CFB循环流化床的协调控制a
300MW循环流化床机组的控制策略
30 华北电力技术 NOR TH CH I NA EL EC TR I C POW ER N o. 7 2007
石给料调节系统、 除氧器水位控制系统、 低压加热 器水位控制系统、 高压加热器水位控制系统等。
1 协调控制系统
协调控制系统主要包括机组指令运算回路机 主控、 炉主控 , 负荷、 压力设定 , 协调方式切换 , 一 次调频等功能。 实践证明大型 CFB 机组 协调 控制 策略 采用 直接能量平衡 (D EB ) 协调控制方 式是比较适 合 的、 有效的。 该协调控制策略是一种考虑了机组能 量平衡的自解耦控制, 自动补偿机组滑压变动负 荷中锅炉蓄热、 负荷斜坡变化中调节器静差。 D EB 协调控制方式中所用的主要信号是机组负荷、 汽 机一级压力、 机前压力和汽包压力 , 调节输出仍是 锅炉的燃料和汽机调门。 D EB 协调控制方式实用 于物质能量平衡的汽包式单元机组, 而与锅炉的 燃烧方式无关。 D EB 控制的几个关键变量: 汽机一级压力 P 1, 它代表进入汽机的蒸汽流 量, 亦即汽机的输入功率。 汽机调节阀有效开度P 1 �P T , 汽机一级压力与 主 汽压比值 P 1�P T 正比于调节阀开度 , 它只对阀 门开度有反应 , 不受燃料量 (内扰) 的影响。 能量平衡信号 ( P 1 �P T ) × P T 0, 它代表汽机预 期的输入功率 , P T 0 为主汽压定值。 热量信号 HR = P 1 + C ( dP d�d t ) , P d 为汽包压 力, C 为锅炉蓄热系数, 热量信号代表单位时间内 燃料燃烧传给锅炉的热量。 热量指令BD = ( P 1 �P T ) ×P T 0 + ( P 1�P T ) × P T 0 ×K 1× d ( ( P 1 �P T ) ×P T 0) �dt + K 2× d P T 0 �d t 热量指令由 3 部分组成: ( P 1 �P T ) ×P T 0 ——BD 的主体。 在稳态时 , P T = P T 0 , ( P 1 �P T ) × P T 0 等于 P 1 , 它代表汽机的即时 功率。在过渡过程中, P T ≠ P T 0 , ( P 1 �P T ) × P T 0 等于 未来达到稳定时的 P 1 值 , 代表汽机的预期功率。 ( P 1 �P T ) × P T 0 × K 1 × d ( ( P 1 �P T ) × P T 0 ) � d t —— 代表由于汽机功率的变化在单位时间内锅 炉所需补充的蓄热。 K 2 × dP T 0�d t ——代表由于压力定值变化在 单位时间内锅炉所需补充的蓄热。 控制策略: 热量信号 HR 作为锅炉主控调节 器的被调量, 热量指令 BD 作 为锅 炉主 控调 节器 的设定值 , 处于稳态时, 调节器的被调量应等于设 定值 , 即BD = H R ; 此外 , 各微分项为零 , 即:
基于专家系统的循环流化床锅炉智能控制
基于专家系统的循环流化床锅炉智能控制摘要:针对国内循环流化床锅炉基本靠人控制的现状,提出采用智能专家系统控制的方法,有效地解决了较大滞后、较强耦合、工艺控制复杂等原因给控制带来的难题,使锅炉系统自动控制的连续运行成为可能。
关键词:循环流化床锅炉专家系统智能控制1 循环流化床锅炉及其特点循环流化床技术(Circulating Fluidized Bed,简称CFB)是20世纪80年代发展起来的可靠的低污染高清洁高效燃烧技术,其高效率、低污染和良好的经济性,无论从技术经济上还是从环境保护的社会意义上讲,都是非常适合我国国情的,因而它在我国火力发电上具有良好的市场应用和发展前景[1]。
