摘要：循環(huán)流化床鍋爐又被稱為CFB鍋爐，循環(huán)流化床鍋爐技術是近十幾年發(fā)展迅速的燃燒技術，由于鍋爐是采用燃油燃氣進行燃燒，而循環(huán)流化床鍋爐技術具有污染小、安全可靠、適應性廣等明顯優(yōu)點，其作為一種高效的清潔燃煤技術，其效用受到人們廣泛的關注，在燃煤技術當中占據了有力地位。隨著循環(huán)流化床鍋爐商業(yè)化的快速發(fā)展，人們提出了循環(huán)流化床鍋爐技術自動化運行概念。本文通過對循環(huán)流化床鍋爐控制系統(tǒng)的分析與研究，實現對循環(huán)流化床鍋爐技術自動化的設計，有利于提高循環(huán)流化床鍋爐的監(jiān)控管理功能。

關鍵詞：循環(huán)流化床鍋爐 自動控制技術 優(yōu)點

1 循環(huán)流化床鍋爐燃燒技術的概念

循環(huán)流化床鍋爐技術具有污染小、安全可靠、燃燒適應性廣等特點，其根據自身優(yōu)勢活躍在工業(yè)鍋爐及廢棄物處理等領域，循環(huán)流化床鍋爐技術擁有很大的商業(yè)發(fā)展空間。循環(huán)流化床燃燒技術作為一種新型的燃燒技術，其燃燒系統(tǒng)較為復雜，燃料燃燒形成飛灰始終流動在鍋爐燃燒系統(tǒng)當中，流動狀態(tài)的燃燒飛灰濃度較大容易影響其他控制技術的發(fā)揮，所以在循環(huán)流化床鍋爐工作的過程中還需要人工進行操作調節(jié)。

如何調節(jié)各個參數之間的影響，使其控制系統(tǒng)操作變得稍微簡單一些，對循環(huán)流化床鍋爐控制系統(tǒng)進行研究與分析，設計合理有效的循環(huán)流化床鍋爐控制系統(tǒng)是目前需要解決的問題。

2 循環(huán)流化床鍋爐控制系統(tǒng)的分析

2.1 燃燒控制系統(tǒng)

循環(huán)流化床鍋爐燃燒控制系統(tǒng)要保證燃燒過程中熱量與負荷相適應，減少燃料不必要的損耗，從而實現鍋爐燃燒控制系統(tǒng)的安全及高效運行。

鍋爐燃燒控制系統(tǒng)具體可表現為對穩(wěn)定的蒸汽壓力及料床溫度、鍋爐燃燒的經濟與環(huán)保、控制爐膛壓力及床高范圍等方面的控制。循環(huán)流化床鍋爐燃燒機理比較復雜，各參數之間耦合關系難以控制，被調參數容易同時受到多個調節(jié)參數的影響，給操控和受控變量配對造成了困難，所以循環(huán)流化床鍋爐自動化控制難于一般鍋爐的控制。

目前設計的燃燒控制系統(tǒng)比較簡單，在燃燒自動控制系統(tǒng)運作的過程中，容易受到各個環(huán)節(jié)的影響，導致燃燒自動控制系統(tǒng)無法發(fā)揮出自動化控制的效用，最后還是依靠人工手動操作控制系統(tǒng)完成。主汽壓力控制與床溫控制是整個燃燒控制系統(tǒng)當中最關鍵的兩個控制變量，改變控制方案使主蒸汽壓力處于正常范圍內，控制負荷要求及內擾的變化，促使循環(huán)流化床鍋爐燃燒控制系統(tǒng)安全可靠的運行。循環(huán)流化床鍋爐燃燒控制最關鍵的就是要解決內擾問題，煤質煤量在整個燃燒控制系統(tǒng)當中影響作用比較大，煤質煤量的變化容易導致燃燒控制系統(tǒng)的不穩(wěn)定，致使自動化系統(tǒng)難以發(fā)揮作用。且床溫會隨著負荷變化而發(fā)生巨大變化，因此需制定出合理的床溫控制方案。各個操控變量相互影響容易引起嚴重的耦合關系，致使生產效率的降低。循環(huán)流化床鍋爐想要實現經濟運行，就要設計更加合理的控制策略，改變關鍵變量間的耦合關系，解決內擾影響等問題，從而實現循環(huán)流化床鍋爐自動控制水平的提高。

2.2 汽水控制系統(tǒng)

汽水控制是根據鍋爐供水流量判斷蒸汽負荷的控制要求，將主控制蒸汽溫度控制在規(guī)定范圍，并且使汽機與鍋爐同時展開安全、經濟、有效的運作。汽水控制系統(tǒng)主要是由汽包水位、主蒸汽溫度兩方面進行控制。

