循环流化床锅炉燃烧过程自动控制的优化方法

循环流化床自动控制解决方案循环流化床自动控制解决方案一、前言中控在循环流化床锅炉控制方面进行了大量的研究并积累了丰富的现场实施经验，针对各种规模的流化床锅炉设计出了适用的控制方案，并已在多个生产现场成功实施。

二、工艺流程简介循环流化床锅炉主要由燃烧系统、气固分离循环系统、对流烟道三部分组成。

其中燃烧系统包括风室、布风板、燃烧室、炉膛、给煤系统等几部分；气固分离循环系统包括物料分离装置和返料装置两部分；对流烟道包括过热器、省煤器、空气预热器等几部分。

煤和脱硫剂被送入炉膛后，迅速被炉膛内存在的大量惰性高温物料（床料）包围，着火燃烧。

燃烧所需的一次风和二次风分别从炉膛的底部和侧墙送入，物料在炉膛内呈流态化沸腾燃烧。

在上升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。

大颗粒物料被上升气流带入悬浮区后，在重力及其他外力作用下不断减速偏离主气流，并最终形成附壁下降粒子流，被气流夹带出炉膛的固体物料在气固分离装置中被收集并通过返料装置送回炉膛循环燃烧直至燃尽。

未被分离的极细粒子随烟气进入尾部烟道，进一步对受热面、空气预热器等放热冷却，经除尘器后，由引风机送入烟囱排入大气。

图1 260t/h循环流化床锅炉监控画面图2 260t/h循环流化床机组监控画面三、控制方案循环流化床锅炉控制系统具有系统复杂、多变量输入多变量输出、变量关联耦合性强、输入输出非线性、大滞后等特点，如果运行中不能满足其对热工参数的特殊要求，极易酿成事故。

中控DCS系统在循环流化床锅炉上的应用主要功能有：数据采集与数据处理功能（DAS）DAS系统通过I/O卡直接从过程对象中获取数据，也可以通过SCnetⅡ或从其它子系统如MCS、SCS站采集和处理所有与机组有关的测点信号及设备状态信号。

在操作站上进行生产过程的集中监视和操作, DAS系统具有显示、记录、性能计算、历史数据存储和检索功能。

模拟量自动调节控制功能（MCS）汽包水位控制中控独创了汽包水位控制模块FB_BoiLCon，该模块中集成了基于直接物质平衡的专家控制、前馈单回路控制、前馈串级控制（三冲量控制）的3种控制方案，可以很好的解决汽包水位控制。

循环流化床锅炉燃烧控制与调整随着我国经济的快速发展，工业化建设的步伐也有所加快，而在生产加工的过程中，循环流化床锅炉起着关键的作用，在实际的应用过程中，往往有着高效、无污染的优点，就目前而言，在我国已经得到了广泛的应用，但是在实际的运行阶段，如果不能满足锅炉燃烧的热工参数要求，还是会构成一定的安全隐患，这就极不利于锅炉的安全稳定运行。

因此，这就需要有关人员能够加以重视，针对循环流化床锅炉燃烧的控制及调整进行细致的分析。

标签：循环流化床锅炉；控制；调整循环流化床锅炉燃烧控制与调整是值得人们进行深入探究的，因为这关系着锅炉的稳定运行，同时对于生产的安全以及今后工业的发展具有重要的影响。

只有加强对于循环流化床锅炉的研究，才能帮助人们更为深入的了解其结构以及燃烧流程，进而能够掌握一定燃烧控制的要点，进而加强燃烧的控制，避免发生一些不必要的问题。

因此，这就要求有关人员能够提高对于循环流化床锅炉的认识以及重视程度，针对各个环节能够采取适当的调整办法，以更好的保证锅炉的良好运行。

1 循环流化床锅炉结构概述循环流化床锅炉在工业生产中是不可或缺的设备容器，它的应用具有重大的意义，与其他容器相比，具有较多的优越性，而这些功能与优点都与其结构有关。