循环流化床是处于煤的层燃燃烧和煤粉燃烧之间的一种燃烧方式,兼有这两种燃烧方式的优点:(1)燃料的适应性广,即可燃用优质煤,也可燃用各种劣质燃料。
(2)燃烧效率高。
大型CFB锅炉的热效率普遍达90%以上。
(3)污染物排放低。
由于CFB锅炉采用低温燃烧和分段燃烧技术,氮氧化物的排放量明显较其他锅炉低。
(4)负荷调节范围大,负荷调节范围可达10%～110%,负荷调节速度可达每分钟5%～10%[2]。
2 发展的现状及存在的问题近年来,国内循环流化床锅炉发展很快,但CFB锅炉的广泛应用同时对它的自动控制也提出了很高的要求。
由于CFB锅炉是一个多输入多输出的变参数系统,炉内燃烧、风烟、汽水过程都十分复杂,过程具有强非线性、大滞后和强藕合性,而且CFB在理论实践方面仍有许多不完善之处,还没有较大机组运行的经验,因而它的自动控制问题一直没有得到很好的解决,这严重影响着它的使用范围和效率的提高。
在这种情况下,研究CFB锅炉机组的智能控制系统具有重大价值。
3 CFB锅炉机组的智能控制系统结构CFB锅炉机组应用智能控制在国内外也有比较多的报导。
根据CFB锅炉的结构特点,研究开发了基于经验的专家系统智能控制策略,主要控制系统有炉膛负压控制、料层差压控制、汽包水位控制、主蒸汽温度控制、减温器喷水控制。
循环流化床(CFB)
结构不会被破坏。
2 电除尘3和4电场的灰可以直接掺到水泥中。
3 做陶粒后再做空心砌块。（80％灰）
4 高掺量的粉煤灰烧结转。（80％灰）
5 做化肥。
（二）链条炉
1 细灰少、炉渣多
2 由于炉渣中含炭量高、粒经大所以用于建材
范围小。
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六 自动化程度
（一）CFBB(循环流化床锅炉) 1 自动化程度高，可实现程序控制 DCS MFT FSSS 2 控制环节及控制过程安全可靠
（二）链条炉 1 机械化 2 人工操作
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七 初投资及后期相对社会效益 和经济效益
（一）CFBB(循环流化床锅炉) 1 初投资较大。锅炉本体相差不大，64MW2台 （1000万）与116MW1台（650万）差不多。主要 在电除尘器和DCS的投资上（电除尘器300万、 DCS水炉100万）。 2 后期相对社会效益和经济效益高。因为CFBB 能实现高效、节能、环保、综合利用，既能造 福于民，又能利于循环经济发展，所以社会效 益和经济效益较是不可估量的 。
汽联合循环)
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高效 节能 低污染 综合利用
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洁净燃烧技术之一
循环流化床(CFB)锅炉
哈尔滨电力职业技术学院
协调优化控制系统在480t／h循环流化床锅炉的应用
２１ ０ ０年 ２月
华 电技 术
Ｈ ｕ ｄ ａ ｃ ｎｏｏ ｙ ａ ｉ ｎ Ｔｅ ｈ ｌ ｇ
Ｖ０ ＿ ２ Ｎｏ． ｌ３ ２ Ｆｅ ２ ０ ｂ． ０１
协 调 优 化 控 制 系统 在 ４ ０ｔｈ循 环 流 化 床 ８ ／ 锅 炉 的应 用
祝 学存
煤量 。
制参 数 ， 需 人工整 定参 数 ， 制 器参数 的确 定过 程 无 控 不需 要过 程模 型 的辨 识 ， 而 避 免 了 在线 辨 识 带 来 从 的不 稳定 因素 ， 增加 了系统 的可靠 性 。 Ｘ Ｄ—Ａ Ｃ控制 组态 软件 的模糊 故 障诊 断 技术 ： Ｐ
