波动特性
1 炉膛压力波动分析
1.1 研究对象
图1中，一次冷热空气混合后，将粉煤送入炉膛内燃烧；二次风与旋转风前体换热后进入炉膛内，为炉膛内燃烧提供氧气；锅炉尾部烟气经放空、除尘等后，与送风一起工作，引风推入烟囱，炉内可调的压力值，使炉内平衡。
1.2 燃烧锅炉压力扰动
（1）燃料干扰。锅炉的设计目的是提供恒定的燃料速度和成分，稳定的、露天的锅炉气流平衡，然后，假设炉膛内的压力不变。但是，当锅炉被充分燃烧时，这种理想的燃烧状态是无法实现的，主要原因是煤粉系统时域的波动引起燃料输送量的微小变化。由这种微小变化引起的热变化不会影响锅炉燃烧率，但足以显著改变燃烧锅炉压力。
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图1 某锅炉系统结构示意
（2）气压干扰。锅炉总风量主要由一次风量和送风量组成。供气量的变化会影响锅炉燃烧的压力变化。因此，在单回路高压控制系统中，将增压空气的体积作为指定的空气流量值，并通过引风机的输出来获得风量，从而将燃烧锅炉压力控制在合理的范围内。锅炉燃烧的单链控制系统如图2所示。
图2显示，气流的压力是与锅炉运行紧密加压相关的。但是，对煤煤运行数据的分析表明，即使锅炉运行平稳，送风量和产生风量的波动范围一般在10.0t/h和22.5t/h左右。
（3）燃烧紊乱。煤粉燃烧时放出的光、热和气体直接影响锅炉内的气体流场，进而影响炉内压力。燃烧扰动主要发生在：（1）在锅炉燃烧里烧碎煤不是一个连续而均匀的过程。如果燃烧器周围有轻微的压力扰动，火焰就会充分燃烧，火焰摆动也会控制外部压力变化，类似稳定的自激振荡；（2）煤粉质量浓度不均匀导致局部燃烧加剧，破坏局部压力平衡，引起炉压变化；（3）在温度较低、炉内煤粉浓度较高的地区，煤粉着火延迟，形成局部灭火过程。未燃煤粉堆积时，应局部排水。
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图2 炉膛压力单回路控制系统
2 试验结果及分析
2.1 独立炉压元件
燃烧锅炉压力的变化主要与燃料、风量和燃烧状态有关，燃烧状态在一定程度上由燃料和风量决定锅炉燃烧。压力波动特性分析模型如图3所示。
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图3 炉膛压力波动特性分析模型
将x3信号发送到锅炉x3后，结果如图所示。锅炉负荷相对较低，来自炉膛的压力信号显示出强烈的变化，即：代表在1（s）下采样4个，采样点为600个。
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图4 炉膛压力信号
2.2 动力放大计算
为了根据炉膛内压模型检验该方法的试验结果，得到了一次风量S2、送风S3和引风S4受到扰动时燃烧锅炉压力的频率特性（图5）。本文计算的S2、S3和S4的波动和机构法获得的动态增长如图5所示。同时，机构建模方法获得的动态效益大于机构建模获得的动态效益方法。但是，它们在一个合理的范围内，证明方法的有效性。
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图5 不同扰动对炉膛压力的频率特性
3 结语
（1）由于进排气口气体体积的变化对燃烧锅炉压力的影响是相同的，初始空气的高压效应可能是一次风变化导致煤量随时间波动，进而导致炉内热量波动的原因。
（2）与磨煤系统供煤量的波动相比，炉内压力变化与一次风量、煤粉量量和产气量的变化关系更密切，但是，在燃烧锅炉压力下，空气供给和空气空间的变化基本上是相同的，一次风量波动对燃烧锅炉压力的影响大约是设备的送风量和空气输出量的6倍。
（3）本文采用独立分量分析（ICA）分离出相当于系统断线的燃烧锅炉压力信号的独立波动分量，有效地解决了多变量耦合分析的问题。
参考文献
[1]黄勇理,刘杰,柳朝晖等.富氧燃烧电站锅炉风烟燃烧过程控制方案设计[J].动力工程学报,2019, 35（10）:786-791.
[2]李应保,王东风.一种改进型LSSVM模型在电站锅炉燃烧与优化中的应用[J].动力工程学报,2018, 38（4）:258-264.
[3]郝祖龙,郝雷,常太华等.电站锅炉炉膛压力信号的复杂性测度分析[J].现代电力,2017,24（1）:53-57.
[4]高建强,张晨.300MW机组富氧煤粉锅炉燃烧和烟气系统动态特性仿真分析[J].热力发电,2017,46（2）:94-99.