循环流化床锅炉燃烧自动先进控制系统应用技术
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循环流化床燃烧技术循环流化床燃烧技术是最近20多年来发展起来的新一代高效、低污染的清洁燃烧技术,也是目前商业化程度最好,应用前景最广的洁净煤燃烧技术,它的燃烧技术比较简单,当进炉的燃料粒度循环流化床锅炉独特的流体动力特性和结构使其具备有许多独特的优点。
1、燃料适应性甚广这是循环流化床锅炉的主要优点之一。
在循环流化床锅炉中按重量计,燃料仅占床料的1%~3%,其余是不可燃的固体颗粒,如脱硫剂、灰渣或砂。
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,因此燃料进人炉膛后很快与大量床料混合,燃料被迅速加热至高于着火温度,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烧所需的空气至着火温度所需的热量,上述特点就可以使得循环流化床锅炉不需辅助燃料而燃用任何燃料。
循环流化床锅炉既可燃用优质煤,也可燃用各种劣质燃料,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、泥煤、石油焦、尾矿、炉渣、树皮、废木头、垃圾等。
2、冷却效率高循环流化床锅炉的燃烧效率要比鼓泡流化床锅炉高,燃烧效率通常在97.5%~99.5%范围内,可与煤粉锅炉相媲美.循环流化床锅炉燃烧效率高是因为有下述特点:气~固混合良好;燃烧速率高,特别是对粗粒燃料;绝大部分未燃尽的燃料被再循环至炉膛。
与齿槽流化床锅炉相同,循环流化床锅炉能够在较宽的运转变化范围内维持低的冷却效率,甚至燃用细粉含量低的燃料时也就是如此。
循环流化床锅炉的脱硫比鼓泡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1.5~2.5,鼓泡流化床锅炉达到90%脱硫效率则需脱硫剂化学当量比为2.5~3,甚至更高,有时即使ca/s比再高,鼓泡流化床锅炉也不能达到90%的脱硫效率。
与冷却过程相同,烟气反应展开得较为缓慢。
为了并使氧化钙(研磨石灰石)充份转变为硫酸钙,烟气中的二氧化硫气体必须与脱硫剂存有充份短的碰触时间和尽可能小的面积。
燃烧优化控制系统在循环流化床锅炉中的应用伴随着市场的逐步扩大和竞争的日益激烈,热电厂不仅要满足维持机组正常稳定运行,还要尽可能地使整个热电厂保持在最为经济的运行状态。
通过对改造后经济效益分析,该改造节约了标煤消耗,提高了经济性,可在同类CFB锅炉上推广。
标签:优化控制;薄料床燃烧循环流化床锅炉具有非线性、原料多变、工况多变和大滞后的特性,常规的PID控制器无法实现长时间的闭环控制,锅炉很多系统的自动投不上,指标失去了“精细化”控制;目前拥有循环流化床锅炉(CFB)的企业虽有DCS监控系统,却不得不依靠人工经验参考屏显数据进行调节控制,自动控制系统的“投入率”低于20%,很难保证控制的实时性及精确性;既导致自动化设备闲置,又造成各项人工操作的不稳定,缩短了锅炉的工作周期。
“锅炉燃烧优化系统”以模糊控制理论为基础,通过对大惯量、多冲量、多偶合因素的CFB锅炉燃烧系统实行专家优化控制策略,建立模拟库、算法库及数学模型,设定优化函数,开发出了比PID控制器适应能力更强大的“自适应予估控制器”,使锅炉燃烧接近理想状态,是更高效的CFB锅炉燃烧解决方案。
一、节能自动优化燃烧控制系统的优势1.对现有的控制逻辑及安全保护大联锁不作任何改动,不改变现有的操作习惯,以无扰切换方式进行手自动切换,以确保安全生产。
2.对现场的DCS系统重点逻辑进行实时跟踪监测,当有异常情况发生时,“燃烧优化系统”会发出声光报警,并同时以无扰方式自动切换为手动,以确保锅炉的运行安全。
3.“燃烧优化系统”是通过通讯端口对现场的DCS系统进行下位机数据交换控制的,确保现场DCS系统及上位机数据库的安全。
二、循环流化床锅炉燃烧优化系统改造应用实例蚌埠涂山热电厂三期有东方锅炉厂260T/h循环流化床锅炉3台——浙大中控DCS控制系统。
1.控制系统加入的改造对涉及到自动控制的现场设备进行更换、调试;将带有先进控制软件带有专家系统的主机柜立于电子设备间,并与原DCS系统的下位机连线通讯,获得有关的控制信息后,取代原系统自动控制的功能,并进行优化智能控制。
循环流化床锅炉飞灰回燃技术及其应用研究随着工业化的进程和能源需求的增长,燃煤锅炉已成为大多数工业企业和热电厂的主要热能供应设备。
燃煤锅炉燃烧过程中产生的飞灰给环境带来了严重的污染问题,如何有效处理飞灰成为了燃煤锅炉运行中的难题。
循环流化床锅炉飞灰回燃技术应运而生,通过将飞灰回燃至炉内,不仅可以有效降低污染排放,还可以提高锅炉的热效率。
一、循环流化床锅炉飞灰回燃技术原理循环流化床锅炉是一种高效、节能、环保的燃煤锅炉,其燃烧系统采用了先进的流化床技术,通过空气与燃料在床内的充分混合,形成了固液两相间的良好循环流动,从而实现了燃烧过程的高效、稳定和低污染排放。
而飞灰回燃技术是在此基础上进一步优化的燃烧处理方式,通过将产生的飞灰回燃至炉内再次燃烧,从而减少飞灰的排放和提高热效率。
二、循环流化床锅炉飞灰回燃技术研究进展1. 飞灰回燃技术参数优化研究飞灰回燃技术的关键在于回燃参数的合理选择,包括回燃飞灰的速度、温度、氧气浓度等。
研究表明,优化飞灰回燃技术参数可以显著提高锅炉的热效率和降低污染排放。
