循环流化床锅炉主蒸汽温度控制策略优化

循环流化床锅炉床温控制优化分析黄国涛发表时间：2018-03-20T11:24:34.313Z 来源：《基层建设》2017年第35期作者：黄国涛[导读] 摘要：因循环流化床锅炉的适应性强、效率高、无污染的特性，在工业生产中有着广泛的应用，在使用过程中要保证流化床锅炉床温控制的稳定，提高锅炉的运行效率。

神华鄂尔多斯煤制油分公司内蒙古鄂尔多斯 017209摘要：因循环流化床锅炉的适应性强、效率高、无污染的特性，在工业生产中有着广泛的应用，在使用过程中要保证流化床锅炉床温控制的稳定，提高锅炉的运行效率。

关键词：循环流化床；锅炉；床温；控制1 前言在循环流化床锅炉使用的过程中做到床温控制的合理，稳定，有利于锅炉的正常运行，保证床温处于一个稳定的状态。

2 循环流化床锅炉床温的控制策略2.1影响锅炉床温的可调因素就目前来看，影响循环流化床锅炉床温的因素有多种，但是可调因素主要只有三种，即给煤量、风量和氧量。

其中，给煤量是影响床温的最直接的因素。

但是，由于给煤量对床温的影响具有一定的滞后性，所以给床温的调节带来了一定的难度。

而风量对于循环流化床则有两个作用，即作为流化作用风和燃烧作用风。

在风量增大的情况下，锅炉的热量将会被带走，而碳粒燃烧则更加剧烈，所以床温会先下降后上升。

反过来，在煤多风少的情况下，由于燃烧不充分，床温会持续下降。

此外，锅炉的燃烧工况可以用氧量变化来反映。

而氧量对床温的影响的滞后性较小，所以可以被当做是进行床温调节的重要因素。

2.2锅炉床温控制策略分析在进行锅炉床温控制时，可以采用直接能量平衡协调控制策略。

具体来讲，就是以循环流化床机组的能量输入为锅炉的燃料，以机组的能量输出为机组的负荷，以便进行机组与锅炉之间的能量平衡信号的寻找。

而使用该策略进行锅炉床温的控制，需要利用能量信号直接平衡系统进行负荷指令信号的接收，并根据系统运算得出的指令进行发电机的控制。

最后，锅炉则可以根据主控器和相应调节系统的指令进行给煤量、送风量和引风量的控制，以便进行锅炉床温的控制。

化工企业循环流化床锅炉燃烧运行优化分析循环流化床锅炉是一种高效率、低污染的燃烧设备。

化工企业采用循环流化床锅炉，具有燃料种类宽、燃烧效率高、减少污染物排放等优点。

但是，循环流化床锅炉在运行过程中仍然存在一些需要优化的问题，本文将对这些问题进行分析。

一、循环流化床锅炉中温度分布不均匀循环流化床锅炉中的燃烧室内壁面温度、床层温度以及出口气温均为循环流化床锅炉自身运行过程中的重要参数。

但是，由于炉壁散热不均、进料不均等原因，燃烧室内部的温度分布不均，容易出现高温点和低温点。

针对循环流化床锅炉中温度分布不均的问题，可以通过优化设计进行改善。

例如，增加炉壁的散热面积、合理设计进料口的位置和角度、调整阻力体的位置等手段可以改善温度分布不均的问题。

循环流化床锅炉的床层高度是影响循环流化床锅炉燃烧效率和安全性的一个重要参数。

但是，循环流化床锅炉的床层高度容易受到进料量、气流速度等外界影响而产生波动，从而影响循环流化床锅炉的燃烧效率和安全性。

三、循环流化床锅炉冷却系统不完善循环流化床锅炉的冷却系统是保证循环流化床锅炉运行安全和稳定的重要保障。

但是，循环流化床锅炉的冷却系统在实际运行中存在不完善的问题，例如冷却水温度过高或过低、冷却水流量不足等问题。

针对循环流化床锅炉冷却系统不完善的问题，可以通过加强冷却系统检修维护、合理调整冷却水的温度和流量等手段进行改善。

综上所述，循环流化床锅炉在实际运行中存在一些需要优化的问题，但这些问题可以通过优化设计和系统控制等手段进行改善。

化工企业在实际应用循环流化床锅炉时，应该重视这些问题的存在，并采取相应的措施进行优化改善，保证循环流化床锅炉运行安全、稳定、高效。

循环流化床锅炉过热蒸汽温度控制对象特性及控制方案赵伟杰1 龚文刚21. 中国石化上海石油化工股份有限公司热电事业部，2005402. 上海发电设备成套设计研究院，上海 200240摘要：本文在分析循环流化床锅炉过热蒸汽温度控制对象静态和动态特性的基础上，结合热电总厂的实际，剖析DCS中配置的过热蒸气温度控制系统控制方案。

