某公司75t/h循環(huán)流化床鍋爐在運行過程中，必須使如下參數(shù)在被控制的范圍內(nèi):
①汽包水位穩(wěn)定偏差：±5mm
②主汽溫度穩(wěn)定偏差：±5℃
③爐膛負壓穩(wěn)定偏差：±5Pa
④床溫穩(wěn)定偏差：±4℃
⑤料層差壓穩(wěn)定偏差：±0.1kPa
⑥主汽壓力穩(wěn)定偏差：±0.05MPa
⑦煙氣含氧量穩(wěn)定偏差：±3%
影響這些參數(shù)穩(wěn)定性的因素很多，他們之間又相互影響。
從自控的角度看，循環(huán)流化床是一個多變量相關(guān)聯(lián)，非線性，時變和分布參數(shù)的控制對象，為了能對上述參數(shù)實現(xiàn)自動調(diào)節(jié)，經(jīng)昌暉儀表制造有限公司研究試驗可以將其控制大致分為兩部分：
1、汽水系統(tǒng)
流化床鍋爐與其它類型鍋爐的汽水系統(tǒng)存在著很多相似之處，因此可以采用層燃爐和懸浮爐的典型控制方案。
2、燃燒系統(tǒng)
流化床鍋爐的燃燒系統(tǒng)有自己的特點和優(yōu)點，且各參數(shù)之間相互耦合、滯后大，可根據(jù)模糊控制理論建立系統(tǒng)辨識后，設(shè)立控制方案。
75t/h循環(huán)流化床鍋爐自動控制設(shè)計方案
循環(huán)流化床鍋爐自動控制采用SAMA圖設(shè)計，方便大家清晰明了的弄明白控制原理和具體實施方法。如果您對SAMA圖例不熟悉，請參閱本站《SAMA圖與SAMA圖例在自控設(shè)計中的應(yīng)用》技術(shù)文章。
1、汽包水位調(diào)節(jié)系統(tǒng)
汽包水位是保證鍋爐安全運行的重要參數(shù)，其控制系統(tǒng)采用帶溫度壓力補償?shù)膯渭壢龥_量調(diào)節(jié)系統(tǒng)?？刂芐AMA圖見圖1
圖1 循環(huán)流化床鍋爐汽包水位調(diào)節(jié)系統(tǒng)SAMA圖
2、主汽溫度調(diào)節(jié)
系統(tǒng)采用串級調(diào)節(jié)，主汽溫度作為主調(diào)(單回路調(diào)節(jié)器)輸入，減溫器出口溫度作為中間點參數(shù)引入副調(diào)，作為副調(diào)(外給定調(diào)節(jié)器)的反饋，主調(diào)“反作用”、副調(diào)“正作用”，通過調(diào)節(jié)減溫水量，滿足主汽溫度的要求?？刂芐AMA圖見圖2。
圖2 循環(huán)流化床鍋爐主汽溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)SAMA圖
3、爐膛負壓調(diào)節(jié)系統(tǒng)
對象調(diào)節(jié)通道的動態(tài)特性較好，采用0.075%精度高穩(wěn)定性爐膛負壓變送器測量爐膛壓力，控制采用單回路調(diào)節(jié)系統(tǒng)。但由于擾動通道的飛升速度較快，因此采用具有送風(fēng)量前饋信號的前饋反饋復(fù)合系統(tǒng)。為防止負壓波動較大危及安全，回路中必須加入限幅單元，以保證引風(fēng)擋板在一定開度范圍內(nèi)變化?？刂芐AMA圖見圖3。
圖3 循環(huán)流化床鍋爐爐膛負壓調(diào)節(jié)系統(tǒng)SAMA圖
4、床溫調(diào)節(jié)系統(tǒng)
