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0、引言
  循環(huán)流化床鍋爐( CFB)是新一代高效、低污染清潔燃燒鍋爐，具有燃料適應(yīng)性廣、負(fù)荷調(diào)節(jié)性能好、灰渣綜合利用等優(yōu)點(diǎn)，在電力、城市供熱、工廠蒸汽生產(chǎn)中得到越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。現(xiàn)以35 t/h循環(huán)流化床鍋爐為例，介紹Suny PCC800在循環(huán)流化床鍋爐上的應(yīng)用。
    鍋爐系統(tǒng)包括：循環(huán)流化床鍋爐、一次風(fēng)機(jī)、二次風(fēng)機(jī)、引風(fēng)機(jī)、螺旋給煤機(jī)、電除塵器、一次風(fēng)機(jī)進(jìn)口消聲器、二次風(fēng)機(jī)進(jìn)口消聲器和密封式煤斗閘門(mén)。鍋爐的自動(dòng)控制系統(tǒng)包括：燃燒自動(dòng)控制子系統(tǒng)、爐膛負(fù)壓控制子系統(tǒng)、汽包水位控制子系統(tǒng)、主汽溫度控制子系統(tǒng)、汽水協(xié)調(diào)控制子系統(tǒng)、料層差壓控制子系統(tǒng)和鍋爐安全聯(lián)鎖保護(hù)子系統(tǒng)。
1、燃燒自動(dòng)控制
    燃燒控制的目標(biāo)是保證鍋爐安全燃燒并使主汽壓力穩(wěn)定在設(shè)定值上。爐膛分布溫度，特別是料床溫度應(yīng)穩(wěn)定在900一1000℃，防止床溫過(guò)高結(jié)焦或床溫過(guò)低熄火事故。
  該鍋爐采用高溫返料方式，對(duì)爐膛溫度影響不大；采用智能控制系統(tǒng)，解決燃燒過(guò)程的強(qiáng)耦合、大滯后、時(shí)變性等難題，富通新能源銷(xiāo)售生物質(zhì)鍋爐，生物質(zhì)鍋爐主要燃燒木屑顆粒機(jī)壓制的木屑生物質(zhì)顆粒燃料。
    控制框圖如圖1所示。
    料床溫度的平衡是通過(guò)給煤量和一次風(fēng)的調(diào)節(jié)實(shí)現(xiàn)的。首先根據(jù)負(fù)荷及主汽壓力設(shè)定給煤量，再由料床溫度細(xì)調(diào)給煤量，根據(jù)給煤量設(shè)定一次風(fēng)量，再由料床溫度細(xì)調(diào)一次風(fēng)。二次風(fēng)主要用于保證燃料的充分燃燒，在鍋爐平穩(wěn)燃燒的基礎(chǔ)上，單獨(dú)調(diào)節(jié)二次風(fēng)能夠糾正煙氣氧含量，以達(dá)到經(jīng)濟(jì)燃燒的目標(biāo)。
    整個(gè)方案由兩部分組成：一是狀態(tài)推理的產(chǎn)生，二是現(xiàn)場(chǎng)規(guī)則庫(kù)（專(zhuān)家知識(shí)）的建立。狀態(tài)推理是將負(fù)荷、主汽壓力模糊化為高、平穩(wěn)、低3個(gè)量。將料床溫度、爐膛出口溫度模糊化為超高、高、中、低和超低5個(gè)量，其中高、中、低為正常控制狀態(tài)，超高、超低為緊急事故狀態(tài)。爐膛出口溫度也模糊化為：高、中、低3個(gè)量。料床溫度變化率模糊化為快升、慢升、平穩(wěn)、慢降和快降5個(gè)量。其中快升、快降為緊急事故狀態(tài)，其余為正常控制狀態(tài)。所有設(shè)定均可在DCS組態(tài)上實(shí)時(shí)在線修改。
