循环流化床锅炉控制方案

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1、循环流化床锅炉循环流化床锅炉（Circulating Fluidized Bed Boiler,CFB）作为近年来国际上发展起来的新一代高效、低污染清洁燃烧锅炉，具有燃料适应性广、负荷调节性能好、灰渣综合利用等优点，因此在电力、城市供热、工厂蒸汽生产中得到越来越广泛的应用。但由于循环流化床锅炉的燃烧及汽水变化过程十分复杂，受影响的因素多，给煤、一、二次风，返料耦合性强，而且燃烧与汽水也存在复杂的耦合关系。此外，过程的非线性和大滞后也使对象更加复杂，难于建立精确的数学模型，这样对控制就提出了更为严格的要求。这包括两层意义：一是控制系统要有很高的可靠性；二是控制方

2、案要有很好的控制实效。基于这样两点，CFB锅炉都选择先进的DCS控制系统，特别是运用先进的控制方案，能够实现锅炉燃烧的完全自控。如下控制方案：一、循环流化床锅炉工艺流程本工艺流程的主要设备如下：循环流化床锅炉、一次风机、二次风机、引风机、螺旋给煤机、电除尘器二、 循环流化床锅炉的自动控制系统  锅炉的自动控制系统主要包括以下几个控制子系统：1.      燃烧自动控制子系统2.      炉膛负压控制子系统3.      汽包水位控制子系统4.      主汽温度控制子系统5.      汽水协调控制子系统6.      料层差压控制子系统7.      锅炉

3、安全联锁保护子系统下面将针对以上几个控制子系统进一步的描述：1、燃烧自动控制燃烧控制的目标首先是保证锅炉安全燃烧且主汽压力应稳定在设定值，其次是经济燃烧（体现为空气过剩系数恰当），对循环流化床来说安全燃烧尤为重要。安全燃烧的一个主要指标是炉膛温度分布，特别是料床温度应稳定在960℃左右，防止床温过高结焦或床温过低熄火事故。CFB锅炉燃烧控制手段通常是给煤、一次风、二次风及二次返料。一般35t/h CFB锅炉采用高温返料方式，二次返料量对炉膛温度影响不大，故不作为控制手段。控制方案采用基于人工操作经验的专家智能控制系统，较好地解决了燃烧过程的强耦合、大滞后、时变

4、性等难题。a、专家智能控制方案的思想    料床温度的平衡是通过给煤量和一次风的调节来实现的。对同一台锅炉来说，一定的负荷在一定的压力下，要稳定料床温度必须要有相应的给煤量对应，且这个给煤量相对较稳定。当然这时一次风量又必须和给煤量相匹配。据此我们可以根据负荷及主汽压力来设定给煤量——粗调，再由料床温度来细调给煤量；根据给煤量来设定一次风量——粗调，再由料床温度来细调一次风。二次风主要用于保证燃料充分燃烧，在锅炉平稳燃烧的基础上，二次风单独作为一个调节量去纠正烟气氧含量，用单回路即可较好地达到经济燃烧的目标。整个方案主要由两部分组成：一是状态推理的产生；二是现

5、场规则库（专家知识）的建立。状态推理是核心，规则库的建立是重点，专家知识的合理性直接影响控制的效果。b、状态推理负荷、主汽压力模糊化为3个量：高（H）、平稳（M）、低（L）。主汽压力模糊化为3个量：高（H）、平稳（M）、低（L）。料床温度、炉膛出口温度模糊化为5个量：超高（HH）、高（H）、中（M）、低（L）、超低（LL）。其中高、中、低为正常控制状态，超高、超低为紧急事故状态。炉膛出口温度模糊化为3个量：高（H）、中（M）、低（L）。求取料床温度变化率并模糊化为5个量：快升（FR） 、慢升（SR）、平稳（ST）、慢降（SD）、快降（FD）。其中快升、快降为紧

6、急事故状态，其余为正常控制状态。所有设定均可以在DCS组态上实时在线修改。c、控制规则库的建立针对CFB燃烧控制特点，把控制规则库的规则分为两类：(1)故障判断及事件处理规则主要应付工艺设计不佳带来的堵煤、堵灰及意外工况可能带来的熄火和结焦，规则处理一般为计算机控制加报警，以引起操作人员的足够重视。(2)正常状态控制规则正常控制状态下，按照料床温度（高、中、低），炉膛出口温度（高、中、低），床温变化率（快升、慢升、平稳、慢降、快降），组成15x15控制规则表，表格中每项代表燃烧过程的一个状态。例如：状态112表示料床温度中、炉膛出口温度中、床温变化率平稳、出口

7、温度变化率平稳。每个状态给出一个控制输出值，包括给煤，一次风、二次风。所有规则的表达方式均采用产生式规则，即每个规则都是一独立知识块，从而易于建立和修改；且每个规则的形式一致并与专家表述的方法相同，从而易于表达与理解。所有规则都以规则表形式存放，规则表内的参数可以在DCS流程图上实时在线修改。d、规则库知识的获取    所有规则来自3个方面：CFB燃烧过程运行理论；运行工程师与熟练操作人员的操作经验；工业现场实际经验摸索。另在运行过程中需不断完善规则。2、炉膛负压控制合适的炉膛负压是锅炉安全燃烧的保证，炉膛负压的控制是锅炉燃烧控制的一部分，但其具有相对的独立性

8、，可以从燃烧控制中分散出来作为一个回路