另外，介绍了在现场实际投运的先进温度控制系统结构、控制思想及运行效果，并跟踪最近几年的过热蒸汽温度控制系统的新技术。

关键词：循环流化床锅炉；过热蒸汽；温度控制；先进控制一． 引言循环流化床锅炉以其燃料适应范围广、燃烧中直接脱硫、燃烧效率高、负荷调节范围广、灰渣便于综合利用等优点，在电力、供热、化工等行业中得到越来越广泛的应用。

上海石油化工股份有限公司热电总厂5#机组的锅炉就是FORSTWEELER生产的310 t/h 循环流化床锅炉。

过热蒸汽温度是表明锅炉运行质量的重要指标之一，过热蒸汽温度过高或者过低都会显著的影响电厂的安全性和经济性。

当过热蒸汽温度过高时，可能造成过热器、蒸汽管道和汽轮机的高压部分金属损坏。

而过热蒸汽温度过低，又会降低全厂的热效率并影响汽轮机的安全经济运行。

因此，过热蒸汽温度控制系统的任务就是维持过热器出口蒸汽温度在允许的范围内。

二． CFB锅炉的蒸汽温度控制特性㈠． 大滞后、强耦合、多输入/多输出的非线性系统因循环流化床锅炉所特有的炉内流化状态，燃料处在流化状态下燃烧。

它的燃烧系统是一个大滞后、强耦合、多输入/多输出的非线性系统，各个变量之间相互影响。

循环流化床锅炉主要控制对象的动态耦合矩阵如表1。

表1 循环流化床锅炉主要控制对象的动态耦合矩阵 变量 CV1 CV2 CV3 CV4 CV5 CV6 CV7 CV8蒸汽压力 床温烟气含氧量二氧化硫含量床压炉膛负压汽包水位蒸汽温度MV1 燃料 C S S S M M S/M S/MMV2 一次风流量 S C S S S/M SMV3 二次风流量 S C SMV4 石灰石量 M C MMV5 排渣量 M CMV6 烟气量 CMV7 给水流量 M CMV8 减温水量 M CDV1 蒸汽流量 S S/M表中：C：──单输入/输出变量之间的关系；S：──强耦合；M：──次耦合。

关键词:循环流化床锅炉;主汽温度;PID;控制系统引言传统循环流化床锅炉主蒸汽温度控制采用串级PID控制系统，难以对锅炉主蒸汽温度进行精确控制。

串级PID控制系统的主回路主要包括主调节器(PID控制器)、调节死区和主蒸汽温度变送器。

为了解决控制模型与参数不匹配问题，采用了可变参数PID控制器，该控制器根据控制量和目标量之间的差异实时调整参数比例微分积分的值，并且当受控模型发生变化时，提高系统的控制质量。

然而，PID调节器的参数仍然是偏差或时间线性函数，主蒸汽温度无法达到设定值，由于上述原因，AntonioNevado开发了一种自适应预测控制系统，称为蒸汽温度优化器(STO)，该自适应预测控制系统大大提高了控制精度和稳定性。

项杰和董文博针对系统控制模型的不确定性和非线性串级PID温度控制系统的控制对象，提出了一种基于BP神经网络算法的非线性预测模糊变量控制系统，实验和仿真结果验证了该方法比线性控制算法对蒸汽温度的控制效果更好。

