75th循环流化床锅炉dcs控制方案.doc

75t/h循环流化床锅炉DCS控制方案循环流化床锅炉作为高效、低污染、燃料适应性广、负荷调节性能好的洁净燃煤技术，在全世界受到广泛重视，正在成为燃煤技术的主力军。典型的循环流化床锅炉可分为两个部分。第一部分由炉膛、气固分离设备、固体物料再循环设备等组成，上述部件形成了一个固体物料循环回路。第二部分为对流烟道，布置有高、低温过热器、省煤器和空气预热器等。燃烧所需的一次风和二次风分别从炉膛的底部和侧墙送入，燃料主要在炉膛内流化并呈沸腾状燃烧。炉膛四周布有水冷管，用于吸收燃烧所产生的部分热量。由气流带出炉膛的固体物料在气固分离器中被收集并通过返料装置送回炉膛循环燃烧至烧尽。烟气经烟道过尾部受热面进行热交换，最后通过除尘器由烟囱排入大气。流程图如下：二、75t/h循环流化床锅炉的自动控制系统循环流化床自动控制的任务是在保证锅炉的安全、稳定运行的前提下，使煤燃烧所产生的热量尽可能快的适应负荷的要求，同时保证经济燃烧及环保要求。循环流化床锅炉与普通锅炉一样是一个非线性、分布参数、时变、大滞后、多变量紧密耦合的控制对象，但它有比其他普通锅炉具有更多的输入输出变量，主要输入变量有负荷、给水量、减温水、给煤量、一次风、二次风、引风量、飞灰返料量等。主要输出变量有汽包水位、蒸汽压力、过热蒸汽温度、料床温度、料层差压、炉膛出口温度、炉膛负压、过剩空气（烟气含氧量）等。锅炉对象简图如右图所示。这些输入变量与输出变量之间互相关联，若改变任一输入变量时，所有的输出变量也都会发生不同程度的变化。我们的控制方案是按照工艺的相对独立性和耦合程度的强弱将整个循环流化床锅炉控制系统划分为若干个控制系统。主要控制系统如下:（1）汽水系统的控制。汽水系统包括汽包水位的控制和过热蒸汽温度的控制两部分。汽包水位控制主要考虑汽包内部的物料平衡，使给水量适应锅炉的蒸发量，维持汽包水位在工艺允许的范围内。过热蒸汽温度的控制是为了维持过热器出口温度在允许的范围内。（2）燃烧系统的控制。燃料量调节的目的是使进入锅炉的燃料燃烧所产生的蒸汽量能与锅炉向外部负荷的供汽量相适应。当单元机组采用机跟炉负荷调节方式时（即锅炉调负荷、汽轮机调汽压），可以直接取电网的负荷要求作为锅炉的负荷要求信号；当单元机组采取炉跟机负荷调节方式时（即汽轮机调负荷、锅炉调汽压），由于锅炉出口汽压是表征锅炉生产的蒸汽量与汽轮机耗汽量之间的平衡指标，所以可以取锅炉出口汽压作为锅炉的负荷要求信号；当单元机组采取机炉协调调节方式时，可以取来自负荷管理控制部分的信号作为锅炉的负荷要求信号。不管机组采用什么运行方式其最终的控制目的是使煤燃烧所产生的热量适应蒸汽负荷的需要。（3）送风系统的控制燃料量变化时，也应相应地改变进入炉膛的空气量，以保证燃料的完全燃烧和排烟热损失最小。所以送风量调节的目的是保证锅炉燃烧过程的经济性。燃烧过程的经济与否可以从过剩空气系数是否为最佳来衡量。对于这个问题我们通常用测量烟气含氧量这一间接指标来判断燃烧的经济性，或直接以保持风与燃料比值的办法来保证燃烧的经济性。（4）引风系统的控制引风量调节的目的是使引风量与送风量相适应，并保持炉膛压力在要求的范围内。因为炉膛压力的高或低，关系着锅炉的安全、经济运行。负压过大，使大量冷风漏入炉膛而降低炉膛温度，并且会增大引风机负荷和排烟热损失；反之，如果炉膛压力大于大气压力，会使炉烟冒出，不仅影响环境卫生，甚至可能影响设备和人生安全。三、75t/h循环流化床锅炉的自动控制系统的详细说明1、汽水系统的控制汽水系统的控制是锅炉控制的重要部分，汽水系统包括汽包水位的控制和过热蒸汽温度的控制两部分。1．1汽包水位的控制汽包水位是锅炉运行的主要指标。汽包水位过高或过低的后果都极为严重，所以必须严格加以控制。本方案中汽包水位的控制采用控制效果较好的三冲量基础上的串级控制系统，总体框图如图1所示。图1：汽包水位控制框图1．2主蒸汽温度的控制主蒸汽温度的控制包括前、后减温器减温水的调节。这两个回路的调节方式基本相同，都是采用主蒸汽温度同减温水流量的串级调节方式，同时为了补偿主蒸汽温度的大滞后，又引入了炉膛出口温度作为前馈。其控制方案的总体框图如图2所示。图2：主蒸汽温度控制框图2、燃烧系统的控制燃烧系统的控制目标是在安全燃烧（控制床温的稳定，避免结焦与熄火事故的发生）的前提下，基本维持主蒸汽压力的稳定，同时保证最经济的燃烧效率。自动控制系统的任务是通过调节给煤量、一次风量、二次风量、引风量和飞灰返料量，达到稳定主蒸汽压力、床温、炉膛出口温度、炉膛负压、含氧量和料层差压的目的，以保证量佳的流化状态。由于燃烧控制是循环流化床锅炉控制中最为复杂的部分，参数之间的耦合也集中在这一部分，为了描述的方便，在此将燃烧控制大致分为以下几个部分：（1）给煤调节（2）一次风、二次风调节（3）引风调节