循環(huán)流化床鍋爐和一般鍋爐的汽水系統(tǒng)大致上是一樣的，可根據一般鍋爐的研究設計汽水控制系統(tǒng)的方案。汽水控制系統(tǒng)在正常穩(wěn)定的工作環(huán)境下，自動化運作能夠較多的使用，如果運作過程中工況發(fā)生了變化，控制策略將無法主動適應控制要求，這時則需要人工進行手動操作控制。一旦汽水控制系統(tǒng)運作工況發(fā)生了改變，自動控制將無法發(fā)揮控制優(yōu)勢，所以對于汽水控制系統(tǒng)新策略的研究，有助于實現循環(huán)流化床鍋爐自動化控制水平的提升。

3 循環(huán)硫化床鍋爐的控制系統(tǒng)方案

為了使循環(huán)流化床鍋爐的控制系統(tǒng)設計更加簡單化，通過PID控制算法改變控制系統(tǒng)的設計結構，這種控制算法是目前工業(yè)控制中的關鍵技術之一。由于循環(huán)流化床鍋爐燃燒機制復雜，系統(tǒng)間各個變量存在著密切的耦合關系，流動狀態(tài)的燃燒飛灰濃度較大，隨著負荷的改變飛灰濃度也發(fā)生變化，與一般鍋爐燃燒飛灰相比，循環(huán)流化床鍋爐燃燒飛灰比較難以控制。所以設計循環(huán)流化床鍋爐控制系統(tǒng)的最佳方法是控制變量之間的關系，由主控變量作用次要控制變量，在控制系統(tǒng)運作的過程中次要控制變量發(fā)生了誤差，主控變量可及時地做出補償。

3.1 壓力控制方案

鍋爐主蒸汽母管調節(jié)系統(tǒng)最主要是能夠檢測并計算負荷分配指令，調節(jié)鍋爐的電汽負荷，控制母管壓力有利于主蒸汽母管發(fā)揮出調節(jié)功能，影響母管壓力最主要的是燃料及一次風這兩方面的原因，主汽壓力隨著燃料的減少而減少，一次風減少時主汽壓力再次減少，控制燃料及一次風指令全部由鍋爐燃燒指令調節(jié)，所以想要控制主汽壓力還是要從燃燒控制壓力的設計方案著手。針對燃料系統(tǒng)的內擾環(huán)節(jié)，可通過計算輸送的煤量及焦量熱值，始終保證鍋爐燃料熱值的穩(wěn)定，不會出現煤質煤量變化影響爐膛熱值的現象，控制系統(tǒng)也可在供料及煤機跳閘的環(huán)節(jié)設計相應的燃料自動補償，確保解決燃料內擾所產生的影響。

3.2 床溫控制

由于影響床溫的控制參數較多，一次風、燃料、石灰石等參數發(fā)生了變化，都會致使床溫發(fā)生改變。循環(huán)流化床鍋爐當中床溫在850～900℃范圍能夠達到脫硫的最佳效果，這就表示床溫也可不參照規(guī)定范圍的數量。一次風通過動態(tài)靜態(tài)影響床溫，動態(tài)靜態(tài)下燃料變化對于床溫并沒有產生作用，床溫依然隨著燃料的增長或減少而升高或降低。循環(huán)流化床鍋爐床溫根據一次風和燃料的變化而變化，限于床溫與一次風、燃料緊密的耦合關系，在設計控制系統(tǒng)床溫只能通過人工手動操作進行調整，從而避免床溫變化而增加更多參數間的耦合關系。

3.3 風量控制

循環(huán)流化床鍋爐比一般煤粉爐當中的風量控制更為重要，由于循環(huán)流化床鍋爐的風系統(tǒng)由一次風、二次風、返料風及播煤風組成，風量控制的目的是一次風在各種負荷工況當中仍能保持循環(huán)流化床鍋爐的燃料流化、床溫、二次風氧量、分配上下二次風量的過程中，完成分級燃燒減少鍋爐NOx的排放。

循環(huán)流化床鍋爐的控制系統(tǒng)是圍繞一次風、二次風、燃料量這三個指令所構成，鍋爐指令當中風量的控制就是要合理分配這三個要素的參數關系。設計控制系統(tǒng)最重要的是根據不同的負荷工況對各參數間配比和平衡關系進行自動控制，修正各參數間的耦合關系。在設計控制系統(tǒng)的時候，通過各種負荷工況當中的床溫、床壓、二次風母管壓力、爐膛氧量來決定控制一次風、二次風的變化關系，再采用人工手動操作補償風量的控制，實現循環(huán)流化床鍋爐在各種負荷工況當中安全穩(wěn)定的運作。

4 結束語

綜上所述，隨著社會環(huán)保意識的增加，燃油燃氣鍋爐憑借其污染小、安全實用的特點取代了以往燃煤鍋爐，燃油燃氣鍋爐的供熱作用受到了人們廣泛的關注。通過對循環(huán)流化床鍋爐控制系統(tǒng)的分析與設計，有利于循環(huán)流化床鍋爐控制系統(tǒng)的安全可靠運作，使循環(huán)流化床鍋爐控制系統(tǒng)擁有穩(wěn)定、持續(xù)的發(fā)展前景。

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作者簡介：柴海麗（1974-），女，山西長子人，助理工程師，本科， 研究方向：自動控制。