所以，针对其循环流化床锅炉就有必要进行深入的分析。

具体而言，该结构由燃烧系统、水循环系统、气固分离循环系统、对流烟道四部分组成。

其中燃烧系统包括风室、布风板、燃烧室、炉膛、给煤系统等几部分；水循环系统包括锅筒、集箱、水冷壁等；气固分离循环系统包括物料分离装置和返料装置两部分；对流烟道包括过热器、省煤器、空气预热器等几部分。

2 循环流化床锅炉燃烧过程循环流化床锅炉属低温燃烧。

燃料由炉前给煤系统送入炉膛，送风一般设有一次风和二次风，有的生产厂加设三次风。

一次风由布风板下部送入燃烧室，主要保证料层液化；二次风沿燃烧室高度分级多点送入，主要是增加燃烧室的氧量保证燃料燃烬；三次风进一步强化燃烧。

循环流化床锅炉燃烧调整及其燃烧优化摘要：循环流化床燃烧技术是从20世纪80年代开始年发展起来的新一代高效低污染的清洁燃烧技术,具有燃料适应性广、较高的燃烧效率、高效脱硫、低氮排放的特点,因此近年来有了很大的发展。

循环流化床锅炉的主要特点是燃料在多次循环状态下燃烧,燃料燃尽时间较长,另外燃烧过程涉及床温、床压、氧量等相互关联的参数,因此,相比煤粉炉等室燃型锅炉,循环流化床的燃烧自动控制更为复杂、难度更大。

关键词：循环流化床锅炉；燃烧调整；燃烧优化1设计投入的自动控制回路燃烧多变量综合优化控制自动包括燃料自动、一次风自动、二次风自动、引风自动、排渣自动;控制参数相关为锅炉热负荷、炉膛温度、床温、床压、炉膛压差、烟气含氧量、炉膛负压、一次风量、二次风量等。

多变量综合控制模型的主要特征是主汽压力信号为基础,在各个运行参数额定设计参数的约束限制范围内,根据炉膛温度、炉膛压差的变化调整物料浓度,快速准确调整给煤量来稳定负荷、一二次风配比调整不同负荷下对应的床温,维持炉内存热量的稳定;通过二次风调整达到不同负荷下对应的最佳氧含量来保证经济性;以风量前馈及炉膛压力信号调整负压;同时,通过排渣的自动调节在不同的负荷下稳定在相应的最佳床压定值。

主要设计回路如下。

(1)主汽压力控制:根据主汽压力、流量、温度测量值、炉膛温度、炉膛压差、汽机负荷变化量等因素,形成主控信号,采用多路平衡控制调节调节给煤机转速。

(2)烟气氧含量控制:根据主控信号及一二次风配比、烟氧含量测量值等参数,调节二次风频率。

(3)床温控制回路:根据主控信号及一次风与给煤配比、床温测量值等信号,调节一次风频率或挡板开度。

(4)床压控制回路:根据主控信号及床压测量值等信号,调节排渣机转速。

(5)炉膛负压控制回路:根据炉膛负压测量值、一次风、二次风风量或频率等信号,调节引风机频率。

2循环流化床锅炉的调整环节风量的调整是锅炉运行过程中的重要调整参数,在设计的过程中一次和二次风量可以占到50%的比例,流化床锅炉的床温和场析量就容易受到它的影响,还会对循环物料量造成一定的影响。

大型循环流化床锅炉风量控制与燃烧优化调整文章摘要：摘要：总风量控制、一二次风比例、燃煤粒度以及返料风的控制是循环流化床锅炉燃烧优化控制的重要参数。

本文就大型循环流化床锅炉临界流化风量的测试及重要影响因素进行了讨论，同时从CFB锅炉燃烧运行优化调整方面进行技术探讨。

关键词：循环流化床锅炉临界流化风量燃烧优化调整1引言循环流化床（CFB）锅炉具有良好环保性能、燃料适应性能、负荷调节性能和燃烧效率高等优越性，是一项新型燃煤技术，目前已被电力行业所接受并向大型化电站锅炉方向快速发展。

2003年，国内一批135MW等级的循环流化床锅炉投入了商业运行，今年还会有一批同等级循环流化床锅炉投运，同时，引进技术首台300MWCFB锅炉白马发电厂工程已开工，另外约20台300MWCFB机组将在近期开工。

