130t循环流化床锅炉自动控制方案(超实用)Word文档下载推荐.doc

130t循环流化床锅炉自动控制方案(超实用)Word文档下载推荐.doc

《130t循环流化床锅炉自动控制方案(超实用)Word文档下载推荐.doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《130t循环流化床锅炉自动控制方案(超实用)Word文档下载推荐.doc（22页珍藏版）》请在冰点文库上搜索。

主汽温偏低时，关小二次返料灰阀，增加二次返料量（主汽温亦属定值控制）。

4.稳定炉床温度：

CFB锅炉稳定运行与否关键是炉床温度是否稳定。

炉床温度稳定范围在850℃～950℃，并不需要定值控制。

炉膛出口温度要视负荷大小而定：

一般主汽流量120t/h时为840℃～850℃，100t/h时为810℃～830℃，低负荷70t/h时为650℃～700℃，也不需定值控制。

控制的关键是使炉膛出口温度及炉床温度在稳定负荷下基本稳定，而看其变化率来进行控制（使其在一段时间内变化率尽可能小）。

控制中最担心的紧急情况是断煤引起床温快速下跌导致熄火或煤风比太大，床温上升过快导致结焦（超过1100℃）。

稳定床温及炉膛出口温度方法：

可在小范围内改变煤量或风量（主要是一次风），原则上是温度上升则减煤或加风，温度下跌则加煤或减风。

满负荷运行稳定负荷下，一次风基本开满（即在最佳值）操作工一般只通过增减给煤量来调节（小范围内改变煤量），并做到“少量多次”原则，稍调一下，看一下温度（床温及炉膛出口温度）变化趋势，再决定下一步操作。

控制重点：

掌握炉床温度，特别是炉膛出口温度变化趋势提前控制，并密切注意操作后效果。

5.稳定床温操作经验：

（a）炉膛烟气氧含量反应极为灵敏，是判断是否断煤的主要过程参数，正常工况下氧含量值在4～5，变化超过1则可判为断煤。

（b）嵊州厂3#炉的氧化镐氧量分析仪工作不稳定，实际操作中采用炉膛出口温度，此参数反应也能直接反应炉膛内煤燃烧情况，操作人员主要看这个参数（同时结合床温）来控制给煤量大小，判断是否断煤。

这是跟普通锅炉床温控制方案不同的地方。

（c）烟气氧含量增大超过1，或炉膛出口温度下跌快（达1℃/1～2s）,床温跟着下跌时，则首先判断为断煤。

措施：

方案1：

先加煤，再通煤，通煤后看炉膛出口温度，如稳住 有上升趋势时,则减煤至原先值。

方案2：

先加煤，再看炉膛出口温度是否稳住有上升趋势， 如是则稍减煤（比原值高），如否，则通煤，通煤后同方案1。

方案3：

先通煤，看出口温是否稳住有上升趋势，如是，则 稍加煤，过一小段时间（看温度上升情况），再减 煤至原先值，如否，则加煤稍大，再通煤，至温度 有上升趋势，再减煤至原先值。

一般情况下，我们认为方案1较好，它能最快地使温度稳住上升。

（c）如炉膛出口温度较稳定（符合稳定负荷工况要求，但床温太高（〉950℃）或太低（〈850℃）则①操作返料阀，太高则关紧些，太低则开大些。

②小范围调节一次风量，太高则开大些，太低则关小些。

（d）如炉膛出口温度、床温均稳定，但偏低或较平稳缓慢下降，则考虑小范围内增加给煤量至同时稳定有上升趋势时，则稍减煤，使其稳定。

（e）炉膛出口温度太高（较稳定），床温也偏高，则考虑稍减煤量，使其稳定。

（f）炉膛出口温度太高，床温偏低（均稳定），可考虑小范围内关紧二次返料灰阀。

（g）炉膛出口温度平稳缓慢上升。

床温平稳缓慢下跌，且均在正常范围内，则考虑为正常，不操作（一般在通煤后较常见），最后系统会自动达到一新平衡值（同一批煤，煤质也会稍有差异）。

（h）出口温度较平稳或平稳缓慢上升，床温下降较大，则

（1）床温还较高，则不动作，系统可能会自动达平衡值。

（2）床温下降至某一低限值，则小范围打开返料灰阀，抬高床温。

（i）上次操作情况会给工况带来一定的影响，因此看现象判断时，要考虑上次动作的滞后效应。

6.炉床温度及炉膛出口温度与负荷同时波动并相矛盾时，原则上应首先保证炉床温度及炉膛出口温度在规定范围内稳定，然后再调节负荷。

7.紧急情况：

正常运行时，如发现炉床温陡高（1～2℃/1s）且超过950℃，则立即减煤或停煤加风，这多是由于控制不当使燃烧室积煤太多造成，待温度恢复正常后，再加煤继续调整，恢复负荷稳定床温。

