循环流化床锅炉模拟皇控制方案探讨.pdfVIP

循环流化床锅炉模拟量控制方案探讨 武建强，张 清，姜锋平 (浙江中控技术股份有限公司，浙江杭州 310053) 【摘 要】循环流化床锅炉 (CFB)与常规煤粉炉在系统结构与控制方案方面有着很大的区 别，特别是在燃烧侧的模拟量控制系统方面.本文分析了CFB锅炉在燃烧方面的特殊性，并 结合浙江中控技术股份有限公司的AdvanTrol-Pro控制系统，详细介绍了其在CFB燃烧控制 方面的特色。 【关键词】循环流化床;模拟量控制;DCS 1. 概述 循环流化床 (CFB)燃烧技术是近几十年来发展起来的一种新型燃煤技术，由于其在许 多方面具有其它燃烧方式无可比拟的优势，例如，燃料适应性广、燃烧效率高、污染物排放 量低、负荷调节范围宽等，近年来发展很快，机组容量越来越大。但是，由于其燃烧方式和 机理与普通煤粉炉有着很大的区别，系统比较复杂，辅机设备多，控制对象多，各参数相互 间的联系和祸合性强，这使得循环流化床锅炉控制系统更加复杂。而且，由于循环流化床燃 烧技术发展很快，运行经验不多，各锅炉制造厂家的型式有着很大的差别，所以，对于CFB 控制系统的研究必须考虑多方面的因素，并且在实际运行中不断地改进。本文主要从循环流 化床锅炉与普通煤粉炉的异同出发，分析其控制方面的特点及相应的解决方案。 2. 循环流化床锅炉控制的技术特点及主要难点 与常规煤粉炉相比，就系统组成而言，循环流化床锅炉的汽水侧系统没有太大的区别， 差别主要体现在燃烧侧方面。所以本文主要从燃烧侧的模拟量控制系统出发，分析循环流化 床锅炉的一些特色及应特别注意的地方。 循环流化床锅炉主要由燃烧系统、气固分离循环系统、对流烟道三部分组成。其中燃烧 系统包括风室、布风板、燃烧室、炉膛、给煤系统等几部分;气固分离循环系统包括物料分 离装置和返料装置两部分;对流烟道包括过热器、省煤器、空气预热器等几部分。因为循环 流化床锅炉的主要特色是流化与循环两个方面，相应地，其控制系统也在以下方面有较为明 显的区别。 (1) 床温控制系统 床温控制系统是CFB特有的一个非常重要的控制系统。所谓床温 (也叫料层温度)，是 指燃烧密相区内流化物料的温度。它是一个关系到锅炉安全稳定运行及脱硫效果的关键参 数。CFB锅炉的典型特征是在整个负荷范围内床温保持不变，一般控制在8500C-950℃之间。 温度过高，容易使流化床体结焦造成停炉事故;温度太低，则易发生低温结焦及灭火。而且， 床温直接影响着炉内脱硫和降氮的效率。 影响床温的因素很多，如燃料量、风量、返料量等，凡是影响负荷变化的因素都会对床 温产生影响。床温可通过改变一、二次风的比率调节。CFB锅炉的一、二次风量占总风量的 90%以上，不仅满足锅炉燃烧的需要，而且参与床温调节。增大一次风量，减小二次风量， 可降低床温，反之床温提高。还可以能过调节燃料量与返料量来调节床温，增加床料量或石 灰石量，提高物料循环量，可降低床温，增加排渣量，可提高床温。 (2) 床压控制系统 床压 (即料层差压)是表征流化床料层高度的物理量，通常指风室与燃烧室上界面之 间的压力差值。由于料层高度与料层差压成正比关系，所以在运行中都是通过监视料层差压 值来得到料层厚度大小的。料层差压对流化床锅炉的稳定运行有很大影响，料层过薄，料层 容易被吹穿而产生沟流、流化不均而引起局部结渣，难以形成稳定的密相区，同时还会造成 放渣含碳量高，燃烧不完全，增加了灰渣热损失。料层过厚会增加风机电耗，气泡增大，流 化质量下降，底部大颗粒物料沉积，危及安全运行，使锅炉效率下降。 锅炉运行中，料层差压是通过调节排渣量来维持的，当然，根据不同类型锅炉的排渣 方式，料层差压的具体控制方式也不同。 (3) 炉膛差压控制系统 炉膛差压是表征流化床上部悬浮物料浓度的量，通常指燃烧室上界面与炉膛出口之间 的压力差。炉膛差压值越大，说明炉膛内的物料浓度越高，炉膛的传热系数越大，则锅炉出 力越强，反之，则锅炉出力降低。 控制炉膛差压主要靠调整循环灰量来实现，当循环灰量少，炉膛差压小，床温偏高， 不能满足负荷的需要时应适当增加二次风量及给煤量，这样炉膛上部颗粒浓度增加，燃烧份 额也得到增加，水冷壁的吸热量增加，旋风分离器入口物料浓度增加，物料循环量增加，负 荷增加。有时因燃料含灰量高，循环量逐渐增大，床温过低燃烧无法维持，这时应放掉一部 分循环灰，来降低炉膛差压。 (4) 返料控制系统 返料系练也是