国内相关科研单位在开发研制方面也加大了力度。

西安热工研究院致力于国产大型CFB锅炉研究开发，先后设计开发国内自主知识产权50MW、100MW、200MW CFB锅炉，其中首台国内自主知识产权100MWCFB锅炉于2003年6月投入商业运行且取得了较好的运行业绩，研制开发的200MWCFB锅炉已完成性能设计，2004年开工建设，安装在江西分宜发电厂。

从这些CFB投产以来运行情况看，炉本体设计与运行情况良好，基本可以达到预期的设计要求。

除了普遍存在的给煤系统故障率高、冷渣系统工作不正常外，锅炉飞灰含碳量相对较高、点火油耗多等问题也成为目前大型CFB锅炉运行方面有待研究的问题。

临界流化风量实际为流化床锅炉安全运行的最低一次流化风量，是循环流化床锅炉设计、运行的重要参数。

本文根据大型CFB锅炉临界流化风量的测试，提出了临界流化风量的测试方法，同时针对炉料的的颗粒分布、料层厚度等对临界流化风量参数的影响进行了讨论。

同时探讨风量控制、一二次风比例以及返料风的控制对燃烧优化的作用。

2临界流化风量测试及影响因素尽管运行风量会大于临界流化风量，CFB锅炉点火启动燃油量与临界流化风量的运行掌握有很大关系。

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。

技术应用与研究此种锅炉燃烧技术本身是一种全新的清洁技术，与传统的燃烧方式和设备运行状况相对比，燃烧的类型最大差异是ＣＦＢ锅炉。

燃料在处于流化状况中会进行全面的燃烧，从而有效提升燃放的质量和效率，不仅带动了企业的生产还会降低对于环境的压力，实现对清洁技术的全面利用。

一、循环流化床锅炉的工作原理在锅炉燃烧系统的运作过程中，通常会将大量的燃料进行处理，并制作成大小和直径保持在一定标准内的粉粒，将其分为两部分，其中一组会被给料机传送到对应的流化床加工处理区域进行集中化的燃烧，另一组会被放置于稀相区进行进一步的燃烧。

在此阶段中，通常利用一次风，经由设备的下方进行输送，然后将二次风从侧墙区域进行传送。

炉膛的周围区域会被安装冷水处理装置，有效的处理经过燃烧之后所产生的大量热量。

循环灰分离装置会将其进行充分燃烧之后所产生的固体以及气体做以区分，利用返料设备对其予以稳定处理，然后经过炉膛处理装置继续燃烧，让燃料和内部的脱硫剂进行多次的反应，从而有效提升燃烧质量和效率，将燃料的价值发挥到最大。

经过燃烧的燃料会将大量气体通过热器、再热器、省煤器以及空气预热器进行传输，之后对设备进行专业的除尘处理，然后再经由排风装置通过烟囱排放到大气中。

二、循环流化床锅炉控制系统优化研究１．床温控制系统此类控制系统是ＣＦＢ专属的控制装置，在运作的过程中，专业人员应当着重注意床温的数据浮动，保障燃料可以在装置中正常的燃烧，以实现高效的脱硫过程。

此类装置的床温控制系统是由对风量的改变从而实现的，风量的配比往往会分为一级和二级。

床温设定值是经过锅炉负荷利用函数发生器进行运算的，但是也可以根据实际的情况进行具体分析，因为在燃烧的过程中，经常会被周围的环境所影响，专业的技术人员应当结合自身的维修经验对设备和燃烧过程进行调整。

要想提升系统运行的效率，应当提前放置一个反馈的装置，经过锅炉负荷信号传递给煤量一个最大值的选择器之后才会生成。

控制装置需要事先输入对于床温前期估计的设定值并进行反复的测量和预算，之后再向设备输入一级和二级的风量。

循环流化床锅炉燃烧优化控制技术摘要：随着社会发展，循环流化床锅炉燃烧应用得到很大发展提升，技术应用成就显著，但也存在能量消耗比较严重等问题，工作人员应该根据实际情况，在机组自动控制技术和运行效率方面进行技术调整和测算分析，促使循环流化床燃烧技术能够更加高效，最大程度提升锅炉燃烧效率和系统节能效果。