系统故障诊断包括工艺故障诊断和仪表故障诊断 ，
上 实 现 了机 组 协 调 控 制 。
关键词 ： 循环流化床 ； 无辨识 自适应控制 ； 燃烧 自动调节 ； 机组协调控制
中 图分 类 号 ：Ｋ ３ Ｔ ９ 文 献 标 志 码 ： Ｂ 文 章 编 号 ：６４—１５ （００）２— ０ ４— ３ １７ ９ １ ２ １ ０ ０ ｏ ０
内蒙古华 电乌 达热电有 限公 司 ４ ０ ／ Ｆ 风量控 制 ．
一
次 风 控 制 的主 要 目的是 维 持 正 常 的流 化 风
收 稿 日期 ：０９— ９— ３ ２０ ０ ０
量， 流化风 风量 给定 值需要 操作 人员设 定 ， 根据 设定
３ 控 制 策 略
３ １ 床温 一过热 蒸汽 压力 的控 制 ．
１ 燃 烧 过 程 优 化 控 制 系统
燃烧 过程 优化 控制 系统采 用厦 大海 通 自控公 司 “ 环流 化床锅 炉燃 烧过 程 优化 控 制 系统 ” 以下 简 循 （ 称Ｘ Ｄ—Ａ Ｃ控 制组态 软件 ） 为 实施 的软 件平 台 ， Ｐ 作 用软 件 的无 辨 识 自适 应 控 制 器 （ 下 简 称 ＩＡ 以 Ｆ Ｐ控 制器 ） 现 了大型 循环 流 化 床锅 炉 燃 烧 自动 控 制及 实 机组 协调 控制 。 无 辨识 自适 应控 制 器 所 特有 的预估 搜 寻技 术 ， 用 以解决 控制 中的大滞 后 、 耦合 等 问题 ， 较为 准 强 可 确地 预估 被控 过程 的变 化 趋 势 ， 应 纯滞 后 时 间 变 适 化 。无辨 识 自适应 控制 不 同于传 统 ＰＤ控制 的是 自 Ｉ 动适 应操 作参 数 和各种 工艺参 数 的变化 自动 确定 控
330MW循环流化床机组协调控制系统的特点分析与应用实例
ｂｉ ｈ ｍ ａｌ ａｇ ｇ ｔ ｅｒ ｌ ａｎｄ ｅｇｅｎ ａｔ ａｂｉｔ ｒ ｅｒ ｉ ｏｎ ｌｙ． Ｓｏ ｉ ｗ ｈｅｎ ｈｅ ｏａｌａｍ ｏｕｎ ｃ ｔ ｃ ｔ ｈａｎｇ ｅｄ， ｔ ｅ ｈ ｐｒ ｓｓ ｏｆ ｅ ｕｒ ｅ ｍａｉ ｓ ｒ ｎ ｔｅａｍ ｃｈ ｇｅｄ ｃ ｒ ｐＯｎ ｎｇＩ ａｎ Ｏｒｅｓ ｄｉ ｙ ａｎｄ ｈｅ ｃ ｔ ｈａｎｇ ｉ ｕｃ ｇｇ ｈａｎ ｔ ｗ ｄｅｒ ａｌ ｏｉ ｓ ｅ ｓｍ ｈ ｂｉ ｅｒｔ ｈｅ ｐｏ ｅｄ ｃｏ ｂ ｌ ｄｅｌ ｄ ｈｅ ｉ ｔ ｅｒ ａｙ ａｎ ｔ ｎｅｒｉ ａ， ｗ ｈｃｈ ｃ ｉ ａｕｓ ｈｅ Ｃ ｉ ａｔ ｕｉ ｅｄ ｔ ｒ ｃｕｌ ｉ Ｆｌ ｄ Ｂｅｄ ｕｎｉ ｃ ｏｎ ｔ ｏｍ ｂｕ ｉ ｏｃｅ ｏ ｒ ｉ ｈｅ ａｕｔ ａ ｉ ｏｏｒ ｎ ｉ ｏｎ ｒ ｆ ｓｔ ｏｎ ｐｒ ｓｓ ｔ ｅａｌ ｔ ｏｍ ｔｃ ｃ ｚｅ ｄｉａｔ ｏｎ ｃ ｔｏｌｄｉ － ｉ ｕｌ ｆｃ ｔ ｙ．Ｔａｋｎｇ ｔ ｅ ｉ ｈ ｎｅｗ ｏｎｓ ｒ ｔｏｎ ２ Ｘ３ ０ Ｍ Ｗ ｃ ｔｕｃ ｉ ３ ＣＦＢ ｕｎｉ ｏｎｔｏｌｓ ｓ ｅｍ ｉ ｔ ｃ ｓ ｒ ｙｔ ｏｆＪｎｇｈ ａｉ ｇａｎ ｇｕｅ ｅｌ ｔｉ ｔ ｅｃ ｒ ｙ ｇｅｎｅｒ ｉ ｃｉ ａｔｏｎ ｌ ｉｅ ｌ ｌｙ ｃ ｉ ｔｄ ｉ ｍ ａｂｉｔ ｏｍ ｐａｎｙ Ｆｅｎ ｉ ｇｈｕａｎ ｉ ｐ ｇｌ ｎ ｏｗ ｅｒｐｌ ｔａ ａｍ ｐｌ ａｎ ｓ ｅｘ ｅ．