循环硫化床控制策略

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1、循环硫化床控制策略探讨河北电力勘测设计研究院热控田松石家庄热电厂热工专责张宏彪摘要：随着人们对环境保护的要求的日益提高，循环硫化床锅炉在国内得到了广泛的应用和发展，然而国内的控制领域对于循环硫化床的控制仍然是薄弱环节，因此如何加深对生产流程的了解、完善控制策略就进入了人们的意识日程。本文结合国内第一台投运的450r/h循环硫化床锅炉保定热电厂工程探讨了循环硫化床床锅炉的工艺流程及控制策略。关键词：硫化床锅炉(CFB)、床温、床压、控制策略一循环硫化床锅炉的发展及在国内的应用状况国外于上世纪八十年代逐步发展循环流化床

2、技术，其主要特点在于燃料及脱硫剂在炉膛内经多次循环，反复的进行低温燃烧和脱硫反应，炉内湍流运动强烈，使燃料的燃尽率达到97%以上。再者，循环流化床锅炉具有燃料适用性广，负荷调节性能好，灰渣利于综合利用等优点，因此在国际上得到广泛应用。经过近二十年的迅速发展，国外循环流化床锅炉的技术已趋于成熟。国外在CFB锅炉的发展过程中也形成了几种技术流派，比较有代表性的有芬兰奥斯龙公司（Ahlstrom，现被福斯特·惠勒公司并购）的Pyroflow型循环流化床锅炉；德国鲁奇公司开发的Lurgi型循环流化床锅炉；德国巴布科克公司的

3、Circofluid型循环流化床锅炉；福斯特·惠勒公司的整体化换热床（Intrex）；美国贝特尔实验室（Battele）的多固体型（Multisolid）循环流化床锅炉等等。我国锅炉行业采用自主开发和引进技术两种方式，经过几年的引进、开发、消化和吸收基本形成了以几大锅炉厂为首的几大流派。基本具备了410t/h及以上大容量循环流化床锅炉的国产化能力，国内掌握大型循环流化床锅炉制造技术的有：东方锅炉厂：引进消化芬兰奥斯龙公司大型循环流化床锅炉的生产技术。参考燃烧系统图第8页，共8页哈尔滨锅炉厂：1999年开始部分引进A

4、LSTOM公司循环流化床锅炉的技术。参考燃烧系统图上海锅炉厂:引进ALSTOM公司包括FLEXTECH循环流化床锅炉的全套技术。武汉凯迪电力股份有限公司：在国内外已投运的大型CFB锅炉的基础上自主开发，形成自己的CFB核心技术。第8页，共8页参考燃烧系统图近年来我国加强了燃煤污染控制的环境保护法规，污染排放罚款力度加大，使我国循环流化床锅炉市场蕴涵巨大的商机，从某种意义上来说，对环境保护的日益严格的要求促进了国内循环流化床锅炉的迅速发展。近年来随着各个锅炉厂的不断引进吸收和自主开发，在国内占领了绝大部分市场，截至到

5、目前400t/h以上的循环硫化床锅炉已有多台投入运行。二循环硫化床锅炉的工艺特点和控制过程各个锅炉厂由于引进技术的不同在设计上各有特点和优点,但总的来说燃烧和硫化过程基本相同，控制原理也基本相似。现结合我院设计并成功投运的保定工程（2X440T/H东方锅炉厂循环流化床锅炉），石家庄热电厂工程（4X410T/H东方锅炉厂循环流化床锅炉）的控制部分的设计和控制策略的设置对大型循环流化床的控制策略进行初步的探讨。CFB锅炉的燃料一般由煤和石灰石两部分组成，物料（煤粒和石灰石）由给料口进入炉膛密相区下部后，被高温物料包围而

6、迅速着火，并在燃烧室中伴以高速风流在沸腾悬浮状态下进行燃烧。同时，高温烟气携带炉料和大部分未燃烬的煤粒飞逸出燃烧室顶部，经旋风分离器分离出的未燃烬燃料由返料器返送回炉膛底部，再次进入炉膛循环燃烧。第8页，共8页通常循环流化床锅炉运行温度在850~900℃，影响炉内运行工况的主要因素有一、二次风比，给煤量，给石灰量以及排渣量等，其中一、二次风比是通过控制密相区的氧量（还原气氛）和流化程度进而调节床温，一、二次风比增加，则床温降低，反之亦然；其它三个因素则是通过控制燃烧率及床料粒度构成达到调节床温和床压的目的。从控制角

7、度讲大型循环流化床锅炉具有多参数、非线性、时变和多变量紧密耦合的特点，而且，CFB煤粉锅炉比普通锅炉具有更多的输入/输出变量，耦合关系也更为复杂。最终的投运的好坏可能与控制水平和运行人员的经验有很大的关系。控制回路设置是否适当、参数设置是否合适、合理设置各参数间的耦合关系是大型循环流化床锅炉高效安全运行的主要因素。从控制角度讲循环流化床锅炉烟风系统主要包括以下几个调节回路：锅炉负荷控制调节主汽压调节床温调节料床差压调节给煤量调节石灰石量调节总风量调节一次风量调节二次风量调节二次风压调节高压风压力调节启动燃烧器风量调

8、节炉膛压力调节底灰压力、温度调节下面将具有代表性的几个主要的调节控制回路加以说明：1石灰石量调节调节给石灰石量的目的是满足锅炉SO2排放量的要求。该系统的目的是控制进入炉床的石灰石量，是石灰石的碳酸钙与煤中的硫份起化学反应生成硫酸钙，以达到脱硫的目的。石灰石量与燃料量成一定比例（钙硫比）进行控制。第8页，共8页控制回路一般设计采用串级调节方式。上级调节器为S