鍋爐燃燒工況的穩(wěn)定和良好是提高機(jī)組運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性的可靠保證。在鍋爐燃燒設(shè)備和煤質(zhì)一定的條件下，一次風(fēng)和二次風(fēng)的調(diào)節(jié)就成為決定著火和燃盡過程的關(guān)鍵。運(yùn)行時(shí)合理調(diào)整二次風(fēng)擋板可使燃燒器保持最佳的一、二次風(fēng)配比并保證二次風(fēng)的出口速度和風(fēng)量，使風(fēng)粉混合均勻，燃燒工況良好，保證燃料正常著火與燃燒，減少燃燒損失，提高鍋爐燃燒效率。現(xiàn)以某電廠600 MW機(jī)組為例（以下簡(jiǎn)稱案例機(jī)組），分析二次風(fēng)擋板控制與運(yùn)行特點(diǎn)，某廠鍋爐是由上海鍋爐有限公司制造的亞臨界參數(shù)Ⅱ型汽包爐，鍋爐型號(hào)為：SG-2093/17.5-M913，燃燒器四角布置，切向燃燒，其制粉系統(tǒng)采用正壓直吹式，配有六臺(tái)上海重型機(jī)器廠生產(chǎn)的HPl003型中速磨煤機(jī)，布置在爐前，五臺(tái)磨煤可帶MCR負(fù)荷，一臺(tái)備用。在鍋爐的燃燒調(diào)整過程中，二次風(fēng)擋板的調(diào)節(jié)起著極其重要的作用，富通新能源生產(chǎn)銷售生物質(zhì)鍋爐，生物質(zhì)鍋爐主要燃燒木屑顆粒機(jī)、秸稈顆粒機(jī)、秸稈壓塊機(jī)壓制的生物質(zhì)成型顆粒燃料。
1、鍋爐燃燒器設(shè)計(jì)特點(diǎn)
    案例機(jī)組鍋爐在設(shè)計(jì)上采用了寬調(diào)節(jié)比型燃燒器，這種燃燒器對(duì)煤種適應(yīng)性較強(qiáng)，有較好的低負(fù)荷穩(wěn)燃能力。為了降低四角切向燃燒引起的爐膛出口及水平煙道中煙氣的殘余扭矩造成的熱偏差，該鍋爐燃燒設(shè)備最上兩層燃盡風(fēng)(OFA1、OFA2，)采用同心反切布置，具有消旋二次風(fēng)的作用，使?fàn)t內(nèi)氣流的旋轉(zhuǎn)強(qiáng)度具有一定的可調(diào)性，下部的啟動(dòng)二次風(fēng)與一次風(fēng)噴嘴偏轉(zhuǎn)154，上部消旋二次風(fēng)與最上一層一次風(fēng)噴嘴向另一方偏轉(zhuǎn)20°，采用不同的二次風(fēng)偏轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)，使?fàn)t內(nèi)空氣動(dòng)力場(chǎng)有利于穩(wěn)定燃燒，降低NOx排放和減少結(jié)渣。沿爐膛高度方向自下而上風(fēng)門編號(hào)分別為AA、A、AB、B、BC、C、CD1、CD2、CD3、D、DE、E、EF、F、FF及OFAI、OFA2，如圖1所示；其中A、B、C、D、E、F層為煤粉燃燒器層，在燃燒器噴口周圍配有周界風(fēng)，AA、BC、CD1、CD3、EF、FF層為輔助風(fēng)，OFAI、OFA2為燃盡風(fēng)，另外在AB、CD2、EF三層二次風(fēng)風(fēng)室內(nèi)設(shè)有啟動(dòng)及助燃機(jī)械霧化油槍，這三層二次擋板為油二次風(fēng)擋板，在油槍退出運(yùn)行后作為普通輔助風(fēng)擋板使用。
2、二次風(fēng)擋板控制系統(tǒng)
    二次風(fēng)擋板根據(jù)其起作用不同分為輔助風(fēng)擋板、燃料風(fēng)（周界風(fēng)）擋板、頂部燃盡風(fēng)擋板和油二次風(fēng)擋板。運(yùn)行時(shí)二次風(fēng)擋板的調(diào)整可使燃燒器保持適當(dāng)?shù)娘L(fēng)粉配比并保證二次風(fēng)出口速度和風(fēng)量，使風(fēng)粉混合均勻，以保證良好的燃燒工況和燃燒指標(biāo)，下面就分別對(duì)各類擋板的控制加以說明。
