循环流化床控制设计毕业设计(论文).doc

毕 业 论 文 中 文 摘 要随着人们对能源需求量的日益扩大以及对环境质量要求的不断提高，作为近年来国际上发展起来的新一代高效、低污染的清洁燃烧锅炉，循环流化床锅炉得到了迅速地推广。其主要特点是锅炉炉膛内含有大量的物料，在燃烧过程中大量的物料被烟气携带到炉膛上部，经过布置在炉膛出口的分离器，将物料与烟气分开，并经过非机械式回送阀将物料会送至床内，多次循环燃烧。由于物料浓度高，具有很大的热容量和良好的物料混合，一般每公斤烟气可携带若干公斤的物料，这些循环物料带来了高传热系数，使锅炉热负荷调节范围广，对燃料的适应性强。循环流化床锅炉采用比鼓泡床更高的流化速度，而不像鼓泡床一样有一个明显的界面，由于床内强烈的湍流和物料循环，增加了燃料在炉膛内的停留时间，因此比鼓泡床具有更高的燃烧效率，在低负荷下能稳定运行，而无需增加辅助燃料。其主要特点是锅炉炉膛内含有大量的物料，在燃烧过程中大量的物料被烟气携带到炉膛上部，经过布置在炉膛出口的分离器，将物料与烟气分开，并经过非机械式回送阀将物料会送至床内，多次循环燃烧。由于物料浓度高，具有很大的热容量和良好的物料混合，一般每公斤烟气可携带若干公斤的物料，这些循环物料带来了高传热系数，使锅炉热负荷调节范围广，对燃料的适应性强。循环流化床锅炉采用比鼓泡床更高的流化速度，而不像鼓泡床一样有一个明显的界面，由于床内强烈的湍流和物料循环，增加了燃料在炉膛内的停留时间，因此比鼓泡床具有更高的燃烧效率，在低负荷下能稳定运行，而无需增加辅助燃料。31关键词 循环流化床锅炉 循环流化床锅炉用油 锅炉主控系统 协调控制系统 燃料/风量指令 给煤机控制 石灰石控制目 录绪论51.第一章循环流化床锅炉的工作原理及其特点6 1.1第一节循环流化床锅炉的工作原理 6 1.2第二节循环流化床锅炉的特点 102.第二章循环流化床锅炉燃烧14 2.1第一节煤在循环硫化床内的燃烧过程143.第三章循环流化床锅炉的dcs系统173.1第一节循环流化床锅炉燃烧控制系统173.2第二节循环流化床锅炉燃烧控制系统的任务193.3第三节燃烧系统的总体控制方案设计.204.第四章循环流化床锅炉点火节油.21 4.1第一节点火耗油问题.21 4.2第二节正常点火启炉投油控制.22 4.3第三节节油的措施.24 4.4第四节效果分析.265.结束语276.致谢287.参考文献29绪 论循环流化床锅炉运行温度通常在850900之间，是一个理想的脱硫温度区间，采用炉内脱硫技术，向床内加入石灰石作为脱硫剂，燃料及脱硫剂经多次循环，反复进行低温燃烧和脱硫反应，加之炉内湍流运动剧烈，ca/s摩尔比约为2时，可以使脱硫效率达到90%左右，so2的排放量大大降低。同时循环流化床采用分级送风燃烧，使燃烧始终在低过量空气下进行，从而大大降低了nox的生成和排放。循环流化床锅炉还具有高燃烧效率、可以燃用劣质燃料、锅炉负荷调节性好、灰渣易于综合利用等优点，因此在世界范围内得到了迅速发展。随着环保要求日益严格，普遍认为，循环流化床是目前最实用和可行的高效低污染燃煤设备之一。第一章 循环硫化床锅炉的工作原理及特点第一节 循环硫化床锅炉的工作原理一、流化过程 固体颗粒随着气流速度的增大分别呈现五种不同的流动状态：固定床、紊（湍）流流化床、快速流化床、气力输送。循环流化床处于紊（湍）流流化床与快速流化床阶段。固定床：此种状态下，气流在颗粒的缝隙是流过，所有固体颗粒呈静止状态。鼓泡流化床：当气流速度达到一定值时，静止的床层开始松动，当气流速度超过临界流化风速时，料层内会出现气泡，并不断上升，而且还聚集成更大的气泡穿过料层并破裂。整个料层呈现沸腾状态。