小型循环流化床锅炉系统MCS控制方案设计与实施
135MW循环流化床机组MCS系统的控制策略
３ ２ 锅 炉主控 制调 节 系统 ．
主 汽流 量
床温均值 锅炉需求 热量 信号
负荷指 令
瞬时煤量和
无论是循环流化床锅炉还是煤粉锅 炉， 维持 主 汽压力恒定是对锅炉控制的基本要求。本机组只采
用炉跟机的控制方案 ， 发电功率由汽机主控控制 ， 主
汽压力则由锅炉侧燃料供给量来控制 ， 以保证供 给 的能量与外界需要 的能量相平衡 。在设计控制方案
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２０ 年第 ３ ０６ 期
天津电力技术
４ ３
１５ Ｗ 循环 流化床机 组 Ｍ Ｓ系统的控制 策 略 ３Ｍ Ｃ
天津陈塘热电有限公司 天津市 电力公司技术 中心 王成文 段建勋 王建军 张应 田
பைடு நூலகம்
【 要】 结合天津陈塘热电公司二期扩建工程 １ Ｍ 摘 ３ Ｗ循 ５
环流 化 床 机 组 Ｄ＿ ｅ ５控 制 系统 的 工 程 应 用 实 例 ， 绍 了 介 １５ Ｗ Ｆ ３ Ｍ Ｃ Ｂ机组 Ｄ Ｓ系统 中 Ｍ Ｓ 模 拟量控 制 系统） Ｃ Ｃ（ 的控 制 策略 ， 探讨针 时 １５ Ｗ Ｆ ３Ｍ Ｃ Ｂ机 组如何设计 ＭＣ Ｓ控制 系统 ， 为 其它类似机组模拟 量控制 系统 的设计 调试提 供 一 些有 益的
荷指令 ， 此时可 自动通过改变汽机 的出力来 维持机
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天津电力技术 前压力稳定 ， 即暂时牺牲一部分功率指标来维持 机
２０ 年第 ３ ０６ 期
前压力稳定 。锅炉控制采用直接能量平衡方式响应 机前压力变化的汽压偏差 ， 再引入锅炉床温变化 微 分作用的前馈信号 ， 去控制四台给煤机的给煤量 ， 改 变锅炉的燃烧率。从而构成一个基本而且主要功能
循环流化床锅炉控制方案(xh)
循环流化床锅炉控制方案前言随着我国环保规范的发展，对环境的保护已经在电厂废物排放中开始实施连续监测处理（脱硫、脱氮），然而却是在增加投资的基础上进行的。
由于煤粉炉的燃烧效率不高，使得脱硫、脱氮的成本也高，从而使能源也有部分的流失。
由此，开发高效清洁的煤利用技术，是能源利用和环境保护的双重需要。
在煤的清洁利用技术中，循环流化床技术由于具有上述特点而越来越多的采用。
其燃烧效率高、煤种适应性强、低污染排放的特点，使其发展前景广泛。
循环流化床的崛起，预示着对传统媒粉燃烧的革命性挑战。
目前，CFB锅炉在发达国家已经迅速地发展，从世界第一台投运（电力行业）以来，十多年间已经有约数百台CFB锅炉投产发电，大至200MW 机组配套的CFB锅炉已投产多年，而且与300MW机组配套的CFB 锅炉也在建设中。
已发展到大容量的水平，说明CFB锅炉潜力巨大。
CFB锅炉在我国的发展也很快。
目前已经投运的CFB锅炉最大的容量是410T/H，是进口设备。
国产最大的是220T/H。
近几年来，CFB 锅炉的安装台数明显增加。
随着国内环保要求的不断提高，循环流化床技术已经进入飞速发展的一个重要时期。