如发现结焦，则立即停炉，如发现炉膛出口温度及床温下降过快，则按5中（b）情况处理。

8.二次返料变化会影响床温及炉膛出口温度，启动初期，一般不调整返料量，一般低负荷时也较小。

待负荷增加时，将逐渐增加返料量。

正常运行时，一般控制在最佳返料量。

（最佳返料量的确定）

9.针对不同的煤种及负荷条件，一次风维持燃烧室流化状态及适当的床温。

二次风控制总风量，保证炉膛内燃料燃烬，并有10%左右过剩空气量，根据煤种及程度不同，达到满负荷时，一次风约占总量的50～60%，二次风占40～50%。

10.料床差压一般满负荷时控制在7600Pa，降负荷后一般在7000Pa左右，满负荷一般25～30分钟排渣一次来控制料床差压（人工排渣）。

每次放一车（300Pa左右）排渣后料床温度也下降，可通过加煤来补偿（一般操作工操作时不补偿）。

11.汽水系统。

主要维持汽包水位在规定范围内±

50mmH20。

一般情况下，操作调节给水流量大体与主汽流量相当（同时看汽包水位值），利用三冲量（汽包水位、主汽流量、给水流量）来调节。

给水量管路太细，所以有时要通过旁通阀人工调节。

其它炉共用一给水总管，有时需要二炉协调给水。

（二）、降负荷

1.时间：

一般在晚上10:

00、10:

30降至低负荷，操作工一般提前降下来。

2.步骤：

先减煤，看床温及炉膛出口温度有下降趋势，再减风，再减煤，再看趋势再减风，直至降至规定负荷。

做到少量多次，走一步，看一步。

3.减的幅度要小，看主要参数变化再进行下一步操作。

主要参数为炉膛出口温度及床温。

原则上，随给煤量减少，炉膛出口平稳下降，床温基本稳定。

4.自控设计中，可以连续减煤，同时减风，同时看炉膛出口温度及床温作为主要监视参数，出口温度下降变缓或反而上升趋势时，或床温有上升趋势时，则减少一次风下降速率，煤维持原速下减。

若床温下降较快，则暂时停止减煤或稍加煤，待床温稳定后再减。

5.降负荷中要特别注意断煤情况的出现（炉膛出口温度下降速率变快）。

6.降负荷中允许汽包压力及主汽温度稍有下降，且稳定在一稍低值。

7.降负荷最担心的是断煤或给煤过多引起结焦。

8.降负荷在降煤、降风同时随主汽流量下降同时降给水流量。

降负荷初一般先关死减温水电动门，维持主汽温度，待降负荷完毕后再打开。

低负荷下减温水流量维持在较低水平。

（三）、升负荷

一般在早上7:

30、8:

00中升负荷完毕（操作工一般提前升完）。

2.步骤与降负荷相反。

先加风，再加煤，看炉膛出口温度及床温变化趋势，有上升趋势再加风、加煤，直至升完。

3.与降负荷中的3、4、5、6、7刚好相反。

4.升负荷中在加风、加煤同时随主汽流量上升，同时加大给水流量。

三、锅炉自动控制系统的构成

循环流化床稳定负荷下的自动控制系统由以下几个子系统组成：

燃烧控制系统，主蒸汽压力（母管压力）调节系统，主蒸汽温度控制系统，气包水位控制系统及料层差压控制系统和炉膛负压控制系统，循环流化床运行的特点是维持炉膛稳定的温度分布，维持稳定的床温及床高。

1、燃烧控制系统及主蒸汽压力（母管压力）调节系统

以上绘出了燃烧控制系统的大致的框架，包括了各种主控参数及中间控制参数，调节手段及各种扰动。

控制规则库则体现了需要总结整定的控制规律，循环流化床控制的特点是保持床温的稳定，避免结焦与熄火的意外发生，因此原则上是先稳定住循环流化床的运行工况的前提下，再考虑3号炉所带负荷的调节，如开关K所体现的。

K接通相当于接上外环，主要克服由于并行运行制，带来的主管压力的扰动。

控制规则库与床温和炉膛出口温度，相当于内环，用来克服堵煤异常情况和给煤质与量的不均匀。

一次风的重要作用是保持床的正常流化状态，避免局部超温结焦现象，因此与给煤有一个恰当的比例关系，一般并不随意变动，二次返料量决定了冷灰再入炉膛的量，对床温及负荷出力也有很大影响，一定负荷与煤种也有一个最优量，因此也不随意变动，以上一次风及二次返料量，只在床温或炉膛出口温度临近临界范围时，才有必要做微量的调整。

