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循环流化床锅炉(CFB)控制策略(1)

北极星电力网技术频道    作者:佚名   2011/3/16 15:08:24   

  所属频道:  火力发电    关键词:  循环流化床锅炉 控制策略

CFB 锅炉的结构及运行方式具有自身的特殊性,其控制系统需要针对相应特点进行设计。下面分别对各控制子系统予以描述。

1 .主蒸汽压力控制

采用 DEB 直接能量平衡策略。控制煤粉量来保证母管蒸汽压力恒定。燃料及风量之间设有交叉限制,以保证增负荷时先加风后加煤,减负荷时先减煤后减风。对于变频控制的给粉机进行高低速的限制。控制系统输出一前馈信号至送风控制系统,使送风量能及时跟上煤量的变化,以保持适当的风煤配比。

此控制系统通过改变锅炉燃烧平衡维持机前压力恒定,当汽机负荷改变时,风量和煤量的调节协调动作,以使锅炉快速响应这一负荷变化,同时也部分补偿了负荷变化时锅炉热量的改变。

2 . 床温控制

床温是 CFB 锅炉运行状态的重要表征参数,也是较难控制的参数之一。这是因为床温是燃料燃烧发热和床料放热综合作用的结果,而影响燃料发热和床料放热的因素较多,如燃料热值、粒度尺寸、物料流速、物料浓度、入炉风量、入炉风温以及吸热工质参数等等。

床温通过在燃烧室密相区布置多支热电偶进行测量。将多个测量值进行综合运算后得出床温表征值。 为了保证循环流化床锅炉的稳定燃烧并有利于获得最佳脱硫和脱硝效果,床温最好控制在 850 ℃ 至 900 ℃ 之间。

对于采用高温回料系统的 CFB 锅炉,循环灰 ( 回料 ) 温度与炉内床温十分接近,循环灰量不能明显影响床温且在正常运行中不单独调整 ( 保证返料风在正常范围时,循环灰量具有平衡能力 ) 。影响床温的主要因素是一次风与二次风比率和燃料量。一次风为床料提供流化动力和初始燃烧氧气,但同时对密相区有明显的冷却效果;二次风为床料提供燃尽风,从不同高度送入可均衡各段床温,二次风还主要承担调节烟气含氧量的任务。燃料量直接影响炉内发热量,与锅炉负荷相适应的风煤比是决定床温的最终因素。

为达到控制床温的目的,采取串级校正调节方式。床温信号进入床温调节器与床给定值比较所得偏差经不同的函数转换后生成校正指令分别送至一次风调节器、二次风调节器和燃料调节器对其给定值进行修正,这样通过调节一、二次风的比率来实现床温调节基本满足床温控制的要求,同时一次风量的调整还必须受安全流化风量的限制。 床温调节器输出信号转换函数考虑调节床温时对负荷的影响最小。

床温校正函数可参考同型锅炉预设,但需在锅炉运行后通过试验加以修正,最终达到床温调节的最佳效果。

3 . 床层厚度(床压)控制

在循环流化床锅炉中,床层厚度对炉内 流化状态、床温和传热效率 有直接影响,锅炉一定的负荷对应一个适当的床层厚度。

床层厚度基本同床压(或料层差压)成正比。床压控制系统的任务就是通过调节排渣量维持床料厚度在适当值。

循环流化床没有明显的流化料层界面,但有密相区和稀相区之分,床层厚度是指密相区内静止时料层厚度,一定的床压(或料层差压)对应着一定的料层厚度。在运行中,料层厚度必须控制在一定的范围内。若料层太薄,一方面炉膛内传热强度低,限制锅炉出力,对锅炉稳定运行不利;另一方面炉料的保有量少,放出炉渣可燃物含量也高。若料层太厚,料层阻力必然增加,虽然锅炉运行容易控制,炉渣可燃物含量低,但增加了风机电耗。所以为了经济运行,床压(或料层差压)控制在负荷对应的适当值 , 运行中床压(或料层差压)超过此值,可以通过放渣来调整,放渣的原则是少放、勤放,最好能连续适量排放,一次放渣量太多,将影响锅炉的稳定运行、出力和效率。

采用床压信号作为床压调节器的测量值,同床压设定值比较后经 PI 调节器运算,其输出控制底渣的排放量。

4 .燃料控制

锅炉燃料量指令是由锅炉负荷指令与实际进入锅炉的总风量取小值,并经床温控制校正信号修正后获得。锅炉燃料量指令作为燃料主控的给定值,所有输入锅炉的燃煤量测量值的总和经发热量补偿运算后所得值,与燃油折算煤量之和作为反馈值,燃料主控 PID 输出值经分配后调整各给煤机的出力,保证总热量输入满足锅炉负荷及床温调整的要求。

来源:BJX
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