随着先进控制技术的不断发展,飞灰回燃技术的参数优化研究也在不断深入,为提高锅炉环保性能提供了更为有效的技术手段。
2. 飞灰回燃技术燃烧特性研究飞灰回燃技术的燃烧特性研究对于优化燃烧过程、提高热效率至关重要。
目前,国内外学者开展了大量针对飞灰回燃技术燃烧特性的研究工作,从燃烧动力学、燃烧热力学等多个方面进行了深入探讨,取得了一系列有价值的成果。
这些研究成果为指导实际工程应用提供了重要的理论依据。
3. 飞灰回燃技术在线监测与控制研究随着能源领域的智能化发展,循环流化床锅炉飞灰回燃技术的在线监测与控制研究也逐渐受到关注。
通过在线监测回燃参数和燃烧特性,及时调整和优化回燃过程,不仅可以提高锅炉的热效率,还可以减少对环境的污染。
目前,国内外相关技术研究正在加速推进,为飞灰回燃技术的智能化应用提供了重要支撑。
三、循环流化床锅炉飞灰回燃技术应用案例1. 污染物排放减少飞灰回燃技术可以有效降低燃煤锅炉的污染物排放,尤其是减少了颗粒物和二氧化硫的排放量,有利于改善大气环境质量。
循环流化床锅炉燃烧过程自动控制的优化方法姓名:XXX部门:XXX日期:XXX循环流化床锅炉燃烧过程自动控制的优化方法循环流化床锅炉CFB的控制系统的现状目前,国内中、大型循环流化床锅炉CFB(CirculatingFluidizeBed)投运数量越来越多,这些电厂一般采用DCS(DistributedControlSystem:分散控制系统)进行机组运行控制。
DCS控制系统应用于煤粉锅炉经验已经很成熟,而且自动化水平、安全性都比较高。
对于国内的循环流化床锅炉,目前的DCS控制系统现状基本是套用煤粉炉的DCS控制逻辑,只是稍加改动;另外基于国内电厂基建现状,多数机组都是在抢工期的情况下投运的,所以留给控制系统研究人员的研究时间几乎没有。
然而循环流化床锅炉的燃烧机理十分复杂,循环流化床锅炉的设计尚处于经验设计阶段,系统中变量之间的耦合比较紧密,而且具有严重的非线性。
循环流化床锅炉热工自动控制,特别是燃烧自动控制方面的问题已成为其进一步推广应用的主要障碍,循环流化床锅炉的运行自动化已成为其走向实用的关键之一。
在机组基建调试期间,大家对于控制系统一般都是只要能保证锅炉正常启动和停运就行了,至于控制系统的优化、逻辑的优化、自动的投入与优化、锅炉保护的设定等都是简单地在煤粉炉的控制理念下做一些简单修改。
然而,循环流化床锅炉和煤粉锅炉从燃烧机理上说有很大的区别,这就决定了控制逻辑及理念应该有很大的不同。
所以套用煤粉锅炉的控制理念往往不能适合循环流化床锅炉。
这也就是目前为什么许多循环流化床锅炉很多自动投不上、许多保护不敢投,从而造成循环流化床锅炉的运行人员数量多,劳动强度高,效率低下等,而且锅炉的运行也极为不稳定。
这就给我们的制造厂、电厂及试验研究人员提出了一个第 2 页共 7 页课题:如何使DCS控制系统更加适合循环流化床锅炉。
循环流化床锅炉燃烧过程自动控制的特点循环流化床锅炉不同于煤粉炉,其控制回路多,系统比较复杂,控制系统一般包括以下主要回路:汽包水位控制;过热汽温控制;燃料控制;风量及烟气含氧量控制;炉膛负压控制;床层温度控制;料层高度控制;循环灰控制。
循环流化床锅炉燃烧系统自动控制的实现发布时间:2023-02-01T02:43:51.530Z 来源:《科学与技术》2022年第16期8月作者:乔宗长[导读] 在循环流化床锅炉系统中通常会采用一些劣质烟煤,在煤炭资源愈发紧张的形势下,各企业仅能在一些小煤窑购置煤炭资源,这导致煤炭资源的质量相对较差,远远偏离锅炉燃烧系统的燃烧需求。
乔宗长遵义铝业股份有限公司,贵州遵义 563100摘要:在循环流化床锅炉系统中通常会采用一些劣质烟煤,在煤炭资源愈发紧张的形势下,各企业仅能在一些小煤窑购置煤炭资源,这导致煤炭资源的质量相对较差,远远偏离锅炉燃烧系统的燃烧需求。
受到煤炭资源质量的影响,锅炉燃烧系统运行效果十分不理想,经常出现无法燃尽的现象,且锅炉受热面会产生大面结焦现象,严重的情况下会直接出现灭火问题,对锅炉燃烧效率产生极为深远的影响。
因此,结合当前的煤炭质量对循环流化床锅炉燃烧系统进行自动控制具有极为重要的意义。
关键词:循环流化床锅炉;燃烧系统;自动控制企业循环流化床锅炉燃烧系统运行存在燃烧不稳定的现象,部分情况下在满负荷状态也会出现灭火现象对供热效果造成了极为不利的影响。
同时,锅炉运行成本偏高,对于燃煤质量也提出了一定的要求,致使企业供暖方面需要投入大量的资金,对企业的经济效益带来了一定程度的影响。
基于此类问题,本文基于循环流化床锅炉燃烧系统现存的问题提出自动控制方案,希望能够进一步提升锅炉燃烧效率,保障供暖效果的同时,控制锅炉燃烧系统运行成本。
1 企业循环流化床锅炉燃烧系统运行现状从企业循环流化床锅炉燃烧系统的运行现状来看,存在煤质适用范围小的弊端,在煤炭资源日趋紧张的形势下,必定会由于煤质无法满足锅炉燃烧需求而影响锅炉供热效果。
目前来看,由于煤质变化幅度较大,偏离锅炉系统燃烧需求致使锅炉供热效果不佳,引发灭火问题的现象十分常见。
同时,燃烧器的四角切圆布设方法,导致在冷态下的下一次风与下二次风的切圆偏大,致使对锅炉燃烧效果带来一定程度的影响。
关于低氮燃烧技术在循环流化床锅炉上的应用研究一、低氮燃烧技术的概念和特点低氮燃烧技术是指一种在燃烧过程中通过优化燃烧工艺和系统设计,降低燃烧产物中氮氧化物的产生量的技术。
其主要特点是在燃烧过程中通过调节燃料和空气的混合比例,控制燃烧温度和延长燃烧时间等手段,有效降低燃烧产物中NOx的含量,达到减少大气污染的目的。
