流化床锅炉控制问题.docx
- 文档编号:2410334
- 上传时间:2022-10-29
- 格式:DOCX
- 页数:19
- 大小:31.45KB
流化床锅炉控制问题.docx
《流化床锅炉控制问题.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《流化床锅炉控制问题.docx(19页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
流化床锅炉控制问题
目录
一、概述2
1.锅炉结构上的差异2
2.气固流动结构的差异2
3.锅炉燃烧辅助系统配置的差异2
二、模拟量控制系统MCS3
(一)CFB锅炉燃烧控制3
(二)石灰石量控制3
(三)风量控制3
(四)床温控制3
(五)床压控制3
(六)炉膛压力控制3
(七)NOx排放量控制3
(八)汽包连排调节系统3
(九)给水调节系统3
三、顺序控制系统SCS3
(一)引风机顺控子组3
(二)一次风机顺控子组3
(三)二次风机顺控子组3
(四)返料阀风机顺控子组3
(五)给煤机顺控子组3
(六)电动给水泵顺控子组3
(七)点火逻辑说明3
(八)停炉、压火逻辑说明3
(九)压火逻辑说明3
四、炉膛FSSS系统3
(一)FSSS系统的功能3
(二)循环流化床锅炉保护系统的一些特殊保护功能3
一、概述
与传统锅炉相比,循环流化床锅炉由于在结构、系统以及气固流动方面存在较大差异,因此循环流化床锅炉的运行控制在许多方面不同于传统锅炉,这种差别主要表现如下。
1.锅炉结构上的差异
与传统锅炉相比,循环流化床锅炉在结构上的最大差别,就是存在一个高温床料的循环回路。
单位时间内参与循环流动的高温床料量,可以达到同一时间入炉煤量的几倍、十几倍甚至几十倍。
由于循环灰流量非常大,因此运行中循环灰流量的变化会对炉内温度分布和传热特性带来十分明显的影响。
在运行参数的控制方面,必须考虑这一特殊性。
2.气固流动结构的差异
与传统锅炉的单一气固流动结构不同,循环流化床锅炉炉膛中同时存在鼓泡流化床、湍流床、快速流化床甚至密相气力输送状态。
随锅炉负荷变化以及运行条件的改变,炉内不同区域的流化状态也相应发生转变。
炉内燃烧过程必须在相关流化状态下进行,而维持流化状态的两个重要参数——烟气速度和烟气中的床料颗粒浓度,也必须在运行中始终加以保证。
因此在锅炉运行中,必须重视炉内气固流动状态的变化。
3.锅炉燃烧辅助系统配置的差异
与传统锅炉以锅炉为主导的系统配置不同,循环流化床锅炉运行更加强调锅炉本体与辅助系统之间的配合。
由于特殊的炉内气固流动结构,循环流化床锅炉的燃煤制备系统、炉前给煤系统、底渣冷却输送系统、送风系统、点火系统等系统配置都与传统锅炉不同,它们运行正常与否对锅炉的稳定、安全、经济运行都有较大的影响。
因此在锅炉运行中,对锅炉辅助系统的运行调节,必须给予同等重视。
由于存在上述主要差异,循环流化床锅炉运行中,必须对与燃烧有关的运行参数进行严格控制。
二、模拟量控制系统MCS
(一)锅炉燃烧控制
CFB锅炉的燃烧设备主要由给煤系统、燃烧室、分离器和返料系统组成。
CFB锅炉的燃料一般由煤和石灰石两部分组成。
物料(煤粒和石灰石)由给料口进入炉膛密相区下部后,被高温物料包围而迅速着火,并在燃烧室中伴以高速风流在沸腾、悬浮的状态下进行燃烧。
同时,高温烟气携带炉料和大部分未燃尽的煤粒飞出燃烧室顶部,经旋风分离器分离出的未燃尽燃料由返料器返送回炉膛底部,再次进入炉膛循环燃烧。
给煤量主要受负荷指令和风、燃料交叉闭锁信号的控制。
首先根据负荷指令计算出要求的燃料量,然后根据风/燃料比要求,从实际风量计算出允许的最大燃料量。
二者的低选信号,再作为燃料主控制器的输出分别控制各台给煤机速度控制回路。
这样也就保证了动态过程中先加风后加煤,先减煤后减风。
给煤机的转速控制采用线性较好的变频控制方式。
多台给煤机也设计有增益自校正回路,可以无扰动的任意切投不同给煤机的手动和自动。
燃料主控由燃料主控调节器和燃料主控手/自动站组成,包括风煤交叉限制以及给煤量变增益等控制回路。
根据给煤量反馈回路在燃料控制系统的位置不同,热值校正回路也可能包含在燃料主控回路内。
燃料主控回路将来自锅炉主控的负荷指令分配至各台运行中的给煤机负荷控制回路,通过调节各台给煤机的给煤量,使总燃料量满足锅炉负荷指令的要求。
锅炉负荷指令经风煤交叉限制得出总燃料量的设定值,减去总燃油流量后作为燃料主控设定值,燃料主控调节器根据给煤机自动投入台数进行增益调整。
当各给煤机控制站均在手动时,燃料主控应处于跟踪状态。
燃料主控跟踪回路以手动切自动时无扰动为原则,通常应设计为跟踪给煤机指令的最大值或平均值。
问题:
(1)说明中提出的燃料量是否是指给煤量?