鼓泡流化床存在明显的分界面，其上部为稀相区，包括床层表面至流化床出口间的区域，也称为自由空间或悬浮段。下部为密相区，也称为沸腾段。紊（湍）流流化床：随着气流速度继续上升到一定数值，固体颗粒开始流动，床层分界面逐渐消失，固体颗粒不断被带走，以颗粒团的形式上下运动，产生高度的返混。此时的气流速度为床料终端速度。快速流化床：当气流速度进一步增大，固体颗粒被气流均匀带出床层。此时气流速度大于固体颗粒的终端速度，床内颗粒浓度基本相等。床内颗粒浓度呈上稀下浓状态。循环流化床的上升段属于快速流化床。快速流态化的主要特征为床层压降用于悬浮和输送颗粒并使颗粒加速，单位高度床层压降沿床层高度不变。气力输送：分为密相气力输送和稀相气力输送。对于前者，床内颗粒浓度变稀，并呈上下均匀分布状态，其单位高度床层压降沿床层高度不变。增大气流速度，床层压降减小。对于后者，增大气流速度，床层压降上升。密相气力输送的典型特征为：床层压降用于输送颗粒并克服气、固与壁面的摩擦。稀相气力输送的床层压降主要受摩擦压降支配。由上述燃烧分类可知，链条炉排炉采用的是固定床燃烧方式，而煤粉炉则采用了最稀相的悬浮燃烧方式。二、颗粒的夹带、扬析层流动转到紊流流化床时，密相床层和稀相床层的界面开始模糊，颗粒夹带量明显增加。当气流通过颗粒层时，一些终端速度小于床层表观气速的细颗粒将被上升气流带走，这一过程称为扬析。，由于扬析过程中更多颗粒被夹带着离开床层，其中终端速度大于床层表观气速的颗粒经过一定的分离高度后会陆续返回床层，因此存在着输送分离高度tdh 。此过程就是我们通常所说的循环流化床的内循环。在分离高度tdh 以上的空间，颗粒浓度不再降低，床层表面至tdh 之间的空间称为自由空间，燃用宽筛分的燃煤流化床锅炉，其炉膛出口高度通常低tdh ，因此同时存在着夹带和扬析现象。发生扬析现象的颗粒的来源有三个：给煤中的细颗粒；煤在挥发份析出阶段破碎形成的细颗粒；在煤燃烧的同时，由于磨损造成的细颗粒。三、宽筛分颗粒特性1、宽筛分颗粒定义：循环流化床（气固流化床）床料中的颗粒通常是料径由小到大的宽筛分布，由于颗粒的直径不同，其流动工况和规律也各不相同。这样就需要示出颗粒大小的分布规律，利用此规律来研究两相流动和燃烧，或者把分散相颗粒直径示平均值，以平均直径来代表分散相颗粒群的运动规律，粒径的分布规律是一个重要特性。除了要知道颗粒尺寸的分布规律外，还要了解各颗粒所占表面积的分布规律扩各颗粒重量的分布规律。2、宽筛分颗粒分类：geldart 根据在常温常压下对于一些典型固体颗粒的气固流态特性的分析，提出了一种颗粒分类法，即根据颗粒平均粒径和颗粒与气体的密度差的关系分类。依照这种分类法，所有的固体颗粒均可被分为a、b、c、d 四类。abdc如上图所示，为geldart 的颗粒分类图。c 类颗粒: 这类颗粒粒度很细，一般都小于20m，颗粒间相互作用力很大，很难流态化。a 类颗粒: 这类颗粒粒度比较细。一般为2090m，通常很易流化。b 类颗粒: 这类颗粒具有中等粒度，粒度范围为90650m，具有良好的流化性能。它在流体速度达到临界流化速度后就会发生鼓泡现象。d 类颗粒: 这类颗粒粒度通常具有较大在粒度和密度，并且在流化状态时颗粒混合性能较差。大多数循环流化床锅炉内的床料和燃料均属于d 类颗粒。3、宽筛分颗粒流化时的动力特性（1）密度小于流体密度的物体浮在床层表面，密度大于流体密度的物体会下沉。（2） 床表面保持水平，形状保持容器的形状。（3）在任一高度的静压近似等于在此高度上单位床截面内固体颗粒的重量。（4） 床内颗粒混合良好，加热床层时所有床料温度基本均匀。（5） 床内固体颗粒可以象流体一样从底部或侧面的孔中排出。（6）几个流化床底部联通后，床层高度自动保持同一水平高度。