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75t/h循環流化床鍋爐控制方案
發布時間:2013-06-20 08:03 來源:未知
循環流化床(CFB)燃燒技術是最近幾十年發展起來的一種新型燃燒技術,我國在該領域的研究和生產始于20世紀80年代,CFB鍋爐在結構及燃燒方式上均與普通煤粉爐不同,因此其調節要求及調節方案與普通煤粉爐也有一定差異。循環流化床鍋爐采用布風板上床層流化燃燒方式,其燃燒調節方案與煤粉爐完全不一樣。循環流化床鍋爐作為環保鍋爐,在爐內加入石灰石進行脫硫,故流化床鍋爐必須增加石灰石給料調節系統。另外,循環流化床鍋爐煙氣中的未燃粒子經過旋風分離器后,要由返料裝置送回爐床繼續燃燒,所以循環流化床鍋爐亦必須具有返料調節系統。循環流化床鍋爐正常燃燒時需要調節一定的床層厚度,床層厚度由排渣系統進行調節,因此循環流化床鍋爐必須具有排渣調節(床層厚度調節)系統。除此之外,循環流化床鍋爐的其它調節系統與常規煤粉爐的調節要求及調節方案基本相同,包括給水調節系統、一次風調節系統、二次風調節系統、主汽溫調節系統及引風調節系統等。
1、鍋爐主控系統
根據蒸汽負荷要求,對于蒸汽負荷控制的實現,最終是通過改變燃料量來完成的。而燃料量的改變又必然將影響到鍋爐過熱器出口蒸汽壓力,并且也必將會導致爐床溫度及爐膛出口溫度的改變,故而控制系統必須考慮各參數的相互影響。
2、燃料量控制系統
鍋爐主控制系統發出的燃料量指令為總的燃料量指令,總的燃料量指令與總風量指令進行交叉限制后作為給煤量調節系統,一、二次風風量調節系統及石灰石流量調節系統的給定值。燃料量控制系統見圖2所示。
3、給煤量控制系統
燃料量控制系統得到的煤量給定值指令送入給煤量控制系統,使煤的供給量滿足機組運行要求。給煤量控制系統見圖3所示。
4、一次風量控制系統(爐床溫度調節系統)
燃料量指令控制系統發出的一次風量指令作為一次風量控制系統的給定值,與一次風量的測量值的偏差經PID運算后,運算結果去控制一次風門擋板開度,以調節送入爐膛的一次風量(一次風量測量值應考慮溫度修正和壓力修正后才能送入PID中進行運算),富通新能源銷售生物質鍋爐,生物質鍋爐主要燃燒木屑顆粒機壓制的木屑生物質顆粒燃料。
一次風量指令在進行處理時,需要考慮煤質的特性及負荷變化情況。煤種不同時,助燃空氣量會有所不同。同時,負荷變化時一次風量占總風量的比例也會發生變化。
鍋爐床溫的調節主要由一、二次風配比調節,故在構造一次風量調節系統時加上了床溫修正回路。
如果床溫偏高,增加一次風量;如果床溫偏低,則減小一次風量。而當床溫偏高,增加了一次風量,二次風相應進行增加或減小,從而達到調節床溫的目的。一次風量控制系統見圖4所示。
5、二次風量控制系統
二次風量控制系統采用串級控制系統,其目的是調節煙氣含氧量。煙氣含氧量測量值與其給定值的偏差送入主調節器進行PID運算,運算結果與總風量指令控制系統發出的二次風量指令一起進行函數處理后作為副調節器的給定值,再與二次風量測量值進行PID運算,運算結果分為兩路作為上部二次風流量和下部二次風流量的控制指令。控制系統見圖5。
6、料床差壓控制系統
對于某一特定的鍋爐,料床床層厚度與料床差壓具有一一對應關系。所以,料床床層厚度可以通過調節料床差壓來實現。在料床差壓調節系統中,料床差壓測量值與料床差壓給定值的偏差進行PID運算后,其運算結果控制鍋爐排渣機構,以使料床差壓滿足鍋爐運行要求。而料床差壓的給定值是在綜合考慮鍋爐負荷、燃用煤種等因素后得到的。料床差壓控制系統見圖6所示(原則是勤排少排)。
7、爐膛負壓控制系統
爐膛負壓測量值需經過慣性延滯處理后,與給定值進行偏差比較運算,若有偏差,則經過PID運算后,其運算結果作為引風機執行機構的動作指令,從而控制爐膛負壓以滿足鍋爐運行要求。在爐膛負壓測量點有多點的情況下,可以采取多點取中值的辦法進行信號處理。
由于一次風量和二次風量發生變化時,需經過一段時間后爐膛負壓才發生變化,表現為滯后特性,所以在此控制系統中,直接把總風量進行微分運算后作為前饋信號送人PID控制輸出中,以提高一、二次風量變化時控制系統響應的快速性。控制系統見圖7所示。
8、主蒸汽溫度控制系統
根據過熱器受熱面布置的不同,以過熱蒸汽溫度為控制參數采用串級調節系統或分段控制系統,自動調整減溫水水量,穩定過熱蒸汽溫度。對于分段控制系統,即將整個過熱器分為若干段,每段設置一個減溫器,分別控制各段的汽溫,以維持主汽溫度為給定值。
9、汽包水位控制系統
循環流化床鍋爐給水控制系統在低負荷時采用單沖量調節系統。為克服“虛假水位”現象對給水控制系統造成的不利影響,在蒸汽參數穩定、給水流量允許的情況下,給水控制系統可設計為自動或手動切換到三沖量串級調節系統。
一般在負荷大于30%時采用由汽包水位、給水流量和主蒸汽流量組成的三沖量串級控制系統來調節給水閥門,從而保證汽包水位在規定范圍內變化。在此控制系統中,汽包水位信號經汽包壓力補償后與汽包水位的設定值偏差作為主調節器的輸入信號,主蒸汽流量信號經溫度、壓力補償修正后,與給水流量信號一起作為副調節器控制系統的輸入信號,給水流量為噴水減溫水流量信號后的總給水流量。
無論是單沖量控制系統還是三沖量控制系統,測量汽包水位的變送器均為三重冗余。經過壓力補償后汽包水位信號采取三取中的方法進行信號處理,見圖9。
循環流化床鍋爐各控制系統中的各個變量之間相互影響。有的被調參數同時受到幾個調節參數的共同影響,如床層溫度要受到給煤量、石灰石供給量、一次風量、返料量及排渣量等多個參數調節。同時,有的調節參數又影響多個被調參數,如給煤量不僅影響主汽壓力,還影響床溫、爐膛溫度、過量空氣系數及S02含量等參數。因此,在構造CFB鍋爐調節方案時只有抓住主要矛盾,同時兼顧各個次要矛盾,才能構造出滿足系統要求的調節策略。
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