二、循环流化床锅炉的特点循环流化床锅炉是一种采用流化床技术的燃煤锅炉,其燃烧时燃料在空气的作用下形成气固两相流态化状态,具有燃烧温度低、燃烧效率高、燃烧产物中NOx和SOx的排放量较低等特点,被广泛应用于工业锅炉和发电厂。
三、低氮燃烧技术在循环流化床锅炉上的应用研究1. 燃料优化研究表明,选择合适的燃料对降低NOx排放量具有重要意义。
丰富的氢含量和低的灰分含量的煤对降低NOx排放量具有积极作用。
在燃烧过程中对燃料进行预处理,如添加氢气或氨气等还原剂,能够有效减少NOx的生成。
2. 空气分配优化在循环流化床锅炉的燃烧中,通过合理控制空气分配,使其与燃料充分混合,可以有效降低NOx的排放量。
采用二次空气等技术进行空气分配优化,能够有效提高燃烧效率和降低NOx排放。
3. 燃烧温度控制研究表明,降低燃烧温度是降低NOx排放的有效手段之一。
通过优化燃烧过程中的温度分布,使燃烧温度保持在适当范围内,能够有效减少燃烧产物中NOx的含量。
4. 燃烧时间延长通过延长燃烧时间,使燃料在燃烧过程中充分燃烧和混合,可以降低燃烧产物中NOx 的含量。
采用再循环燃气等技术,能够有效延长燃烧时间,减少NOx的生成。
四、低氮燃烧技术在循环流化床锅炉上的应用前景低氮燃烧技术在循环流化床锅炉上的应用研究具有广阔的应用前景。
随着环保政策的不断加大力度,对排放标准的要求也日益提高,低氮燃烧技术在循环流化床锅炉上的应用将会越来越受到重视。
随着相关技术的不断进步和成熟,低氮燃烧技术将会在循环流化床锅炉领域得到广泛应用,为环保和节能做出更大的贡献。
循环流化床锅炉的技术特点循环流化床锅炉是一种利用循环流化床技术进行燃烧的锅炉,其具有以下技术特点:1. 高燃烧效率:循环流化床锅炉利用循环流化床技术,床料呈现流化状态,燃烧效果更加充分,燃烧效率高。
同时,循环流化床锅炉采用高效燃烧器和燃烧控制系统,能够实现自动控制和稳定的燃烧过程,进一步提高燃烧效率。
2. 燃料适应性强:循环流化床锅炉在燃料适应性上具有较强的优势。
它可以燃烧各种固体燃料,如煤炭、石油焦、煤矸石等;同时也可以燃烧液体燃料和气体燃料,如石油、天然气等。
通过调整循环流化床锅炉的运行参数,可以灵活选择不同的燃料进行燃烧,提高燃料的利用率。
3. 燃烧温度和烟气排放控制能力强:循环流化床锅炉可以通过调节循环流化床的床酷,实现燃烧温度的控制。
同时,循环流化床锅炉采取了先进的烟气净化装置,可以有效捕集和处理燃烧过程中产生的烟气中的污染物,如二氧化硫、氮氧化物等,使烟气排放符合环保要求。
4. 燃烧过程稳定:循环流化床锅炉通过先进的燃烧控制系统和燃烧器,能够实现燃烧过程的自动控制,保持燃烧过程的稳定。
同时,循环流化床锅炉的床料流化性能较好,床料在循环过程中能够实现均匀分布和快速混合,保证燃烧过程的稳定性。
5. 低污染排放:循环流化床锅炉采用先进的燃烧和脱硝技术,能够有效降低燃烧过程中产生的污染物排放。
通过优化燃烧过程和烟气净化系统,可以将烟气中的污染物排放降低到国家相关标准的要求,减少环境污染。
6. 运行稳定可靠性高:循环流化床锅炉采用先进的自动控制系统和稳定性高的设备,运行稳定可靠性高。
同时,循环流化床锅炉具有较低的燃烧温度和较小的冲击负荷,延长了锅炉和设备的使用寿命。
综上所述,循环流化床锅炉具有高燃烧效率、燃料适应性强、燃烧温度和烟气排放控制能力强、燃烧过程稳定、低污染排放、运行稳定可靠性高等技术特点。
这些特点使得循环流化床锅炉成为一种具有广泛应用前景和市场竞争力的锅炉设备。
应用案例・产品与应用2009年第6期107循环流化床锅炉燃烧自动先进控制系统应用技术李香远(辽宁阜新金山煤矸石热电有限公司设备部,辽宁阜新 123006摘要利用厦大海通专利技术无辨识自适应预估控制器实现对循环流化床锅炉燃烧过程的自动控制,并对锅炉燃烧过程中的煤量和风量进行优化,及时、准确地对锅炉给煤、密相床温,炉膛负压能及风量的预估计算和控制,实现了燃烧过程的自动控制和过程优化,达到提高锅炉效益,减少煤耗的目的。
关键词:循环流化床锅炉;先进控制1 引言循环流化床锅炉由于具有大滞后,煤质多变,燃烧过程非线性的特性,现有的DCS 系统运用基于PID 算法的控制方案很难实现其燃烧过程的自动控制,所以目前此类锅炉自动化的程度都很低。
随着各工厂对生产过程的自动化要求程度的提高,这就需要一种更优的控制算法和解决方案来实现。
厦大海通先进控制组态软件XD-APC 集成具有自主知识产权的的CFBB 优化控制系统(中国发明专利号LZ.03143920.9,全面解决循环流化床锅炉燃烧自动控制,并能对燃烧过程进行优化,给工厂同时带来经济和社会效益。
2 专利技术循环流化床锅炉燃烧过程优化控制系统设有优化控制器,粒子浓度、风量、给煤量控制器以及相应的执行器,锅炉燃烧过程测量装置,粒子浓度和床温预估器。
抓住锅炉燃烧过程粒子浓度控制的关键,使锅炉燃烧稳定,并能优化燃烧过程,提高燃烧效率。
通过软测量装置获得表征炉膛粒子浓度的特征数。
通过优化控制器输出的最佳粒子浓度、料床温度和风量的给定值,形成在线优化串级系统。
通过将粒子浓度和给煤量控制器输出引入粒子浓度和床温预估器,具有预估功能,用以解决粒子浓度和给煤量控制器存在的纯滞后和耦合问题。
海通无辨识自适应预估控制器IFAP 的最大特点是稳定性好,并具有在线自适应、自整定和预估校正的功能,可以满足类似循环流化床这样工况多变,影响因素复杂并具有大滞后特性的过程的自动控制。
同时,由于控制器参数实现了在线实时自整定,无需人工设定,使先进控制系统的后期维护相应简单,也使先进控制系统可以长期运行。
