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75t/h循環(huán)流化床鍋爐自控系統(tǒng)設(shè)計(jì)與SAMA圖應(yīng)用

2023年01月27日 10:08:15      來源：云南昌暉儀表制造有限公司 >> 進(jìn)入該公司展臺      閱讀量：40

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循環(huán)流化床鍋爐自動(dòng)控制系統(tǒng)包括汽包水位調(diào)節(jié)、主汽溫度調(diào)節(jié)、爐膛負(fù)壓調(diào)節(jié)、床溫調(diào)節(jié)、料層厚度調(diào)節(jié)、主汽壓力調(diào)節(jié)和送風(fēng)調(diào)節(jié)七個(gè)方面控制，昌暉儀表結(jié)合SAMA圖和具體案例分享循環(huán)流化床鍋爐自動(dòng)控制系統(tǒng)構(gòu)建和實(shí)施的方法，本文可作為循環(huán)流化床鍋爐自動(dòng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)教程。

某公司75t/h循環(huán)流化床鍋爐在運(yùn)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(fù)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。
電廠鍋爐運(yùn)行流程圖
從自控的角度看，循環(huán)流化床是一個(gè)多變量相關(guān)聯(lián)，非線性，時(shí)變和分布參數(shù)的控制對象，為了能對上述參數(shù)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)調(diào)節(jié)，經(jīng)昌暉儀表制造有限公司研究試驗(yàn)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(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)，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(dòng)控制設(shè)計(jì)方案
循環(huán)流化床鍋爐自動(dòng)控制采用SAMA圖設(shè)計(jì)，方便大家清晰明了的弄明白控制原理和具體實(shí)施方法。如果您對SAMA圖例不熟悉，請參閱本站《》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(yùn)行的重要參數(shù)，其控制系統(tǒng)采用帶溫度壓力補(bǔ)償?shù)膯渭壢龥_量調(diào)節(jié)系統(tǒng)。控制SAMA圖見圖1
循環(huán)流化床鍋爐汽包水位調(diào)節(jié)系統(tǒng)SAMA圖
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)()輸入，減溫器出口溫度作為中間點(diǎn)參數(shù)引入副調(diào)，作為副調(diào)()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。
循環(huán)流化床鍋爐主汽溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)SAMA圖
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(fù)壓調(diào)節(jié)系統(tǒng)
對象調(diào)節(jié)通道的動(dòng)態(tài)特性較好，采用0.075%精度高穩(wěn)定性測量爐膛壓力，控制采用單回路調(diào)節(jié)系統(tǒng)。但由于擾動(dòng)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(fù)壓波動(dòng)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。
循環(huán)流化床鍋爐爐膛負(fù)壓調(diào)節(jié)系統(tǒng)SAMA圖
圖3  循環(huán)流化床鍋爐爐膛負(fù)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(gè)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(dòng)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(jī)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。
循環(huán)流化床鍋爐床溫調(diào)節(jié)系統(tǒng)SAMA圖
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(shí)的料層厚度。料層厚度不僅影響床溫而且對鍋爐的經(jīng)濟(jì)運(yùn)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(shí)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(jī)的轉(zhuǎn)速，以達(dá)到保持料層厚度的目的。控制SAMA圖見圖5。
循環(huán)流化床鍋爐料層厚度調(diào)節(jié)系統(tǒng)SAMA圖
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(jī)爐安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)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(diǎn)參數(shù)的雙回路系統(tǒng)來提高消除內(nèi)擾動(dòng)的速度。中間點(diǎn)參數(shù)采用蒸汽量和汽包壓力計(jì)算得出的熱量信號，通過調(diào)節(jié)燃料量(給煤機(jī)轉(zhuǎn)速)來滿足壓力調(diào)節(jié)的要求?？刂芐AMA圖見圖6。
循環(huán)流化床鍋爐主汽壓力調(diào)節(jié)系統(tǒng)SAMA圖
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)，保證一定的過剩空氣系數(shù)，使燃燒經(jīng)濟(jì)性。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(jìn)一步改善調(diào)節(jié)品質(zhì)，引入負(fù)荷信號作為前饋信號，使送風(fēng)系統(tǒng)在負(fù)荷擾動(dòng)時(shí)與汽壓系統(tǒng)同時(shí)動(dòng)作。控制SAMA圖見圖7。
循環(huán)流化床鍋爐送風(fēng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)SAMA圖
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(yuǎn)熱電有限公司循環(huán)流化床鍋爐自動(dòng)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(gè)調(diào)節(jié)系統(tǒng)的共同作用使得床溫波動(dòng)較大，稍有疏忽就會結(jié)焦。而單獨(dú)采用熱量信號既能克服時(shí)滯又消除了兩個(gè)調(diào)節(jié)系統(tǒng)之間的耦合，使兩個(gè)調(diào)節(jié)系統(tǒng)的整定相互獨(dú)立，這是昌暉儀表制造有限公司設(shè)計(jì)的控制要求，受到實(shí)際檢驗(yàn)，循環(huán)流化床鍋爐自動(dòng)控制系統(tǒng)穩(wěn)定可靠，滿足了使用單位長期自動(dòng)控制的需求。
作者：衛(wèi)明、戎俊
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