ｔ ｅ ｃｈ ａｃ ｅｒ ｉｓ ｏ ｒ ｕｌ ｉ ｕｉ Ｂｅｄ ｕｎｉ ｈ ａｒ ｔ ｓｔ ｆＣｉｃ ａｔ ｉ ｃ ｏｎ Ｆｌ ｄ ｔ ｓ ｃｏｎ ｒ ｓ ｅｍ ｅ ｅｌ ｔｏｌ ｓｙ ｔ ａｒ ａｂｏｒ ｔ ｆｏｍ ｔ ｅ ｏｌ ａ ｅｄ ｒ ｈ ｆ ｌ ｎｇ ａａｓ ｏｗｉ ｐｅｃ ｓ， ｔ ｅ ａｒａｂｌ ｅｍ ｅｎｔ ｔ ｈ ｖ ｉ ｅ ｅｌ ａｐｐｌ ａｔ ｉ ｉ ｃ ｏｎ， ｔ ｏｒ ｈｅ ｆ ｗａｒ ｅｅｄ ｄｆ ａ ｌ ａｔ ｐｐｉ ｉ ，ｔ ｍａｉ ｅ ｓｕｒ ｃ ｏｎ ｈｅ ｎ ｐｒ ｓ ａｎｄ ｆ ｈｅ ｗａｔ ｅ ｏｒｔ ｅｒｄｅｃ ｏｕｐｌ ｇ ｃ ｉ ｏｎｔｏｌ ｈ ｔ ａｘ ｒ ｖｉｉ ｎ ｒ ，ｔ ｅ ａｎ ｈｒ ｅ ｓｏｎ ｃｏｎ ｒ ｔｏｌ ａｎｄ Ｓ Ｏ ｏｎ． Ｔｈｅ ｐｒ ｅｍ ｓ ｅｘｉｔ ｎ ｔ ｏｂｌ ｓ ｅｄ ｉ ｈｅ ａｐｐｌ ａｔ ｅ ａｎａｌ ｅｄ ａｎｄ ｔ ｉ ｉ ａｒ ｃ ｏｎ ｙｚ ｉ ｃｏｕｎ ｅｒ ｅａｓｕｒ ｅ ｕｔｆ ｗａｒ ｓ ｔ ｍ ｅｓ ａｒ ｐ ｏｒ ｄ．
浅谈调整CFB运行心得
浅谈调整CFB运行心得CFB（Circulating Fluidized Bed，循环流化床）是一种新型的锅炉燃烧技术，它通过在锅炉中形成循环流化床，使燃料完全燃烧，达到高效节能的效果。
调整CFB运行是保证锅炉正常运行的关键，下面就浅谈一下调整CFB运行的心得。
一、运行前准备在启动CFB锅炉前，需要做一些准备工作，包括：开动引风机，排空浆液，清洗低渣仓，加注水和燃料等。
其中，清洗低渣仓特别重要，以免残留的物料对锅炉运行产生不良影响。
二、运行时的出力控制CFB锅炉出力的控制通常是通过调整给料量、风量和风压来实现。
其中，给料量是最为关键的，必须保证燃料供应充足，确保锅炉的连续稳定运行。
如果给料量不足，则会影响锅炉出力和效率。
三、温度和压力的控制CFB锅炉的温度和压力是关键参数，需要经常进行监测和调整。
在调整温度时，应该注意保持燃烧室内温度的均匀分布，以及避免出现部分燃烧、过热和结垢等问题。
在调整压力时，要遵循正常运行的规范，确保锅炉安全运行。
四、床层物料的调控CFB锅炉的床层物料是影响锅炉稳定性和效率的一个重要因素。
床层物料的调控应该包括两个方面：一是物料的添加和排放，要注意保持物料的稳定性和均匀性；二是物料的选用和质量，要选择符合锅炉规格和性能要求的物料，确保锅炉稳定运行和燃烧效率。
五、清洗和维护CFB锅炉的清洗和维护是保证锅炉长期稳定运行的必要条件。
清洗应该定期进行，以保持锅炉的清洁度和压力的稳定性。
维护应该及时进行，包括定期更换耗材、检查仪表和阀门等，确保锅炉的安全性和可靠性。
总之，调整CFB运行是一个综合性的工程，需要对锅炉的各个方面进行详细的分析和调整。
只有在锅炉运行中不断总结和改进，才能达到稳定、高效的运行效果。
CFB锅炉控制策略
循环流化床（CFB）锅炉控制策略郑祖坤（上海自动化仪表股份有限公司DCS公司,上海 200233）摘要：在循环流化床（CFB）锅炉应用越来越广泛的背景下，结合工程设计实践，详细描述了包括锅炉负荷控制、风量控制、燃料控制、床温控制等CFB锅炉的16种控制策略，并指出，了解过程特性和现场调试工作，对获得良好的控制效果是非常重要的，结合运行经验、针对复杂控制回路研制专门控制算法也很必要。
关键词：循环流化床锅炉控制策略锅炉负荷控制风量控制燃料控制床温控制0 引言循环流化床（CFB）锅炉燃料适应能力强、环保性能佳和负荷调节范围宽等优点已广为人知。
但经过长期的运行实践，人们更加体会到CFB锅炉控制的难度和控制策略的重要性。
现在，再次论及CFB锅炉控制策略，一方面是对以往工程设计进行一定的回顾和总结；另一方面希望与同行们进行更进一步的交流和探讨，达到抛砖引玉的目的。
