450tCFB锅炉床温控制系统改造与仿真分析.pdf

维普资讯 第23卷第 1期 电 力 科 学 与 工 程 VO1．23．No．1 Mar．．2OO7 69 2007年 3月 ElectricPowerScienceandEngineering 450tCFB锅炉床温控制系统改造与仿真分析 于希宁 ，平玉环 ，尹水红 ，张书敬 (1、华北电力大学控制科学与工程学院，河北保定071003：2、保定热电厂，河北保定071003) 摘要：循环流化床锅炉燃烧控制系统中存在分布参数、非线性强、时变性强、多变量紧密耦合的问题，这 给锅炉燃烧系统尤其是给床温系统实现 自动控制带来较大困难。根据保定热电厂450th／循环流化床锅炉实 际运行情况，分析原有床温控制系统的不足，对其实施改造，提出了一种新方案，仿真试验表明该方案可 以达到预期的目的，可推广应用于工业现场。 关键词：循环流化床；床温控制系统；一次风量；床温变化率；给煤量；前馈补偿；仿真试验 中图分类号：TP202+、7 文献标识码：A 大，难以达到稳定，经常要切手动，设计方案不能 0 引 言 得到很好地体现。 (1)一般循环流化床床温控制的难点是内扰 循环流化床 (CFB)锅炉具有煤种适用性广、 较大，这一内扰主要是煤量变化所引起的。经现场 燃烧效率高、负荷调节性能好、灰渣综合利用、可 试验分析，保定电厂8号机组CFB中这一问题较 实现炉内脱硫脱氨等特点，在电力、供热生产中得 严重，造成其燃烧控制系统难以发挥作用或不稳 到了广泛的应用。但 CFB锅炉是一个分布参数、 定。循环流化床给煤控制的主要方法是控制给煤转 时变、多变量紧密耦合的控制对象，燃烧系统的特 速，转速不变时，给煤的容积流量是不变的。循环 殊性，使得对其实现 自动控制很难，尤其是床温控 流化床所燃用煤的粒度分布是严格要求的，而其上 制系统。由于床温是影响C／S、N 以及 CO排放 煤系统很难保证其所燃用煤的粒度分布在实际运行 量的主要因素，而且考虑到效率，一般要求床温必 中一成不变，始终满足粒度分布的要求。在现场观 须保持在 850℃至900℃之间，如温度过高 (超 察窗内可以看到，粒径较大的煤的数量在给煤机转 过 1100℃)，易引起物料结焦，如果低则易引起 速不变时也会有所不同，这造成给煤质量流量的变 炉膛灭火，所以床温的控制是很重要的。本文对保 化，此扰动将会引起床温的较大波动。虽然可以改 定热电厂 8号机组 CFB锅炉原有床温控制系统的 进上煤系统减弱煤粒度分布不均匀的影响，但此影 不足进行分析，并对其进行改造，仿真实验表明改 响是必然存在的，也是CFB所特有的，所以必须 造达到了预期的目的，可以推广应用于工业现场。 在控制上克服给煤量变化这一强内扰，使床温稳定。 (2)床温是燃烧控制系统最重要的、最难控 1 现有CFB床温控制系统 制的参数，这是因为燃料量的变化不但影响负荷， 同时也影响床温，负荷与床温之间存在着强耦合。 对保定热电厂8号 CFB机组运行的实际情况 为了保证循环流化床锅炉的稳定燃烧，并有利于石 进行如下分析。 灰石与燃料中的硫发生反应，达到最佳的脱硫效 原床温控制系统采用的是单回路系统，床温偏 果，床温应最好控制在 850℃至900℃之间。原 差为主控信号，被控量是进入炉膛底部的一次风 系统床温控制是由调整一次风量的大小来实现的， 量。该系统投入运行后效果不明显，床温波动较 调节手法单一。当炉膛底部的一次风门满开度时， 收稿 日期：2006-09-11．