130t循环流化床锅炉自动控制方案(超实用).doc

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75t/hCFBB控制方案

130t/h循环流化床锅炉自动控制方案

一、锅炉概况及控制特点

循环流化床锅炉的自动控制包括主汽压力控制、主汽温度控制、燃烧控制（包括给煤一、二次风，返料量控制）汽包水位控制，料层差压控制及炉膛负压控制等。

其中的燃烧控制是整个CFB锅炉自动控制的难点和重点，炉膛燃烧的稳定直接影响到锅炉的安全性、经济性的及产生蒸汽的品质（主汽温度及主汽压），同时燃烧控制中的给煤，一、二次风，返料量等耦合性强，往往一个参数的变化影响到几个参数的同时变化，直接影响工况，同时其非线性，时变性强，（即使同一批煤的煤质也会有较大的变化）再加上大滞后特性，因此对象极其复杂，常规的PID控制不能达到理想的控制效果，因此通过汇总操作人员的实际经验，建立规则库的规则控制方法，使CFB锅炉燃烧自动控制成为可能。

130t/h循环流化床锅炉如果采用操作人员手控的控制方式。

虽能基本进行稳定控制，但控制的人为因素较多。

其控制上的不足主要表现在：

　　①没有一个统一的操作规程，每个司炉均有各自的操作方式及习惯，个体差异较大。

　　②炉床温度及炉膛出口温度波动范围大。

床温波动范围在800℃～1000℃，炉膛出口温度波动也有近300℃（600℃～900℃）。

③由于操作幅度较大，主汽温度经常超限（＞450℃）有时超500℃，且经常控不下来，影响蒸汽品质。

　　④操作工操作一般都处于过渡过程，基本没有达到最佳风煤比及最佳返料量。

采用学习有经验操作人员的计算机规则控制可以弥补上述不足，其主要优点是：

a）一天24小时工作“认真”，决不会“偷懒”，相当于一个尽心尽则的优秀操作工。

b）控制规则统一，控制相对稳定。

c）真正做到“少量多次”，操作幅度不会过大。

d）遇到紧急情况能冷静分析，沉着操作，不会“头脑发热”，引起误操作。

e）有可能再进行上层优化。

二、130t/h循环流化床锅炉操作经验规则

（一）、稳定负荷下

1.负荷稳定标志为主汽压力稳定及主汽温度稳定。

主汽压力稳定范围为3.5±0.2MPa，主汽温度为435℃～450℃。

2.主汽压力调节手段：

当主汽压力小范围波动，床温及炉膛出口温度比较稳定时，主要通过小范围增减煤量并相应改变风量维持床温、炉膛出口温度稳定来调节主汽压力稳定（定值控制）。

3.主汽温度调节手段：

主要通过改变减温水流量来调节。

由于3#炉减温水管较细，当调节幅度不够时，要人工开关旁通阀来帮助调节；仍不足使主汽温度调至设定值时，要通过增、减二次返料灰来调节。

主汽温度偏高时，开大返料阀，减少二次返料；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

1.时间：

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