For personal use only in study and research; not for commercial useCFB锅炉的基本构成与燃烧原理循环流化床锅炉一般可分成两个部分：第一部分由炉膛、分离器、回料器等组成，形成一个固体物料循环回路；第二部分则为对流烟道，布置有过热器、省煤器、空气预热器等，与常规煤粉炉相近。
燃烧所需要的一次风和二次风分别由炉膛的底部和侧墙送入。
原煤块经过破碎后，通过刮板式给煤机将煤送入煤斗，煤斗下方有螺旋式给煤机，经播煤风将煤吹入炉内。
炉膛出口水平烟道内装有多级烟灰分离器，分离出的高温灰落入灰斗。
经锁灰装置和J阀回送至炉膛。
飞灰通过分离器经尾部烟道受热面进入除尘器经灰沟冲到沉灰池，床体下部已燃尽的灰渣定期排放。
循环流化床锅炉控制系统的分析与设计
摘要:循环流化床锅炉又被称为CFB锅炉，循环流化床锅炉技术是近十几年发展迅速的燃烧技术，由于锅炉是采用燃油燃气进行燃烧，而循环流化床锅炉技术具有污染小、安全可靠、适应性广等明显优点，其作为一种高效的清洁燃煤技术，其效用受到人们广泛的关注，在燃煤技术当中占据了有力地位。
随着循环流化床锅炉商业化的快速发展，人们提出了循环流化床锅炉技术自动化运行概念。
本文通过对循环流化床锅炉控制系统的分析与研究，实现对循环流化床锅炉技术自动化的设计，有利于提高循环流化床锅炉的监控管理功能。
关键词:循环流化床锅炉自动控制技术优点1循环流化床锅炉燃烧技术的概念循环流化床锅炉技术具有污染小、安全可靠、燃烧适应性广等特点，其根据自身优势活跃在工业锅炉及废弃物处理等领域，循环流化床锅炉技术拥有很大的商业发展空间。
循环流化床燃烧技术作为一种新型的燃烧技术，其燃烧系统较为复杂，燃料燃烧形成飞灰始终流动在锅炉燃烧系统当中，流动状态的燃烧飞灰浓度较大容易影响其他控制技术的发挥，所以在循环流化床锅炉工作的过程中还需要人工进行操作调节。
如何调节各个参数之间的影响，使其控制系统操作变得稍微简单一些，对循环流化床锅炉控制系统进行研究与分析，设计合理有效的循环流化床锅炉控制系统是目前需要解决的问题。
2循环流化床锅炉控制系统的分析2.1燃烧控制系统循环流化床锅炉燃烧控制系统要保证燃烧过程中热量与负荷相适应，减少燃料不必要的损耗，从而实现锅炉燃烧控制系统的安全及高效运行。
锅炉燃烧控制系统具体可表现为对稳定的蒸汽压力及料床温度、锅炉燃烧的经济与环保、控制炉膛压力及床高范围等方面的控制。
循环流化床锅炉燃烧机理比较复杂，各参数之间耦合关系难以控制，被调参数容易同时受到多个调节参数的影响，给操控和受控变量配对造成了困难，所以循环流化床锅炉自动化控制难于一般锅炉的控制。
目前设计的燃烧控制系统比较简单，在燃烧自动控制系统运作的过程中，容易受到各个环节的影响，导致燃烧自动控制系统无法发挥出自动化控制的效用，最后还是依靠人工手动操作控制系统完成。
循环流化床锅炉控制方案
循环流化床锅炉循环流化床锅炉（Circulating?Fluidized?Bed?Boiler,CFB）作为近年来国际上发展起来的新一代高效、低污染清洁燃烧锅炉，具有燃料适应性广、负荷调节性能好、灰渣综合利用等优点，因此在电力、城市供热、工厂蒸汽生产中得到越来越广泛的应用。
但由于循环流化床锅炉的燃烧及汽水变化过程十分复杂，受影响的因素多，给煤、一、二次风，返料耦合性强，而且燃烧与汽水也存在复杂的耦合关系。
此外，过程的非线性和大滞后也使对象更加复杂，难于建立精确的数学模型，这样对控制就提出了更为严格的要求。
