循環流化床鍋爐燃燒控制系統的研究

郭延富

（黑龍江龍煤鶴崗礦業有限責任公司熱電廠鍋爐車間，黑龍江 鶴崗 154101）

循環流化床鍋爐燃燒控制系統的研究

郭延富

（黑龍江龍煤鶴崗礦業有限責任公司熱電廠鍋爐車間，黑龍江 鶴崗 154101）

循環流化床鍋爐是一種先進的燃煤鍋爐，該鍋爐的發展前景在業內被看好。如果循環灰量不足，就會導致床溫過高，循環灰量是隨著物料濃度的增加而增大的，也可以說，爐內物料濃度決定鍋爐的出力。本文分析了循環流化床鍋爐的燃燒控制現狀，闡述了燃燒系統的調整措施。

循環流化床；燃燒；調整；控制

能源和環境問題是我們所面臨的棘手問題。為了構建安全、穩定、經濟的現代能源產業體系，我們要在現有的資源基礎上，利用最先進的科學技術充分提高現有資源的利用率，在供熱系統要使用設計新型的燃燒鍋爐。目前使用最多的是循環硫化床鍋爐，循環流化床鍋爐具有排放灰渣，調整負荷控制系統運行時燃燒穩定性的優點，在實際運行過程中可以達到更高的效率。

循環流化床鍋爐是一種低污染、高效率的燃燒鍋爐，具有適應性強、燃燒效率高，范圍相對較大等優點，是近年來發展起來的新型高效的燃煤技術，該鍋爐的燃燒方式是處于煤粉燃燒和煤層燃燒之間的一種特殊燃燒方式，其供料設備的結構簡單，并且加入爐膛的煤能夠被快速地加熱并且短時間內著火燃燒，同時能滿足燃燒過程所需的空氣量的熱量，穩定運行時爐膛溫度一般控制在800～950 ℃，實現了脫硫劑可以多次循環利用的要求，有利于節約原料。但是循環流化床鍋爐設計復雜，還有很多問題需要進一步解決，這些問題主要是集中在燃燒系統，對其采用常規控制方案很難達到對其各項指標的理想控制。因此，研究循環流化床鍋爐的燃燒調整具有重要意義。

1 循環流化床鍋爐燃燒系統的控制現狀

1.1 能滿足負荷要求

循環流化床鍋爐燃燒控制的主要目的就是確保鍋爐的安全運行，由于其特殊燃燒方式，對其控制時要考慮其床層溫度、床層壓力和回料量各自的變化情況，另外更需要確定蒸汽壓力被控變量的結合情況。燃燒系統控制技術分類為經典控制技術和智能控制技術。經典控制技術是鍋爐控制的基礎，智能控制主要是通過神經元來實現控制的自我調整及修正，從而達到高精確度的調整，該方法能夠進行在線調整并且對模型的要求低，故很適合進行跟蹤優化。

1.2 實現了鍋爐運行過程的多半控制任務

經研究發現，運用分層控制的思想完成了循環流化床鍋爐運行過程的多半控制任務，主要是使用傳統控制系統的策略，通過優化負荷控制和排污控制等，解決了床溫控制與負荷控制之間的矛盾。目前，循環流化床鍋爐燃燒系統的控制系統在投運后大范圍地保證了燃燒過程的平穩運行。

2 循環流化床鍋爐的燃燒控制措施

2.1 燃燒系統的控制

返料系統的控制。返料立管出口處的壓力低，循環回路中的循環必須克服這個負壓差，在壓力較低的區域自動調節，才能維持回路的壓力平衡。鍋爐本身在運行的可靠性方面需要完善，其燃燒系統中增加了石灰石給料調節控制系統， 由于煙氣中的未燃粒子要由返料裝置送回爐膛繼續燃燒，所以必須控制一定的床層厚度，床層厚度受到幾個調節參數的共同影響，調節參數不僅影響主汽壓力，還影響爐膛壓力。通過調節給煤量和配風來控制設定值與實際測量值之間的差距，總風量的改變受到常規煤粉爐配比的限制。鍋爐床溫控制系統是控制燃燒率的主導因素，如果床溫偏差大，爐膛燃燒穩定與床壓近似比例關系就受到影響。

2.2 循環流化床運行系統的調整

（1）水位的調節。水位調節的目的是保證主汽量與給水量相等，防止水位波動過大導致下降管帶汽。水位過高會造成蒸汽帶水，蒸汽中出現汽泡滿水，造成過熱器嚴重結垢，導致管壁超溫爆管，最后導致出現缺水（或滿水）事故。鍋爐水位應允許在正常水位線上下40～50 mm之內波動。在低負荷運行時，水位應稍高于正常水位可以防止水位降得過低； 有時，鍋爐負荷變化會造成虛假水位，這時由于蒸發量大于給水量，水位上升很快就要下降，當水位會出現先下降后上升的現象，需要做好監視，保證燃燒穩定。

（2）汽壓調整。蒸汽壓力的變化是由于鍋爐蒸發量與外界負荷之間的平衡關系受到迫害被的結果。負荷變化主要取決于燃燒工況，所以蒸汽壓力調節實際上就是改變燃煤量及風量。當負荷減少時需要適當的減少給水量或暫停給水，控制汽壓和水位穩定在額定范圍內，然后調整燃燒和給水量，如果此時水位低，應先加大給水量后適當調整燃燒； 如果水位低應先增加燃料量和送風量，保持水位正常。運行人員必須及時調整控制燃燒，保證鍋爐在正常工作壓力下運行。調整過程要遵循富氧負壓原則。

（3）蒸汽溫度調整。現代循環流化床鍋爐對過熱汽溫和再熱汽溫的控制十分嚴格的，汽溫過高或過低都將嚴重影響鍋爐、汽輪機的安全和經濟性。調整汽溫要注意嚴禁氣溫的大幅波動，必要的時候按要求改變掠過過熱器和再熱器的煙氣溫度來達到調整蒸汽溫度的目的。

2.3 循環流化床鍋爐燃燒檢測系統的調整

停爐后，發現返料口對著的風帽眼全部堵塞，引發這種現象的原因由于高壓力的返料風速超過了爐內的流化風速，使這部分風帽的風受到阻力。

總之，循環流化床鍋爐在汽溫控制和水位控制方面和煤粉鍋爐基本相同，但是在燃燒系統與煤粉爐差別較大，循環流化床鍋爐既要保證燃料與控制的比例，又要控制床溫系統和床壓系統，是一種復雜非線性系統的控制方法，其能有效改善動態性能，依據良好的穩定性達到較好的控制效果，為電力企業的發展奠定了堅實的基礎。

［1］ 趙旺初，循環流化床鍋爐在我國的現狀和發展［J］. 鍋爐技術，1997年02期.

［2］ 黨黎軍，循環流化床鍋爐的啟動調試與安全運行. 北京：中國電力出版社，2002. 8.

［3］ 岑可法，倪明江. 循環流化床鍋爐理論設計與運行. 北京：中國電力出版社，1998. 5.

［4］ 宋雨，王德文. F控制在循環流化床鍋爐燃燒系統的應用仿真研究［J］. 佳木斯大學學報（自然科學版），1999年.

（P-05）

Study on boiler combustion control system of circulating fl uidized bed

TK229.6

1009-797X （2015） 22-0140-02

A DOI：10.13520/j.cnki.rpte.2015.22.056

郭延富（1973-），男，畢業于東北電力大學，主要從事工作：電廠鍋爐運行技術管理工作，研究方向為鍋爐技術及經濟性。

2015-10-15