1 CFB锅炉控制策略1.1 锅炉负荷控制1.1.1 单元制机组锅炉负荷指令在单元制机组中，锅炉负荷指令在协调主控系统中形成(图1)。
鉴于CFB锅炉的大惯性，燃料量的快速改变不能引发蒸汽参数的快速响应且不利于床温稳定，故协调主控宜采用机跟炉方式。
此时，锅炉负荷指令根据电功率(MW)指令通过前馈(作主调量)+偏差校正运算，再经变化率限制及高低值限制后获得。
汽机调速系统接受协调系统中汽机主控调节器输出，汽机调门控制主汽压力。
为了充分利用锅炉蓄热提高负荷响应速度，在汽机主控调节器给定值上引入基于电功率(MW)偏差的函数校正，以控制主汽压力适度波动而加快电功率(MW)跟随指令。
当汽机侧不能承担主汽压力调节任务时，锅炉负荷以稳定主汽压力为目的。
锅炉负荷指令由主汽压力PID调节器输出经变化率限制及高低值限制后获得。
此时，汽机调速系统不接受协调系统指令，相反,协调主控系统中汽机主控调节器输出跟踪汽机调门阀位值。
1.1.2 母管制机组锅炉负荷指令在母管制机组中，负荷控制以维持母管压力为目标，每台锅炉的负荷指令由母管负荷调节器的输出进行分配运算，再经变化率限制及高低值限制后获得。
浅析300MW循环流化床锅炉协调控制系统
浅析300MW循环流化床锅炉协调控制系统循环流化床锅炉在结构、系统以及气固流动方面与煤粉炉存在很大差别，流化床锅炉的控制对象具有纯滞后、惯性大、多变量相互耦合等特点，其自动控制水平及品质一直较低。
本文分析了300MW循环流化床机组控制的特点，探讨了300MW循环流化床锅炉协调控制系统优化策略，以供参考。
标签：300MW；循环流化床锅炉；协调控制1、300MW循环流化床机组控制的特点1.1床温控制的要求高一次风量床料、回料、给煤等都会对床温造成影响。
床温过高不仅使排烟温度升高，热效率降低，引起燃烧室和分离器内耐火材料脱落，影响脱硫脱销效果，还会使返料系统产生两次燃烧，也可能高温结焦，将直接导致锅炉出力下降，甚至被迫停机。
床温过低将导致锅炉出力下降，脱硫效率降低，飞灰和排渣中的可燃物增加，锅炉热效率降低，甚至引起锅炉灭火。
内置床的面积较大，每台给煤机对应一定面积的床面，因此在运行中应尽量运行所有的给煤机进行多点布煤，这样才能保证床面上的煤量分布均匀。
从实际运行来看，所有运行的给煤机煤量成“V”型，即两侧最边上的给煤机煤量最多，中间2台给煤机的煤量最少，才能保证整个床上温度的均衡。
1.2床料和床压控制的特点维持相对稳定的床料厚度对循环流化床锅炉的安全稳定运行有着重要的作用。
根据经验，将床料厚度控制在850～1000mm之间为宜。
如果料层太厚，会加大布风板的阻力，床料分层严重，有可能会引起床下风室风道振动，增大风机的电耗，同时还容易造成局部流化状态恶化，导致结焦现象的发生；如果料层太薄，那么一次风会直接穿过，燃烧热量减少，运行不稳定，使带负荷能力受到影响。
所以，必须注意给煤量、排渣量的均衡及负荷所对应一次风量的控制。
1.3风机出力的平衡控制循环流化锅炉的总风量包括二次风量、一次风量、流化风量。
通过实践证明，在总风量中，三者的比例关系应控制在5∶4∶1。
在引风机的前馈控制中包含二次风机和一次风机开度指令的综合作用，而在引风机RB状态下联跳二次风机的同时要相应减少一次风机的出力。
循环流化床锅炉运行的五个调整
循环流化床锅炉与常规煤粉锅炉不但在结构上有所不同，而且在其燃烧方式和调节手段也有自身的特点。
循环流化床锅炉正常运行调整的主要参数除了汽温、汽压、炉膛负压之外，还应重点监视床温、床层压力、炉膛压差、旋风分离器灰温、旋风分离器料层高度、冷渣器工作状态、布风板压力、渣温、排渣温度等。
