循环流化床锅炉控制方案(xh)

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1、循环流化床锅炉控制方案前言随着我国环保规范的发展，对环境的保护已经在电厂废物排放中开始实施连续监测处理（脱硫、脱氮），然而却是在增加投资的基础上进行的。由于煤粉炉的燃烧效率不高，使得脱硫、脱氮的成本也高，从而使能源也有部分的流失。由此，开发高效清洁的煤利用技术，是能源利用和环境保护的双重需要。在煤的清洁利用技术中，循环流化床技术由于具有上述特点而越来越多的采用。其燃烧效率高、煤种适应性强、低污染排放的特点，使其发展前景广泛。循环流化床的崛起，预示着对传统媒粉燃烧的革命性挑战。目前，CFB锅炉在发达国家已经迅速地发展，从世界第一台投运（电力行业）以来，十多年间已经有

2、约数百台CFB锅炉投产发电，大至200MW机组配套的CFB锅炉已投产多年，而且与300MW机组配套的CFB锅炉也在建设中。已发展到大容量的水平，说明CFB锅炉潜力巨大。CFB锅炉在我国的发展也很快。目前已经投运的CFB锅炉最大的容量是410T/H，是进口设备。国产最大的是220T/H。近几年来，CFB锅炉的安装台数明显增加。随着国内环保要求的不断提高，循环流化床技术已经进入飞速发展的一个重要时期。-19-CFB锅炉的基本构成与燃烧原理循环流化床锅炉一般可分成两个部分：第一部分由炉膛、分离器、回料器等组成，形成一个固体物料循环回路；第二部分则为对流烟道，布置有过热器

3、、省煤器、空气预热器等，与常规煤粉炉相近。燃烧所需要的一次风和二次风分别由炉膛的底部和侧墙送入。原煤块经过破碎后，通过刮板式给煤机将煤送入煤斗，煤斗下方有螺旋式给煤机，经播煤风将煤吹入炉内。炉膛出口水平烟道内装有多级烟灰分离器，分离出的高温灰落入灰斗。经锁灰装置和J阀回送至炉膛。飞灰通过分离器经尾部烟道受热面进入除尘器经灰沟冲到沉灰池，床体下部已燃尽的灰渣定期排放。煤进入炉膛后，首先在主床燃烧。经过预热器的高压风，从炉床床下风室向上进入炉膛，使在床上煤颗粒沸腾燃烧，当烟气达到一定速度，大量的颗粒就会离开床层，由烟气携带到炉膛上部燃烧，并随烟气直至炉膛出口。在炉膛出

4、口处一般装有多级烟灰分离器，对颗粒和烟气进行分离，而后进入烟道。为了使颗粒上升、分离，穿过并离开炉膛，要求烟气必须达到某一最小速度。分离后的烟气流入烟道，通过省煤器、空气预热器得到进一步的冷却。而分离后的颗粒，下落回到炉膛继续燃烧，再次进行燃烧上升、分离，形成颗粒循环。由于颗粒反复循环延长了在炉内的停留时间，因此，各煤种均可在850～950℃的低温下得到充分的燃烧，提高了燃尽度。因为炉膛内燃烧温度较低，使得NOX-19-的生存能得到有效控制。这个炉温范围，也有利于使为脱硫而加入炉膛的石灰石颗粒在循环燃烧中与燃料中的硫化物发生反应，达到最佳的脱硫效果。而排放的炉渣由

5、于是低温燃烧，又可重新得到利用，如水泥制品。CFB锅炉控制特点从CFB锅炉构成看，与常规锅炉不同的是增加了分离器回料系统、石灰石给料系统、冷渣器系统等。因而，有不同于常规锅炉的控制系统。CFB锅炉和煤粉炉在汽水系统方面的运行监视与调整是基本相同的，都设有汽包水位调节、给水差压调节和汽温控制，而且原理和方法都相同。两者的差异主要表现在燃烧系统上，相应的仪表监视和调节手段有较大的差异。因此，对CFB锅炉燃烧及调节机理的理解是设计监视仪表和自动控制系统的关键。根据新华公司在CFB锅炉DCS工程上取得的经验，床温、一次风量与料层差压是CFB锅炉运行监视与控制的关键。为了保

6、证物料循环系统正常运行，还必须保证返料风风压、风量正常，返料风是运行中的另一主要控制对象。另外，物料循环系统还应辅助监视分离器温度与阻力和返料器温度。下面对几个典型的CFB锅炉控制回路进行说明。床温控制-19-从燃烧反应动力学的角度看，CFB锅炉内的燃烧反应控制在动力燃烧区或者过渡区内。由于CFB锅炉内相对来说温度不高，并有大量的固体颗粒的强烈混合，因而其燃烧速率主要取决于化学反应速度，也就是取决于温度水平。换言之，床温水平是控制燃烧速率的主导因素。这是床温控制的重要性的理论依据。影响床温的主要因素有：煤种、煤量、一、二次风量、返料量和灰渣排放量等。因而床温控制是

7、一个典型的多变量控制回路。如果床温偏差大且经调整无效，应限制锅炉负荷并处理床温。床温正常后再重新带负荷。炉膛内要有效抑制NOX的生成和达到最佳脱硫效果，就必须将床温控制在一定的低温范围内（根据煤种和主机厂推荐值确定）。研究指出，脱硫的最佳温度是850～950℃。同时，由于采用了分级送风低温燃烧方式，抑制了NOX的生成。但是近期的研究指出，低温燃烧时易生产N2O，其生产量随温度的上升而急剧下降，因此，一般运行温度控制以安全运行范围内略高为宜。根据清华大学和中国科学院的传热研究，CFB锅炉中，粒子粒度小，浓度高，床温高，传热增强；气流表观速度对CFB锅炉的传热无明显作

8、用，但是作