本篇主要对锅炉控制技术进行探索分析。

关键词：循环流化床；锅炉燃烧优化；燃烧控制技术；引言循环流化床锅炉作为火电厂三大主机首要组成部分，其相对燃烧效率较高，且具有燃烧稳定、不易灭火，煤种适应性强的特点。

在燃烧控制过程中通过合理的优化运行逻辑和运行调整手段在实际生产中取得良好效果。

运行人员在保证合理的床温、床压和额定气温、汽压方面，切实维持较高的循环热效率，减少锅炉热损失至关重要，随着在役机组运行年限的增加和寿命损耗，主要设备运行技术压力持续增加，制定应用合理的循环流化床锅炉优化控制管理和干预工作，对火电厂节能优化运行具有重要意义。

有鉴于以上技术背景，本文将围绕循环流化床锅炉燃烧优化控制技术论点进行简要阐述分析。

1.典型循环流化床锅炉的结构1.1例举DG1177/17.4-Ⅱ2型锅炉整体布置为单汽包、自然循环、循环流化床燃烧方式。

锅炉主要由一个膜式水冷壁炉膛、三台汽冷式旋风分离器和一个由汽冷包墙包覆的尾部竖井(HRA)三部分组成。

炉膛内前墙布置有十二片屏式过热器管屏、六片屏式再热器管屏，后墙布置两片水冷蒸发屏。

共布置有十个给煤口，全部布置于炉前，在前墙水冷壁下部收缩段沿宽度方向均匀布置。

炉膛底部是由水冷壁管弯制围成的水冷风室，水冷风室两侧布置有一次热风道，进风型式为平行于布风板从风室两侧进风，空预器一二次风出口均在两侧，一次热风道布置较为简单。

一次风道内布置有两台点火燃烧器。

六个排渣口布置在炉膛后水冷壁下部，分别对应六台滚筒式冷渣机。

2.循环流化床锅炉基本运行特点2.1循环流化床锅炉主要特点可以概括为两个方面：一方面是内部燃料的循环燃烧效率较高，另一方面是燃料适用性较为广泛。

循环流化床锅炉优化控制系统应用发布时间：2022-09-01T05:31:03.878Z 来源：《科学与技术》2022年8期（下）作者：张伟[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张伟北方联合电力有限责任公司包头市第一热电厂内蒙古包头 014010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1 锅炉工艺流程循环流化床锅炉是采用循环流化床燃烧技术，在锅炉的燃烧系统中，通过给煤机将煤送入落煤管后进入炉膛燃烧，锅炉燃烧所需的空气分别由一次风机和二次风机提供。

其中一次风机送出的空气经过一次风空气预热器进行预热后由左右两侧风道引至炉下的水冷风室，通过其中的水冷布风板上的多组风帽后进入燃烧室；二次风机送出的风经过二次风空气预热器预热后，通过分布在炉膛前后墙上的喷口喷入炉膛，进行补充空气，达到加强扰动与混合的作用。

进入炉膛内的燃料和空气在流化状态下掺混燃烧，同时与受热面进行热交换。

在炉膛内燃烧产生的携带有大量未燃尽的碳粒子的烟气会在炉膛上部进一步燃烧并放热。

烟气在离开炉膛时会夹带大量物料，经过蜗壳式气冷旋风分离器后，未燃尽的物料被分离出来，再经返料器返回至炉膛，从而实现锅炉的燃烧循环。

分离后的烟气经由转向室、高低温过热器、节煤器、一次风空气预热器、二次风空气预热器后由尾部烟道排出，再经电除尘系统和脱硫系统进行除尘、脱硫，合格的烟气进入烟囱后实现达标排放。

因采用循环流化床燃烧方式，通过向炉内进行添加石灰石的操作，能够显著降低烟气中二氧化硫的排放量，而采用空气分级供风和低温的燃烧技术则能够实现有效抑制氮氧化物的生成量。