循环流化床锅炉燃烧控制系统浅谈

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1、循环流化床锅炉燃烧控制系统浅谈【摘要】本文介绍大容量和高参数循环流化床锅炉的结构以及燃烧原理，并提出一些控制策略和控制方法。【关键词】循环流化床锅炉；燃烧原理；床温控制0引言循环流化床锅炉（CFB）作为一种新型燃烧设备，它具有高效低污染、煤种适应性好，负荷调整范围宽，飞灰和炉渣的含碳量低、运行稳定，并且对有害气体的排放进一步降低、环保效果好等优点，因此而得到广泛的推广和应用，发展前景广阔。不同锅炉厂家生产的CFB锅炉在结构、性能及调节手段等方面存在一定的差异。目前我厂两台锅炉就是由东方锅炉厂生产480T/h超高压CFB锅炉。下面结合我厂锅炉运行情况

2、就大容量和高参数循环流化床锅炉的燃烧原理和控制策略作一介绍，为今后我厂燃烧自动的投入，进一步提高自动投入率，降低工人劳动强度提供理论参考。循环流化床锅炉一般由给料系统、循环床燃烧室、高温分离装置、循环物料回送装置和尾部受热面（有些炉型与返料机构结合设置有外置流化床换热器）等组成。循环流化床锅炉燃烧系统是一个大滞后、强耦合的非线性系统，各个变量之间相互影响。有的被调参数同时受到几个调节参数的共同影响，如床层温度要受到给煤量、石灰石供给量、一次风量、返料量及排渣量等多个参数控制。因此，在构造CFB锅炉控制方案时只有抓住主要矛盾，同时兼顾各个次要矛盾，才

3、能构造出满足系统要求的控制策略。现在电力行业普遍采用将智能自动化方法及策略结合实际经验，设计控制方案，同时也证明该方法行之有效，可广泛应用于各行业锅炉的自动控制系统。1结构原理1.1基本结构循环流化床锅炉本体一般可分成两部分：一部分由炉膛、汽包、分离器、回料器等组成，形成一个固体物料循环回路；另一部分则为对流烟道，布置有过热器、省煤器、空气预热器等，与常规煤粉炉相近。外围系统和设备主要有一次风及送、及引风机，粗碎机，细碎机，给煤机，石灰石给料机，播煤风机，J阀风机，冷却排渣系统，风道点火加热系统，炉膛的密相区和二次风口还可设置助燃用的启动燃烧系统。

4、1.2燃烧原理CFB锅炉一般采用热烟气床下点火方式，在密相区和二次风口可设置助燃用的启动燃烧器和床枪。锅炉启动采用床料循环加热，即冷床料在流化并循环的条件下加热升温。启动时，最先投运风道燃烧器，以热烟气和空气混合物加热床料，之后投运启动燃烧器，使温度按照升温升压曲线上升。当床温达到500°C时，可根据需要投运投运油枪，使床温进一步升高至600°C,这时可逐步投煤。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。原煤块经过粗碎机和细碎机破碎后，通过皮带式给煤机送入煤斗。煤斗经播煤风将煤吹入炉膛。炉膛出口水平烟道内装有烟灰分离器，分离出的高温灰落

5、入灰斗，经锁灰装置和J阀回送至炉膛。飞灰通过分离器后由电除尘收集后经气力除灰送回灰库，床体下部已燃尽的灰渣经由冷渣机、链斗、斗提送入渣库。煤进入炉膛后，首先在主床燃烧。经过预热器的一次风,从炉床下风室向上进入炉膛，使床上煤颗粒沸腾燃烧，当烟气达到一定的速度，大量的颗粒就会离开床层，由烟气携带至炉膛上部燃烧，并随烟气直至炉膛出口。在炉膛出口处装有旋风分离器，对颗粒和烟气进行分离，然后进入烟道。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、空气预热器得到近一步冷却；而分离后的颗粒，下落回到炉膛继续

6、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°C的低温下得到充分燃烧，提高了燃尽度。由于炉膛内燃烧温度较低，使得NOx的生成量得到有效控制。同时此温度范围，也有利于使为脱硫而加入炉膛的石灰石颗粒在循环燃烧种与燃料种的硫化物发生反应，达到最佳的脱硫效果。2模拟量控制系统由于CFB锅炉和煤粉炉在汽水系统方面的运行监视与调整基本相同，两者的差异主要表现在燃烧系统，因此，对CFB锅炉燃烧及调节机理理解是设计机理的理解是设计自动控制系统的关键。下面主要对与CFB锅炉燃烧系统有关的控制回路

7、就地控制原理进行说明。CFB锅炉燃烧系统原理见图lo2.1锅炉负荷控制系统锅炉负荷控制系统主要用以维持主蒸汽压力，即通过调节给煤量和配风来控制主蒸汽压力。主蒸汽压力设定值与实际测量值之差通过PID运算后，结合汽包压力变化和汽轮机一级前后压力比，产生锅炉负荷信号，并作为锅炉总风量和总煤量的控制指令。2.2风量控制系统CFB锅炉的风量控制包括总风量和一、二次风量的控制（见图2）。在正常运行中，总风量依据燃料信号获得，并自动根据过量空气系数修正。总风量的改变受到风煤比得限制，这与常规煤粉炉是相同的，所不同的是一、二次风的配比。一、二次风的配比是负荷和煤种

8、发热量的函数。2.2.1总风量控制系统总风量控制主要产生正确的一、二次风量指令，主汽压力调节系统给出的风量指令和总给煤量对