请明确。
(2)根据负荷指令计算出要求的燃料量,缺少算法。
请明确。
(3)根据风/燃料比要求从实际风量计算出允许的最大燃料量,缺少风/燃料比。
请明确。
(4)总燃料量的设定值减去总燃油流量后得出燃料主控的设定值,此过程中总燃料量与总燃油流量的量纲需统一设为那种?
请明确。
(5)参数及控制说明模糊不清,请提供详细的参数资料、控制说明及模拟量控制框图。
1.负荷控制
控制负荷的主要手段是改变投煤量、返料量和相应的风量。
由于返料量的大小直接影响床温,在锅炉正常运行中不能经常操作,所以常通过增减投煤量来控制负荷。
增负荷时,注意先增风,后增煤;反之,降负荷时先减少给煤量,后减小风量,以维持尾部烟气中的含氧量不变。
升负荷时,风量和煤量应交替增加,使床压逐步增加,升负荷率一般控制在(2%~5%)/min。
减负荷时,风量和煤量应交替减少,可适当放些炉渣或者放掉一部分循环灰使床压降低。
由于减少循环灰可以快速实现,因此降低负荷速率也较快,一般控制在5%~l0%。
降负荷时应注意,一次风量不得小于临界流化风量。
在变负荷过程中,当负荷跃升时,随着主汽阀开度响应负荷的变化,其节流压力开始会有较大波动,波动幅度取决于负荷变化幅度。
与此同时,汽包水位也在压力减低的同时有所上升,原因是在水冷壁中汽水容积的增大。
为补偿节流压力的下降,锅炉燃烧的风量应当增加;反之,当突然甩负荷时,各参数将以相反的方向变化。
通常变负荷30min以内各种参数会趋于新的稳态值。
问题:
(1)负荷是如何计算的?
请给出算法。
(2)参数及控制说明模糊不清,请提供详细的参数资料、控制说明及模拟量控制框图。
2.主汽压力调节系统
在主汽压力调节系统中,通过调节入炉燃料量来调节主蒸汽压力,由于入炉燃料量是影响床温的重要因素之一,因此在构造主蒸汽压力调节方案时把床温影响也纳入调节方案中,床温上升时需要减少燃料量,床温下降时需要增加燃料量。
由于床温允许在一定范围内波动,因此应设不调温死区。
主汽压力调节系统得到的燃料量和风量指令分别送往燃料调节系统和风量调节系统。
问题:
(1)调节方案中不调温死区设定为多少?
床温参数从何处引入?
请明确。
(2)主汽压力调节系统送往其他几个调节系统的指令是如何分配的?
请明确。
(3)参数及控制说明模糊不清,请提供详细的参数资料、控制说明及模拟量控制框图。
5.给煤量调节系统
燃料调节系统得到的煤给定量指令送入给煤量调节系统与给煤机转速进行运算,运算结果调节给煤机。
问题:
(1)给煤机如何调节?
是几台给煤机同时开启,还是根据给煤量设定自动调节投入台数,若是第二种,请给出具体设定参数。
(2)请提供详细的参数资料、控制说明及模拟量控制框图。
6.总风量调节
主蒸汽压力调节系统中发出的风量指令即为总风量指令,总风量中主要为一、二次风,同时一、二次风直接影响锅炉的运行及燃烧工况,所以总风量调节系统通过改变一、二次风量的指令来保证锅炉所需配风。
锅炉控制系统得到的总风量指令与燃料量测定值进行交叉限制后作为总风量调节系统的给定值,以保证负荷增加时先加风后加燃料,负荷减小时先减燃料后减风的要求,从而保证一定量的过剩空气系数和床温,总风量调节系统的给定值在PID中与总风量测量值进行计算处理后,送往一、二次风调节系统。
问题:
(1)总风量指令与燃料量测定值交叉限制得出总风量调节系统的设定值,交叉限制是如何实现的?