循环流化床锅炉APC优化控制的研究与应用摘要:目前,循环流化床燃烧控制技术已经成为了一种相对完善并且得到实用的燃烧技术。
但国内现阶段使用中的循环流化床锅炉,其自动化程度相对较低。
通过APC(Advanced Process Control先进过程控制)锅炉燃烧优化自动控制的系统,对锅炉燃烧过程中的煤量和风量进行优化,有效地解决CFB(循环流化床锅炉)燃烧系统问题,实现锅炉的全自动免干预运行(50%--100%负荷),保证运行参数压红线运行,实现降低劳动强度、减员增效,最主要的是可以提高锅炉的经济效益1.0%以上,实现节能减排。
1引言齐鲁石化热电厂二化动力站#1锅炉是240t/h CFB锅炉,DCS 系统采用霍尼韦尔的DCS系统,优化前存在以下问题:(1)、一部分控制回路处于手动控制,运行人员劳动强度大,工艺参数控制不稳定;(2)、运行人员操作技能不同,锅炉的调整方式不同,特别是在夜间,操作频次减少,参数控制精度较差,锅炉效率得不到保证(3)、给水母管采用母管制给水方式,变负荷时母管压力调节不及时,存在抢水的问题;(4)、化工装置负荷波动时母管压力产生波动,锅炉负荷亦随着波动;(5)、无法保证最优的风煤配比以及最佳一二次风配比,煤种发生变化引起配风失调导致锅炉效率不高。
为响应国家节能减排号召,解决燃烧系统自动控制存在的问题,2020年由烟台锐控自动化控制工程公司采用外挂APC的方式对#1锅炉的相关自动控制回路进行调试与优化,降低单位蒸汽量的燃煤、厂用电耗的形成,实现节能目标。
2先进控制方案2.1系统架构APC控制系统与原DCS系统采用通讯外挂的方式来实现信号通讯。
除了接口程序外(改动量很小),原DCS系统组态不做任何修改,以保证原DCS系统的完整性与安全性。
APC控制系统所有需要的信号全部来自DCS系统,不需要再增加任何现场仪表。
为了提高通讯的实时性和优化控制系统的可靠性,通讯服务器与优化控制服务器为同一台服务器。
探究DCS控制系统在循环流化床锅炉中的应用我国蕴含着丰富的煤炭资源,作为煤炭的生产和使用大国,在煤炭的工业生产利用方面却较低。
近年来,循环流化床锅炉作为一种新型的燃料蒸汽动力设备,有效的提升了煤炭的利用率,减少了污染气体的排放。
而在循环流化床锅炉中应用DCS控制系统,又可以推动工业生产的集成化、智能化发展。
本文将简单介绍循环流化床锅炉的自动控制系统的组成,分析DCS控制系统在循环流化床锅炉中的应用,为相关工作者提供参考借鉴。
标签:DCS控制系统;循环流化床锅炉;自动控制系统1 引言随着科学技术的发展,计算机技术被应用各行各业当中,DCS控制系统也得到了长足的成长和完善。
传统的集中式控制系统,一旦某个控制台发生问题,将严重影响整个生产过程的正常运行。
采用DCS控制系统,不仅可以提升工业生产的效率,而且推动了工业生产的自动化和智能化发展。
因此,研究分析DCS 控制系统在循环流化床锅炉中的应用具有重要的现实意义。
2 DCS 系统与循环流化床锅炉作为工业生产的主要动力设备,锅炉可以为工业生产提供稳定的蒸汽动力。
在对锅炉设备进行控制时,控制系统需要具备多功能化,可以满足锅炉设备的多输入、多输出等要求。
DCS系统又称为集散系统,它以集中式控制系统为基础,引入了先进了计算机系统,将其应用到循环流化床锅炉中,不仅可以减少成本费用的支出,而且能够借助计算机强大分析能力,为相关操作人员提供循环流化床锅炉运行过程中的各项数据,包括设备的启停记录、相关报表的调阅和查询、实时数据的显示以及故障报警等功能。
3 循环流化床锅炉的自动控制系统的组成循环流化床锅炉在运行过程中,不仅要求自身的运行稳定安全,而且要求最大化的利用煤炭燃烧所产生的热量,提升锅炉运行的工作效率和经济性。
因此,组成循环流化床锅炉(如图1)的自动控制系统包含以下几个方面:3.1 送风系统作为循环流化床锅炉最复杂的部分,送风系统主要由两部分组成,一部分为输送用风,另外一部分为燃烧用风;通过送风系统对循环流化床锅炉中的含氧量进行调节,从而计算出总风量的修正值,并借助变频的手段实现对风机的控制调整,最终达到提升锅炉燃烧效率的目的。
循环流化床锅炉燃烧过程自动控制的优化方法循环流化床锅炉是目前工业生产中比较普遍的一种锅炉类型。
其燃烧过程主要是将燃料在高速流化床内进行燃烧,并通过床层内的固体材料将热量传递给锅炉传热面,最终将水加热生成蒸汽。
由于燃料种类及质量、燃烧状态、燃烧温度等因素的复杂性,循环流化床锅炉燃烧过程的自动控制一直是一个难题。
为了优化循环流化床锅炉的燃烧过程自动控制,我们可以采用以下方法:1. 优化循环流化床锅炉的供氧系统。
合理的供氧系统能够提高燃烧效率,减少燃料的消耗量。
我们可以通过控制风量、氧气含量、送风方向等因素来实现供氧系统的优化。
2. 建立燃烧过程模型。
通过建立燃烧过程的模型,我们可以更加准确地预测燃烧效率、床层温度、气体组成等参数,并据此调整控制参数来优化燃烧过程。
3. 采用先进的控制算法。
现代控制算法如模糊控制、神经网络控制、遗传算法控制等,可以对复杂的循环流化床锅炉燃烧过程进行优化和控制。
4. 采用自适应控制。
由于循环流化床锅炉的燃料种类及质量、燃烧状态、燃烧温度等因素会随时发生变化,我们可以采用自适应控制方法,根据实时的燃烧状态进行调整和优化。
5. 采用现场监测技术。
现场监测技术如辐射测温、压力传感器、氧气传感器等,可以实时监测循环流化床锅炉的燃烧状态和床层特征参数,从而优化控制参数。
