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循环流化床锅炉控制系统组成优化方案

时间:2026-01-23 理论教育 小龙哥 版权反馈
【摘要】:与煤粉炉的控制要求一样,循环流化床锅炉自动控制系统的基本任务是使燃料燃烧所提供的热量满足蒸汽负荷的要求,同时保证燃烧的经济性和运行的安全性。同时还需要调节一、二次风的比例,以调节循环流化床锅炉运行中的床温。

与煤粉炉的控制要求一样,循环流化床锅炉自动控制系统的基本任务是使燃料燃烧所提供的热量满足蒸汽负荷的要求,同时保证燃烧的经济性和运行的安全性。按照功能和结构划分,循环流化床锅炉的自动控制通常包括机炉协调控制系统 (CCS)、燃烧控制系统、主蒸汽温度控制系统和给水控制系统。

1.机炉协调控制系统(CCS)

机炉协调控制系统是循环流化床锅炉发电机组的重要组成部分,负责根据外界的电负荷指令来整体协调锅炉和汽轮发电机组的控制。机炉协调控制系统主要由负荷处理单元、机炉主控制器、机炉子控制器组成。其中负荷处理单元负责将外界发送过来的实际负荷指令改变为机组所能够接受的负荷指令,机炉主控制器负责产生锅炉的控制指令和汽轮机的控制指令,机炉子控制器分别对锅炉和汽轮机进行控制。这主要是由于锅炉和汽轮机对电负荷指令的响应速度不同,同时为了充分利用锅炉的蓄热,并保证主蒸汽压力在安全范围之内。

与煤粉炉相比,循环流化床锅炉内的热容量要大得多,对负荷响应的速度要快得多,但调节时间则要长一些。

2.燃烧控制系统

循环流化床锅炉的燃烧控制系统指的是对燃烧过程的经济安全运行和污染物排放进行控制,保证燃料的燃烧热量跟踪汽轮机的负荷要求。通常分为以下几个子系统:

(1)燃料量控制系统。对于锅炉来说,根据机炉主控制器产生的锅炉控制指令来调节燃料量和风量,以满足外界负荷的要求。若是单元控制机组,需要满足汽轮机负荷的要求;若是母管制机组,则需满足母管压力的要求。

(2)送风量(一、二次风)控制系统。该系统需要根据燃料量的改变来调节送风总量,以保障炉内燃烧的过量空气量,保障燃料的燃烧率。同时还需要调节一、二次风的比例,以调节循环流化床锅炉运行中的床温。

(3)床温控制系统。床温通常指的是循环流化床锅炉密相区床体物料的温度。这个温度表征锅炉能否连续安全运行,同时还影响锅炉的燃烧效率、脱硫效率和抑氮效果。通常这个温度需要控制在850~950℃之间。若床温过高,则会造成热力氮氧化物生成量增加,同时脱硫效率下降,甚至会造成床层物料熔化,造成结焦事故

在循环流化床锅炉运行过程中,会对床温造成影响的因素很多,如燃料量,风量,一、二次风配比,脱硫剂量,反送灰量和外置换热器的阀门开度等。目前控制床温常见的方式为调整一、二次风配比,这种方式不稳定因素很多。另外,若是锅炉配置有外置换热器,还可以通过调节外置换热器的循环灰量来调节床温。(https://www.xing528.com)

(4)引风量控制系统。引风量控制系统的主要任务是调节炉膛内的压力,保证机组的安全和经济运行。

(5)床层压力控制系统。床层压力指的是循环流化床锅炉炉膛内由于料层厚度造成的差压,通常指密相区在静止时的厚度对应的压力。该压差不仅会影响床温和脱硫,同时还会影响锅炉的经济运行。运行过程中,料层厚度一定要控制在一定范围之内。对其进行控制的手段是调节排渣机的排渣量。

(6)主蒸汽压力控制系统。主蒸汽压力通常指的是汽轮机的进汽压力,该参数直接影响到汽轮机的安全运行和经济性。主蒸汽压力的调节按照机组运行方式的不同,可选用不同的控制手段,若选用锅炉侧手段,可选燃料量;若选用汽轮机侧手段,可选汽轮机的进汽调节阀开度。

3.主蒸汽温度控制系统

主蒸汽温度又称为过热蒸汽温度、一次蒸汽温度,是表征锅炉运行质量的重要指标之一,过高或过低都会对锅炉的安全性和经济性造成显著的影响。若主蒸汽温度过高,可能造成换热器高压侧的金属损伤;若主蒸汽温度过低,会降低全厂热效率,并影响汽轮机的安全性。通常主蒸汽温度的控制系统采用多种手段进行调节,并以喷水减温为主。

4.给水控制系统

给水控制系统的任务是保证给水量和锅炉的蒸发量之间处于平衡状态。根据给水系统的不同,控制系统的设计也各有不同,对于采用汽包的循环流化床锅炉而言,通常采用三冲量汽包水位控制系统来调节给水量;对于采用直流方式的超临界循环流化床锅炉而言,需要采用中间焓值进行给水量调节。

除了以上系统以外,循环流化床锅炉的自动控制系统还需要有包括顺序控制系统 (SCS)、炉膛安全监控系统 (FSSS)在内的一些保护系统,可参阅相关文献。

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