ＲayTK通过对具有实时运行参数的两级SH调温器进行火用分析，确定了优化路径。

但是，目前研究的控制方法主要是基于运行参数的估算计算量，本文将研究基于热力学计算的控制程序以提高循环流化床锅炉主蒸汽温度的控制精度。

1主蒸汽换热系统的设计计算基于Matlab对循环流化床锅炉主蒸汽换热系统进行了模块化设计。

整个模块分为计算模块、换热单元和辅助模块，计算模块分为物理参数、放热计算、炉膛计算，换热单元分为对流受热面、半辐射受热面和减温水计算。

在模型分析的基础上，采用模块化编程方法完成计算系统的编程。

最后，将各模块进行组合，并按计算顺序将各换热单元模块进行连接，形成锅炉主蒸汽换热计算系统。

换热计算方法为:在已知循环流化床锅炉过热器主蒸汽入口温度的情况下，将过热器的出口主蒸汽温度作为高温过热器的入口温度，其传热计算分为热段和冷段———高温过热器部分和过热水的冷部分，通过计算过热器出口主蒸汽温度和过热器入口主蒸汽温度差，结合不同负荷条件下所对应的传热系数，计算得出控制主蒸汽出口温度所需的减温水量，并且在锅炉工况变化的条件下，保证过热器出口主蒸汽温度恒定不变。

循环流化床锅炉循环流化床锅炉（Circulating?Fluidized?Bed?Boiler,CFB）作为近年来国际上发展起来的新一代高效、低污染清洁燃烧锅炉，具有燃料适应性广、负荷调节性能好、灰渣综合利用等优点，因此在电力、城市供热、工厂蒸汽生产中得到越来越广泛的应用。

但由于循环流化床锅炉的燃烧及汽水变化过程十分复杂，受影响的因素多，给煤、一、二次风，返料耦合性强，而且燃烧与汽水也存在复杂的耦合关系。

此外，过程的非线性和大滞后也使对象更加复杂，难于建立精确的数学模型，这样对控制就提出了更为严格的要求。

这包括两层意义：一是控制系统要有很高的可靠性；二是控制方案要有很好的控制实效。

基于这样两点，CFB锅炉都选择先进的DCS控制系统，特别是运用先进的控制方案，能够实现锅炉燃烧的完全自控。

如下控制方案：一、循环流化床锅炉工艺流程本工艺流程的主要设备如下：循环流化床锅炉、一次风机、二次风机、引风机、螺旋给煤机、电除尘器二、?循环流化床锅炉的自动控制系统??锅炉的自动控制系统主要包括以下几个控制子系统：1.??????燃烧自动控制子系统2.??????炉膛负压控制子系统3.??????汽包水位控制子系统4.??????主汽温度控制子系统5.??????汽水协调控制子系统6.??????料层差压控制子系统7.??????锅炉安全联锁保护子系统下面将针对以上几个控制子系统进一步的描述：1、燃烧自动控制燃烧控制的目标首先是保证锅炉安全燃烧且主汽压力应稳定在设定值，其次是经济燃烧（体现为空气过剩系数恰当），对循环流化床来说安全燃烧尤为重要。