循环流化床锅炉燃烧过程的自动控制需要综合考虑多种因素,并采用现代控制算法和监测技术来进行优化调整。
通过科学合理的控制手段,可以提高燃烧效率,降低污染物排放,保证循环流化床锅炉的正常运行。
300MW循环流化床锅炉供热机组燃烧自动控制系统的开发与实施摘要:300MW循环流化床锅炉(简称:CFB)供热机组燃烧过程的自动控制为难点,通过实施“300MW CFB供热机组锅炉燃烧过程控制系统化”技术研究,实现机组供热工况下的机炉协调自动控制。
关键词:供热;自动控制;循环流化床锅炉;CFB0 引言300MW循环流化床锅炉(简称:CFB)燃烧过程是一个具有非线性、大滞后、多耦合特性的复杂过程,加上煤品质多变,使CFB机组供热工况下锅炉燃烧过程的自动控制成为难点,通过实施“300MW CFB供热机组锅炉燃烧过程控制系统化”技术研究,实现机组供热工况下的机炉协调自动控制。
解决存在多种弊端,比如:(1)压力波动较大。
机组都在手动操作下,压力的波动都较大,该情况损伤设备(特别是汽机),不利于机组长期运行,同时增加能耗;(2)手动操作方式,使得机组运行严重依赖于操作人员操作水平及劳动态度,不利于科学管理;(3)基于手动操作,对于节能降耗,缺乏实施平台,不利于经济运行。
1 CFB燃烧过程控制系统优化系统基本内容CFB燃烧过程控制系统优化系统项目包括燃烧优化控制、一次风优化控制、二次风氧量优化控制、引风优化控制、床压优化控制、主蒸汽温度优化控制、SO2优化控制和机炉负荷协调优化控制。
“CFB锅炉燃烧过程燃烧优化自动控制系统”采用KB-APC先进控制组态软件作为实施的软件平台,利用KB-APC的基础模型库和在线算法库实现组态和控制,实现机组CFB锅炉燃烧自动控制和机炉协调控制。
主要控制回路为:①、主蒸汽压力控制回路;②、一次风控制回路;③、二次风氧量控制回路;④、引风控制回路;⑤、床压控制回路;⑥、SO2控制回路;⑦、主蒸汽温度控制回路;⑧、机炉负荷协调控制回路。
2 CFB燃烧过程控制优化系统方案2.1通讯方案KB-APC软件为加挂在DCS系统上的后台运行软件,软件本身并不直接与现场硬件设备发生任何联系,而是通过DCS系统输入输出数据。
循环流化床锅炉自控技术的应用发布时间:2021-07-23T16:32:34.090Z 来源:《科学与技术》2021年第29卷3月8期作者:赵祥玉[导读] 随着经济和各行各业的快速发展,在循环流化床锅炉运行的过程中赵祥玉江苏四方锅炉有限公司江苏徐州 221000摘要:随着经济和各行各业的快速发展,在循环流化床锅炉运行的过程中,确保其稳定运行对保证企业员工安全同样具有重要意义。
延长循环流化床锅炉的运行周期不仅能够改进其生产技术,还能够提升锅炉的燃烧效率。
循环流化床是新工业时代的一种产物,只有通过不断地对其进行优化调整,才能充分地发挥出循环流化床的优势,才能让相关的工作人员对循环流化床的运行规律进行深入了解,延长锅炉运行周期的关键技术被越来越多的企业所使用,为企业创造出更多的经济效益。
关键词:循环流化床;运行周期;关键技术引言在工业生产过程中因流化床锅炉自身具有高效、发电率强、燃料灵活性、低污染排放等优点,所以大部分工厂均采用循环流化床锅炉技术进行工艺生产加工。
国内循环流化床锅炉的应用现状,总结了影响锅炉自动控制的相关问题,在进一步分析循环流化床锅炉燃烧原理和存在问题的基础上,对如何实现锅炉自动控制以获得更好的燃烧效果提出了建议。
1循环流化床锅炉的特性分析循环流化床锅炉采用气固混合燃烧方式。
与煤粉锅炉单向烟气相比,气固混合燃料的热容量提高了数十倍,具有非常稳定的燃烧特性。
循环流化床锅炉炉内温度分布非常均匀,有利于燃烧传热,燃烧效率高;循环流化床燃烧效率达到98%以上。
CFB锅炉采用低温燃烧策略,燃烧高度沿炉高方向,便于分级燃烧。
通过分级燃烧,有效地减少了氮氧化物的生成,减少了空气污染。
总的来说,CFB锅炉的性能优势主要体现在两个方面:第一,燃料适应性强,可以使用一些普通锅炉很难适应的劣质燃料;第二,负荷调节能力强,由于炉料循环量大,炉体蓄热量高,能够保持燃烧参数稳定,并有很强的调载能力。
2影响循环式流体化床锅炉自动控制的因素一直以来循环流化床锅炉自动控制都是关注焦点,而循环流化床锅炉的自动控制现在存在着各种各样的问题。
220T/H循环流化床锅炉先进控制系统应用摘要利用专利技术无辨识自适应预估控制器对循环流化床锅炉燃烧过程进行优化,及时、准确的对给煤、床温、床压、炉膛负压和风量控制,实现了燃烧过程自动控制和过程优化。
减少煤耗1.5%以上,经济效益明显。
关键词循环流化床锅炉 OPC 先进控制煤耗1.概述锦西石化热电公司现有220T/H循环流化床锅炉3台,25MW抽汽发电机组2台,系统采用母管制方式。
产生的蒸汽用于外部生产用汽、城市供暖和发电。
DCS系统采用ABB公司的symphony 5.0控制软件,组态软件为ConductorNT4.0,配有6台操作员站和一台工程师站,通过环形网连接。
采用的优化控制软件为厦大海通自控有限公司XD-APC海通先进控制软件。
此软件为加挂在DCS系统之上的上位软件,采用OPC通讯方式,软件本身并不直接与现场硬件设备发生联系,是在DCS系统上安装OPC服务器,海通XD-APC软件通过OPC 客户服务模块与DCS网络通讯。
海通XD-APC是一套用于实现工业过程先进控制、在线优化及仿真培训的平台软件,具有功能强大的模型库和算法库,可通过图形组态实现工业过程的先进控制、在线优化、在线决策、软仪表和故障诊断等项技术。