第一：床温控制床温是循环流化床锅炉需要重点监视的主要参数之一，床温的高低直接决定了整个锅炉的热负荷和燃烧效果，这是由床温是循环流化床锅炉的特点（动力控制燃烧）所决定的。
根据燃用煤种的不同，床温的控制范围一般在850～950℃左右，对于挥发分高的煤种，可以适当地降低，而对于挥发分低的煤种则可能要在900℃以上。
但不宜过高或过低，过低可能会造成不完全燃烧损失增大，脱硫效果下降，降低了传热系数，严重时会使大量未燃烧的煤颗粒聚集在尾部烟道发生二次燃烧，或者密相区燃烧分额不够使床温偏高而主汽温度偏低；床温过高则可能造成床内结焦，损坏风帽，被迫停炉。
一般应保证密相区温度不高于灰的变形温度100～150℃或更多。
调节床温的主要手段是调整给煤量和一、二次风量配比。
如果保持过剩空气量在合适范围内，增加或减少给煤量就会使床温升高或降低。
但此时要注意煤颗粒度的大小，颗粒过小时，煤一进入炉膛就会被一次风吹至稀相区，在稀相区或水平烟道受热面上燃烧，而不会使床温有明显地上升。
当煤粒径过大时，操作人员往往会采用较大的运行风量来保持料层的流化状态，否则会出现床料分层，床层局部或整体超温结焦，这样就会推迟燃烧时间，床温下降，炉膛上部温度在一段时间后升高。
当一次风量增大时，会把床层内的热量吹散至炉膛上部，而床层的温度反而会下降，反之床温会上升。
当然，一次风量一旦稳定下来，一般不要频繁调整，否则会破坏床层的流化状态，所以很多循环流化床锅炉都把一次风量小于某一值作为主燃料切除（MFT）动作的条件。
但在小范围内调节一次风量却仍是调整床温的有效手段。
二次风可以调节氧量，但不如在煤粉炉当中那么明显，有时增加二次风后就加强了对炉膛上部的扰动作用，会出现床温暂时下降的趋势，但过一段时间后因氧量的增加，床温总体上会呈现上升势头。
循环流化床机组一次调频功能的优化
频 负荷 应 达 到 理 论 计 算 调 ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ 负 荷 的 ９ ； 定 负 荷 ０ 额
２０ ５ ２ ￣３ ０ＭＷ 的火 电 机组 限制 幅 度 不小 于机 组 额 定 负荷 的± ８ 。根 据 ＤＬ Ｔ ７ １ １ ９ （ ／ １— ９ ９ 汽轮 机 调节 控 （
国华 宁东 电厂 一期 ２ ３ ×３ ０Ｍｗ 机组 配 置循 环 流 化床 （ Ｆ ） Ｃ Ｂ 锅炉 ， 机组 控 制 系 统 采 用杭 州 和利 时 有 限
公 司生产 的 ＭＡＣ Ｖ Ｄ Ｓ 为 Ｄ Ｓ 数 字 式 电 液 控 制 Ｓ Ｃ ， Ｃ 、
制系统 试验 导则 》 华 北 电 网管 理 办 法 规 定 的 电液 调 和 节型机 组容 量大 于 ２ ０ＭＷ ， 次 调 频 迟 缓 率 应 小 于 ０ 一
收 稿 日期 ： ２ １ — ６ １ ０ｌ ｏ — ５ 作 者 简 介 ： 王燕晋 ， 工程师 ， 华北电力科学研究院有限责任公 司热控技术研 究所热工 自动化专业 主管。
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循 环 流 化 床 机 组 一 次 调 频 功 能 的 优 化
王 燕 晋 ， 张继 光 李 非 一 ，
１ 华北 电力科 学研 究院 有限责任 公 司 ， ． 北京 １ ０ ４ ００ ５
２ 西安 兴仪启 动发 电试运 有 限公 司 ， ． 陕西 西安 ７ ０ ６ １０ ５
１ 循 环 流 化 床 机 组 协 调 控 制 系统
一