安全燃烧的一个主要指标是炉膛温度分布，特别是料床温度应稳定在960℃左右，防止床温过高结焦或床温过低熄火事故。

CFB锅炉燃烧控制手段通常是给煤、一次风、二次风及二次返料。

一般35t/h?CFB锅炉采用高温返料方式，二次返料量对炉膛温度影响不大，故不作为控制手段。

控制方案采用基于人工操作经验的专家智能控制系统，较好地解决了燃烧过程的强耦合、大滞后、时变性等难题。

化工企业循环流化床锅炉燃烧运行优化分析随着工业化的发展，化工企业在生产过程中需要大量的热能来支持生产。

循环流化床锅炉因其高效节能、环保等特点被广泛应用于化工行业。

循环流化床锅炉燃烧运行优化一直是化工企业面临的课题之一。

本文将从燃烧过程的优化、燃料选择、设备维护等方面进行分析，探讨如何对化工企业循环流化床锅炉进行燃烧运行优化。

一、燃烧过程的优化1. 空气与燃料的比例在循环流化床锅炉的燃烧过程中，空气与燃料的比例是影响燃烧效率的关键因素。

如果空气过量，将导致部分燃料无法充分燃烧，降低燃烧效率；如果空气不足，将导致燃料无法完全燃烧，产生大量的有害气体。

在燃烧过程中需要合理控制空气与燃料的比例，确保燃料能够充分燃烧，减少气体污染物的排放。

2. 温度控制循环流化床锅炉在燃烧过程中需要保持一定的温度，以保证燃料充分燃烧。

过高的温度会对锅炉设备造成损害，同时也会影响燃烧效率；过低的温度则会导致燃烧不完全。

在燃烧过程中需要通过合理的调节控制系统来维持适当的温度，以确保燃烧效率和设备安全。

3. 燃烧烟气的处理燃烧产生的烟气中含有大量的有害气体和颗粒物，需要通过烟气处理系统进行处理。

采用先进的烟气净化设备，如除尘器、脱硫脱硝装置等，能够有效去除烟气中的污染物，保护环境，符合环保要求。

二、燃料选择1. 燃料的品质燃烧效率和燃料的品质密切相关，高品质的燃料能够提高燃烧效率，降低燃料消耗。

在选择燃料时需要考虑其热值、水分含量、灰分含量等指标，选择适合循环流化床锅炉燃烧的优质燃料。

2. 多元化燃料化工企业往往会面临多种燃料的选择，为了提高燃烧灵活性和保证燃烧效率，可以考虑采用多元化燃料。

通过对燃料的混燃或顺序燃烧，能够最大限度地利用各种燃料的优势，提高燃烧效率。

三、设备维护1. 定期检修循环流化床锅炉作为化工企业的重要设备，需要定期进行检查和维护。

对于燃烧系统的各个部件，如风门、出口风机、燃烧器等，需要进行定期的清洗、检修和更换，以保证其正常运行。

循环流化床锅炉运行调整措施编写：赵云龙审核：陈朝勇批准：冯天武发电运行部2020年 07 月 09 日循环流化床锅炉运行调整措施1、锅炉在200MW时投入CCS协调，主汽压力设定值自动跟踪滑压曲线，通过设定滑压偏差来满足实际情况需要，锅炉升速率设定不得超过3.5MW/min.2、直流工况下主汽压力的调整。

主汽压力、中间点温度同时上升时，先减燃烧，后调给水。

主汽压力、中间点温度同时下降时，先加燃烧，后调给水。

主汽压力上升，中间点温度下降时，先降给水，后调燃烧。

主汽压力下降，中间点温度上升时，先加给水，后调燃烧。

3、锅炉水煤比是控制主蒸汽温度的主要和粗调手段，是主汽温度最终有效控制的前提。

一、二级减温水作为主蒸汽温度的辅助和细调手段。

4、中间点温度的变化既能快速反应水煤比变化，又能超前反应主汽温度的变化趋势。

维持该点温度稳定才能保证主蒸汽温度稳定。

5、在升/降负荷过程中，中间点温度提前调整（设定偏置），防止锅炉热惯性较大导致中间点温度偏离正常范围。

6、再热汽温通过调整后烟井过热器侧和再热器侧烟气挡板开度比例控制，每侧烟气挡板最小开度不得小于30%，两侧烟气挡板开度之和不得小于120%。

7、再热器事故喷水主要是防止在异常情况下再热汽温和金属壁温超限，正常运行时，尽量不采用事故喷水，事故喷水投入时，注意低温再热器出口蒸汽温度变化，提前调整。

锅炉吹灰时可短时间通过事故减温水控制再热汽温。

8、正常运行时，尽量将锅炉两侧氧量控制在给定值范围内，具体参数见附表。

9、锅炉燃烧调整遵循“风煤联动”原则，炉增加负荷时，应先增加风量后增加煤量，减负荷时，应先减煤后减风，按该次序交替进行，并采取“少量多次”的调整方式，避免床温产生大的波动。

10、一、二次风的调整原则是：一次风用于炉内物料正常流化，物料循环正常，并为燃料提供初始燃烧空气，二次风控制总风量及氧量并用于燃料的分级燃烧和调整；下二次风可作为一次风的补充。

11、高压流化风控制在45KPa左右一直运行。

循环流化床锅炉运行调节分析摘要：随着科学技术的不断发展，循环流化床锅炉也在不断的更新，本文分析循环流化床锅炉运行存在的问题，阐述循环流化床锅炉运行调节策略，以期充分发挥循环流化床锅炉的应用优势，全面提高循环流化床锅炉的运行效率，实现良好的经济效益。

关键词：循环流化床锅炉；运行；问题；调节措施引言近年来，中国各领域电力需求大幅度上涨，为了更好地满足社会需求，很多煤矸石热电厂引入循环流化床锅炉，这种锅炉机组具有良好的节能环保效益，而且燃烧效率较高。

而实际运行过程中循环流化床锅炉也存在一些问题，为了提高循环流化床锅炉运行安全和经济效益，应结合相关运行要求，优化各环节的运行，提高燃料利用率，采取科学、有效的措施，使循环流化床锅炉高效、稳定运行。