请明确。
(2)总风量是否只包含一次风量及二次风量?
请明确。
(3)总风量调节系统送往其他几个调节系统的指令是如何分配的?
请明确。
(4)请提供详细的参数资料、控制说明及模拟量控制框图。
7.一次风量调节系统
总风量调节系统发出的一次风量调节指令作为一次风量调节系统的给定值,与一次风量的测量值一起送入PID中进行计算,计算结果去调节一次风挡板,以调节进入炉膛的一次风量。
问题:
(1)请提供详细的参数资料、控制说明及模拟量控制框图。
8.二次风量调节系统
二次风量调节系统采用串级调节系统,烟气氧量测量值与给定值一起送入主调中进行PID运算,运算结果与总风量调节系统发出的二次风量指令一起进行函数处理后作为副调的给定值与二次风风量测量值进行PID运算,运算结果分为两路作为上、下部二次风流量的调节指令,由于燃料量变化到烟气中含氧量变化需要一段时间,故在二次风量调节系统中直接对燃料量进行处理,其结果作为前馈信号加到调节输出中,以提高系统的快速反应性。
问题:
(1)主调的运算结果与二次风量的测定值进行函数处理后作为副调的给定值,其中进行函数处理缺少算法,请明确。
(2)二次风量调节系统直接对燃料量进行处理,结果作为前馈信号加到调节输出中。
其中调节系统如何对燃料量进行处理?
请明确。
(3)请提供详细的参数资料、控制说明及模拟量控制框图。
(二)石灰石量控制
CFB锅炉的燃料以一定的循环倍率在炉膛内不停地循环燃烧。
所以CFB锅炉能够燃用各种劣质煤,适用范围广。
而且,在燃烧过程中加入的石灰石可以与燃烧中产生的S02进行化学反应,生成CaSO4,起到脱硫的作用。
控制石灰石量的目的是满足锅炉S02排放量的要求。
控制回路一般设计采用串级控制方式。
上级控制器为SO2控制器,下级控制器为石灰石量控制器,当S02变化时,控制给石灰石旋转给料机的转速,使进入炉的石灰石量相应变化。
在这个控制回路中,总给煤量作为前馈信号加入石灰石量控制器。
锅炉入煤量变化时,S02肯定也要相应变化。
如果仅根据S02信号调石灰石量,则延迟比较大。
将给煤量作为前馈信号,使石灰石量先根据煤量变化,然后再根据S02信号进行校正,可以减少控制延迟。
问题:
1.本系统中未找到相关参数及设备,请明确此控制是否需要。
若需要则请提供详细的参数资料、控制说明及模拟量控制框图。
(三)风量控制
CFB锅炉的风系统复杂。
主要由一、二次风,返料风和播煤风等组成。
一次风可分为两路。
在燃烧过程中,一路一次风由炉膛下部的一次风箱进入,通过布风板进人燃烧室,扰动由煤和石灰石组成的床料使之流化,并携带床料向上移动通过整个燃烧室。
另一路一次风(又称为下二次风,也可以由二次风总管送人)和二次风分别从炉膛的不同高度进入燃烧室,补充悬浮区燃烧需用的风量,使燃料在上升的过程中实现分级燃烧。
燃烧所需的一、二次风从不同高度进入炉膛助燃,形成分级燃烧,使得CFB锅炉炉膛内的温度比较低,减少了NOx的排放,同时也减少了结渣的机会。
二次风由炉膛密相区上部四周的炉墙分层给入,确保煤在悬浮段充分燃烧。
一部分二次风(一般为一次风的3%~5%)还可作为播煤风和正压输煤系统的密封风。
一次、二次风比率一般设计为1:
1~6:
4;一次风压一般为10~13kPa,二次风压为6~8.5kPa。
风量控制包括总风量控制和一、二次风比率的控制。
总风量根据燃料指令获得,并根据过剩空气系数校正,形成总风量指令。
为了保证正常流化,一次风的流量一般有一个设定的下限位,而且一、二次风的比例还要受到床温控制回路的校正。
问题:
1.参数及控制说明模糊不清,请提供详细的参数资料、控制说明及模拟量控制框图。
(四)床温控制
床温是指布在床上用以测量温度的各点热电偶温度的平均值。
床温是通过布置在密相区和炉膛各处的热电偶监测的。
从脱硫、降低NQ排放和防止炉内结焦来考虑,床温应选择低一些,循环床的密相区温度在860~920℃。
床温的上限受到灰变形温度的限制,床温比灰变形温度低150~250℃才能保证锅炉运行中不结焦;床温的下限受焦炭着火温度及低负荷稳燃的限制,而
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 流化床 锅炉 控制 问题