1、 循環硫化床鍋爐控制系統的探討煤的循環硫化床燃燒，是20世紀60年月開頭進展起來的新型燃煤技術，由于其燃料適應性廣、燃燒效率高、氮氧化物排放低、負荷調整比大以及負荷調整快等優點而越來越得到廣泛應用，特殊是近10來為了有效愛護環境而快速進展起來的環保型電站鍋爐。然而這種燃燒方式的燃燒機理非常簡單，循環硫化床鍋爐的設計尚處于閱歷設計階段，系統中變量之間的耦合比較緊密，而且具有嚴峻的非線性。循環硫化床鍋爐熱工自動掌握方面的問題已成為其推廣應用的主要障礙，循環硫化床鍋爐的運行自動化已成為其走向有用的關鍵之一。 1存在的問題 循環硫化床鍋爐自動掌握的實現并不是輕而易舉的事情，還存在諸多問題需要探究、討論

2、，總結如下： a）循環硫化床鍋爐是一個分布參數、非線性、時變、多變量緊密耦合的掌握對象，其自動掌握系統需要完成較之一般鍋爐更簡單的掌握任務； b）采納現代掌握理論的基礎是要求描述被控對象特性的較為精確的數學模型，然而由于循環硫化床鍋爐燃燒特性的簡單性，使得建立其數學模型成為一件非常不易的事情； c）由于循環硫化床鍋爐燃燒的簡單性和特別性，使得實現其自動掌握變得非常困難，對一般鍋爐和其它過程掌握對象行之有效的常規掌握方法，已難以保證循環硫化床鍋爐各項掌握指標的實現。 鑒于存在的上述問題及緣由，討論一種適合該爐型的掌握方案具有非常重要的現實意義。 2掌握系統設計及特點 循環硫化床鍋爐不同于煤粉爐和

3、燃油鍋爐，其掌握回路多，系統比較簡單，掌握系統設計一般包括以下主要回路：汽包水位掌握；過熱汽溫掌握；燃料掌握；風量及煙氣含氧量掌握；爐膛負壓掌握；料床溫度掌握；料床高度掌握；二級返料回料掌握。 對于汽包水位掌握和過熱汽溫掌握特性與通常的煤粉爐和燃油鍋爐相同，在此不予以分析，只對與循環硫化床鍋爐燃燒相關的掌握系統的特點進行分析。循環硫化床鍋爐燃燒過程自動掌握的基本任務是使燃料燃燒所供應的熱量適應鍋爐蒸汽負荷的需要，同時還要保證鍋爐平安經濟運行，燃燒掌握系統的任務歸納起來有如下幾個方面： a）維持汽壓穩定。汽壓的變化表示鍋爐的蒸汽量與負荷的耗汽量不相適應，需要相應地轉變燃料的供應量，以轉變鍋爐的蒸

4、汽量； b）保證鍋爐燃燒過程的經濟性。轉變燃料量的同時，相應地調整送風量，使之與燃料量匹配，保證鍋爐燃燒的經濟性； c）引風量與送風量相協作以保證爐膛壓力在正常的范圍內，保證鍋爐的平安運行； d）料床溫度是一個直接影響鍋爐能否平安連續運行的重要參數，同時也直接影響鍋爐運行中的脫硫效率及NO2。的產生量。通常狀況下856床溫是爐內脫硫的最佳溫度，同時NO2的產量也較低。床溫過低不但使鍋爐效率下降，而且運行不穩定簡單滅火；床溫過高會使脫硫效率下降、NO2產量大大增加，同時簡單造成爐膛料床結焦，無法循環硫化燃燒而停爐。由此可見，料床溫度是循環硫化床鍋爐運行極為重要的參數； e）料床高度掌握也與鍋爐平

5、安連續運行親密相關，料層太厚，會把一次風的“風頭”壓住，使爐料不能達到完全硫化狀態；料層太薄，不僅不滿意負荷要求，而且會使一次風穿透料層吹滅爐火； f）二級返料回料掌握將直接影響鍋爐的循環倍率，也對床溫有肯定的影響。 循環硫化床鍋爐是一個典型的多變量被控對象，但由于對它的系統的討論剛剛起步，還缺乏閱歷及深人的了解，所以在設計、分析、討論其掌握系統時仍采納傳統的方法。目前循環硫化床鍋爐燃燒掌握系統設計仍采納常規PID掌握，通常由燃料掌握、總風量掌握、一次風掌握、二次風掌握、燃燒室負壓掌握、床溫掌握、料床高度掌握、二級返料回料掌握等8個有機聯系的掌握單元構成。即人為地把被控對象分成很多單變量系統進