这包括两层意义：一是控制系统要有很高的可靠性；二是控制方案要有很好的控制实效。
基于这样两点，CFB锅炉都选择先进的DCS控制系统，特别是运用先进的控制方案，能够实现锅炉燃烧的完全自控。
如下控制方案：一、循环流化床锅炉工艺流程本工艺流程的主要设备如下：循环流化床锅炉、一次风机、二次风机、引风机、螺旋给煤机、电除尘器二、?循环流化床锅炉的自动控制系统??锅炉的自动控制系统主要包括以下几个控制子系统：1.??????燃烧自动控制子系统2.??????炉膛负压控制子系统3.??????汽包水位控制子系统4.??????主汽温度控制子系统5.??????汽水协调控制子系统6.??????料层差压控制子系统7.??????锅炉安全联锁保护子系统下面将针对以上几个控制子系统进一步的描述：1、燃烧自动控制燃烧控制的目标首先是保证锅炉安全燃烧且主汽压力应稳定在设定值，其次是经济燃烧（体现为空气过剩系数恰当），对循环流化床来说安全燃烧尤为重要。
安全燃烧的一个主要指标是炉膛温度分布，特别是料床温度应稳定在960℃左右，防止床温过高结焦或床温过低熄火事故。
CFB锅炉燃烧控制手段通常是给煤、一次风、二次风及二次返料。
一般35t/h?CFB锅炉采用高温返料方式，二次返料量对炉膛温度影响不大，故不作为控制手段。
控制方案采用基于人工操作经验的专家智能控制系统，较好地解决了燃烧过程的强耦合、大滞后、时变性等难题。
基于MCGS的600MW循环流化床锅炉燃烧过程自动控制系统方案
大学本科生课程考查论文2013/2014学年第一学期600MW循环流化床锅炉燃烧过程自动控制系统课程名称：微机控制综合应用任课教师：学院：电气工程学院专业：自动化学号： 2010姓名：成绩：调研1 / 161、问题的提出：随着电力工业的发展，高参数大容量的火力发电机组在电网中所占的比例越来越大，电网因用电结构变化，负荷峰谷逐差逐步加大，因此要求大型机组具有带变动负荷运行的能力，以便迅速满足负荷变化的需要与参加电网调频。
另外，机组容量不断地增加，锅炉的蓄热量相对减少，采用机炉分别控制方式已不适应外界负荷的要求和保持机炉之间的平衡，因此通常采用锅炉汽轮发电机组的单元制运行方式。
2、解决问题总体方案：我们采用循环流化床锅炉燃烧控制。
1)燃烧控制系统主要由锅炉的燃烧室（炉膛）、送风装置、送煤装置、灰渣排放装置、引凤装置等组成。
主要功能是完成燃料的燃烧过程，将燃料所含能量以热能形式释放出来，用于加热锅炉里的水。
主要流程有烟气流程、通风流程、排灰出渣流程、给煤控制流程等。
燃烧过程控制的根本任务是使燃料所提供的热量适应锅炉蒸汽负荷的要求，保证锅炉安全运行。
燃烧过程的具体任务与其控制策略因燃料种类、制粉系统、燃烧设备与锅炉的运行方式的不同而有所不同。
具体而言，燃烧控制的基本任务可归纳为以下几点：（1）维持蒸汽压力稳定，（2）保证燃烧过程的经济性，（3）维持炉膛压力稳定。
锅炉燃烧过程的上述三项控制任务是不可分开的，它的三个被控参数蒸汽压力、过剩空气系数或最佳含氧量、炉膛压力与三个调节量燃料量、送风量、引风量间存在着关联。
因此燃烧控制系统各子系统应协调运作，共同完成其控制任务。
2）燃烧过程的有关参数与其影响：（1）给煤。
给煤量影响送进床料的热量。
（2）循环流化床风速和风量。
风速影响床料流动性、气泡直径与床燃烧率等，进而影响液化质量和燃烧效率。
