＃2机组480吨cfb锅炉燃烧控制系统优化可研报告

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1、中国华电集团公司技改项目可行性研究报告项目名称：内蒙古华电乌达热电公司＃2机组480吨CFB锅炉燃烧控制系统优化的应用申请单位：内蒙古华电乌达热电有限公司起止时间：2007年3月至2007年5月项目负责人：祝学存通信地址：内蒙古乌海市乌达区光明大街1号内蒙华电乌达热电有限公司邮政编码：016040联系电话：0473—3558652传真：0473—3558677申请日期：2007年5月16目的和意义与环境是关系到可持续发展的两大问题。我国是世界上最主要的产煤和用煤大国，目前一次能源消耗中煤炭占76%，主要用于直接燃烧，且各地所产的煤的质量

2、差异很大。据有关资料统计，我国每年排入大气中的SO2和COX分别有87%和67%来自煤的直接燃烧，因此采用洁煤发电技术，是可持续发展战略对电力工业的必然要求。循环流化床(CFB)锅炉是主要的清洁燃煤设备,是国家重点发展和大力推广的环保节能项目。经过863等科技计划支持，目前国产CFB锅炉已形成规模产业，2004年仅460吨的大型CFB锅炉的订货量就近百台。但由于CFB锅炉燃烧过程是一个具有非线性、大滞后、多耦合特性的复杂过程，加上国内各厂用煤来源及用煤品质多变，使CFB锅炉燃烧过程的自动控制成为难点。目前国内已有近千台CFB锅炉投入商业

3、运行，但燃烧过程自控系统的投用率几乎为零，这不仅增加了操作难度，也使多数工业CFB锅炉系统很难实现设计要求。多年来，国内包括清华大学、浙江大学等均开展了CFB锅炉燃烧控制方面的研究，但在现场的实施效果并不理想。由于自动控制系统无法投运，进一步的优化燃烧和协调控制当然更无从谈起。但如今能源紧张，煤价飞涨，如何改善CFB锅炉的燃烧过程，提高经济效益，实现真正的清洁燃烧，无疑是一件意义重大、十分迫切的工作。厦门厦大海通自控有限公司开发的“循环流化床锅炉燃烧先进控制系统”(2005年获国家专利)已在河南新乡电厂、河南开封电厂、河南豫联电厂等13

4、.5万机组上成功地实现了CFB锅炉燃烧过程的自动控制，并列入国家2005年度重点新产品推广计划中；该系统采用独创的IFAP(无辨识自适应预估)控制技术，在国内首次实现循环流化床锅炉燃烧过程在无现场维护的情况下的长时间的稳定的闭环控制，为国内首创，并达到国际先进水平。内蒙古华电乌达热电公司2*480吨CFB锅炉自投产以来，积累大量运行、维护经验，但因为上述CFB锅炉控制难点，至今无法实现燃烧自动化，为了更好的满足电网对机组负荷调度要求的需要，改善自动调节品质，满足机组经济安全运行的需要，决定采用厦门大学专利产品“循环流化床锅炉燃烧先进控制

5、系统”，通过对本厂2*480吨CFB锅炉燃烧系统及机组协调系统的优化，实现节能和深化清洁燃烧效果，提高循环流化床机组运行水平，提高机组自动化水平。一、国内外研究水平综述1、控制技术发展概述16工业先进控制技术(APC)是近年来迅速发展的高新技术。自20世纪80年代起，以模型预测控制为主的APC技术在一些发达国家的流程工业得到较为广泛的应用，主要用以解决复杂流程工业过程存在的多变量耦合、大滞后、时变等由传统的PID控制无法解决的控制问题。采用先进控制，可以改进控制效果，增加过程的平稳性，提高控制精度。在先进控制基础上发展的工业过程的在线优

6、化技术，包括软仪表、故障诊断等技术，可有效的改进工业过程的操作水平，提高经济效益。2、国内外研究水平的现状和发展趋势从80年代开始，美、英、加、法等国专门从事控制与优化的软件公司纷纷推出自己的先进控制工程化软件包，如第一代的DMC，第二代的QDMC，第三代的PFC和RMPCT等。据不完全统计，国外有18家公司销售120多种先进控制软件。这些软件包的特点是围绕某一类型的先进控制算法（如模型预测控制算法）做工程化设计，方便先进控制器的实施，同时提供二次开发编程的软件接口，可通过二次开发实现在线的优化、软仪表和故障诊断。3、国内外研究机构或者

7、公司对本项目的研究情况从目前CFB锅炉燃烧控制来说，DCS自带的常规的控制系统由于无法克服CFB过程大滞后和煤质变化的影响，基本上无法运行。先进控制系统的研究，除我们开发的系统外，以浙江大学俞海斌[13]等人提出的模糊控制和清华大学的预测控制研究最具代表性。但后者尚未在工业装置实施，前者虽已实施，但效果并不理想。经我们委托专业机构进行的文献调查，国外关于这方面的研究报道极少，这是可以理解的，因为发达国家的能源结构是以石油为主，燃煤控制研究不为重点。但有关CFB建模和优化的研究确是热点，Weiss和Fett首次建立了将碳酸氢钠热分解的循环

8、流化床动态数学模型。随后，国内外学者的一系列工作初步建立了CFB动态数学模型的研究体系。多数模型考虑了相关的气-气或气-固化学反应，少数模型还包括了CFB锅炉的汽水系统,并在整体模型的综合方面进行了研究。但