生物质锅炉新闻动态
富通新能源 > 动态 > 生物质锅炉新闻动态 > > 详细
480t/h循环流化床DCS控制若干问题的探讨
发布时间：2013-10-21 09:43 来源：未知
0、引言
本文研究的480 t/h循环流化床锅炉为哈尔滨锅炉厂有限责任公司生产的超高压参数、自然循环、单炉膛、1次再热、高温绝热旋风分离器、平衡通风、回料阀给煤、半露天布置、固态排渣循环流化床汽包炉。锅炉额定蒸发量为480t/h，额定过热蒸汽出口压力为13.7MPa，额定过热蒸汽出口温度为540℃。
锅炉主要由炉膛、2台高温绝热旋风分离器、2台双路回料阀、2台风水联合冷渣器和尾部对流烟道组成。由高温绝热分离器、回料腿、双路回料阀构成了循环物料的返料系统。
锅炉采用炉后4点给煤，石灰石由石灰石输送风气力输送到回料阀管线上的4个给料口内。1、3次风系统分别由2台带入口导叶的离心风机提供；流化风系统由3台三叶罗茨风机并联组成，其中2台运行，1台备用。
锅炉启动燃烧器总点火容量约为29%BMCR。设有4只床下启动燃烧器和4只床上启动燃烧器。
过热器系统由包墙过热器、I、Ⅱ、Ⅲ级过热器组成，在I级过热器与Ⅱ级过热器之间、Ⅱ级过热器与Ⅲ级过热器之间管道上，分别布置有l、2级喷水减温器。再热器系统布置一级喷水减温器。
1、CFB锅炉DCS控制系统的组成，
安平电厂锅炉采用南京科远自动化集团有限公司NT6000 DCS系统控制，按其功能划分包括FSSS、SCS、MCS、DAS、SOE几个部分，其I/O信号数量见表l。
循环流化床锅炉DCS的DPU的具体配置：给水系统2对(地址：35-38)、减温水系统1对(地址：41- 42)、FSSS 2对（地址：43 - 46）、引风系统2对(地址：51- 54)、1次风系统2对（地址：55 - 58）、2次风系统2对（地址：61- 64）、除渣及石灰石输送系统2对(地址：65 -68)。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�；怪频纳镏士帕Ｈ剂�，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。
2、循环流化床控制系统的功能
2.1锅炉炉膛安全�；は低矲SSS
FSSS控制逻辑分为公用控制逻辑、燃油控制逻辑、燃煤控制逻辑3部分。此外，还包括循环流化床特有的启动床料系统控制逻辑和石灰石输送系统控制逻辑。
公用控制逻辑包含锅炉�；さ娜磕谌荩从托孤┦匝�、炉膛吹扫、主燃料跳闸(MFT)等。
燃油控制逻辑包括床下、床上燃烧器的起、�？刂�。
燃煤控制逻辑包括各称重式给煤机、埋刮板给煤机及其出／人口挡板的控制。
循环流化床锅炉不同于常规煤粉炉，MFT后虽阻止了燃料进入锅炉，但炉内仍存在巨大的蓄热量，炉内的温度水平较高，甚至超过了管材的抗氧化温度，所以需要启动旁路热备用，使一定的蒸汽流经过热器及再热器以冷却其受热面。
2.2模拟量控制系统MCS
模拟量控制系统MCS的主要功能包括：
锅炉负荷控制回路；
给水流量控制回路；
过热器蒸汽温度控制回路；
再热器蒸汽温度控制回路；
床温控制回路；
1次风流量控制同路；
2次风流量控制回路；
炉膛压力控制回路；
石灰石给料控制回路；
床压控制回路；
燃烧器燃油流量控制回路。
2.3顺序控制系统SCS
锅炉侧SCS系统功能子组包括；
1次风机子功能组；
2次风机子功能组；
引风机子功能组；
给煤机子功能组；
高压流化风机子功能组；
冷渣风机子功能组；
锅炉联锁子功能组；
汽包水位保护子功能组；
主蒸汽压力�；ぷ庸δ茏�；
再热蒸汽温度保护子功能组等。
2.4数据采集系统DAS
