大型火电厂135mw循环流化床锅炉机组控制系统设计和安装调试探究

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1、大型火电厂135MW循环流化床锅炉机组控制系统设计和安装调试探究　　摘要：介绍循环流化床锅炉的动态特征和运行参数，阐述循环流化床锅炉自动控制系统，包括给煤量控制系统和床温控制系统，论述循环流化床锅炉机组燃烧优化调整，讨论和风量仪表选型和主要热工测点布设。关键词：循环流化床锅炉；动态特性；控制系统；安装调试中图分类号：TM921文献标识码：A随着我国电力事业的不断发展，煤炭发电在国民经济中发挥着重要和基础的作用。循环流化床锅炉目前火电企业广泛采用的一种燃烧技术，它产生于上世纪70年代。它的操作运行与其它燃烧方式例如层燃炉

2、和煤粉炉等很不相同，具有大滞后、煤质多变以及燃烧过程非线性等特点。其运行中需要持续满足诸多热工参数，否则很容易出现燃烧效率低、磨损、分离效率低、回料器堵灰等弊病。因此，在设备安装和调试工作中需要充分了解其动态特性、参数要求、以及测点分布等，确保安装调试工作科学有序进行。1锅炉动态特性及参数7循环流化床锅炉采用流态化的燃烧方式，这燃烧方式介于煤粉炉悬浮燃烧和链条炉固定燃烧之间，称之为半悬浮燃烧方式。流态化燃烧情况下固体颗粒在空气的作用下处于流动状态，存在着大量的床料，在锅炉一次风、二次风的作用下处于流化状态，实现炉膛内循

3、环和外循环，实现不断的往复循环燃烧。在动态特性上主要表现在燃烧室内流化层大热容量的热平衡特性。这种特性又会随运行工况不同而变化，这些因素相互作用，给自动控制的设计和实现造成了困难。从热功参数上看，循环流化床锅炉温度一般在900℃以下，如果燃料硫分较低，床层温度可以放宽到900-950℃，需要保证床层不产生结焦。循环流化床锅炉与普通锅炉相比耦合关系更为复杂，给水流量和减温水流量与循环流化床锅炉其它变量间的耦合关系较弱，可以独立自成系统，汽包水位控制和减温水控制与煤粉炉相同，在安装和操作中可以对照参考。2循环流化床锅炉自动

4、控制系统循环流化床的燃烧控制一直是公认的难题，安装和设计中不仅要考虑温度控制，还要考虑床压调节、测量点的分布和测量元件的选择。2.1给煤量控制系统7由于循环流化床锅炉煤粒较粗，燃烧过程复杂。由于其燃烧室内的床料具有相当大的热惯性和蓄热能力，当给煤量发生改变时，对主蒸汽压力的响应比煤粉锅炉的迟延和惯性要大很多。对于135MW循环流化床锅炉，迟延能够达到5-15分钟，再加上非线性和时变特性，建立有效的预估和补偿手段非常困难。压力调节使用“直接能量平衡”的控制结构，但调节效果不太理想。根据试验结果，即使采用主蒸汽流量前馈的控

5、制结构，变负荷时主蒸汽压力的调节品质也难以得到理想效果。因此安装时机组最好可以运行在“机跟炉”方式下，由锅炉根据机组负荷指令调节给煤量，由汽轮机调节主蒸汽压力。一次风压力控制系统通过调节一次风机入口挡板的开度保持一次风压与给煤量相匹配，其设定值是燃料量指令和床温测量值与给定偏差值的函数。2.2床温控制系统循环流化床床温控制的目标是850～900℃，在这个温度范围可以实现最佳脱硫、脱硝。调节床温的手段一是通过调节给煤量；二是通过调节一、二次风的配比，后者调节能力有限，因为通过调节燃料量调节床层温度，必然使锅炉主蒸汽压力发

6、生波动，为保证床料的良好流化，一次风量必须控制在一定范围内。通过在床温的控制回路设置死区，在床温与给定值的偏差大于死区后才调整一次风流化风门。一次风流化风门的床温调节只是在上下30℃范围内，因此当床温大幅度改变时,7需要通过改变一次风压力设定值来进行联合调节。二次风控制系统的目的是为了助燃和经济燃烧，包括二次风压、二次风量控制两部分。二次风压通过调节送风机入口挡板开度进行调节，设定值是燃料量指令的函数；二次风量通过二次风档板进行调节，设定值是燃料量指令和氧量调节器输出的复合函数值。炉膛压力通过引风机入口挡板的开度进行调

7、节。为减少炉膛压力的波动，加快调节速度，需要在引风控制系统中加入送风机入口挡板和一次风机入口挡板开度的指令前馈信号。3循环流化床锅炉机组燃烧优化调整由于燃料的多样性，循环流化床在燃烧烟煤、无烟煤以及贫煤甚至劣质煤的时候燃烧效率受到影响，由于煤粉在脱硫技术不断改进7，使得循环流化床锅炉内脱硫优越性相对下降，因此在安装调试中采取有效措施提高燃烧效率是一项重要工作。影响燃烧效率的因素一般包括燃料粒径分布、风量、分离器分离效率、煤粉质量等。对燃煤粒径分布的调节要视具体的煤粉类型而定，低挥发煤粒径要小，高挥发煤粒径相对大些。提高

8、锅炉总风量可以提高燃烧效率，但提高到一定程度燃烧效率会呈下降趋势，按照以往经验，炉膛出口氧量控制在4%-6％，锅炉燃烧效率会比较高。一二次风比例会影响燃烧效率，具体设置需要考虑煤种、床温和煤粉粒径，挥发性高发热量大的煤粉，应提高一次风量，降低二次风量，反之降低一次风量，提高二次风量。床压控制方面，如果煤粉挥发性低，发热量高可以维持