h循环流化床锅炉床温控制系统分析及参数优化.doc

450t/h循环流化床锅炉床温控制系统分析及参数优化
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循环流化床锅炉(CFBB)是新一代环保型燃煤锅炉,具有燃烧效率高,燃料适应性广,低污染燃烧,脱硫效率高,负荷调节性能好等优点,因此在短短几十年内得到了迅速发展。循环流化床锅炉的燃烧控制与常规煤粉炉相比较为复杂,主要是其燃烧过程是一个具有强干扰、非线性、时变、多变量相关联的过程,其主要被控对象之一的床层温度的控制是整个循环流化床锅炉控制的一个难点。本文针对循环流化床燃烧的特殊性,设计串级PID控制器来控制流化床锅炉床层温度并进行了仿真,结果表明,该控制器能达到较满意的控制效果。

1 主设备概况
保定热电厂450t/h循环流化床锅炉为东方锅炉(集团)股份有限公司生产的DG450/-1型高温高压循环流化床锅炉、全模式水冷壁炉膛、单汽包自然循环、岛式半露天布置、汽冷式旋风分离、高温回灰。锅炉设6个进料口,布置在前墙水冷壁下部的炉膛密相区,燃煤分别经6个计量式给煤机进入气力播煤装置,由给料口进入炉膛。石灰石也由给料口同时送入炉膛。系统配置2台播煤风机、2台石灰石粉输送风机、2台高温回灰用J阀回料风机。锅炉采用二级点火,即:点轻柴油-点细煤。2台床下风道点火器,4台床上点火器。
100-/0 196型高温、高压、单轴、双缸两排汽、反动式、双抽凝汽式汽轮机。
控制系统采用新华控制工程有限公司XDPS-400实现,具有数据采集系统、模拟量控制系统、顺序控制系统、炉膛安全监控系统和汽轮机数字电液调节系统等5个子系统。同时实现对电气发变线组、厂用电源系统(含起动/备用电源)和UPS及直流系统的监测和控制。
2 锅炉控制对象特性
CFB锅炉是一个多变量相关联、非线性、时变和分布参数的控制对象,各控制参数之间存在紧密耦合的关系。与常规锅炉控制对象相比,CFB锅炉的汽水系统与常规锅炉相似,控制方式也大同小异。主要不同点在燃烧系统。因此一般将燃烧系统分解为几个相对独立的调节对象,相应设置独立的调节系统。主要控制系统有负荷控制系统、床温控制系统、床层压差控制系统、炉膛负压控制系统等控制系统。本文主要研究床层温度控制系统。
床层温度是一个直接影响锅炉能否安全连续运行的重要控制参数,~900℃之间,这个温度是实现炉内脱硫的最佳温度。床温过低不但使锅炉效率下降,而且使锅炉运行不稳定,容易灭火;床温过高会使炉内脱硫效率下降,NOx的产生量大大增加,同时容易造成炉膛料床结焦,使CFB锅炉无法循环流化燃烧;若发生炉膛料床结焦的情况则必须停炉。因此床温控制在CFB锅炉中至关重要;
3 循环流化床锅炉床层温度控制方案
床温的计算
(1) 床温测点的安装。
我厂CFB锅炉中原设计中共21支双支热电偶,42个床温测点,分三排均匀布置在布风板上方,安装高度分别为30cm、45cm。后由于运行中双支热电偶损坏量过大,现已改为单支热电偶,安装在布风板上方45cm的位置,尽管单支热电偶的寿命有所延长,但是由于炉膛里的工矿异常恶劣床温元件仍然大量损坏极易损坏,因此我厂在床温计算逻辑中采用多点平均、