本工程DCS画面全部汉化显示，参数具有矢量缩放显示功能，运行人员能及时监视、快速识别和快速操作。
NT6000分散控制系统对画面数量、趋势曲线的数量没有限制，所以对所有的I/O测点都设置了趋势曲线显示。
系统提供报警、趋势、成组、棒状图等标准画面显示。
NT6000每套操作员站都有独立的数据处理和存储能力，理论上可记录无限个测点，最小采样间隔1s，最长时间200d，所有要求的测点都具有历史数据曲线。
3、循环流化床控制问题的解决方案
3.1给煤不畅判断
锅炉正常运行过程中，由于煤质不同及煤湿度不同，经常发生堵煤及断煤现象，对此DCS通过对入炉热量及实际热量的计算及比较，可以提前发出警告报警，提醒运行人员提前动作，处理故障。
3.2启动和运行过程中的合理配风
3.2.1投床下启动燃烧器的配风
床下启动燃烧器的配风分为两股风：第一股为燃烧风亦称点火风，经点火风口和稳燃器进入风道，用来满足油燃烧需要；第二股风为混合风，经预燃室的内外筒之间进入风道内，将油燃烧产生的高温烟气降到启动所需温度，同时这股风对燃烧器筒壁起冷却作用，这两股风均为1次风机出口的冷风。锅炉正常运行时的主1次风，是取自预热器出口的热风，在油枪投运时挡板处于全关状态。
3.2.2投床上启动燃烧器的配风
投床上启动燃烧器时，启动燃烧器配风除根据所投油轮油量改变外，其余各项配风量均不变。所投油轮在最大油量1850 kg/h时，其配风量为22530Nm3／h。投油轮的间隔时间由床温度化率决定。
3.2.3停油过程及停油后的配风
1)停油顺序为先停床下启动燃烧器，后停床上启动燃烧器，更加有利于对床温控制的稳定性。
2)当床温能保证煤稳定燃烧时，适当增加给煤量，并逐步减少床下燃烧器燃油量直至逐个停止床下启动燃烧器。在减油和停油过程中，相应减少燃烧风、混合风，同时加大主风道热风，当停止供油时，燃烧风道和混合风道调节门关闭，并继续开大主风道调节门，维持1次风量不变。富通新能源生产销售的生物质锅炉以及木屑颗�；怪频纳镏士帕Ｈ剂鲜强突遣淮淼难≡�。
3)在床温继续上升的条件下，逐个缓慢切除床上启动燃烧器，切除的燃烧器配风恢复至冷却风，在切除床上启动燃烧器的过程中，可根据床温和C02的情况，适当增加上2次风量。
4)当燃油全部切除后，根据锅炉负荷按运行规程和保证床温上升的条件进行1次风、2次风和给煤口密封风的凋正。
3.3给煤系统的控制
当床温达到投煤温度时，采用脉动给煤方式给煤，按此方式连续操作3～4次或更多，若床温继续缓慢上升，以最小给煤量(5t／h)连续给煤。燃后以最小给煤量投入另一台给煤机，以保证给煤在炉膛内分布均匀。
在给煤投入后，可适当加大下2次风，以保证床料的横向混合，防止给煤在人炉口处堆积造成爆燃。
当床温达到820℃以上时，适当增加给煤量并缓慢逐个对称切除床下启动燃烧器，适当地增加上2次风。
在增加给煤量时，先加风后加煤，增加给煤量到达给煤口的延迟时间，保证风量的增加与增加给煤量入炉时间相适应，以免床温下降过大。
在锅炉增加或减少给煤量（增负荷或减负荷）时，应根据风、煤比和所需要增加或减少的煤量，先进行增加或减少相应的风量调正，以保证床温的稳定。
3.4避免炉内床料结块、结焦和煤燃
对床上启动燃烧器投入时问进行有效控制，防止投入时间过长造成床料结块。
在启动投煤和切油过程巾，维持1次风量不变，以简化调节。若突然增大1次风量，使未燃的给煤在床料中大量积累。
在增加给煤量时，采取加大下2次风量，使新入炉的煤及时与床料混合和燃烧，以加强床料的横向混合，防止堆积在给煤入炉口处。
3.5�；ず涂刂品矫娴南嗤�
循环流化床锅炉的保护和控制回路有很多地方与煤粉炉是相同的，其相同之处主要表现为：