6、行掌握，這種掌握方法雖然簡潔、易行，局部分析是合理的，但整體考慮會存在很多問題，對進一步提高自動掌握水平將存在很大的局限性，有的甚至不能滿意機組的正常運行。 3討論方向及詳細內容 近年來的討論及應用狀況表明，由于循環硫化床鍋爐燃燒系統的簡單性，特殊是各掌握變量之間的緊密耦合，常規的掌握方法很難滿意循環硫化床鍋爐的自動運行及自動掌握水平的進一步提高，因此，在對循環硫化床鍋爐燃燒系統深化討論的基礎上，采納先進掌握理論，實現全局最優地采納多變量掌握的先進掌握方法具有特別重要的意義，也是當今熱控領域重大討論課題之一。 31 數學模型的完善和定量化 進行循環硫化床鍋爐動態多變量數學模型的完善和定量化，確

7、定鍋爐各變量之間的量化耦合關系，為掌握系統中掌握量、被控量和干擾量的確定以及掌握框架的構筑供應數學依據；為解耦掌握的實施供應牢靠數據；為掌握系統參數的設定供應指導。 32 掌握規律討論 結合鍋爐運行方式，對循環硫化床鍋爐的掌握規律進行討論，以確定大體的掌握策略。前面已經提到循環硫化床鍋爐具有燃料適應性廣、燃燒效率高、高效脫硫、NO2排放率低、爐膛面積小、負荷調整比例大、負荷調整速度快等特點。但其燃燒機理特別簡單，爐內的傳熱就包括氣體與固體顆粒間的傳熱、床層與水冷壁間的傳熱、床層與爐內埋管的傳熱以及旋風分別器或一次風分別器內的傳熱等四種，其中懸浮物影響傳熱；硫化速度通過影響懸浮物密度從而影響傳熱

8、：傳熱表面垂直長度以及床溫都對傳熱有很大影響。 循環硫化床鍋爐這種結構上的特別性和燃燒機理的簡單性，使其在掌握上較其它爐型簡單。除常規掌握量以外，該爐型要求對料床溫度和料床高度進行掌握，其中料床溫度是循環硫化床鍋爐掌握中最重要的參數。 在循環硫化床鍋爐掌握中，由于一次風的轉變對床溫的影響比給煤量對床溫的影響大，因此采納一次風作為調整床溫的掌握變量，用調整給煤量來滿意負荷的要求。但是，轉變給煤量將直接影響爐膛溫度，所以給煤量與一次風是2個耦合特別緊密的掌握量。在循環硫化床鍋爐燃燒掌握系統中，如何協調這2個變量，實現自動掌握。是掌握方案討論的重點所在。 調整鍋爐負荷必需通過調整爐內傳熱方式來實現，

9、也就是調整一次風量，以轉變爐膛內的固體濃度分布。同時，一次風作為床溫的主要掌握量，還必需兼顧床溫調整。由于在循環硫化床鍋爐內氣、固混合比較勻稱，溫度場分布較好，入爐煤能夠快速燃燒，因而較其它爐型滯后較小，所以通過給煤是調整負荷的熱平衡較為合理。 33 掌握方案 在上述兩項討論成果的基礎上將常規掌握方案和先進掌握理論有機結合起來，討論一種綜合性的循環硫化床鍋爐燃燒掌握方案。 近年來，模糊掌握技術獲得了長足的進展，也消失了不少勝利應用的范例，實踐證明，模糊掌握能夠對時變、非線性和簡單的被控對象進行較為有效的掌握，但模糊掌握規章的獵取受專家的閱歷和學問水平的制約，進而影響模糊掌握的效果，而且模糊掌握本身不能消退靜差，再者PID掌握在工業現場中有著成熟的應用，并占有主導地位，這使得模糊掌握既不行能也沒有必要完全替代PID掌握。 為此，應用模糊掌握理論對常規PID進行改進，并與模糊掌握有機結合起來，形成一種“綜合性掌握方案”，再協作多種前饋掌握方案，應用于循環硫化床鍋爐燃燒系統這一非線性簡單對象，將達到滿足的效果。 4 結論 循環硫化床鍋爐燃燒掌握系統討論的目標