软件同时具备仿真功能,通过图形组态和模型组态便可组成各种仿真系统。
软件还具有多种在线通讯方式,可同时连接多台工业数据终端,同时采用不同的通讯方法获取工业数据,进行集成处理。
海通XD-APC软件集成了厦大海通自控优先公司自主开发的先进控制器-无辨识自适应预估控制器IFAP和基于因素空间的故障诊断算法。
海通先进控制器的最大特点是稳定性好,并具有在线自适应、自整定和预估校正的功能,可以实现象循环流化床这样工况多变,影响因素复杂并具有大滞后特性的过程的自动控制。
同时,由于控制器参数实现了在线实时自整定,无需人工设定,使先进控制系统的后期维护相应简单,也使先进控制系统可以长期运行。
2.前期准备锦西石化热电公司锅炉系统除了循环流化床锅炉所特有的大滞后,煤质多变,燃烧过程非线性特性等控制难点外,另具有下述特点:掺烧瓦斯,且瓦斯量由炼油生产工艺决定,不定时,不定量,增加了过程的不确定性;三台炉子共用一个母管,互相之间有干扰;以供汽为主,且供汽量主要由外部用量决定,同样增加了过程的不确定性。
操作规程编号:YTO-FS-PD348循环流化床锅炉燃烧过程自动控制的优化方法通用版In Order T o Standardize The Management Of Daily Behavior, The Activities And T asks Are Controlled By The Determined Terms, So As T o Achieve The Effect Of Safe Production And Reduce Hidden Dangers.标准/ 权威/ 规范/ 实用Authoritative And Practical Standards循环流化床锅炉燃烧过程自动控制的优化方法通用版使用提示:本操作规程文件可用于工作中为规范日常行为与作业运行过程的管理,通过对确定的条款对活动和任务实施控制,使活动和任务在受控状态,从而达到安全生产和减少隐患的效果。
文件下载后可定制修改,请根据实际需要进行调整和使用。
循环流化床锅炉CFB的控制系统的现状目前,国内中、大型循环流化床锅炉CFB (Circulating Fluidize Bed)投运数量越来越多,这些电厂一般采用DCS (Distributed Control System:分散控制系统)进行机组运行控制。
DCS控制系统应用于煤粉锅炉经验已经很成熟,而且自动化水平、安全性都比较高。
对于国内的循环流化床锅炉,目前的DCS控制系统现状基本是套用煤粉炉的DCS控制逻辑,只是稍加改动;另外基于国内电厂基建现状,多数机组都是在抢工期的情况下投运的,所以留给控制系统研究人员的研究时间几乎没有。
然而循环流化床锅炉的燃烧机理十分复杂,循环流化床锅炉的设计尚处于经验设计阶段,系统中变量之间的耦合比较紧密,而且具有严重的非线性。
循环流化床锅炉热工自动控制,特别是燃烧自动控制方面的问题已成为其进一步推广应用的主要障碍,循环流化床锅炉的运行自动化已成为其走向实用的关键之一。
循环流化床锅炉优化控制系统应用发布时间:2022-08-28T01:15:22.080Z 来源:《中国科技信息》2022年4月第8期作者:刘祥贺陈军[导读] 循环流化床锅炉的燃烧是在燃料的流化状态下进行的,是一个多变量耦合、大滞后的非线性系统,它的各个变量之间相互影响,另外还有飞灰循环造成的影响,导致其燃烧为较复杂的过程。
刘祥贺陈军青岛顺安热电有限公司,山东省青岛市 266100摘要:循环流化床锅炉的燃烧是在燃料的流化状态下进行的,是一个多变量耦合、大滞后的非线性系统,它的各个变量之间相互影响,另外还有飞灰循环造成的影响,导致其燃烧为较复杂的过程。
因此采取常规的控制手段及人为的操作干预都难以保证其各项控制指标的实现。
基于上述问题产生了针对循环流化床锅炉燃烧特性的优化控制系统,它的产生及发展对于循环流化床锅炉的经济安全运行有着至关重要的意义。
关键词:循环流化床;锅炉;优化控制系统;应用引言若不能合理控制燃烧过程,锅炉燃烧不仅浪费煤炭资源,降低煤炭利用率,排出的大量NO x 还会严重污染大气环境。
在上述背景下,设计基于入炉煤质的锅炉燃烧优化控制系统。
该系统在入炉煤皮带上方布置在线煤质分析仪,实时采集入炉煤质信息,通过无线传输通讯模块将信息远程发送到工控机当中。
工控机运行基于人工神经网络的控制模型,调节锅炉风量、给水量、燃煤量等参数,通过显示器电阻屏触摸工业嵌入式显示器显示控制结果,并输出控制命令,完成锅炉燃烧优化控制。
1、锅炉优化控制系统锅炉 APC 先进过程控制软件是锅炉优化控制的专用软件,各项锅炉燃烧多变量综合优化回路设计及调试都通过 PCO(Process Control Optimination)先控平台实现。
锅炉先进控制软件是基于锅炉过程机理制定的先进控制方案,整个系统可分块投切,方便灵活。
循环流化床锅炉多变量燃烧优化控制的自动回路主要包括燃料给定自动、一次风与二次风给定及配比自动、引风给定自动、床层差压排渣自动;与自动控制相关的参数包括锅炉热负荷、一次风量、二次风量、炉膛温度、炉膛负压、烟气含氧量、床层温度、床层差压。