四、循环硫化床锅炉的工作过程典型循环流化床锅炉结构如图所示，其基本流程为：煤和脱硫剂送入炉膛后，迅速被大量惰性高温物料包围，着火燃烧，同时进行脱硫反应，并在上升烟气流的作用下向炉膛上部运动，对水冷壁和炉内布置的其他受热面放热。粗大粒子进入悬浮区域后在重力及外力作用下偏离主气流，从而贴壁下流。气固混合物离开炉膛后进入高温旋风分离器，大量固体颗粒（煤粒、脱硫剂）被分离出来回送炉膛，进行循环燃烧。未被分离出来的细粒子随烟气进入尾部烟道，以加热过热器、省煤器和空气预热器，经除尘器排至大气。1、低温的动力控制燃烧：由于循环流化床燃烧温度水平比较低，一般在850900之间，其燃烧反应控制在动力燃烧区内，并有大量固体颗粒的强烈混合，这种情况下的燃烧速度主要取决于化学反应速度，也就是决定于温度水平，而物理因素不再是控制燃烧速度的主导因素。循环流化床燃烧的燃烬度很高，其燃烧效率往往可达到98%99%以上。2、高速度、高浓度、高通量的固体物料流态化循环过程：循环流化床锅炉内的物料参与了炉膛内部的内循环和由炉膛、分离器和返料装置所组成的外循环两种循环，整个燃烧过程以及脱硫过程都是在这两种循环运动过程中逐步完成的。3、高强度的热量、质量和动量传递过程：在循环流化床锅炉中可以人为改变炉内物料循环量，以适应不同的燃烧工况。物料分离系统是循环流化床锅炉的结构特征，大量物料参与循环实现整个炉膛内的控制燃烧过程，是循环流床锅炉区别于鼓泡流化床锅炉的根本特点，因为鼓泡流化床锅炉的燃烧主要发生在床内。所以循环流床锅炉燃烧必须具备的三个条件是：（1）要保证一定的流体速度，而且还要保证物料粒度处于适当的、使床层在快速流区域的粒度。（2）要有足够的物料分离。（3）要有物料回送，要有充分的措施以维持物料的平衡。第二节 循环流化床的特点炉膛底部是大量的炽热灰粒和煤粒混合物，燃烧所需空气经炉膛底部的布风板均匀进入流化床，在流化床中气流上升速度约25m/s，气流将大部分粒子托起，成沸腾状，粒子上下运动，掺混非常强烈，这种现象被称为流化。煤由给煤机送入炉膛，刚进入炉膛的煤粒很快就与高温床料混合，是煤粒迅速加热，干燥着火燃烧。在流化床内平均停留十几几十分钟后有放渣口排出炉膛。由于流化床热容量大，掺混强烈，粒子停留时间长等因素，流化床锅炉不但能烧高热之煤，而且其它炉型（如链条炉、煤粉炉等）不能燃烧的低热值、低挥发分、高灰分的劣质燃料，如劣质烟煤、无烟煤、煤矸石、油页岩、造汽炉渣等也能在流化床锅炉内稳定燃烧。流化床锅炉还有环保方面的优点，通过向炉内添加石灰石或白云石能大大降低烟气中的二氧化硫，方法简便、经济、高效地解决了高硫煤造成的大气污染问题。而一般的链条锅炉、煤粉炉的尾气脱硫技术费用昂贵，难于推广，几乎不可能用于中小型工业锅炉。流化床锅炉燃烧温度9001000，较链条锅炉、煤粉锅炉都低，抑制了nox的生成，烟气中nox含量少，有利于保护环境。我国用于烧劣质煤的沸腾锅炉已有上千台，但他们都是属于鼓泡床技术，对于这种鼓泡床锅炉，由于较大的上升烟气速度将相当多的未燃尽细小煤粒带出炉膛，造成燃烧效率的下，烟气含尘量大，特别是燃烧高灰份的劣质燃料是更为严重。因为绝大多数的煤粒是在流化床中燃烧放热，在流化床中设置了大量的埋管受热面，物料的强烈冲刷使埋管磨损相当严重，一般只能使用六个月左右，炉子的可靠性差。另外，风机的电耗高，向大型化发展困难，脱硫剂利用率低等使得它被局限于烧煤矸石、炉渣等劣质燃料的场合。外循环流化床燃烧技术是国际上八十年代初发展起来的锅炉燃烧技术，它不仅具有鼓泡流化床燃烧的技术特点，而且具有更新的技术优势。该技术一出现就以其特有的技术特点，受到国内有关部门和专家的关注，被认为是锅炉燃烧技术领域的一次革命，其显著特点有：1、燃料适应性广在外循环流化床锅炉中按重量计，燃料进展床料的1%3%，其余的是不可燃的固体颗粒，如脱硫剂、灰渣或啥。