2.1輔助風(fēng)控制系統(tǒng)
    二次風(fēng)箱與爐膛的差壓控制系統(tǒng)由圖l所示的風(fēng)箱／爐膛差壓手／自動(dòng)站來實(shí)現(xiàn)。風(fēng)箱／爐膛差壓值△P的設(shè)定有滑壓設(shè)定和定壓設(shè)定兩種方式。在滑壓設(shè)定方式時(shí)，根據(jù)機(jī)組負(fù)荷的大小，即主蒸汽流量的數(shù)值經(jīng)函數(shù)處理后得到差壓設(shè)定值，函數(shù)關(guān)系如圖2所示；定壓設(shè)定方式時(shí)，由運(yùn)行操作員直接設(shè)定差壓值。差壓信號(hào)取左側(cè)風(fēng)箱／爐膛差壓與右側(cè)2個(gè)風(fēng)箱／爐膛差壓值之一，獲取其平均值，該值作為被調(diào)量。
    △P的設(shè)定值與其測(cè)量值的偏差，再加上鍋爐負(fù)荷的前饋信號(hào)，送入PID控制器進(jìn)行運(yùn)算，通過手／自動(dòng)站所得到的輸出就是輔助風(fēng)擋板控制指令信號(hào)。把輔助風(fēng)擋板控制指令信號(hào)反饋到PID控制器，使PID控制器處于跟蹤狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)手／自無擾切換。當(dāng)輔助風(fēng)擋板全部為手動(dòng)方式時(shí)，手／自動(dòng)站處于跟蹤狀態(tài)，輔助風(fēng)擋板控制指令信號(hào)為跟蹤指令。輔助風(fēng)控制系統(tǒng)為一單沖量多輸出控制系統(tǒng)，控制系統(tǒng)輸出同時(shí)控制各層的輔助風(fēng)擋板。如圖3所示。
    由圖1可以看出，該系統(tǒng)中設(shè)計(jì)了輔助風(fēng)擋板層操站，可同時(shí)操作各層四個(gè)二次風(fēng)擋板的開度。當(dāng)任一角二次風(fēng)擋板投入自動(dòng)方式后，該層操站可運(yùn)行在自動(dòng)方式。
    AA、AB、BC、CD1、CD2、CD3、DE、EF、FF層燃輔助風(fēng)擋板和油二次風(fēng)擋板可以單角手動(dòng)操作，也可以在自動(dòng)方式接受層操指令。層操站的手動(dòng)方式設(shè)定值為這層擋板開度指令的設(shè)定值。根據(jù)圖4所示的手動(dòng)／自動(dòng)切換相關(guān)邏輯控制信號(hào)決定二次風(fēng)擋板控制回路運(yùn)行在自動(dòng)方式還是手動(dòng)方式。同時(shí)，通過選擇器選擇不同工況下的跟蹤指令。
    在自動(dòng)運(yùn)行方式時(shí)，各層輔助風(fēng)擋板控制回路的信號(hào)取為圖3中輔助風(fēng)擋板控制指令信號(hào)與給煤機(jī)給煤量測(cè)量值經(jīng)函數(shù)處理后輸出值的大小的和。圖5為給煤機(jī)轉(zhuǎn)速與輔助風(fēng)擋板開度的函數(shù)關(guān)系。
2.2燃料風(fēng)（周界風(fēng)）的控制系統(tǒng)