另外烟气含氧量，主要通过二次风微调，以达到相应负荷下的经济燃烧。

2、主蒸汽温度控制系统

蒸汽温度控制由于过热蒸汽温度测点在过热蒸汽出口处，存在着大的传递滞后与容量滞后，而一般靠减温水控制容量滞后也很大。

因此对这样系统，一般控制的波动很大，过热蒸汽温度受到烟气量，烟气温度和蒸汽流量的扰动影响，特别是烟气中的固体颗粒浓度对过热器的传热系数有显著影响，而这是与二返料量密切相关的。

但烟气量，温度及返料量都不能做为调节手段，因此只能由前馈消除它们的干扰。

过热器温度调节系统如下：

图中的前馈环节，根据经验给出减温水设定值，由T1、T5在此基础一定范围内调节。

由于设计上，减温水的管径小，减温水调节存在着几条非常的操作规则。

1、当给水一次门开度一定，给水二次调节阀减小或增长，则与减温水调节阀增大或减小有相同效果。

2、当减温水量跟不上时，开减温水旁路，关给水二次电动调节阀，关给水二次隔离阀。

3、当减温水量无法再增大，而主蒸汽温度仍居高不下时,不得不减小二次返料量，此时重新调整床温与蒸汽温度稳定，负荷出力被迫降低。

附：

给水系统管路图

3、汽包水位控制系统

汽包水位控制系统可以采用三冲量基础上的串级控制系统。

操作工的操作方式也体现在上述串级控制系统，内环操作较频繁，让给出流量追踪主蒸汽流量只有在汽包水位临近高低限，且趋势仍应是向外走时，才做外环调节，但操作工的操作频率比较低，调整幅度较大，汽包水位经常偏出高低限，由于汽包水位有一个较宽的范围，因此采用规则控制可以控制，对测量的干扰更有适应性。

因此外调节器拟用规则调节器。

4、料层差压控制系统

现在只能采取间隙排渣手段：

5、炉膛负压控制系统

炉膛负压控制系统与一般锅炉的没有什么本质区别：

为了防止炉膛正压的出现，保证安全运行，可以在总风量增加动作前，让引风提高动作。

6、执行机构的讨论

130t/h循环流化床锅炉上的仪表控制执行机构，虽然大部分都有4～20mA标准信号的接口输出，但仪表控制输出大多直接控制电动阀的正向导通与反向导通。

对于炉膛负压控制系统，可以采用下列形式，只输出开关量信号，更接近操作工的运行方式：

7、结焦现象产生的原因与防止

结焦的直接原因是局部或整体温度超过灰熔点或烧结温度。

局部超温结焦，一般是床层流化状态不好,大灰渣沉抱团。

高温结焦，一般是床料中含碳量过高，未能适时调整风量或返料量来抑平床温。

稳定工况运行时，可能引起结焦的主要是堵煤后，煤补偿过多，当床温恢复高时，燃烧加速，而没有采取正确措施来抑平床温。

结焦一般发生在升降负荷时，给煤量无法准确检测，床层里积累的碳量太多，一次风没有正确地配合。

由于结焦现象是一个自加速的过程，因此一定要在升降负荷及稳定运行时保证正常的床温稳定，一旦床温达到快速上升2℃/s以上，结焦现象常已不可挽回。

四、锅炉燃烧规则控制方案

（一）、控制目标分阶段实现

　　由于燃烧控制的复杂性，鉴于目前热电厂操作及工艺运行的现状，我们提出其燃烧控制进行控制目标分阶段实现。

其原则是首先能安全、稳定地控住，其次再进行控制参数优化，控制手段细化及扩大控制范围（指升降负荷）。

（1）首先是保证床温及炉膛出口温度平稳，控制在要求的范围内，保证燃烧工况稳定（也即在稳定负荷下至少达到目前操作工的操作水平）。

（2）在床温、炉膛出口温度控制平稳的基础上，工作一段时间后，通过运行中不断积累经验，得到各种负荷下的各参数最佳值，再作控制方案的细化、优化，我们认为比较合理（可以充分利用计算机采集，处理分析运行中各种数据的能力）。