循环流化床锅炉的特殊流体动力特性，使得气固和固固混合非常好，因此燃料进入炉膛后很快与大量床料混合，燃料被迅速加热之高于着火温度，而同时床层温度没有明显降低。只要燃料的热值大于加热燃料本身和燃料所需的空气至着火温度所需的热量，上述优点就可以使得外循环流化床锅炉不许辅助燃料而燃用任何燃料。外循环流化床锅炉即可以燃用优质煤，也可以燃用链条锅炉不能燃烧的各种劣质燃料，如高灰煤、高硫煤、高灰高硫煤、高水分煤、煤矸石、煤泥、以及油页岩。2、燃烧效率高循环流化床锅炉的燃烧效率要比鼓泡（内循环）流化床锅炉、链条锅炉高，燃烧效率通常在97.5%99.5%范围内，可与煤粉炉相比媲美，循环流化床锅炉能在较宽的运行范围内保持较高的燃烧效率，甚至燃用细分含量高的燃料时也是如此,而鼓泡（内循环）流化床锅炉、链条锅炉则不可能有此优点。3、有效脱硫循环流化床锅炉的脱硫比鼓泡（内循环）流化床锅炉更加有效，典型的循环流化床锅炉达到90%脱硫效率时所需的脱硫剂化学当量比为1.52.5，鼓泡（内循环）流化床锅炉达到90%脱硫效率时则需要脱硫剂化学当量比为2.53，甚至更高。有时即使钙硫比在高，也不能达到90%的脱硫效率。因此，无论是脱硫剂的利用率还是二氧化硫的脱除率，循环流化床锅炉比鼓泡（内循环）流化床锅炉优越，链条锅炉不可能在炉内进行脱硫。4、氧化物排放低氮氧化物排放低是外循环流化锅炉另一个非常吸引人的特点。实践表明，外循环流化床锅炉的氮氧化物排放在50150ppm。外循环流化床锅炉nox排放低是由于以下两个原因：一是低温燃烧，此时空气中的氮一般不会生成nox，二是分段燃烧，抑制燃料中的氮转化为nox，并使已生成的nox得到还原，鼓泡（内循环）流化床锅炉、链条锅炉无此特点。5、燃烧强度高，炉膛截面小炉膛单位截面积的热负荷高是外循环流化床锅炉的主要优点之一，循环流化床锅炉的截面热负荷约为3.54.5mw/m2，接近或高于煤粉炉，同样热负荷下鼓泡（内循环）流化床锅炉需要的炉膛截面积要比外循环流化床锅炉达23倍。6、给煤点少循环流化床锅炉的截面积小，同时良好的混合和燃烧区域的扩展使所需的给煤点数大大减少，如热功率为100mw的循环流化床锅炉只需一个给煤点，而相同容量的鼓泡（内循环）流化床锅炉则需2030个给煤点。7、燃料与处理系统简单循环流化床锅炉的给煤粒度一般小于12mm，因此与煤粉炉相比，燃料的制备系统大为简单。此外，循环流化床锅炉能直接燃用高水分煤（水分的达30%以上），当燃用高水分煤时也不需要专门的处理系统。8、易于实现灰渣的综合利用循环流化床锅炉燃烧过程属于低温燃烧，同时炉内优良的燃尽条件使得锅炉的灰渣燃烧充分，因此含碳量极低，易于灰渣的综合利用，可做水泥掺合料和建筑材料。9、负荷调解范围大当负荷变化时，只需调节给煤量、空气量和物料循环量，不必像鼓泡（内循环）流化床锅炉那样采用分床压火技术。一般而言，外循环流化床锅炉的负荷调解比可达1:4，而链条锅炉、鼓泡（内循环）流化床锅炉的负荷调解仅为70%。此外，由于截面风速和吸热控制容易，循环流化床锅炉的负荷调解速度也快，一般可达每分钟5%。10、床内不布置埋管受热面循环流化床的床内不布置埋管受热面，因而不存在鼓泡（内循环）流化床锅炉的埋管受热面易磨损的问题。此外，由于床内没有埋管受热面，启动、停炉、结焦处理时间短，同时可长时间压火。11、故障率低、运行周期长循环流化床锅炉本体范围内设有两台螺旋给煤机，避免了链条锅炉因传动设备故障而经常造成停炉的缺陷。因此，外循环流化床锅炉具有故障率低、运行周期长的特点。12、司炉工劳动强度大 由于循环流化床锅炉的燃烧方式为循环流化燃烧，司炉工仅看仪表就可进行控制，调解。