1)锅炉�；さ拇シ⑻跫岸饔朊悍勐且谎模浔；ぶ饕锹叛沽Α⑵�。
2)风一一燃料比联锁是一般锅炉燃烧必须满足的，其燃料量和总风量的控制计算也没有特殊之处，就是满足负荷要求的同时，使燃料量与风量相当，使燃烧处于最优状态。
3)由于循环流化床锅炉仅是燃烧方式不同，其汽水侧的设备与常规汽包炉是一样的，因此，其汽水侧的控制调节，如给水流量及主蒸汽温度控制，同常规汽包炉。
3.6�；ず涂刂品矫娴奶厥庑�
循环流化床锅炉由于燃烧方式的改变，其�；ず涂刂品矫嬗衅涮厥庑裕饕硐治�
1)由于燃烧方式的改变，锅炉主燃料跳闸(MFT)的触发条件与煤粉炉不同，虽然MFF引起的动作都是切断燃料供应，但由于燃烧设备及某些辅机的特殊性，所以具体动作也与煤粉炉有些差别。
2)燃烧器管理系统在控制系统中的地位与煤粉炉不同。由于循环流化床锅炉在正常运行时不需要燃烧器投入，只有在启动和床温过低时，才需要燃料器投入运行。因此，循环流化床锅炉的燃烧器一般叫做启动燃烧器，其燃烧器管理系统在整个控制系统中的地位不如煤粉炉重要。
3)风量的分配比例与煤粉炉是完全不同的，其风量分配的计算方法及l、2次风各占的份额都与煤粉炉不同，一般循环流化床锅炉1、2次风的比例为60%、40%。
4)床温控制是循环流化床锅炉所特有的，也是循环流化床锅炉运行比较重要的控制参数。
3.7其他
1)根据运行人员要求，本项日特开发了重要设备的允许启停（开关）条件一览软件包，运行人员可通过友好的人机界面一目了然查找到某设备是哪个条件不满足导致设备不允许启停（开关）；
2)对于流化床机组，床温是一重要监视参数，床温变化率同样是重要参数，因此本项目特根据床温平均值精确计算出床温变化率，使得运行人员可以根据床温变化率来提前动作控制床温，起到良好的效果。
3)对于流化床锅炉，床压测量一直由于条件的制约，维护量比较大，为了避免由于维护元件对床压引起变化甚至影响监视，本rx~s特根据1次总风量、水冷风室压力及水冷风室温度等参数计算了床压值，取得了良好的效果。
4、DCS应用效果
NT6000系统投入运行后，在控制室内以NT6000分散控制系统彩色LCD/球标为中心，在不同的启停运行方式中，借助于功能子组级的顺序控制实现相应辅机的启动、�；驮诵小Ｋ械淖远刂�、远方手动操作和监视均能够在LCD上完成，并在机组控制室里满足各种运行方式的要求。
1) NT6000系统投入运行后，事实证明：硬件非常可靠，不损坏，系统稳定。
2)NT6000分散控制系统的控制策略可以在线下载，汉字和数字可以矢量变化，支持图形化组态，受到了热工检修人员的欢迎。
3)操作员站界面全部汉化，系统操作方便，受到了运行人员欢迎。
4)根据长期积累工程经验和火电厂运行维护及控制调试的需要，开发了一套适合运行需要的参数量程和联锁保护定值的显示和查询的软件包，在工程师站上集中显示、查询和管理参数量程和联锁�；ざㄖ�，得到了热T维护人员和运行人员的好评。
5)事故预报软件包在CFB锅炉给煤系统出现断煤和堵煤时得到了成功应用，为机组稳定、可靠的运行打下了基础。
6)本工程结合仿真系统技术的应用使热工维护人员很快掌握DCS的组态，减少组态的错误，使人机界面更加合理，缩短工程调试时间，提高自动调节品质。
7)锅炉燃烧采用给煤、1次风、2次风多变量综合控制方案，解决了循环流化床锅炉自动难以投入的难题。
根据消化吸收进口CFB锅炉控制系统以及调试CFB锅炉控制系统的经验，结合国产大型CFB锅炉的特殊工艺过程，对国产大型CFB锅炉控制系统进行了设计。目前国产大型CFB锅炉尚未投产，但先期开展的控制技术工程化研究，突破了循环流化床燃烧过程复杂、影响因素多的技术难点，为将来顺利投产提供了可靠的技术依据。