系统 （ ＥＨ） 体化设 计 ， 调控 制系 统采 用 直 接 能力 Ｄ 一 协 平衡 （ Ｅ ） 调控 制 方 式 ， 协 调控 制 策 略 中采用 了 Ｄ Ｂ协 在 机 组能量 平衡 的 自解 耦 控 制 ， 而 自动 补 偿 机 组 滑压 从 变 负荷 中锅炉 蓄热 、 负荷斜 坡 变化调 节器 的静 差 ， 主 其 要 包括 指 令 运算 回路 、 炉 主控 、 轮 机 主控 、 荷 和 锅 汽 负 压 力设 定 、 调 方式 切 换 、 次调 频 等 ， 协 一 主要 信 号 有机
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循环流化床的协调控制
（南京科远控制部 田贵明）
前言：目前国家对高能耗、高污染的机组采取了比较严格的限制措施，对不合格机组采取了整改、技改、拆除等手段，因此对新炉型的节能、环保锅炉得到大力提倡，如大型的循环流化床，尤其是400t/h炉子以上得到了大力的发展，尽管炉型比较成熟，但是根据循环流化床的特性，CCS协调、AGC控制也是比较困难的，然而需要有较优化的控制策略也是不难的。
根据淮南矿业集团潘三电厂项目，实际投运一年多，AGC投运达到优良效果，在同行业中处于领先技术水准，以技术共享的目的，特在端午放假期间编写此文，与各位读者分享。
关键词：CFB、协调控制、AGC
1、概述
循环流化床锅炉（Circulating Fludized Bed Boiler，以下简称CFB锅炉）作为一种煤的清洁、高效燃烧技术自八十年代初进入燃煤锅炉的商业市场以来，在中小型锅炉中已占有了相当的份额。
并在技术日趋成熟的同时逐渐向更大容量发展。
它是从鼓泡床沸腾炉和化工行业的循环流化床工艺发展而来的。
它具有燃料适应性广、燃烧效率高、氮氧化物排放低、低成本石灰石炉内脱硫、负荷调节比大等突出优点。
循环流化床低成本实现了严格的污染排放指标，同时燃用劣质燃料，在负荷适应性和灰渣综合利用等方面具有综合优势，为煤粉炉的节能环保改造提供了一条有效的途径，并得到大量应用。
众所周知，CFB 锅炉燃烧大滞后现象，是一个非线性、多变化、多变量耦合的控制对象,其自动控制系统需要完成比煤粉锅炉更复杂的控制任务，同时针对传统的控制方法也是不可取的，需要采用较新的控制理念。
2、主要控制范围
下图为循环流化床的主要部件示意图，不难看出，循环流化床分为以下几部分：
引风、一次风、二次风、流花风、返料、排渣、给煤、炉床、过热器、省煤器、空预器、汽包、水冷壁等主要几大系统。
图一、循环流化床锅炉示意图
从工艺流程我们能够看出主要自动调节的常规的控制子系统有：
炉膛压力调节；
一次风风量调节；
二次风风量调节；
流化风控制系统；
床层料位控制调节；
给煤燃烧控制调节；
汽包水位控制调节；
蒸汽温度控制调节；
石灰石脱硫控制调节；
以及其他辅助自动调节系统，如燃油压力、吹灰蒸汽压力、
单从子系统控制还无法满足整台机组系统的协调控制，更不能满足电网的自动发电控制，因此还必须有以下协调控制系统：
DEH与CCS协调控制接口系统；
负荷控制中心；
负荷调节系统；
控制回路保护系统；
辅机联锁动作保护系统，主要为RB，快速甩负荷；
机炉协调保护系统；
一次调频负荷补偿控制系统；
3、总体设计方案的设计
把整台机组作为整体考虑，不难分析，上面以LMCC（负荷指令控制中心）、燃烧协调、各控制子系
统、参数耦合为主的几大部分组成，然而LMCC和协调燃烧又为整个控制系统的大脑，它接收AGC指令，指挥和控制、管理各子系统的协调运行。
如果只靠接收上级指令，会使整个控制会偏差加大，因此必须在整个协调过程中必须有一个实际负荷的反馈系统，通过各种工况的试验、研究，定性为专家分析控制系统，它只针对本机组而言，对其他机组可能会有一些借鉴作用，照搬照抄反而可能会引起整个系统的恶化，因此我们称之为专家控制系统，只为本台机组控制服务的。