而链条锅炉则需要不断通过观火门观察燃烧状况，并且还要不时的用火钩、火耙搂火，因此，司炉工的劳动强度较大、工作环境恶劣。第二章 循环硫化床的燃烧 第一节 煤在循环硫化床内的燃烧过程循环流化床内的燃烧过程1、煤粒送入循环流化床内迅速受到高温物料和烟气的辐射而被加热，首先水分蒸发，然后煤粒中的挥发份析出并燃烧、最后是焦炭的燃烧。其间伴随着煤粒的破碎、磨损，而且挥发份析出燃烧过程与焦炭燃烧过程都有一定的重叠。煤粒在流化床中的燃烧过程如图所示。循环流化床内沿高度方向可以分为密相床层和稀相空间，密相床层运行在鼓泡床和紊流床状态。循环流化床内绝大部分是惰性的灼热床料，其中的可燃物只占很小的一部分。这些灼热的床料成为煤颗粒的加热源，在加热过程中，所吸收的热量只占床层总热容量的千分之几，而煤粒在10 秒钟左右就可以燃烧（颗粒平均直径在08mm），所以对床温的影响很小。2、循环流化床内煤的燃料着火流化床内燃料着火的方式，固体质点表面温度起着关键作用，是产生着火的点灶热源，这类固体近质点可以是细煤粒，也可以是经分离后的高温灰粒或者是布风板上的床料。当固体质点表面温度上升时，煤颗粒会出现迅猛着火。另外，颗粒直径大小对着火也有很大的影响，对一定反应能力的煤种，在一定的温度水平之下，有一临界的着火粒径，小于这个颗粒直径，因为散热损失过大，燃料颗粒就不能着火，逸出炉膛。3. 循环流化床内煤的破碎特性煤在流化床内的破碎特性是指煤粒在进入高温流化床后粒度急剧减小的一种性质。但引起粒度减小的因素还有颗粒与剧烈运动的床层间磨损以及埋管受热面的碰撞等。影响颗粒磨损的主要因素是颗粒表面的结构特性、机械强度以及外部操作条件等。磨损的作用贯穿于整个燃烧过程。煤粒进入流化床内时，受到炽热床料的加热，水份蒸发，当煤粒温度达到热解温度时，煤粒发生脱挥发份反应，对于高挥发份的煤种，热解期间将伴随一个短时发生的拟塑性阶段，颗粒内部产生明显的压力梯度，一旦压力超过一定值，已经固化的颗粒表层可能会崩裂而形成破碎；对低挥发份煤种，塑性状态虽不明显，但颗粒内部的热解产物需克服致密的孔隙结构都能从煤粒中逸出，因此颗粒内部也会产生较高的压力，另外，由于高温颗粒群的挤压，颗粒内部温度分布不均匀引起的热应力，这种热应力都会引起煤颗粒破碎。煤粒破碎后会形成大量的细小粒子，特别是一些可扬析粒子会影响锅炉的燃烧效率。细煤粒一般会逃离旋风分离器，成为不完全燃烧损失的主要部分。破碎分为一级破碎和二级破碎，一级破碎是由于挥发份逸出产生的压力和孔隙网络中挥发份压力增加而引起的。二级破碎是由于作为颗粒的联结体-形状不规则的联结“骨架”（类似于网络结构）被烧断而引起的破碎。煤的破碎发生的同时也会发生颗粒的膨胀，煤的结构将发生很大的变化。一般破碎和膨胀受下列因素的影响：挥发份析出量；在挥发份析出时，碳水化合物形成的平均质量；颗粒直径；床温；在煤结构中有效的孔隙数量；母粒的孔隙结构等。4、循环流化床的脱硫与氮氧化物的排放控制so2 是一种严重危害大气环境的污染物，so2 与水蒸汽进行化学反应形成硫酸，和雨水一起降至地面即为酸雨。nox 包括no、no2、no3 三种，其中no 也是导致酸雨的主要原因之一，同时它还参加光化学作用，形成光化学烟雾，还造成了臭氧层的破坏。煤加热至400时开始首先分解为h2s，然后逐渐氧化为so2 。其化学反方程式为fes2 + 2h2 2h2s + feh2s + o2 h2 +so2对so2 形成影响最大的因素是床温和过量空气系数，床温升高、过量空气系数降低则so2越高。