循环流化床锅炉燃烧控制系统的分析.pdf

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1、工艺与设备建材与装饰2014年11月循环流化床锅炉燃烧控制系统的分析苏斌（中国能源建设集团湖南省火电建设公司湖南长沙410000）摘要：对循环流化床锅炉燃烧控制系统来说，其对我国的节能减排工作具有重要的现实意义，同时由于循环流化床锅炉控制对象的复杂性，所取得的研究成果对其他对象也有指导意义。本文重点就循环流化床锅炉燃烧控制系统进行了分析。关键词：循环流化床；锅炉燃烧；控制系统中图分类号：TK229.6文献标识码：B文章编号：1673-0038（2014）46-0082-02引言控制问题提供了很好的解决方案。目前，

2、循环流化床燃烧控制技术已经成为了一种相对完善并2工程概况且得到实用的燃烧技术援国内现阶段使用中的循环流化床锅炉，如图1所示，为600MW超临界CFB机组运行16h40min数其自动化程度相对较低援国内外众多学者对循环流化床燃烧控制据，机组运行工况600MW寅370MW寅600MW寅370MW的动态问题进行了相关的研究，由于目前科学技术还不够成熟因此并实验过程中即燃碳量的变化，即燃碳量在高负荷600MW稳定工未能够解决实际问题，在现场能实用更加稀少，因此相对来说意况时为19050kg，在低负荷370MW稳定工况时为

3、19100kg。义不大，控制规则的设立需要设计人员具有丰富的现场运行经验，或者通过对现场实际运行数据采用聚类融合或数据挖掘的方式建立，这需要做大量的研究；神经网络结构复杂，运算时间长，而实际控制则需要较快的速度，此问题需要解决；预测控制在循环流化床锅炉控制中的应用研究目前尚少，需要进行大量的研究工作。1循环流化床锅炉控制的研究现状当下，对于循环流化床锅炉的控制问题众多国内外的学者和图1负荷动态过程中炉膛内即燃碳量趋势图专家一般通过两方面进行研究：淤通过运用智能控制的理念，采3循环流化床锅炉燃烧控制系统的分析用预测

4、控制、模糊控制、专家系统、自适应控制等方法对循环流化床的控制进行研究；于改进现阶段被普遍采用的PID控制器，3.1协调控制系统进一步加大PID控制器的鲁棒性和解耦性能。协调控制是对于快慢2个过程的协调，通过对锅炉的慢过程和汽机的快过程的协调，在保证锅炉汽机工艺过程稳定的前提1.1改进PID控制下，尽可能快地响应电网的负荷指令。协调控制的核心策略有三当下的工业领域中，约有90豫左右的控制是采用PID控制个部分：淤尽可能地利用中间蓄热，在保证机组参数稳定在一定器来实现的，因其结构相对简单并且鲁棒性也较好。现阶段DCS

5、范围内的前提下，尽可能快的响应电网负荷指令，如何合理的运系统被一些自动化公司运用在循环流化床锅炉中，但也是通过用中间蓄热，将决定小范围负荷变化的特性；于尽可能快的调整PID控制器对其进行控制，但PID控制器的解耦性能和鲁棒性基锅炉的慢过程，锅炉调整的特性最终决定了大范围负荷变化的本上不能满足循环流化床锅炉的控制需要，因此导致这些控制特性；盂协调好快慢过程的时间，避免相互干扰影响整个系统的系统的控制性能普遍降低。稳定性。超临界煤粉直流锅炉机组协调控制系统是典型的3入31.2预测控制出模型，主要输入量是给煤量、给水量

6、和汽机调门开度，输出量控制输入结构成为预测函数控制的关键因素，对于建造的模为机组功率、主蒸汽温度和主蒸汽压力，如图2所示。型进行实时预测，因此跟踪能力和鲁棒性将会得到提高，此种方式适于控制循环流化床锅炉。采用多模型自适应方法，提出了一种多模型预估控制方案，对循环流化床锅炉的主汽温控制对象进行了研究，仿真效果良好，进而将其应用于床温控制。1.3模糊控制图2超临界煤粉炉机组的3入3出模型模糊控制作为一种智能的人工控制手段，其基本理论是以模由于CFB锅炉煤量变化到磨损为碳颗粒后燃烧放热，需要糊集合理论为基础，从而进一步

7、的模拟人的表达方式、推理方法相当长的过程，因此控制的难点主要在负荷变化过程中保证负使得智能控制，模糊控制的算法比较简单，且其性能相对优良，荷速率，满足电网需求。同理，在超临界CFB直流锅炉中，当前的具有较强的鲁棒性，对于难以运用数学模型进行精确描述、延迟燃烧发热量不是当前给煤量，而是炉膛内存储的“即燃碳”量，时间比较长的系统具有明显的特点，将会为循环流化床锅炉的“即燃碳”由给煤量和总风量构造得到，因此提出了基于炉膛内·82·2014年11月建材与装饰工艺与设备“即燃碳”能量平衡理论以机组负荷变化适应性为出发点，利

8、用响应速度都是十分明显。所以风量控制的思路为：升负荷时同时即燃碳的蓄热来维持负荷变化在整个动态过程中的能量平衡，过量加风量，通过增加燃烧速率降低炉内存储的即燃碳量，使炉因此可得如图3所示的协调控制4入3出模型。内即燃碳燃烧放热。同时增加入炉煤量使即燃碳得到补充，二者风煤合理的配合可以提高负荷的响应速率和调节精度，同时保证燃烧的稳定性。优化前和优化后风量控制模型分别为式（4