循环流化床锅炉燃烧控制系统的研究

2015-02-24郭延富

橡塑技术与装备 2015年22期

关键词：流化床炉膛蒸汽

郭延富

（黑龙江龙煤鹤岗矿业有限责任公司热电厂锅炉车间，黑龙江鹤岗 154101）

循环流化床锅炉燃烧控制系统的研究

郭延富

（黑龙江龙煤鹤岗矿业有限责任公司热电厂锅炉车间，黑龙江鹤岗 154101）

循环流化床锅炉是一种先进的燃煤锅炉，该锅炉的发展前景在业内被看好。如果循环灰量不足，就会导致床温过高，循环灰量是随着物料浓度的增加而增大的，也可以说，炉内物料浓度决定锅炉的出力。本文分析了循环流化床锅炉的燃烧控制现状，阐述了燃烧系统的调整措施。

循环流化床；燃烧；调整；控制

能源和环境问题是我们所面临的棘手问题。为了构建安全、稳定、经济的现代能源产业体系，我们要在现有的资源基础上，利用最先进的科学技术充分提高现有资源的利用率，在供热系统要使用设计新型的燃烧锅炉。目前使用最多的是循环硫化床锅炉，循环流化床锅炉具有排放灰渣，调整负荷控制系统运行时燃烧稳定性的优点，在实际运行过程中可以达到更高的效率。

循环流化床锅炉是一种低污染、高效率的燃烧锅炉，具有适应性强、燃烧效率高，范围相对较大等优点，是近年来发展起来的新型高效的燃煤技术，该锅炉的燃烧方式是处于煤粉燃烧和煤层燃烧之间的一种特殊燃烧方式，其供料设备的结构简单，并且加入炉膛的煤能够被快速地加热并且短时间内着火燃烧，同时能满足燃烧过程所需的空气量的热量，稳定运行时炉膛温度一般控制在800～950 ℃，实现了脱硫剂可以多次循环利用的要求，有利于节约原料。但是循环流化床锅炉设计复杂，还有很多问题需要进一步解决，这些问题主要是集中在燃烧系统，对其采用常规控制方案很难达到对其各项指标的理想控制。因此，研究循环流化床锅炉的燃烧调整具有重要意义。

1 循环流化床锅炉燃烧系统的控制现状

1.1 能满足负荷要求

循环流化床锅炉燃烧控制的主要目的就是确保锅炉的安全运行，由于其特殊燃烧方式，对其控制时要考虑其床层温度、床层压力和回料量各自的变化情况，另外更需要确定蒸汽压力被控变量的结合情况。燃烧系统控制技术分类为经典控制技术和智能控制技术。经典控制技术是锅炉控制的基础，智能控制主要是通过神经元来实现控制的自我调整及修正，从而达到高精确度的调整，该方法能够进行在线调整并且对模型的要求低，故很适合进行跟踪优化。

1.2 实现了锅炉运行过程的多半控制任务

经研究发现，运用分层控制的思想完成了循环流化床锅炉运行过程的多半控制任务，主要是使用传统控制系统的策略，通过优化负荷控制和排污控制等，解决了床温控制与负荷控制之间的矛盾。目前，循环流化床锅炉燃烧系统的控制系统在投运后大范围地保证了燃烧过程的平稳运行。

2 循环流化床锅炉的燃烧控制措施

2.1 燃烧系统的控制

返料系统的控制。返料立管出口处的压力低，循环回路中的循环必须克服这个负压差，在压力较低的区域自动调节，才能维持回路的压力平衡。锅炉本身在运行的可靠性方面需要完善，其燃烧系统中增加了石灰石给料调节控制系统，由于烟气中的未燃粒子要由返料装置送回炉膛继续燃烧，所以必须控制一定的床层厚度，床层厚度受到几个调节参数的共同影响，调节参数不仅影响主汽压力，还影响炉膛压力。通过调节给煤量和配风来控制设定值与实际测量值之间的差距，总风量的改变受到常规煤粉炉配比的限制。锅炉床温控制系统是控制燃烧率的主导因素，如果床温偏差大，炉膛燃烧稳定与床压近似比例关系就受到影响。

2.2 循环流化床运行系统的调整

（1）水位的调节。水位调节的目的是保证主汽量与给水量相等，防止水位波动过大导致下降管带汽。水位过高会造成蒸汽带水，蒸汽中出现汽泡满水，造成过热器严重结垢，导致管壁超温爆管，最后导致出现缺水（或满水）事故。锅炉水位应允许在正常水位线上下40～50 mm之内波动。在低负荷运行时，水位应稍高于正常水位可以防止水位降得过低；有时，锅炉负荷变化会造成虚假水位，这时由于蒸发量大于给水量，水位上升很快就要下降，当水位会出现先下降后上升的现象，需要做好监视，保证燃烧稳定。

（2）汽压调整。蒸汽压力的变化是由于锅炉蒸发量与外界负荷之间的平衡关系受到迫害被的结果。负荷变化主要取决于燃烧工况，所以蒸汽压力调节实际上就是改变燃煤量及风量。当负荷减少时需要适当的减少给水量或暂停给水，控制汽压和水位稳定在额定范围内，然后调整燃烧和给水量，如果此时水位低，应先加大给水量后适当调整燃烧；如果水位低应先增加燃料量和送风量，保持水位正常。运行人员必须及时调整控制燃烧，保证锅炉在正常工作压力下运行。调整过程要遵循富氧负压原则。

（3）蒸汽温度调整。现代循环流化床锅炉对过热汽温和再热汽温的控制十分严格的，汽温过高或过低都将严重影响锅炉、汽轮机的安全和经济性。调整汽温要注意严禁气温的大幅波动，必要的时候按要求改变掠过过热器和再热器的烟气温度来达到调整蒸汽温度的目的。

2.3 循环流化床锅炉燃烧检测系统的调整

停炉后，发现返料口对着的风帽眼全部堵塞，引发这种现象的原因由于高压力的返料风速超过了炉内的流化风速，使这部分风帽的风受到阻力。

总之，循环流化床锅炉在汽温控制和水位控制方面和煤粉锅炉基本相同，但是在燃烧系统与煤粉炉差别较大，循环流化床锅炉既要保证燃料与控制的比例，又要控制床温系统和床压系统，是一种复杂非线性系统的控制方法，其能有效改善动态性能，依据良好的稳定性达到较好的控制效果，为电力企业的发展奠定了坚实的基础。

［1］赵旺初，循环流化床锅炉在我国的现状和发展［J］. 锅炉技术，1997年02期.

［2］党黎军，循环流化床锅炉的启动调试与安全运行. 北京：中国电力出版社，2002. 8.

［3］岑可法，倪明江. 循环流化床锅炉理论设计与运行. 北京：中国电力出版社，1998. 5.

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Study on boiler combustion control system of circulating fl uidized bed

TK229.6

1009-797X （2015） 22-0140-02