循环流床燃烧过程中最常用的脱硫剂就石灰石，当床温超过其煅烧温度时，发生煅烧分解反应：caco3 cao + co2 183kj/mol脱硫反应方程式为：cao+ so2 + 1/2o2 caso4影响循环流化床脱硫效率的各种因素：（1）ca/s 摩尔比的影响ca/s 摩尔比是影响脱硫效率的首要因素，脱硫效率在ca/s 低于2.5 时增加很快，而继续增大ca/s 比或脱硫剂量时，脱硫效率增加得较少。循环流化床运行时ca/s 摩尔比一般在1.52.5 之间。（2）床温的影响床温的影响主要在于改变了脱硫剂的反应速度、固体产物分布及孔隙堵塞特性，从而影响脱硫率和脱硫剂利用率。床温在900左右达到最高的脱硫效率。（3）粒度的影响采用较小的脱硫剂粒度时，循环流化床脱硫效果较好。（4）氧浓度的影响脱硫与氧浓度关系不大，而提高过量空气系数时脱硫效率总是提高的。（5）床内风速的影响对一定的颗粒粒度，增加风速会使脱硫效率降低。（6）循环倍率的影响循环倍率越高，脱硫效率越高。（7）so2 在炉膛停留时间的影响脱硫时间越长对效率来说越不利，应该保证so2 在床内停留时间不少于24 秒。（8）负荷变化的影响当循环流化床负荷变化在相当大的范围内时，脱硫效率基本恒定或略有升降。（9）其它因素的影响床压的影响：增加压力可以改善脱硫效率，并且能够提高硫酸盐化反应速度。煤种的影响：灰份对脱硫效率并无不利影响。（10）给料方式的影响石灰石与煤同点给入时脱硫效率最高。虽然循环流化床的脱硫作用很强，但在床温达到850，即脱硫效率最高的温度时，nox的生成量却最大，对环境造成极大的破坏。这是我们所不愿看到的。所以一定要把床温控制在850900之间，而且要采用较小的脱硫剂粒径。另外，实施分段燃烧也是非常好的措施。第三章 循环流化床锅炉的dcs系统 第一节 循环流化床锅炉燃烧控制系统 一、燃料反馈的燃烧系统由于气压被控对象在燃料量扰动的动态响应较快，所以燃料量调节原则上可以采用以气压作为被调量的单回路控制系统。但对燃煤锅炉来说，运行中的煤量自发性扰动是经常容易出现的，所以在设计燃煤锅炉燃料控制系统时，必须考虑使系统具有快速消除燃料自发性扰动的措施。在这里引入燃料量的负反馈，并送到副调节器构成串级控制系统。采用这个方案，如果燃料量能直接准确的测量，可以消除燃料的自发性扰动，使该燃料控制系统还具有带固定负荷和变动负荷的功能。但是由于燃料量的直接测量问题没有解决，对于采用钢球磨煤机中储式制粉系统的锅炉均通过改变给粉机的转速的方法来改变燃料量。二、给粉机转速反馈的燃料控制系统用给粉机转速之和作为总燃料量反馈信号，并进入副调机器与燃料量的给定值既锅炉负荷要求指令进行比较，对其偏差值进行运算，副调节器根据偏差的大小去调节燃料量的数值。稳态时锅炉负荷要求指令与给粉机转速反馈信号平衡。给粉机转速只能反映燃料量的大小而不能反映燃料品质的变化，为此，引入燃料品种校正信号。当改换煤种时，相应的调整校正系数的值，经乘法器修正燃料反馈信号，以消除煤种变化对系统的影响。为了消除燃料侧的自发性扰动，系统引入了汽包压力的微分信号。当发生燃料量内饶时，汽包压力能较快地反映燃料量内扰，汽包压力的微分信号有超前和加强调节的作用，所以汽包压力的微分信号有助于尽快消除内扰。稳态时汽包压力的微分信号消失不影响副调节器入口的平衡关系。三、送风控制系统 送风调节的任务在于保证燃烧的经济性，具体的说，就是要保证在燃烧过程中有合适的燃料与风量比例，送风调节对象近似比例环节。因此通常采用保持燃料量与送风量成比例关系的送风控制系统。在实际运行中，送风量和燃料量的最佳比例值k不是常数，k是随不同的负荷和燃料品种变化的。而送风量v和燃料量b的最佳比例k是随不同负荷、不同燃料品种而变化的。因此，可以选用随负荷、燃料品种变化而修正送风量的送风控制系统。这个系统是用乘法器构成的单闭环比值送风控制系统，燃料量的修正值作为送风量的给定值，实现b与v的比例控制。