循環(huán)流化床鍋爐的床溫是一個重要參數(shù)，過高易引起結(jié)焦，過低既降低了脫硫的效率，又容易造成熄火。影響床溫的因素主要有:煤質(zhì)、煤的粒度、料層厚度。而料層厚度也與給煤量和返料量有關(guān)，但兩者對床溫的影響相反。為了不致誤動作，必須加入反映該影響的煙氣含氧量這一重要參數(shù)。通過調(diào)節(jié)返料量(羅茨風(fēng)機的轉(zhuǎn)速或回灰返料風(fēng)擋板開度)來滿足床溫調(diào)節(jié)的要求?？刂芐AMA圖見圖4。
圖4 循環(huán)流化床鍋爐床溫調(diào)節(jié)系統(tǒng)SAMA圖
5、料層厚度調(diào)節(jié)系統(tǒng)
循環(huán)流化床沒有明顯的料層厚度，但仍有密相區(qū)和稀相區(qū)之分，料層厚度是指密相區(qū)靜止時的料層厚度。料層厚度不僅影響床溫而且對鍋爐的經(jīng)濟運行影響很大。通過測量一次風(fēng)室與稀相區(qū)的壓差及一次風(fēng)量來算出實際料層厚度，再與給定料層厚度比較。通過PI調(diào)節(jié)來控制水冷螺旋出渣機的轉(zhuǎn)速，以達到保持料層厚度的目的?？刂芐AMA圖見圖5。
圖5 循環(huán)流化床鍋爐料層厚度調(diào)節(jié)系統(tǒng)SAMA圖
6、主汽壓力調(diào)節(jié)系統(tǒng)
主汽壓力是保證機爐安全經(jīng)濟運行的必要條件之一，由于調(diào)節(jié)通道的遲延大，須采用引入中間點參數(shù)的雙回路系統(tǒng)來提高消除內(nèi)擾動的速度。中間點參數(shù)采用蒸汽量和汽包壓力計算得出的熱量信號，通過調(diào)節(jié)燃料量(給煤機轉(zhuǎn)速)來滿足壓力調(diào)節(jié)的要求。控制SAMA圖見圖6。
圖6 循環(huán)流化床鍋爐主汽壓力調(diào)節(jié)系統(tǒng)SAMA圖
7、送風(fēng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)
送風(fēng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)可改變送風(fēng)量使其與燃料量相適應(yīng)，保證一定的過?？諝庀禂?shù)，使燃燒經(jīng)濟性最佳。采用煙氣含氧量作為被調(diào)量，通過調(diào)節(jié)一次風(fēng)量和二次風(fēng)量來滿足調(diào)節(jié)要求。為進一步改善調(diào)節(jié)品質(zhì)，引入負荷信號作為前饋信號，使送風(fēng)系統(tǒng)在負荷擾動時與汽壓系統(tǒng)同時動作?？刂芐AMA圖見圖7。
圖7 循環(huán)流化床鍋爐送風(fēng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)SAMA圖
吳縣江遠熱電有限公司循環(huán)流化床鍋爐自動控制工程中使用的是北京鍋爐廠生產(chǎn)的容量為75t/h的中溫中壓流化床鍋爐。對循環(huán)流化床鍋爐的主汽壓力調(diào)節(jié)系統(tǒng)雖然采用熱量信號和床溫信號都能克服煤量變化引起主汽壓力變化的滯后，且采用床溫信號的反應(yīng)速度更快一些，但由于兩個調(diào)節(jié)系統(tǒng)的共同作用使得床溫波動較大，稍有疏忽就會結(jié)焦。而單獨采用熱量信號既能克服時滯又消除了兩個調(diào)節(jié)系統(tǒng)之間的耦合，使兩個調(diào)節(jié)系統(tǒng)的整定相互獨立，這是昌暉儀表制造有限公司設(shè)計的控制要求，受到實際檢驗，循環(huán)流化床鍋爐自動控制系統(tǒng)穩(wěn)定可靠，滿足了使用單位長期自動控制的需求。
作者：衛(wèi)明、戎俊