    圖1中A、B、C、D、E、F層屬于燃煤層，二次風(fēng)室檔板用來控制燃料風(fēng)（周界風(fēng)）量，以調(diào)節(jié)一次風(fēng)氣流著火點(diǎn)，其開度由相應(yīng)的給煤機(jī)轉(zhuǎn)速來決定，是相應(yīng)給煤機(jī)轉(zhuǎn)速的函數(shù)。運(yùn)行人員可以對(duì)A、B、C、D、E、F燃料風(fēng)（周界風(fēng)）擋板進(jìn)行單層手動(dòng)操作，或投入自動(dòng)方式，燃料風(fēng)擋板的控制邏輯基本同圖4。不同的是，在自動(dòng)控制方式，若相應(yīng)層的給煤機(jī)運(yùn)行時(shí)，則對(duì)應(yīng)層的二次風(fēng)擋板控制信號(hào)大小取決于該給煤機(jī)給煤量測(cè)量值經(jīng)函數(shù)模塊運(yùn)算后輸出值的大小。而不接收輔助風(fēng)擋板控制指令信號(hào)。圖6給煤機(jī)轉(zhuǎn)速與燃料風(fēng)擋板開度的函數(shù)關(guān)系。
2.3燃燼風(fēng)的控制系統(tǒng)
    燃燼風(fēng)擋板控制信號(hào)取決于鍋爐負(fù)荷的大小。在小負(fù)荷階段，燃燼風(fēng)擋板處于關(guān)閉狀態(tài)。當(dāng)鍋爐負(fù)荷>75%時(shí)，OFAI層燃燼風(fēng)檔板全開。鍋爐負(fù)荷>90%時(shí)，OFA2層燃燼風(fēng)檔板也全開。
    運(yùn)行人員可以對(duì)OFAI、OFA2層燃燼風(fēng)擋板進(jìn)行單層手動(dòng)操作，或投入自動(dòng)方式，燃燼風(fēng)擋板的控制邏輯基本同圖4。不同的是，在自動(dòng)控制方式下，燃燼風(fēng)擋板控制信號(hào)大小取決于鍋爐負(fù)荷的大小經(jīng)函數(shù)運(yùn)算后輸出值的大小。圖7鍋爐負(fù)荷與燃燼風(fēng)擋板開度的函數(shù)關(guān)系。不接收輔助風(fēng)擋板控制指令信號(hào)。當(dāng)發(fā)生鍋爐負(fù)荷測(cè)量信號(hào)故障，或鍋爐負(fù)荷測(cè)量信號(hào)低于所設(shè)定的下限值時(shí)，燃燼風(fēng)擋板控制回路強(qiáng)行切到手動(dòng)運(yùn)行方式。此時(shí)燃燼風(fēng)擋板的開啟與關(guān)閉狀態(tài)由運(yùn)行人員手動(dòng)控制。
2.4油二次風(fēng)擋板的控制系統(tǒng)
    油二次風(fēng)擋板AB、CD2、EF控制邏輯基本同圖4。不同的是，通過選擇器選擇不同工況下的跟蹤指令時(shí)，多加一個(gè)選擇器來實(shí)現(xiàn)油二次風(fēng)擋板在點(diǎn)火時(shí)自動(dòng)開為30%。
2.5二次風(fēng)擋板的幾種特殊工況位置：
    (1)爐膛開始吹掃時(shí)，AA、AB、BC、CD、DE、EF、FF層輔助風(fēng)擋板自動(dòng)開為40%，同時(shí)關(guān)閉OFAI、OFA2燃盡風(fēng)擋板和A、B、C、D、E、F層燃料風(fēng)擋板；
    (2)爐膛吹掃完成后，AA、、BC、DE、FF、OFA1、OFA2自投自動(dòng)；
    (3)在點(diǎn)火時(shí)，AB、CD2、EF油二次風(fēng)擋板自動(dòng)開為30%;
    (4) MFT時(shí)，AA、AB、BC、CD、DE、EF、FF層輔助風(fēng)擋板自動(dòng)開為40%。
3、二次風(fēng)擋板的運(yùn)行與調(diào)整
    在實(shí)際運(yùn)行中，二次風(fēng)量主要起到擾動(dòng)混合和煤粉氣流后期燃盡補(bǔ)充氧氣的作用，它是燃料完全燃燒的關(guān)鍵，二次風(fēng)量的分配與煤種、燃燒器類型、爐型以及運(yùn)行條件等有關(guān)。在二次風(fēng)擋板的運(yùn)行與調(diào)整時(shí)應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：
    (1)根據(jù)燃料的特性，合理設(shè)定燃料風(fēng)與輔助風(fēng)擋板的開度，確保機(jī)組在最佳的風(fēng)量配比下運(yùn)行。
