关于循环流化床锅炉集控运行研究

关于循环流化床锅炉集控运行研究

裴立军李文泽

（内蒙古京泰发电有限责任公司内蒙古自治区鄂尔多斯市010300）

摘要：随着经济的发展以及科学技术水平的不断提高，我国的电力系统建设取得了较大程度上的发展，为我国国民经济的发展以及科学技术水平的提高做出重要贡献。循环流化床(CFB)锅炉是一种新型锅炉，具有高效率、环保性能优良等优势，在火力发电系统之中有着广泛的应用，针对循环流化床(CFB)锅炉采取科学有效的控制方式对于火力发电系统运行的高效性、稳定性与经济性具有十分重要的意义。本文主要针对循环流化床锅炉集控运行进行研究与分析。

关键词：循环流化床锅炉；控制方式；集控运行

1.循环流化床锅炉的发展现状

循环流化床锅炉是在鼓泡床锅炉基础之上发展而成的，其工作原理如下：首先，在锅炉之中放置大量的床料，然后对煤进行碾碎处理，使其成为粒径1mm至10mm范围之内的细小颗粒，并将之送入到流化床锅炉之中。炉膛下部进行送风，促使煤得到充分的燃烧，并在此基础之上呈现为“流态”的形式。在循环流化床锅炉机组之中，还在炉膛的出口对气固分离器进行了有效的设置，煤在燃烧过程中分离出来的固体可以再次被送入锅炉之中，这样一来，就可以对煤的充分燃烧进行有效的保证。

2.循环流化床锅炉的运行原理

国外对于循环流化床锅炉技术的研究较早，随着研究的日益深入，循环流化床锅炉的内部结构也更为丰富，德国与芬兰先后设计制造出了鲁奇型循环流化床锅炉与百炉宝型循环流化床锅炉，两者分别具有排放性能好与结构简约的特点。随后，美国公司在这两种锅炉的基础之上进行设计改造，同时兼具两种锅炉的特点。就我国情况而言，由于对于循环流化床锅炉技术的研究起步较晚，与发达国家存在着一定的差距。近年来，随着经济的发展以及科学技术水平的不断提高，我国的循环流化床锅炉取得了一定程度的进步，并广泛应用于工业生产之中。

3.循环流化床锅炉技术特点

①适应性广：在循环流化床锅炉中，燃料是以流态化的形式进行燃烧，在这种状态之下，燃料与炉中的气体能够得到充分的结合，即使存在燃料燃烧难度高的情况，训话流化床锅炉也可以有效解决，在高效燃用的燃料中有着广泛的适用性。除此之外，循环流化床锅炉在低热值、固体垃圾废物的处理中也具有较广的适用性。

②高效率：循环流化床锅炉可以对燃烧进行循环使用，燃烧过程中分离出的固体颗粒可以被再次送入到炉内进行燃烧，燃料的利用效率得到了一定程度的提升。除此之外，在这一循环的过程之中，燃料的燃烧时间得到了延长，飞灰量得以减少。循环流化床锅炉能够对燃料进行充分的应用，其燃烧率大致在97.5%至99.5%的范围之内，对锅炉的燃烧效率进行了有效的提高。

③负荷调节性：循环流化床锅炉可以通过控制燃烧循环来对负荷进行一定程度的减少。锅炉在燃烧的过程之中，分离出的固体细颗粒会再次进入到锅炉之内进行燃烧，在这一过程中便可以对对进入的燃料进行一定程度的减少，以此来对燃料的负荷进行合理的调节。

4.集散控制系统在循环流化床燃烧控制中的应用

当前状况下，集散控制系统在我国火力发电机组之中有着十分广泛的应用，它主要分为三个部分，分别是数据采集、模拟量控制、顺序控制，具体控制如下：

①给煤调节：对于循环流化床而言，它是一个多变量耦合的燃烧系统，具有较高的复杂性。一般情况在，锅炉在燃烧的过程当中，如果床温过高，很有可能会出现结焦的现象，而如果床温过低的话，锅炉就可能会熄灭。因此，床温对于给煤量十分重要。在燃烧控制的过程之中，需要对床温进行进行一定程度的控制，使其处于正常的范围之内，且保证负荷正常，然后在此基础之上对主汽压力与左右最高床温的平均值进行有效的调节。

②主汽温度的调节：一般情况下，是工业生产的过程之中，对于汽温的调节大多是以喷水式的方法进行，然而这种方法存在着一定程度的弊端，主要表现为在进行喷水降温的过程之中，由于降温的时间间隔相对较长，产生一定的时间滞留。在降温前没有预留信号，因此很难对主汽温度进行有效的调节。针对这种情况，可以采用主汽流量新号的方法予以解决。

③一次、二次风量：对于一次风量而言，它主要是对流化和炉膛的温度进行一定程度的调节，它会随着负荷的变化而变化，且表现出一定的阶跃性。对于二次风量而言，对其的风量控制十分重要，风量过大过小都会影响锅炉正常运行。如果二次风量过大，会使得炉内剩余过量的空气，进而就在一定程度上增加的拍炎热的损失；如果二次风量过小，则会导致燃烧不充分，使得残余颗粒较多，燃烧效率低。由此可见，控制二次风量的大小不仅关系到燃烧过程，还对锅炉运行的经济性造成较大程度上的影响。循环流化床风量控制措施如下：首先，需要依据水冷风室的压力对一次风压进行一定程度的控制，一般情况下，需要将一次出口母管的压力与水冷风室的压力压差控制在3kPa至5kPa的范围之内较为适宜，而一次风压的控制主要是通过对风机入口挡板的开度大小进行调整予以实现；其次，一次风量跟踪煤量指令时，需保持其大于最低流化风量，主要以调整主一次风门开度的大小来实现有效调整；最后，二次风量的大小跟踪氧量指令，主要通过调整二次风机入口的挡板开度进行控制，风压大小则是通过对二次风上下或者内外调节门予以实现的，一般情况下，将二次风压控制在8kPa以上较为适宜。

5.循环流化床锅炉技术的发展方向

①烟气余热的高效利用：在实际的工业生产过程中，能源浪费现象普遍存在，其中烟气余热在其中占有很大一部分比重，如何采取有效措施对余热进行降低对生产效益与经济效益的提升具有十分重要的意义。因此，相关部门应该设计开发出高效利用烟气余热技术，对烟气余热进行一定程度上的降低，从而有效提高循环流化床锅炉的工作效率。

②脱硫脱氮新型技术：就当前状况而言，循环流化床锅炉已经具有相对较好的脱硫脱氮效果，但在实际运行过程中仍然存在着一些问题，这些问题的存在会对循环流化床锅炉的运行效率与运行的环保性造成不良的影响，因此需要对脱硫脱氮技术进行进一步的调整与优化，开发出高效的脱硫脱氮新型技术，一方面提升锅炉运行效率，另一方面提升锅炉运行的绿色行与环保性。

③节约场内电能：当前状况下，我国主要是通过风机技术对火力发电用电情况进行降低，但是这一方式效果并不是十分明显，如何设计出一种高效节能的方式来降低火力发电用电，显得格外重要。

6.结束语

结合循环流化床锅炉的运行原理与控制特点，将集散控制系统应用于循环流换床锅炉的控制当中，能够有效提高生产效率，保证锅炉运行的稳定新、经济性与高效性。随着科学技术的发展，循环流化床锅炉的控制方式将会更为科学与合理，具有很高的发展前景。

参考文献：

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[5]大型国产循环流化床锅炉燃烧过程智能控制系统应用研究[J].牛培峰.中国电机工程学报.2000(12)