    規(guī)則庫(kù)設(shè)計(jì)如圖2所示。針對(duì)CFB燃燒控制特點(diǎn)：①故障判斷及事件處理規(guī)則。主要應(yīng)付堵煤、堵灰及意外工況可能帶來(lái)的熄火和結(jié)焦，規(guī)則處理一般為計(jì)算機(jī)控制加報(bào)警，以引起操作人員的足夠重視；②正常狀態(tài)控制規(guī)則。正常控制狀態(tài)下，按照料床溫度、爐膛出口溫度和床溫變化率，組成控制規(guī)則表，表格中每項(xiàng)代表燃燒過(guò)程的一個(gè)狀態(tài)，給出給煤、一次風(fēng)和二次風(fēng)控制輸出值。每個(gè)規(guī)則都是一獨(dú)立知識(shí)塊，以便于建立和修改，所有規(guī)則都以規(guī)則表形式存放，規(guī)則表內(nèi)的參數(shù)可以在DCS流程圖上實(shí)時(shí)在線修改。所有規(guī)則來(lái)自3個(gè)方面：CFB燃燒過(guò)程運(yùn)行理論，運(yùn)行工程師與熟練操作人員的操作經(jīng)驗(yàn)，工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際經(jīng)驗(yàn)。
2、爐膛負(fù)壓控制
    爐膛負(fù)壓是鍋爐安全燃燒的保證，爐膛負(fù)壓控制框圖如圖3所示。
    考慮到引風(fēng)電動(dòng)機(jī)的抗沖擊性，因此，負(fù)壓范圍應(yīng)保持在上次的輸出范圍，這個(gè)范圍為控制目標(biāo)的±2Pa．
3、汽包水位控制
    經(jīng)典三沖量串級(jí)前饋控制在各種鍋爐汽包水位的自動(dòng)調(diào)節(jié)中已得到廣泛應(yīng)用，但該方案不能很好地克服鍋爐的水位變動(dòng)，因?yàn)椋孩馘仩t負(fù)荷的大擾動(dòng)。在這種情況下鍋爐出力會(huì)在2—3min內(nèi)突增或突減5~ 6t/h，帶來(lái)很?chē)?yán)重的虛假水位現(xiàn)象；②鍋爐汽包的不定期人工排污需不停地進(jìn)行手／自動(dòng)切換，會(huì)影響汽包水位的投運(yùn)效果。
    針對(duì)上述情況，在現(xiàn)場(chǎng)投運(yùn)過(guò)程中引入負(fù)荷變化率和汽包水位變化率兩個(gè)變量，當(dāng)出現(xiàn)異常時(shí)，其值超過(guò)這兩個(gè)變量的閾值，這時(shí)改用一定的調(diào)節(jié)規(guī)則強(qiáng)行上拉或下拉水位控制閥，以保證汽包水位在安全范圍之內(nèi)。待水位恢復(fù)平穩(wěn)之后，再切入三沖量方案。其控制方框圖如圖4所示。經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)投運(yùn)驗(yàn)證，該方案控制效果較好。
    在鍋爐汽包水位的投運(yùn)中還需注意：①在水位控制目標(biāo)的±3mm以內(nèi)，必須保持閥位不動(dòng)，以免影響給水控制閥的使用壽命。②現(xiàn)場(chǎng)給水控制閥在高開(kāi)度時(shí)線性不好，應(yīng)進(jìn)行閥位的輸出補(bǔ)償。
4、主汽溫度控制
    采用串級(jí)前饋方案，控制框如圖5所示。
5、汽水協(xié)調(diào)控制
    由于工藝管道的原因，汽包水位控制和主汽溫度控制是互相制約的。采用二次給水自動(dòng)控制閥控制汽包水位和主汽溫度。
6、料層差壓控制
    采取間隙排渣工藝時(shí)，采用計(jì)算機(jī)報(bào)警提示人工放渣方式。如果采用連續(xù)排渣，就利用鍋爐料層差壓控制出渣器的轉(zhuǎn)速以控制排渣量。
7、鍋爐安全聯(lián)鎖保護(hù)
    主要考慮：①汽包水位的安全保護(hù)；②風(fēng)機(jī)、引風(fēng)機(jī)、給煤機(jī)的聯(lián)鎖保護(hù)，出現(xiàn)跳閘，應(yīng)聯(lián)鎖停止相應(yīng)的電機(jī)。
    DCS系統(tǒng)通常配置2個(gè)操作站，裝置I/O通道分別有10%的備用，I/O卡件插槽分別預(yù)留10%的余量，各級(jí)網(wǎng)絡(luò)通訊設(shè)備和部件1:1冗余，主機(jī)電源及通道電源設(shè)備1：1冗余。
    通過(guò)SunyPCC800對(duì)循環(huán)硫化床鍋爐進(jìn)行自動(dòng)控制，可保證鍋爐的安全運(yùn)行，現(xiàn)已取得較好的節(jié)能效果。