根据负荷、燃料品种的变化去修正最佳风煤比例系数k，此系统结构简单、整定投运方便，但负荷和燃料品种的修正系数在实际的应用中较难确定。四、引凤控制系统对于负压燃烧锅炉，如果炉膛压力接近于大气压力，则炉烟往外冒出，影像设备与工作人员的安全；反之，如果炉膛压力太低，又会使大量的冷空气漏入炉膛内，降低了炉膛的温度，增大了引风机负荷和排烟带走的热量损失。一般炉膛压力维持在比大气压力低2050pa左右。引凤控制的任务是保持炉膛的负压在规定的范围内。由于引凤调节对象的动态响应快，测量也容易，所以引凤控制系统一般只需要采取炉膛负压作为被调量的单回路控制系统。由于送风量的变化时引起负压波动的主要原因，为了能使引风量快速的跟踪送风量，以保持二者的比例，可将送风量作为前馈引入引凤调节器。这样当送风控制系统动作时，引凤控制系统立即跟着动作。而不是炉膛负压偏离给定值后再动作，从而能使炉膛负压基本不变。所以引凤控制系统引入送风前馈信号以后，将有利于提高引凤控制系统的稳定性和减小炉膛负压的动态偏差。第二节 循环流化床锅炉燃烧控制系统的任务 由于循环流化床锅炉工作过程的特殊性，使得对它的控制比对其他锅炉要复杂，尤其是在燃烧系统的控制上；它不仅要对负荷及炉膛负压进行控制，而且还要对炉膛温度进行控制。由于床温是影响ca/s、nox以及co排放量的最主要因素，因而要求其炉膛温度必须保持在850c左右；而且循环流化床锅炉工作在沸腾状态，如温度过高（超过1100c），易引起物料结焦，如过低则因其炉膛灭火，所以，对炉膛温度的控制是非常重要的。在具体的操作上，燃烧控制系统可分为三个回路：给煤、送风和引凤。由于在调解过程中，送风对炉膛温度的调节要比给煤调节块，因此对炉膛温度这个大滞后对象主要采用送风来进行控制，而采用给煤控制来适应负荷变化；但是，在调节负荷时，改变给煤量也将直接影响炉膛温度，而在调节床温时，改变送风量也将改变气流速度，改变炉内的传热系数，从而影响到负荷；因而，给煤与送风是两个耦合非常紧密的回路，在控制中必须协调好。可以看出，其燃烧系统是一个复杂的三输入三输出对象，而且各控制量之间存在着紧密的耦合关系，如图1所示。图1。第三节燃烧系统的总体控制方案设计一、总体方案设计 图二就是所设计的循环流化床锅炉燃烧控制系统总结构。在现场运行中我们发现，炉膛负压主要受引凤和一次风的影响，而其它量对它的影响都比较小，因此可以把引凤回路设计为以炉膛负压为主控参数、带送风前馈的单回路控制系统。根据对燃烧系统的运行分析，在负荷变化时，应及时调节给煤量保证蒸汽压力的稳定；对炉膛温度主要采取调节送风量来控制，利用一次风调节温度的快速性防止床内结焦或者灭火。但是，为了保持炉膛内气固两相良好地运行，保证锅炉燃烧的经济性，还必须使炉膛内氧量的变化紧跟煤量的变化。这样，设计的一次风控制回路应包含两个方面，一方面维持炉膛内最佳风煤比；另一方面以炉膛温度作为校正量，在炉膛温度偏差大于一定的范围时产生调节，使炉膛温度快速趋向给定值。给煤量的变化最终也将影响炉膛温度变化，因此，设计给煤回路时也必须考虑两个方面，一方面以蒸汽压力作为主控参数进行调节，保证负荷稳定；另一方面在炉膛温度偏差超出允许的范围时相应的作出调整，保证锅炉安全运行。总的来说设计燃料系统的目的就是要在炉膛温度允许的变化范围内保证蒸汽压力的稳定。第四章 循环流化床锅炉点火节油一、点火耗油问题的提出吉林化纤集团有限公司，自备三期电站1#、2#锅炉系济南锅炉厂制造的yg-240/9.8型循环流化床锅炉，分别于2006年11月和2006年12月相继投产运行。2006年5月我去山东海化自备电站实习，同年10月份参加两台炉的调试、试运及交接工作。