生物质锅炉新闻动态
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350MW燃气锅炉混烧控制策略
发布时间：2013-10-16 11:15 来源：未知
宝钢电厂新建的4号发电机组装机容量350MW，于2008年7月成功并网发电。锅炉由Bab-cock-Hitachi Europe制造，可单烧低热值高炉煤气( BFG)，并可混烧焦炉煤气(COG)、轻油(LFO)、天然气(NG)等燃料；采用塔式布置、强制通风、微正压、亚临界、一次再热、本生型直流锅炉；汽轮机由西门子制造，为亚临界、单轴、双缸、双排汽、中间再热、反动凝汽式汽轮机；发电机由西门子制造，为卧式、全氢内冷、隐极、静态励磁汽轮发电机；控制系统(DCS)采用爱默生OVATION系统。
该锅炉为大容量多燃气混烧锅炉，燃料种类繁多，燃烧系统复杂，其控制策略与常规锅炉相比有很大不同。
1、燃烧系统
锅炉设置2台轴流式送风机、2台回转式空气预热器、2台烟气再循环风机和2台点火冷却风机，不设引风机。
锅炉可燃用5种燃料：LFO、NG、BFG、COG及CRG（COREX熔融还原炼铁炉煤气）。其中BFG为主要燃料；LFO和NG为点火和助燃烧料；COG和CRG为辅助燃料。富通新能源生产销售生物质锅炉，生物质锅炉主要燃烧颗�；�、木屑颗粒机压制的生物质颗粒燃料，同时我们还有大量的杨木木屑颗粒燃料和玉米秸秆颗粒燃料出售。
BFG系统设置3台50%叶片可调、双速、离心式增压风机；COG系统设置了1台100%叶片可调、定速、离心式增压风机iCRG没有单独的燃烧系统，或借用COG系统，或按比例在BFG中掺烧。
燃烧器采用左、右墙对冲布置。每墙布置3层，每层6只燃烧器（下层为11～16，中层为21～26，上层为31～36）。每只燃烧器均设有轻油点火枪，点火枪首先点燃NG、LFO或COG，后者再点燃BFG。图1为单只燃烧器示意图（图中BFG+CRG表示CRG与BFG掺烧；CRG／COG表示CRG通过COG系统燃烧）。
2、燃烧控制方案
燃烧系统控制主要任务是：根据负荷或者主汽压变化，适当改变进入炉膛的燃料量和风量，保证锅炉稳定燃烧；同时在事故情况下紧急切断相应的燃料总阀及快关阀，使锅炉安全灭火。
燃烧系统控制对象有：l8只燃烧器(BFG调节阀、COG调节阀、NG调节阀、LFO调节阀及燃料风调节阀）、BFG增压风机挡板（调节BFG压力）、COG增压风机挡板（调节COG压力）、送风机挡板（调节燃烧空气压力）、燃尽风挡板（调节燃尽风以控制炉膛内氧含量）。
2.1燃烧选择与燃烧器�；�
根据燃烧器设计原则，每只燃烧器最多同时燃用两种燃料；针对每种燃料，燃烧器负荷必须在一定范围内。
表1、表2为燃烧器燃料选择表，为燃料选择，和闭锁的逻辑基础。表中每列代表一种燃料组合方式。由于高热值燃料LFO和NG不能混烧，分为两种情况。
表3为燃烧器主要参数，为燃烧器保护的逻辑基础。
2.2燃烧控制策略
燃烧系统控制采用分层结构，控制框图见图2。
2.2.1锅炉主控
锅炉主控方块图见图3。
锅炉主控位于燃烧控制最上层，接受主汽压反馈和机组负荷前馈信号，形成锅炉主控指令（热量），送至各燃料主控。
当下层各燃料主控均手动时，锅炉主控禁止投自动，其输出将跟踪锅炉总燃料量（热量）。
2.2.2燃料主控
燃料主控分为BFG主控、COG主控、NG主控、LFO主控。COG主控仅为定值控制，由操作人员手动设定流量；BFG主控、NG主控、LFO主控有自动和手动两种方式。手动方式时由操作人员手动设定流量；自动方式时接受锅炉主控输出信号。同一时刻只能有一种燃料主控位于自动状态，参与锅炉主控调节，其他燃料均为定值控制。各燃料主控根据每只燃烧器状态将其输出送至相应的燃烧器控制回路。
BFG主控见图4。锅炉主控输出（热量）减去其他处于手动状态的燃料主控热量（流量×热值），形成BFG热量需求，再除以该燃料热值，得出BFG主控设定值（流量），经PID运算为BFG主控输出指令。由于煤气热值波动较大、滞后比较严重，对测量值进行了动态补偿，以提高锅炉汽压的动态调节品质。
2.2.3燃烧器控制
燃烧器控制同样分为BFG、COG、NG、LFO四种类型。
每只燃烧器控制可以选择手动或自动方式。手动方式时，由操作员手动设定；自动方式时，接受对应燃料主控输出。
在燃烧器点火时，燃烧器控制只能位于手动方式，由程控实施点火。当燃烧器不燃用某种燃料时，对应阀门强制全关。
为了保证炉内燃烧始终处于富氧状态，必须“加燃料先加风，减燃料后减风”。为此，在燃烧器控制中，设定值必须先和燃烧器实际风量进行“低选”后，再生成燃料流量设定值。需要注意的是，在进行风量“低选”时，必须首先根据当前各种燃料消耗风量百分比，由总风量折算出对应该种燃料的风量，然后进行“低选”。富通新能源生产销售的生物质锅炉以及木屑颗粒机压制的生物质颗粒燃料是客户们不错的选择。
2.2.4燃料风控制
每只燃烧器可以不同混烧比燃用多种燃料，且每种燃料对应的空燃比均不相同，所以燃烧风控制最为复杂。AIR11控制见图6。
根据混烧燃料流量指令，乘以对应的风燃比和过量空气系数，相加后作为需求总风量。与燃烧器控制类似，需求总风量必须先和实际燃料量对应的总风量进行“高选”后，再生成风量设定值。燃烧器停用时，风量设定为最小的冷却风量。
3、结 语
目前，机组已长时间稳定运行，投运效果良好，这说明本机组所采用的燃烧控制策略是切实可行的，但应注意：
(1)同一层燃烧器必须选择相同的燃料，且最多只能选择两种燃料；
(2) COG、LFO和NG不能互相混烧；
(3)当锅炉负荷超过30%时，才可投用低热值燃料BFG;
(4)煤气流量增减速度需在(5～103)×103m3／min；
(5)应根据煤气总流量选择合理的燃烧器投入数量，以维持合适的煤气一炉膛差压。