循环流化床锅炉优化控制系统应用发布时间:2022-08-10T02:28:05.907Z 来源:《中国电业与能源》2022年6期作者:王宾[导读] 为了确保循环流化床锅炉的安全以及稳定运行,一定要对循环流化床锅炉进行调试,而且通过调试与调整还能够有效的提高锅炉的燃烧效率王宾晋能控股电力集团国峰煤电有限责任公司,山西吕梁 032200摘要:为了确保循环流化床锅炉的安全以及稳定运行,一定要对循环流化床锅炉进行调试,而且通过调试与调整还能够有效的提高锅炉的燃烧效率,从而达到节能高效的目的,有效的的提高企业的经济效益,并且循环硫化床锅炉是随着发展所研究出来的一种新产品,通过实际的应用以及不断的调试调整发现其优势,并且要充分的掌握锅炉的运行规律,总结更多的经验,这样才能正确的应对所有的突发情况,让循环流化锅炉更够被更多企业所使用。
关键词:循环流化床;锅炉;控制系统1循环流化床锅炉的特点一是对于燃烧类型要求不高,所以能够利用各式质量的煤或是其它可燃物作燃料,故而能把以往不能利用的可燃物转废为宝,进而达到保护环境的效果。
二是可燃物利用率高。
循环流化床锅炉对可燃物利用率在大部分时候均超过97%,利用程度几乎与煤粉一致。
三是脱硫程度较大,循环流化床采用的脱硫方法相对来说是性价比较高的,其脱硫率一般都能达到90%以上。
四是氮氧化物排放量较低,主要表现为燃烧过程是低温燃烧,在低温燃烧的状况下的氮氧元素是无法产生NOx;燃烧方法为分级燃烧,该燃烧方法能够极大的减少NOx的产生,同时还可以把产生为NOx进行复原,故而能够极大地减少了燃烧过程所释放的NOx的量,从而达到有效减少NOx排放量的效果。
2循环流化床锅炉运行2.1分析设备前期管理环节对循环流化床锅炉的设备前期管理会直接影响循环流化床锅炉的稳定运行。
在日常工作过程中,影响其设备前期管理的因素很多,如厂内运作环境还有人工操作情况等。
为了保证设备前期管理环节的优化,需要做好设备的进厂检验工作,促进环保节能性的提升。
应用案例・产品与应用2009年第6期107循环流化床锅炉燃烧自动 先进控制系统应用技术李香远(辽宁阜新金山煤矸石热电有限公司设备部,辽宁 阜新 123006)摘要 利用厦大海通专利技术无辨识自适应预估控制器实现对循环流化床锅炉燃烧过程的自动控制,并对锅炉燃烧过程中的煤量和风量进行优化,及时、准确地对锅炉给煤、密相床温,炉膛负压能及风量的预估计算和控制,实现了燃烧过程的自动控制和过程优化,达到提高锅炉效益,减少煤耗的目的。
关键词:循环流化床锅炉;先进控制1 引言循环流化床锅炉由于具有大滞后,煤质多变,燃烧过程非线性的特性,现有的DCS 系统运用基于PID 算法的控制方案很难实现其燃烧过程的自动控制,所以目前此类锅炉自动化的程度都很低。
随着各工厂对生产过程的自动化要求程度的提高,这就需要一种更优的控制算法和解决方案来实现。
厦大海通先进控制组态软件XD-APC 集成具有自主知识产权的的CFBB 优化控制系统(中国发明专利号LZ.03143920.9),全面解决循环流化床锅炉燃烧自动控制,并能对燃烧过程进行优化,给工厂同时带来经济和社会效益。
2 专利技术循环流化床锅炉燃烧过程优化控制系统设有优化控制器,粒子浓度、风量、给煤量控制器以及相应的执行器,锅炉燃烧过程测量装置,粒子浓度和床温预估器。
抓住锅炉燃烧过程粒子浓度控制的关键,使锅炉燃烧稳定,并能优化燃烧过程,提高燃烧效率。
通过软测量装置获得表征炉膛粒子浓度的特征数。
通过优化控制器输出的最佳粒子浓度、料床温度和风量的给定值,形成在线优化串级系统。
通过将粒子浓度和给煤量控制器输出引入粒子浓度和床温预估器,具有预估功能,用以解决粒子浓度和给煤量控制器存在的纯滞后和耦合问题。
海通无辨识自适应预估控制器IFAP 的最大特点是稳定性好,并具有在线自适应、自整定和预估校正的功能,可以满足类似循环流化床这样工况多变,影响因素复杂并具有大滞后特性的过程的自动控制。
同时,由于控制器参数实现了在线实时自整定,无需人工设定,使先进控制系统的后期维护相应简单,也使先进控制系统可以长期运行。
海通XD-APC 软件集成了自主研发的先进控制器-无辨识自适应预估控制器IFAP 和基于因素空间的故障诊断算法的平台软件,可用于实现工业过程先进控制、在线优化及仿真培训,具有功能强大的模型库和算法库,可通过图形组态实现工业过程的先进控制、在线优化、在线决策、软仪表和故障诊断等项功能。
软件同时具备仿真功能,通过图形组态和模型组态便可组成各种仿真系统。
3 系统方案3.1 燃烧(给煤)控制回路方案该控制回路采用串级调节方案,在串级控制方案中,主汽压力设定值作为主控制器的给定,主控制器用于调节主汽压力,该控制器的输出作为副控制器的给定值,副控制器主要用来控制锅炉的床温,副控制器的输出作为锅炉总给煤量的输出值。
总给煤量分配到四台给煤机的负荷采用了四个无辨识自适应控制器来实现,如图1所示。
主汽压力、床温串级调节控制的实现:参考锅炉密相床温以及屏过温度变化的基础上,综合锅炉的主汽流量来预估主汽压力的变化,然后针对预估的结果进行搜寻得出比较合适的提前判断,根据主汽压力当前的设定值,采用无辨识自适应控制器输出得到调节下一时刻的锅炉密相床温的给定值。
产品与应用・应用案例2009年第6期108图1 燃烧(给煤)控制回路方案床温调节同样采用预估搜寻的思想,结合当前的给煤总量以及当前时刻锅炉密相床的平均温度和过去一段时间内锅炉密相床温的值来预估锅炉密相床温的变化,其次利用预估搜寻的算法计算出比较合理的参数,依据主汽压力调节回路的控制器输出作为床温控制回路的给定值,通过控制器的计算得到锅炉下一时刻所需的总给煤量。
在床温控制回路中由于控制器给定是由主汽压力调节回路的控制器输出来决定,作为控制器输出,可以根据不同的炉况适当调整该控制器的上下限,来调节床温控制器响应的灵敏性。
3.2 一次风自动控制回路一次风的作用是保证物料处于良好流化状态,同时供给燃料室的燃料分段燃烧,并有助与控制床温。