（3）床料高度。
其高度的变化影响床温。
（4）过剩空气系数。
在一定围，提高过剩空气系数可改善燃烧效率，但其很高时，将导致床温下降，CO浓度升高，总的燃烧效率下降。
大屯发电厂135MW循环流化床锅炉协调控制系统设计与实施
中图分类 号 ：Ｋ ２ Ｔ ２９
文献 标识码 ： Ａ
文章编 号： ０ ９ ２ ７ （ ０ ０） ６ ０ ２ — ３ １ ０ — ３ ４ ２ １ １ － ０ ０ ０
大 屯发电厂 ２×１５ ３ ＭＷ 两 台 ４ ０ ｈ超高压 、 次再热 、 ４ｔ ／ 一 单 频和 Ａ Ｃ Ｇ 功能并投 入。 本文介绍 Ｃ Ｓ Ｃ 的设计 思想 ， 系统组成 ， 锅筒 自然循 环 的循环 流化床 锅炉 ， 炉 由东 方锅 炉厂采 用美 试 验情况 ， 锅 性能分析和结论 。 国 Ｆ 公 司 的 Ｃ Ｂ技术设 计制造 ， ｗ Ｆ 锅炉型号 为 ： Ｇ一 ４ ／３７ Ｄ ４ ０１ ．—
２１ ０ ０年第 １ ６期 （ 总第 １ １ ） ５期
中国高新技术 企业
Ｃｈ ｎ － ｅ ｈＥｎｅｐｒ ｅ ｉａＨｉＴ ｃ ｔｒ ｉ ｓ ｓ
Ｎ０．６．０１ １ ２ ０
（ ｕ ｕａ ｖｔ Ｏ １１ Ｃ ｍ ｌｔ ｅ Ｎ ． ） ｉ ｙ ５
大屯发电厂 １５ Ｗ循环流化床锅炉协调控制系统设计与实施 ３Ｍ
一
１ ２循 环 流化 床 锅炉 。汽 轮 机为 上海 汽 轮机 厂 制造 的 型号 Ｉ
为 Ｎ１５ １．４５ ５５ ５型超 高 压 、 次 中 间再 热 、 中压 合 ３ — ３ ／３ ／３ ２ 一 高
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系统简 述
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２０ ． ０ ８
外， Ｐ Ｃ Ｕ工 作指 示 灯 闪亮 。此 时 ， 可基 本 确认 机器 处 于正 常
龙海青 பைடு நூலகம்
（ 中煤集 团上 海 大屯能源股份有 限公 司发 电厂 ， 江苏 沛县 ２ １ １ ） ２６ １
摘要 ： 在协 调控制 系 调试 中， 统 原有 的设计 思想不能 满足循 环流化床 锅炉 的实际工况 。文章通过现 场投 运和 试验 ， 探
循环流化床锅炉燃烧控制系统的设计
目录循环流化床锅炉燃烧控制系统的设计 (1)摘要 (1)ABSTRACT (2)第1章绪论 (3)1.1循环流化床锅炉燃烧技术背景 (3)1.2国内外研究现状及发展动态 (4)1.3循环流化床锅炉特性和优缺点 (5)1.3.1 循环流化床锅炉的特性 (5)1.3.2循环流化床锅炉的优缺点 (6)1.4本文主要研究内容 (7)第2章循环流化床锅炉 (8)2.1循环流化床锅炉工作原理 (8)2.1.1流态化现象 (9)2.1.2临界流化速度 (9)2.2循环流化床基本结构 (10)2.2.1循环流化床锅炉炉膛 (10)2.2.2布风装置 (12)2.2.3分离器 (12)2.2.4返料装置 (13)2.2.5换热器 (13)2.2.6高温灰渣冷却装置 (14)2.2.7点火装置 (15)2.2.8循环流化床给煤给料装置 (15)第3章循环流化床锅炉模型建立 (17)3.1燃烧物料循环系统建模 (17)3.1.1物料循环算法模块 (17)3.1.2旋风分装置算法模块 (18)3.1.3返料器算法模块 (18)3.2炉膛温度分布模型建立 (19)3.3烟风分布模型 (21)3.3.1压力节点算法介绍 (21)3.3.2流体网络搭建 (22)第4章循环流化床锅炉燃烧系统的优化控制 (22)4.1前馈控制系统 (22)4.2循环流化床锅炉床温控制 (23)4.2.1床温控制回路 (23)4.2.2床温控制器PID参数优化 (25)4.3循环流化床锅炉主蒸汽压力控制 (26)4.3.1主蒸汽压力控制回路 (26)4.3.2主蒸汽压力控制器PID参数优化 (28)第5章结论与展望 (30)参考文献 (31)致谢 (32)循环流化床锅炉燃烧控制系统的设计摘要循环流化床锅炉燃烧是近十几年来发展的一种新型燃煤技术，但经过深入的分析，可以看到该种燃烧锅炉同样存在着诸多问题，如动力不足、持续运行的时间较短、排烟热损失利用不充分、燃烧损失控制能力不足等，而这些问题通过加强工艺流程的自动化控制能够有效解决，这也是本次进行循环流化床锅炉控制研究的出发点。
循环流化床锅炉自动控制系统的研究与设计
循环流化床锅炉自动控制系统的研究与设计摘要循环流化床锅炉作为燃烧适应性强、污染低、负荷调节性能好的燃煤技术，已经成为燃煤技术的主力军。
随着循环流化床锅炉数量的迅速增多，给其运行的自动化提出来更高的要求。
循环流化床锅炉自动控制系统要调节的变量很多，本文主要阐述循环流化床锅炉中的燃烧系统控制方案的设计和汽水系统控制方案的设计，以供同仁参考。
关键词循环流化床锅炉；自动控制；燃烧系统；汽水系统循环流化床锅炉作为燃烧适应性强、污染低、负荷调节性能好的燃煤技术，已经成为燃煤技术的主力军。
随着人们对电力的需求逐渐增长，循环流化床锅炉的数量在我国呈现逐年递增的态势, 循环流化床锅炉数量的迅速增多，给其运行的自动化提出来更高的要求。
循环流化床锅炉自动控制系统要调节的变量很多，有主蒸汽压力、主蒸汽温度、料床厚度、料床温度、汽包水位、一次风量、引风量、给水流量等，本文主要阐述循环流化床锅炉中的燃烧系统和汽水系统的自动控制方案。
1 循环流化床锅炉燃烧系统控制方案的设计循环流化床锅炉燃烧控制系统的主要任务是在确保安全运行、经济燃烧以及环保的要求下，使燃料燃烧所产生的热量尽快地适应负荷的要求。
循环流化床锅炉燃烧控制的难点是：①煤质煤量的变化使得燃烧控制系统不稳定甚至很难发挥作用；②负荷变化能够引起床温的显著改变；③影响燃烧效率的因素很多，例如：一、二次风配比、燃煤颗粒和床温等。
针对以上难点，本文从以下几个方面进行燃烧系统设计。
1.1 氧量校正环节为了合理燃烧和节约能源，通常采用过剩空气系数来实现低氧燃烧，过剩空气系数的理想值是1，但是由于影响循环流化床锅炉燃烧状况的因素众多，再加上各种干扰因素的频繁出现，因此在实际控制中该系数的取值范围一般为1.02～1.10。
同时为了消除炉压变化引起炉子漏风、燃料热值波动、锅炉进料和出料时空气进入等干扰因素对燃烧效果的影响，在设计氧量校正环节引入排烟含氧量对过剩空气系数进行校正，从而实现氧量的闭环控制，提高了抑制干扰的能力，最终确保锅炉处于最佳燃烧状态。
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小型循环流化床锅炉系统MCS控制方案设计与实施
