对循环流化床锅炉床温影响因素的仿真3.docVIP

对循环流化床锅炉床温主要影响因素的 仿真 刘爱君 蔡宝玲 刘孝国 魏湘 西安热工研究院有限公司，陕西 西安 710032 摘要：维持正常的床温是循环流化床锅炉稳定运行的关键，本文基于北方联合电力蒙西发电厂300MW循环流化床（CFB）机组仿真系统，介绍了床温控制策略，并对影响床温的几点主要因素进行了试验分析。 关键词：循环流化床锅炉 床温控制 仿真 中图分类号： 文献标识码： 文章编号： simulation for main influencing factors to CFBB bed tempertature Abstract: Keep the normal bed tempertature is the most important thing for CFBB .the paper based on the simulation system for Mengxi 300MW CFB plant, introduced the control strategy for CFBB bed temperature and analysed main influencing factors to CFBB bed tempertature. Key worsd：CFBB；bed temperature control；simulator 1 研究背景 循环流化床燃烧是一种新型高效、低污的清洁燃煤技术，其主要特点是流化床锅炉在燃烧过程中炉膛内大量的物料被烟气携带到炉膛上部，经过炉膛出口的分离器将物料与烟气分开，并经过非机械式回送阀将物料回送至床内，多次循环燃烧。它具有燃料适应性广、燃烧效率高、氮氧化物排放低等突出优点循环流化床锅炉燃烧未得到很好的解决，限制大规模推广应用稳定主要料层差压、流化风量、床层温度循环流化床为亚临界压力中间一次再热循环流化床锅炉仿真的基于实际物理根据进行修正补充基本完全复现实际机组的工艺流程和设备逻辑关系。仿真结果显示过程现象逼真，循环流化床特有的床温床压变化、旋风分离、循环回料、内外置床燃烧、流化送粉、排渣除渣、石灰石脱硫、床体加料等燃烧特征均与实际机组相符。 3 CCS下床温控制策略 该该CFB锅炉床温以炉膛下部分差腿三个床温测点的指示为准，锅炉床温与锅炉负荷、总风量大小、床压高低等有关，影响CFB床温控制的三个主要因素，煤量、一次风量、循环灰量。 锅炉主控投入自动且锅炉变负荷时，锅炉主控指令通过F（X）函数给定燃料量设定值，根据实际燃料量反馈通过PID调节器得出给煤量指令，作用到各个给煤机，原理框图如下图一所示： 图一 给煤量指令 锅炉主控变负荷时，一次风量必需跟随给煤量的变化而变化, 以保持合适的风煤配比。一次风量的设定值由燃料量设定值和实际燃料量指令分别经过F（X）后和最小风量进行大选产生，如图二所示，该逻辑满足先加风后加煤，先减煤后减风，并保证一次风量不小于循环流化床锅炉运行的最小风量。 一、二次风的调整原则是：一次风调整流化、炉膛温度和料层差压，二次风控制总风量。在一次风满足流化、炉温和料层差压的前提下，总风量不足时，可开大二次风门，维持炉膛稳定燃烧和氧量值在正常范围内。 图二 一次风量指令 CFB床温控制的床温设定值随机组负荷的变化而不同，床温测量值取分差腿下部温度，通过PID调节，并叠加与总燃料量相关的前馈信号得出灰量调节阀指令，通过控制返回炉膛的循环灰量作为控制床温的辅助手段，其逻辑图如下图三所示： 图三 灰量调节阀指令 4 床温控制的仿真与分析 针对影响CFB床温控制的三个主要因素，以蒙西300MW机组仿真模型为试验平台，对仿真机组在额定负荷下进行单向扰动仿真试验，并对试验结果进行了分析。 4.1 煤量变化对床温控制的影响 在蒙西300MW机组仿真模型额定负荷工况下，将设计煤 量由设计参数218.2t/h减少10%，保持一次风量，循环灰量及媒质不变，床温随煤量减少的变化曲线如下图四所示。横坐标为时间（单位分钟），纵坐标为温度（单位℃），红色曲线表示床温，绿色曲线表示煤量。床温由871℃缓慢降低到838℃。当其他因素不变，煤量发生变化时，对床温的影响很大，煤量增加，床温升高，煤量减少，床温降低。 图四 床温随煤量变化曲线 4.2 一次风量变化对床温控制的影响 循环流化床中的一次风有两个作用,一是作为流化风,二是作为燃烧风。相应地一次风对床温的影响也有两个方面, 风量大, 烟气从密相区带走的热量多,造成床温下降;同时气固紊合更加剧烈,提供给碳粒燃烧的氧量上升, 燃烧放热量增加, 造成床温上升[2]。风量小，烟气从密相区带走的热量小，造成床温上升；同时提供给碳粒燃烧的氧量下降，燃烧放热量减少，造成床温下降。试验