我公司的240吨循环流化锅炉为床上、床下联合启动方式，其床下二只油枪每只出力为500kg/h，床上三只油枪每只出力为400公斤/小时，一般在锅炉点火时，床下点火油枪运行时间为8小时左右，床上油枪运行时间为5小时左右，由于每次点火启炉油压是逐渐升高的，所以根据油罐油位及油量表得出平均耗燃油1012吨左右。二、正常点火启炉投油控制床下油点火是流化态点火，整个启动点火过程均在流态化下进行，它的基本原理是燃油雾化后在欲燃室（水冷风室）内完全燃烧产生较高的烟气及火焰与鼓风机（一次风机）供给的冷风混合后成为750左右的热烟气，通过风室、风帽进入床内，加热床料。1、床上铺有一定粒径和厚度的底料。2、将油泵启动调整好油压控制在点火正常值。3、将油枪在欲燃室内抽出，插入一个容器内，开启油枪门观察油枪雾化情况，并记录。4、启动引风机、鼓风机(一次风机）调整送风量，是底料处于临界流化状态，将油枪点燃。调节油枪油压改变油量和改变调节通风量来控制烟气量和温度，从而控制床温升温的速度。 床上油枪点火和床下点火并不一样，整个启动过程也是在流化态下进行的，其操作比床下点火容易，也不像床下点火那样危险性较大。主要缺点是点火耗油量较大，升温较慢，燃油燃烧热利用率低。同时由于油枪加热的不均性，使床料在点火期间温度不均，控制不当容易出现局部超温现象。5、第一支油燃烧器燃烧稳定后，投入第二支油燃烧器。控制燃烧器混合风量，调整燃烧使水冷风室烟温小于850。床温升速率最大为150/h（取决于耐火材料制造商的要求）。注意汽包、集箱等启动时的膨胀情况，定期观察膨胀指示器，做好位移记录。如果床压降至3.5kpa以下，应添加床料。汽包压力达0.1mpa时，关闭汽包和过热器空气阀。当汽压升到0.150.2mpa时，冲洗压力表，并与相邻压力表核对，保证读数准确。汽包压力升到0.5mpa时，关闭除过热器疏水外所有疏水阀门。定期放水排污一次。适当开启对空排汽阀，控制升压速率为0.050.1mpa/min，升温速率为1.5/min， 使汽包上下壁温差小于50。压力达到1.0mpa时投连排，关闭过热器疏水。当床温达到投煤条件时投煤。滑参数启机时，当达到汽机冲转参数时，向汽机送汽。6投煤煤输送系统运行正常。细煤仓煤位正常。给煤机处于远程。给煤斗闸板阀打开。去给煤机和隔离闸板阀的密封风投运。床温450，（此数据为推荐值，待调试中确定）即可向炉膛内投煤三、节油措施我们在点火过程中，合理配好流化风，控制好料层厚度及燃煤的挥发份，并严格按照锅炉升温、生压曲线要求操作，满足锅炉膨胀要求，完全可以不用床上的三只油枪而把锅炉点至正常。 1料层厚度的选择由于循环流化床锅炉在启炉过程中容易出现局部结焦和渐进性结焦在此讲述结焦的原因。当床层整体温度低于灰渣变形温度而由于局部超温或低温烧结而引起的结焦称低温结焦，低温焦块是疏松的带有许多嵌入的未烧结颗粒。床温、床压和流化都正常情况下出现的缓慢长大的焦块称渐进性结焦，低温结焦、渐进性结焦和油煤混燃时间较长以及流化不正常引起的结焦。循环流化床锅炉点火要有一定的料层厚度，以前循环流化床锅炉点火料层全是控制在正常运行料层，料层一般在800mm左右，为了使床上料层加热到燃煤的着火温度则消耗大量的燃油。考虑到良好的流化质量和点火油耗较小，我们现在一般料层厚度选取为400 500。粒度为010，因为料层太薄，流化质量不好，点火过程中易造成吹空和局部高温结渣、渐进性结焦。料层太厚，流化质量好，点火过程中不易发生局部高温结渣，但是点火启动油耗太大。2、点火流化风量的选择油枪点火启动均在床料流化状态下加热升温，直至燃煤着火。流化风选择太大，空气带走热损失过大，点火启动时间长，油耗量大，但好的是不容易发生流化不好而产生局部高温结渣。流化风选择过小，局部流化质量不好，出现死区，造成局部结渣。启动流化风量的确定一般是点火前通过冷态试