大型循环流化床锅炉燃烧控制系统

关键词：循环流化床锅炉，智能控制， 工程背景：包头第一热电厂2X125流化床双抽机组。锅炉采用东锅470T循环流化床锅炉，目前第一台机组已运行。 一、引言 　　　循环流化床锅炉（简称CFB锅炉）由于可燃多种品质的燃料、清洁燃烧等优越性能，已被社会所公认，并得到迅速的发展。但由于锅炉的燃烧是多变量、强耦合，大时滞的复杂系统，在很大程度上限制了其优越性的进一步发挥。本人针对包头一电厂CFB锅炉自控系统特点和运行要求，作了如下研究，并有心和同仁一起讨论。力争在第二台机组中得到更好的应用。 二、控制思想： 　由于本系统是一鲁棒性强，耦合性强，多变量的系统。当负荷变动的时候，我们要根据主汽压力调节给煤给风，以保证足够的流化风量，合适的烟气含氧量，合适的床温变化率并维持床温在850-920℃。用常规的PID去实现无法消除大时滞带来的影响，因为从给煤到主汽压力的变化大约为8-10分钟，在低负荷时更长。同时系统具有两种不同工况的特性，即负荷波动不大时和负荷变化大两种工况。 　当负荷变化小时，即主汽压力变化小时，当主汽压力偏差的变化量ΔX，产生一个燃料变量F（ΔX），投入自动给煤输出后，燃料量变化达到第一个F（ΔX）时，PID控制器停止积分等待8分钟（设定时间），并记下本次达到稳态所需时间作为下次等待的时间参数T，从而使时间的变化具有自学习的功能，以后每变化一个F（ΔX）便等待一个时间T，这样便可消除时滞的影响。但不能解决煤质对燃料变量增减的影响，为了解决这个问题，引入主汽流量和煤量的关系式，生成系数K，作为F（ΔX）的增益。从而达到调节的效果。此外我们知道CFB锅炉必需保证较小床温变化率，而影响其主要的因素就是给煤量，为了达到此目的，我们采用智能系统和PID控制相结合的控制方式。因为PID调节具有较好的稳定性和平滑性能，这样在就可以平滑实现加风增煤，减煤减风，从而保证平滑床温变化。防止床温的超调和突变。当然在给煤机投入自动的台数不同时会通过程序控制选择不同PID的参数。这在以下的程序中会得到体现。 　当负荷变化大时，我们如果还用上述控制策略就不行了，因为负荷变化是不可预见的 当生负荷变化时，有可能系统还处在上一次波动带来的变化等待时间T的周期之内，这样无法实现本次负荷变化的需求。因此引入负荷对应的煤量曲线函数，乘以K（主汽流量和煤量的关系式）作为主控的前馈，开环控制风煤的增量。从而保证了给煤对负荷的快速响应。同时必需考虑投入给煤机台数的对燃料量的配比。 　在给煤控制稳定，床温变化率平滑的情况下，再通过一、二次风量来调节床温的变化，就要相对好多了。由于在风量控制的实际过程中过多的调节一、二次风量风门不利于炉膛的稳定燃烧。所以还是采用位式调节较实际。设定几个床温变化点，适当加减一、二次风量，同时维持总风不变。从而把床温控制在一个合适的范围内。 三、控制结构图如下： 　应用结论：由于没有得到滑压曲线，本方案在负荷变化大时没有试投。在负荷较小波动时，实践证明是可行的。 　本方案旨在和大家一起讨论。向各位同仁学习促进。由于本人水平有限，本方案可能有不足之处，希望大家多多指正。 四、提供本方案（新华公司XDPS）部分控制程序如下：