摘要本文以循环流化床（CFB）为背景，分析了循环流化床（CFB）所具有的主要技术特点，DCS控制系统作为一种现代自控分支理论及技术在火电领域中有广泛的应用，本文简述了DCS控制系统理论在循环流化床（CFB）控制中的应用情况、方法及实施过程MCS控制系统设计。
关键词循环流化床；CFB；MCS
近十几年来，循环流化床锅炉燃烧控制技术是一种刚发展起来的新技术，80年代初我国才刚刚研究发展该技术，目前锅炉控制系统以及复杂燃烧控制建模还处于探索阶段。
1 锅炉主控系统
同过去的煤粉炉一样，最基本的控制要求就是要保证主汽压力的恒定。
系统的主汽压力随着蒸汽量的变化而变化。
通过改变锅炉进燃料量、助燃空气量的值，来维持主汽压力值一定。
目前机组分单元制和母管制，两种机组维持主汽压力值一定都是通过进燃料量来实现，从而达到能量平衡的效果。
主汽压力是调节锅炉主控的重要因素。
为了在系统中满足机组的运行要求，往往通过调节进燃料量开控制主汽压力。
进燃料量是影响床温的重要因素，床温增加，燃料量减少；床温降低，燃料量增多。
锅炉运行的时候，床温会波动，所以要增加不调温死区，用来保证床温在该死区时，进燃量不变。
要想知道机组负荷的变化，运行人员就要观察主汽流量来得以判断，因此控制输出需要将主汽流量信号值经过函数运算后加上，这样提高系统的相应速度就可以通过这种前馈形式实现。
2 总风量调节
总风量-锅炉主控系统发出的风量指令。
一、二次风在总风量中所占的比例是最大的，锅炉的运行和燃烧工况还是由一次风和二次风直接影响着。
一次风和二次风的调节指令改变可以控制总风量调节系统来保证锅炉所需风量。
总风量控制系统的给定值是由总风量指令与燃料量测量值进行交叉限制后得出的，为了使炉膛内有一定空气量，增加负荷使先给风再给料，减少负荷时先减料再减风。
PID 中总风量测量值与给定值进行运算，运算结果在通过函数处理后最终送往风道燃烧器点火风调节系统、一次风调节系统及二次风调节系统。
3 一次风调节系统
一次风系统是通过总风量系统给出的一次风量指令和一次风量测量值一起给入程序中进行PID运算，用来控制一次风挡板开度，来调节一次风量。
同时也考虑到床温因素，因为床温高则需要减少一次风量，床温低则要增加一次风量。
如图1所示。
4 二次风调节系统
二次风量调节采用串级控制。
烟气含氧量和蒸汽流量进行PID运算，运算结果与二次风量指令一起作为副调的给定值。
同时与二次风量、一次风量和给煤量一起用作二次风系统PID调节控制。
如图2所示。
图1
图2
5 给水控制
图3
给水流量一般采用三冲量控制，给水流量、汽包水位和蒸汽流量是影响给水控制的重要因素。
汽包水位信号经过压力补偿后采用三取中的方法来处理，如果有一路水位信号发生故障，则由运行人员来决定使用哪路信号进行调节。
在低负荷阶段，由给水旁路调节阀控制给水量，然后在负荷允许的情况下，关闭给水旁路调节阀，通过控制电动给水泵的转速来调节给水量。
在整个运行范围，包括给水调节阀控制、转速控制、运行切换，系统均应保持稳定。
如图3所示：
6 结论
该控制方案在中煤上海能源大屯煤电公司发电厂2*60MW机组试运行期间投自动成功，并运行至今无故障出现，并可广泛应用于各个中小型循环流化床机组。
参考文献
[1]张华，孙奎明.热工自动化[M].北京：中国电力出版社，2010.
[2]白建云.火电厂顺序控制与热工保护[M].北京：中国电力出版社，2009.。