目前看操作工操作所得的经验，只能是粗框架的指导性的得不到细化的控制量。

　　（3）在取得大量经验，床温、炉膛出口温度平稳的基础上，再加上主汽压力控制，保证主汽压力稳定。

（4）在上面的基础上，再配上控制所需的各种测点及执行机构（如返料差压检测，自动执行阀、冷渣器、自动排渣机构，给煤机结构合理改造及提供给煤量监测反馈信号，比较准确的O2量检测元件等）再进行优化，提高对煤种、煤质的适应性，使各种控制参数都能稳定在最佳值附近，床温也能控制在一个较优的稳定值上（对燃烧、脱硫最佳），且实现经济燃烧。

（5）在稳定负荷控制平稳的基础上，再进行升降负荷的计算机控制。

（二）、本阶段燃烧规则控制的初步方案

本阶段的目标是保证炉床温度及炉膛出口温度能稳定在工艺要求的范围内。

床温、炉膛出口温度稳定在要求的范围内是锅炉能正常、安全、经济，燃烧的表现和关键，也是目前操作工主要的控制目标。

热电厂130t/hCFB锅炉、床温工艺要求在850℃～950℃，炉膛出口温度视负荷大小而定，一般蒸汽流量120t/h时为840℃～850℃，100t/h时为810℃～820℃，低负荷70t/h时为650℃～700℃。

工艺要求控制目标为床温及炉膛出口温度能稳定地处在要求范围之内即可，不需要定值控制。

控制方框图在前面方案中已给出，其中的规则库设计如下：

床温、炉膛出口温度模糊化量为三个值：

高、中、低

其变化率的模糊量为五个值：

快升、缓升、平稳、缓降、快降。

根据工艺情况及目前经验，作如下设定

床温（T床）高930～970℃

中870～930℃

低820～870℃

炉膛出口温度按负荷不同设定不同

床温变化率

ΔT床　快升+0.5～2℃/1SΔT出口快升1℃/2S～1℃/1S

缓升+1℃/5S～1℃/2S缓升1℃/3S～1℃/2S

平稳-1℃/5S～1℃/5S平稳-1℃/3S～1℃/5S

缓降-1℃/2S～1℃/5S缓降-1℃/3S～1℃/5S

快降-2℃/1S～-1℃/2S快降-1℃/1S～1℃/3S

　　这种设定只是目前经验总结，在以后运行中可作修正。

　　针对CFB燃烧控制特点及热电厂现状，把规则控制库中规则分为两类1）故障判断及事件处理，2）较平稳状态控制。

1.故障判断及事件处理

故障判断及事件处理主要应付目前工艺设计不佳带来的堵煤,堵灰及意外工况可能带来的熄灭或结焦状况，一般采用计算机控制加报警，同时控制系统具有方便的手/自动无扰动切换功能，操作工可根据需要进行手/自动切换操作。