一次风控制的主要目的是维持风煤比稳定,这里风煤比=一次风量/总给煤量,故控制的一次风量会随着给煤量的增减而自动增减。
风煤比的给定值在控制器处于“手动”位置时会自动跟踪实际的风煤比值的10min 平均值(5s 计算一次),一旦控制器处于“自动”状态,风煤比给定值即为投入自动时的风煤比平均值,在自动控制状态下,根据煤质和密相温度对风煤比给定进行在线修正。
在控制回路中,参与计算的量包括一次风总量、总给煤量,一次风自动控制回路通过无辨识自适应控制器来实现,修正的风煤比作为控制器的给定,实时的风煤比作为控制器的输入,输出为一次风控制的指令,实现对一次风量的调节。
4 应用实例我们对山东海化热电公司1-4期共7台240t/h 流化床锅炉投入优化控制系统进行调研,该公司采用母管制结构,7台锅炉共用一个母管,母管上带四台抽汽发电机组,系统复杂,控制难度大。
经过两年的实施,海通公司对1-4期7台锅炉进行了燃烧自动和优化控制,通过海通XD-APC ,实现了给煤控制、一次风控制、二次风控制和炉膛负压控制的自动控制,实现主蒸汽压力的自动调节,在外界负荷变化和煤质变化等干扰因素的影响下,维持主汽压力的平稳,平均误差控制在0.1MPa ,实时误差控制在0.3MPa 。
通过进行手/自动控制效果的对比,我们可以看到,在投燃烧自动时,锅炉的多项指标都要优于手动控制,如图2所示。
(a )手动控制(b )自动控制图2 锅炉手/自动控制主汽压力控制效果对比从图2我们可以看出,投入燃烧自动后,主蒸汽压力明显比手动时控制得平稳。
我们对其中的一台锅炉的手动和自动进行了半年的统计,主要参数对比指标如表1所示。
表1 锅炉手/自动控制参数对比主汽压力 最大值主汽压力最小值主汽压力平均值主汽压均方误差 吨汽煤耗(kg/t) 主汽流量 平均/(t/h)给煤平 均/(t/h)手动 9.695556 8.718889 9.2033330.196556150.9422195.2 29.46392 自动 9.63 8.825556 9.2522220.149222148.5778197.7111 29.37548主汽压均方误差减少24%吨汽煤耗降低约1.5%(下转第111页)应用案例・产品与应用2009年第6期111协同广告公司专门设计海报及宣传小画册,派发至沿线的街道、居委会、乡村、施工工地等,使他们明白损坏电力设施会受到的伤害和所负的责任;还可以与广播电视台协调,拍摄一个有关电力设施保护的广告短片,让全社会都了解保护电力设施的重要性。
设置护线员。
供电部门做过运行工作的人都知道,护线员一般都是沿输电线路进行设置的,配电线路一般不设置护线员。
但随着电力企业改革的不断深人,增加电力主管部门的社会管理职能,笔者认为应从电力设施保护费用中抽出一部分,对配电线路设置一些护线员很有必要。
当然,护线员的设置以乡、大队、村的电工为首选,这样一定会有事半而功倍的效果。
(4)切实履行《电力法》和《电力设施保护条例》赋予权利,严究违章及早发现,防患于未然。
对于违章作业(如挖沙取土)、违章建房等,要及早发现及时制止。
发现违章施工威胁或破坏了电力设施的单位或个人,要及时发出隐患、赔偿或处罚通知书,有效地防止外力事故的发生。
对违章在配电线路保护区内搭建而又拒不整改的建筑物,拟函给市安全局和经贸委,争取城市监查部门的配合及时清拆。
对屡次造成外力破坏事故的单位,一方面通过新闻媒介进行现场曝光,另一方面致函给市安全局及其上级主管部门通报事故,谋求其支持并负起责罚义务,同时,召集事故责任单位开会,分析事故原因及责任,重申我们对电力设施保护的重要性。
从而通过这些手段起到一定的威慑作用。
5 结论从全国各供电部门的事故通报可以看出,尽管我们在防止外力破坏方面做了大量的工作,不尽人意的事件仍时有发生。
电力设施保护工作如何进一步适应发展建设等新形势,如何加强对外力破坏、违章作业、违章建房等行为的制止与打击,已成为一项重要课题。
10kV 架空线路的安全运行水平直接影响电力企业的经济效益,是与用电客户密切相关的事情,电力企业除采取相应的技术和管理措施防止事故的发生和及时消除缺陷外,还应不断总结经验教训,积极发挥当地政府、传媒和广大群众的作用,加大宣传、查处和打击力度,起到群防群管的作用,减少事故的发生,确保电网安全运行,更好地为当地经济建设服务。
作者简介叶 华(1977-),男,工程师,毕业于华北电力大学,从事配网运行管理工作。
(上接第108页)说明:主汽压均方差是取的主汽压力过程值的均方差,在一个时间段内,均方差越小,说明曲线越平稳。
从表1我们可以得到:(1)从主汽压均方差的数据可以看出,主汽压均方误差减少了24%,说明自动时主汽压力的平稳度要比手动时好。
(2)从吨汽煤耗的统计数据可以看出12#炉投燃烧自动时实际煤耗比手动时降低了约1.5%。
5 结论厦大海通专利技术无辨识自适应预估控制器实现对循环流化床锅炉燃烧过程的自动控制,可以提高循环流化床锅炉的自动化水平,降低煤耗1%以上,同时降低操作人员的劳动强度。
参考文献[1] 杨献勇. 热工过程自动控制[M].北京:清华大学出版社,2000.[2] 罗万金. 电厂热工过程自动调节[M]. 北京:水利电力出版社, 1991.[3] 江青茵.无辩识自适应控制器[M].北京:中国电力出版社,2003.作者简介李香远(1971-)男,工程师,1992年毕业于沈阳电力专科学校,本科学历,现任职于阜新金山煤矸石热电有限公司设备部,长期从事电厂热工控制设备的检修、维护及基建安装工作。