故障容错及自愈控制技术在循环流化床锅炉自动优化控制上及应用及其效果.pdfVIP

综合篇 中国石油和化工勘察设计协会热工专委会，热工中心站2011年·年会论文集 故障容错及自愈控制技术在循环流化床锅炉自 动优化控制上的应用及其效果 吴剑恒 (福建省石狮热电有限责任公司，福建石狮，362700) 摘 要。在燃用福建无烟煤循环流化床锅炉投入通用燃烧优化控制系统(Bcs)自动优化控制过程中，若发生床温测量 元件失效、断煤、返料器不平衡等故障，可能影响锅炉的安全运行甚至引发熄火停炉事故。为此，我们将动 态系统的故障检测与诊断、故障容错控制和自愈控制技术融入到BC8中，完善BCS床温优化控制模型，提高 了BCS的安全性和可靠性。半年多来的运行实践表明。在热电厂循环流化床锅炉投入BCS自动优化控制运 行状态下，发生这些常见的可控故障后可以不依赖入且能自行恢复到正常状态或使锅炉带病运行到计划检 修阶段而避免了临时停运，很大程度上保证了循环流化床锅炉的安全稳定运行． 关键词，循环流化床锅炉：BCS：故障检测与诊断；故障容错；自愈控制；优化；安全 1概述 循环流化床燃烧技术fl】是在20世纪80年代发展起来的一种新型洁净燃烧技术，其最大特 点是燃料在炉内通过物料循环系统循环反复燃烧，使燃料颗粒在炉内滞留时间大大增加，燃烧 效率显著提高：不仅如此，循环流化床锅炉还具有燃料适应性强、负荷调节性能好、氮氧化物 排放低、低成本石灰石炉内脱硫、灰渣便于综合利用等一般常规锅炉所不具备的优点，在福建 省得到较广泛的应用和推广。目前，福建省已有100多台循环流化床锅炉在运行或建设中，总容 量超过15000蒸吨，其中最大容量为1025t／h。从已经 投运的循环流化床锅炉的运行实践【24】来看，循环流化 箭承蠢量 床燃烧技术是可以较好地燃烧福建无烟煤的。 越东流量 由于循环流化床锅炉独特的流态化、循环燃烧特 培爆量 鹰力 次风量 点，决定循环流化床锅炉的燃烧过程是一个多输入、多 二次风量 t 引风■ 输出和大滞后、强耦合的复杂系统，时变性、非线性和 石灰再■ 忭■t 胞捕操雌敝雌跏挑张瑚船矾抓觚啦舡 关联性都非常强…，各变量之间相互影响，循环流化床 锅炉系统特别是燃烧系统的自动化控制非常困难，见 图1循环流化床锅炉系统控制对象图 图1。 福建省绝大多数循环流化床锅炉还采用粗放的手动操作，更谈不上自动优化运行了。手动操作模 式下的大起大落，可能造成循环流化床锅炉运行工况的不稳定，导致飞灰含碳量忽高忽低且居高 不下，结焦、熄火、爆管等事故时有发生15l。 ·—·322—— 综合篇 中国石油和化工勘察设计协会热工专妻会．热工中心站2011年·,．6．gag 为此，石狮热电公司在循环流化床锅炉燃烧系统的自动控制和优化运行方面进行积极探索 和大胆尝试，与北京和隆优化控制技术有限公司合作，在4号(7St／h)循环流化床锅炉开发并应用 BCS(BoilerOmni．potentControl optimize System，通用燃烧优化控制系统)。截至2010年6月已 连续可靠运行18个月，统计结果表明BCS长期运行自控率大于90％，单炉节能效益超过1．5％， 效果非常显著【6】。公司于2009年9月在另外3台循环流化床锅炉(1号、2号炉为35t／h，3号炉 75t／h)推广应用BCS，可提高机组效率2％以上。 由于循环流化床锅炉的流化燃烧和物料循环特性以及煤质的变化，不管我们如何加强管理 和优化运行操作，在锅炉运行中还是会经常