    開大燃料風(fēng)擋板或關(guān)小輔助風(fēng)擋板，則通過煤粉噴嘴外圍的燃料風(fēng)量增大；關(guān)小燃料風(fēng)擋板或開大輔助風(fēng)擋板，則燃料風(fēng)量減少。
    (2)燃料風(fēng)擋板的開度，由煤粉噴嘴的出力或給煤機(jī)的煤量及燃料特性等因素綜合決定。煤粉噴嘴投運(yùn)前，燃料風(fēng)擋板自動(dòng)置點(diǎn)火狀態(tài)，開度約為10%。當(dāng)煤粉噴嘴投運(yùn)后，隨著該煤粉噴嘴出力的增大，燃料風(fēng)擋板將按一定的比例相應(yīng)逐漸開大。當(dāng)煤種發(fā)生變化時(shí)，則可通過改變?nèi)剂巷L(fēng)擋板的偏置來調(diào)整燃料量與風(fēng)量的比例關(guān)系。對(duì)于燃用燃燒反應(yīng)性差，揮發(fā)分含量低的煤種時(shí)，在相同燃料量的情況下，燃料風(fēng)擋板的開度應(yīng)適當(dāng)小些，以保證穩(wěn)定燃燒；反之，對(duì)于燃燒反應(yīng)好的煤種則可以適當(dāng)增大燃料擋板門的開度。
    (3)輔助風(fēng)的調(diào)節(jié)，是根據(jù)爐膛與風(fēng)箱之間的壓差△P來進(jìn)行調(diào)節(jié)的。輔助風(fēng)擋板處于自動(dòng)控制方式，當(dāng)某層輔助風(fēng)的相鄰煤粉燃燒器處于運(yùn)行狀態(tài)，則該層輔助風(fēng)即自動(dòng)按△P進(jìn)行控制，當(dāng)與某層輔助風(fēng)相鄰的所有燃燒器（包括該層輔助風(fēng)內(nèi)的油燃燒器）全部停運(yùn)時(shí)，自動(dòng)控制系統(tǒng)將關(guān)閉該層輔助風(fēng)擋板。△P的控制值是鍋爐負(fù)荷的函數(shù)。在總風(fēng)量不變的情況下，△P越大，二次風(fēng)速也就越高；反之，△P越小，則二次風(fēng)速就越低。
    (4)油槍層的輔助風(fēng)擋板處于自動(dòng)控制方式，當(dāng)油槍在運(yùn)行中，其開度將隨油量（或油壓）的變化而同步變化；油槍未投運(yùn)時(shí)，則與其他輔助風(fēng)擋板一樣，按△P的要求參與自動(dòng)調(diào)節(jié)。
    (5)各層輔助風(fēng)擋板的開度，還可實(shí)際運(yùn)行需要，通過改變各自的偏置值來進(jìn)行調(diào)整。各二次風(fēng)擋板自動(dòng)調(diào)節(jié)過程中，將影響鍋爐的總風(fēng)量，為了維持自動(dòng)調(diào)節(jié)過程中鍋爐總風(fēng)量不變，一般來說，各二次風(fēng)擋板應(yīng)在風(fēng)量自動(dòng)（送風(fēng)自動(dòng)）投運(yùn)的情況下，方可投人自動(dòng)運(yùn)行。在手動(dòng)調(diào)節(jié)過程中，應(yīng)密切注意風(fēng)箱與爐膛差壓值，不能過高和過低。
4、結(jié)束語(yǔ)
    隨著大機(jī)組控制的精細(xì)化、自動(dòng)化程度越來越高，讓運(yùn)行人員熟悉控制邏輯，了解閉環(huán)控制對(duì)象，有利于機(jī)組的穩(wěn)定運(yùn)行。通過以上對(duì)二次風(fēng)擋板控制邏輯的分析可時(shí)運(yùn)行人員在正常運(yùn)行操作時(shí)正確調(diào)節(jié)二次風(fēng)檔板，提高機(jī)組的控制水平，保障鍋爐機(jī)組更安全、經(jīng)濟(jì)地運(yùn)行。


相關(guān)生物質(zhì)鍋爐顆粒機(jī)產(chǎn)品：
1、生物質(zhì)蒸鍋
2、秸稈壓塊機(jī)
3、木屑顆粒機(jī)