5、具体功能描述
下图为实际投运后的LMCC协调控制管理中心。
主控画面主要分为以下几个部分进行监视与控制：
实时曲线部分：能够直接、醒目地查看机组半小时的运行状态；
重要参数部分：显示实时数据，采用分类、重点的模式标示出重要参数的工况；
数据指令部分：通过输入窗口进行指令、速率、偏置的设定；
系统调节控制部分：主要在投入AGC前，完成个主要系统的接口的投入自动；
LMCC状态指示部分：主要显示机组的协调状态；
LMCC指令控制部分：根据机组的运行状况进行；
DEH阀门流量图部分：主要查看指令、反馈之间是否运行一致。
控制系统设有四种运行方式：
（1） 协调控制运行方式：汽机侧的压力调节器处于跟踪，汽机功率及锅炉压力调节器均投入自动；
（2） 炉跟机控制运行方式（BF）：锅炉自动调压，汽机手动（调功）运行方式；
（3） 机跟炉控制运行方式（TF）：汽机自动调压，锅炉手动（调功）运行方式；
（4） 机炉手动运行方式。
锅炉燃烧自动中前馈信号尤其重要，这个反映锅炉是否能够快速升降负荷的关键，这就需要下面四种信号作为有效前馈信号进行处理：
（a）功率指令信号作前馈信号；
（b）P 1×P S /P T 作前馈信号；
（c）调速级压力P 1作前馈信号；
（d）供求能量平衡*燃煤效率系数。
上述中，功率指令信号作为前馈信号调节最快，P 1×P S /P T 次之，P 1最慢。
但四种信号互相补偿，达到了快速而又不过调的目的。
当单元机组运行协调控制方式情况良好时，可通过LMCC 面板选择协调控制运行方式。
此时，机侧的压力调节器处于跟踪，机侧的功率调节器及炉侧的压力调节器均投入自动。
汽机功率调节器投入闭环控制，DEH 作为DCS 控制的执行器，由DCS 控制，控制汽机调门开度，满足外界负荷的需求。
协调控制方式下，锅炉压力调节器引入按负荷指令与频差的合成信号（δ/f L D Δ+，δ为一次
调频不等率系数）经函数模块f x ()修正后作为前馈信号，主汽压力进行闭环控制，前馈信号中的f x ()模块的作用是将负荷指令转换成数值上与燃料、风量（尤其是一次风，二次风作为配合补充）相匹配的合适指令，f x ()实为微分环节，以使前馈信号具有较合适的动态特性。
控制系统静态时，燃料调节器的入口偏差信号为0，则有： 燃料燃烧产生的能量)(1dt dP C
P b +与外界所需能量T
S P P P 1相等。
即0)(11=+−dt dP C P P P P b T S 稳态时，由于0
=dt dP b
011=−P P P P T
s 0)1(11=−T S P P P 由于P1≠0 则有：01=−T s P P
T S P P = 如果LMCC 面板上的AGC 按钮在投入状态，即负荷需求站处于自动状态，控制系统接受ADS （电力调度中心）负荷指令，参与电网AGC 运行，AGC 按钮不在投入状态，负荷由操作员设定或增、减调整。
炉跟机方式(机手动（调功），炉自动调压)、机跟炉方式(炉手动（调功），机自动调压)均为协调的一个子系统，因此各自完成自身作用即可。
机组的滑压运行是协调运行一个重要运行模式。
它是指汽机调门接近全开，机组要求的压力与实际负荷指令形成最佳的配比关系，需要保证机组的在最小的压力损耗前提下做最大的功。
他是根据实际运行工况进行的一个修正曲线。
6、总结分析
经过多次试验和完善，尤其是专家分析控制子系统的经验库，有机的结合和修正其他各子系统的偏差，能够很好满足锅炉的燃烧的稳定性，同时能够快速响应电网的负荷需求。
解决了AGC的自动投入难、AGC考核多的问题。