循环流化床控制策略研究

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1、循环流化床控制策略研究循环流化床控制策略研究【摘要】本文主耍从循环流化床锅炉的发展及在国内的应用状况、循环流化床锅炉数据测量和分析、循环流化床锅炉燃烧系统控制方案、循环流化床锅炉控制策略四个方面对循环流化床控制策略进行阐述。【关键词】循环流化床；应用；策略中图分类号：0434文献标识码：A1、前言随着经济的发展，能源的消耗也越来越大。循环流化床以其特点得到了广泛的应用，使能源发挥了更大的效用。二、循环流化床锅炉的发展及在国内的应用状况循环流化床锅炉（CirculatingFluid-izedBe

2、dBoiler,以下简称CFB锅炉）是一种洁净煤燃烧技术，它可以将煤矿挑选剩下的煤歼石、劣质煤、煤泥作为燃料来发电，并且可以利用肝石的自身含钙量进行自脱硫（如媒质含钙量较低，需再加入少许的右灰石控制最终的烟气含硫量），减少对环境的污染。我国对循环流化床锅炉的研究是从50年代末在中科院化学冶金研究所开始的。进入80年代中科院工程物理所、清华大学、浙江大学、华中理工大学和相关锅炉厂，相继研究开发了10t/h、20t/h、35t/h、75t/hCFB锅炉。进入90年代后，东方锅炉厂、哈尔滨锅炉厂和上海

3、锅炉厂等分别通过与美国福斯特・惠勒公司和美国ppc公司引进技术或合作生产的方式，开始生产制造130t/h、220t/h的CFB锅炉。近几年来，rtl于国家对环保的重视，对国家电力建设的相关政策进行了相应的调整,因此电力市场相继上马了一系列440t/h等级的CFB锅炉项目，该等级的CFB锅炉是以上三大锅炉厂在220t/hCFB锅炉消化的基础上，对容量进行放大国产化的CFB锅炉。目前，世界上的主要发达国家，如美国、德国、日本、法国等国家正在大力发展循环流化床燃烧技术，各种容量的循环流化床锅炉已在运行

4、。例如，已经安装在美国黑狗电厂的循环床锅炉，其蒸发量高达420t/h。而国内的科研机构，包括中科院物理所、清华大学、华中理工大学与有关锅炉厂先后研制了10t/h、20t/h、35t/h、75t/h等循环床锅炉,都已经投入运行。而由甘肃窑街煤电公司、中国科学院工程热物理研究所、上海锅炉厂联合承担的130t/h循环流化床锅炉示范项冃通过验收，这标志着我国洁净煤技术在循环流化床燃烧技术大型化方向乂取得了突破。因此，对循环流化床进行相应的控制策略研究是非常有必要的。三、循环流化床锅炉数据测量和分析1.数

5、据测量对锅炉进行长期数据跟踪测量，对数据进行稳定分析,來确保数据具有代表性。因为锅炉运行主要表现在对负荷响应方面上，所以数据包括:测量数据（机组负荷、汽包压力、主汽流量、床层压差、炉膛压差、床层温度、炉膛出口温度、一次风量、二次风量、氧量、给煤量等）；计算数据（传热系数、灰浓度等）；分析数据（煤种分析数据）等。2•数据分析对现场数据（机组负荷、床层压差、炉膛压差、床层温度、炉膛出口温度、炉膛温度、一次风量、二次风量、总风量、氧量、传热系数等）汇总显示。为了显示、分析方便,进行了数据变换处理:相对

6、值为（测量值-最小值）/（最大值-最小值）o从锅炉运行参数与负荷关系屮明显看出：循环流化床锅炉运行的复杂性（多变量、非线性、强耦合、时变性），随负荷变换各个运行参数都在变化，没有一个固定值，同时也不是简单的线性关系,各个参数又相互影响;但从图中可以看出各个参数都有大体变化趋势，作用范围。四、循环流化床锅炉燃烧系统控制方案由于CFB锅炉系统是一种分布参数、非线性、吋变、大滞后、多变量紧密藕合的控制，所以循环流化床锅炉控制系统需要完成比一般锅炉更复杂的控制任务。目前,一般可以将燃烧系统分成负荷控制系

7、统、床温控制系统、床层压差控制系统、炉膛负压控制系统以及二次返料控制系统。因为已经有了比较成熟的循环流化床模型，具体如图1所示界面。该模型是国家“九五”重点科技攻关项目的燃烧调节控制系统研究,同时结合了清华大学的仿真模型。此模型建立在Labview软件平台上，所以控制算法也建立在此平台的基础上。锅炉燃烧系统是一个复杂的对象，在其燃烧和负荷控制系统中，主蒸汽压力床层温度都受给煤量和一次风以及二次风的影响。两者成为强祸合量,常规的PID调节系统不能保证调节质量。由于模糊控制在使用中不需要建立精确的数

8、学模型，而可以基于专家的知识和经验，可以提高控制水平和运行效率，可以相对减少这种藕合的难度，因此可以采取模糊控制算法來进行。五、CFB锅炉控制策略1、锅炉主控制两炉一机的母管制机组，汽机带两级抽汽，对锅炉主控制系统而言，主要任务是采用合适的控制方式向燃烧系统、风系统发出指令，在机组变工况时,控制系统有较快的负荷响应性,在稳定工况下稳定机组运行・CFB锅炉与普通的煤粉炉的主要区别之一是CFB锅炉对燃烧的响应性较煤粉炉要慢，这就增加了控制的难度•考虑到母管制机组的特点，在设计系统时，就对锅炉主控系统