　　主要规则有：

（1）烟气氧含量增大超过1（或ΔT出口快降且ΔT床平稳、缓降或快降）

　　判断：

断煤

　　操作：

断煤报警，提示操作工通煤，同时加煤约50%，通煤后，烟气氧含量有下降趋势，（或炉膛出口温度及床温稳住或有有上升趋势时），则减煤至原先值，操作完成。

（2）T床＜820℃且ΔT床缓降、快降

T床＞970℃且ΔT床缓升、快升

报警。

T床＜820℃且ΔT床缓降,快降，有可能导致床温太低而熄灭（尤其是降至700℃以下）此时减风10%，稳住床温，并使之回升至820℃以上再切自动；

若减风后，床温继续下跌，则可能反应还原区扩大，此时稍加风并注意床温变化趋势，若快速上升，则全开风门，待趋势稳定再恢复一次风量。

　　T床＞970℃且ΔT床缓升、快升，有可能导致床温过高而结焦（尤其是超过1200℃时结焦的自加速过难特性，无法控制），此时加大风量20%，减煤50%，使床温回落。

（3）ΔT床，快升达2℃/1S

操作：

快速升温报警，加大风量20%，脉冲停煤。

（4）ΔT出口快降，且ΔT床快升或缓升

判断：

二次返料灰管堵

报警，稍减煤5%，加大风量10%以抑平床温。

（5）ΔT出口快升，缓升且ΔT床快降

二次返料灰大块落下

报警，稍增给煤量、减风10%以抑平床温。

上面5条综合了许多种异常工况，从最坏情况控制考虑以保证炉膛燃烧的正常进行，避免熄火或结焦状况的出现。

当然在正常情况下上述情况出现的概率应该不大（给煤机构、返料机构应作适当改造）。

2.较平稳状态计算机自动控制

（1）ΔT床平稳且ΔT出口平稳

（a）T床〉950°

T出口高、中操作：

减煤3%～5%

（b）T床〉950°

T出口低操作：

返料加大

（c）T床〈850°

T出口高操作：

返料减少

（d）T床〈850°

T出口低、中操作：

加煤3%～5%

（2）T床低且T出口低，且ΔT出口平稳，ΔT床平稳

（3）T床高、T出口高，且ΔT床平稳、ΔT出口平稳

（4）ΔT床缓降、ΔT出口缓降，850℃〈T床〈950℃、T出口在正常范围内

（5）ΔT床缓升、ΔT出口缓升，850℃〈T床〈950℃、T出口在正常范围内

（6）T出口高、T床低、中，ΔT出口平稳、ΔT床平稳

稍开二次返料灰阀（开度大小要进一步摸索，操作：

对此操作工极不规范，也讲不清楚）。

（7）T出口低、T床高、中，ΔT出口平稳、ΔT床平稳

稍开二次返料灰阀（开度大小要试验得知，同上）。

（8）ΔT出口缓升或平稳且ΔT床缓跌或平稳

且T出口在正常范围内，850℃〈T床〈950℃、

此况表明处于稳定状态，可维持原输出不变

（9）在工况（8）下可考虑对负荷扰动的补偿

维持主汽压力在负荷小范围波动下的稳定，维持主汽出力，同时可考虑利用氧量来调节二次风量，提高燃烧效率。

几项说明：

（1）每条规则的输出限于控制一个主要量（给煤或返料）。

（2）一次风主要维持床料的流化状态，一定负荷下设定一最佳值，一般不再变动。

　　（3）氧化锆氧量分析仪测量如果不准确，亦可考虑用燃烧效率动态寻优作为目标来调节二次风，维持较佳风煤比，实现经济燃烧。

　　（4）ΔT（温度变化率）的求取。

由于温度是一滞后较大的慢变参数，所对ΔT应根据使用状态不同而进行不同定义。

　　（a）应于用故障处理时，温度变化较快，应取短时间间隔的提前预报。

　　一般应间隔1S取-ΔT注为ΔT1（例2℃/1S）快升

间隔2S取-ΔT注为ΔT2（例1℃/2S）

　　（b）计算机自控中，温度变化相对较缓，这里采用

　　　间隔5S取-ΔT记为ΔT3用于计算机规则判断。

　　（c）为判断长期温度趋势再采用

　　　间隔12S取-ΔT记为ΔT4

　　由于燃烧工况的复杂性，一般PID无法进行控制。

同样我们认为定频率的采样控制也难以奏效。

我们认为模仿操作工的操作是：

“调一调，看一看”调节后看结果再作下一步动作将比较有效，可以克服由于温度滞后带来的错误操作。

基于这种方式的控制周期将是不定的，取决于上一次调节，系统反应的快慢。

　　在具体实现中，可以对不同操作设立标志位，例如给煤标志中0代表不加煤也不减煤，1代表加煤，2代表减煤，送风，返料同样，执行一次操作即改变标志位。

系统响应后清标志位。

标志位值与规则中状态值综合决定是否输出控制值。

即如上一次操作系统滞后还没响应时：

不进行下一步动作。

以免控制量变化太多（如一直加煤或一直减煤等），引起下面扰动太大而无法控制。

（三）、控制回路的实现

1、炉膛负压控制

总风量前馈的单回路控制

2、料层差压控制

逻辑判断，操作提示控制

3、汽包水位

串级—前馈的三冲量控制系统

4、主汽温度控制

主汽温度-减温水流量串级控制

主汽温度-减温器出口温度-减温水流量串级控制

要求：

减温器出口有温度测点

五、燃烧控制规则表

经过调试，燃烧控制规则表进行了较大的修改，试运行结果情况良好，在不经常断煤、断煤时间不是太长的情况下，燃烧自动控制较平稳。

按照此规则表进行控制，可以杜绝燃烧控制结焦现象的出现。

如果不经常断煤，断煤能及时捅开，则熄火现象也不会出现。

1、床温及炉膛出口温度变化率规则表（℃/s）

快升

慢升

平稳

慢降

快降

床温变化率

1～0.5

0.5～0.2

0.2～-0.2

-0.2～-0.5

-0.5～-1

出口温度变化率

2、料层差压报警规则表

负荷

料层差压高限（PA）

料层差压低限（PA）

120t/h以上

7600

6800

80～120t/h

7200

6200

80t/h以下

5800

3、十种特殊（极限）状态控制规则表

给煤

送风

二次风

返料

状态值

料床温度太高

-5-45

020

010

0-50

225