1循环流化床锅炉运行存在的问题1.1回料阀堵塞回料阀是循环流化床锅炉中的重要组成部分，如果回料阀出现故障，往往会造成循环流化床锅炉中循环物料不足，其内部气压、气温不断下降，严重影响循环流化床锅炉的运行安全。

循环流化床锅炉回料阀堵塞主要有以下几个原因：风压偏小；回料系统发生运行故障；风帽开孔率达不到标准要求，无法达到循环流化床锅炉中物料流化反应所需的返料风量；循环灰落入回料阀下部风室，造成风室流通面积越来越小，导致通风不顺畅。

由于这些原因，直接影响循环流化床锅炉物料流化效果，造成回料阀堵塞。

1.2爆管爆管是循环流化床锅炉运行中一种非常严重的故障，锅炉过热器发生爆管主要是由于以下原因：a）过热器区域积累大量飞灰，这些飞灰反复摩擦管壁，造成爆管；b）过热器管径设计不合理，导致过热器管壁温度急剧上升；c）循环流化床锅炉长时间不间断运行，在高温环境中散热困难，使管壁使用寿命越来越短；d）过热器周围有易燃物品或燃料，在温度、压力适宜的环境下，容易发生二次燃烧，引发爆管；e）过热管内部大量结垢、锅炉蒸汽无法及时散发出来，造成过热器管壁温度越来越高，容易发生爆管。

为了保障循环流化床锅炉的运行安全，相关工作人员应全面熟悉引起爆管的各种原因，一旦发生爆管，能够准确分析原因，有针对性地采取有效措施，及时进行处理解决。

循环流化床锅炉运行优化分析摘要：随着经济水平的不断提高，生态环境问题日益受到人们的关注。

环保是中国实现可持续发展的一项基本国策。

循环流化床锅炉技术是近几年发展起来的一项新技术。

循环流化床锅炉（CFB）具有良好的低温燃烧特性，燃烧效率高，负荷调节方便，污染排放小等优点，近年来得到了快速发展，并在电厂生产中得到了广泛应用。

但是在实际应用过程中受多种因素的影响，无法充分发挥其优势，尤其在节能方面。

所以，如何节约能源，提高锅炉效率，是我们要探讨的问题。

关键词：循环流化床锅炉；磨损；腐蚀；爆管引言：循环流化床锅炉作为一种节能环保高效的技术，具有低热值燃料高效利用和循环燃烧的特点，它在节能环保方面具有很大的优势，对我国当前的节能低碳具有重要意义。

然而，我国循环流化床锅炉的节能还存在许多问题，需要不断优化。

1循环流化床锅炉运行调整的常见问题1.1设计原因（1）炉型选择不理想针对准东煤碱金属含量高、灰熔点低、易结焦沾污的特点，设计选用了引进吸收德国巴高科的中温分离炉型，将主要受热面集中布置在炉膛内，利用燃烧过程中存在的大量固体循环物料不断冲刷受热面，以提高热效率，降低床温，避免床层结焦和水冷壁发生沾污。

运行情况表明该炉型起到了上述作用。

但此设计带来的负面效应却超出预期，集中表现为炉内蒸发管、过热器等受热面在物料冲刷下频繁出现爆管。

（2）管排设计缺陷一级蒸发管和三级过热器节距为180ｍｍ，二级过热器、一级过热器、二级蒸发管、高温省煤器节距为90ｍｍ。

由于炉内受热面节距变窄，导致后部受热面烟气流速升高；过热器管排缺少夹马固定；管排膨胀量计算不准确；穿墙管直接与水冷壁浇注在一起，膨胀力全部由水冷壁承担，使得管束无法自由膨胀。

1.防磨设计缺陷高温省煤器上下段缺少烟气挡板；二级蒸发管四角缺少防磨罩；水冷壁四角防磨效果差；防爆门、人孔门、测点设置过多，容易漏风；采用“Ｖ”型床，风帽数量多，风帽眼对吹磨损严重。

1.制造安装缺陷个别密封鳍片与水冷壁焊接时咬边过深；部分浇注料固定不牢；防爆门、人孔门变形，封闭不严；防磨瓦与管壁贴合不良；烟风道漏风，导流板没有做浇筑料。