【正文】 程，但有MFT時除外。上述程控啟動點火油燃燒器過程，既可以用單支油燃燒器啟動的方式進(jìn)行，也可以用油燃燒器成組啟動的方式進(jìn)行。當(dāng)采用單支油燃燒器啟動方式，系統(tǒng)自動對單支油燃燒器的有關(guān)設(shè)備進(jìn)行操作。如果采用成組啟動油燃燒器方式，系統(tǒng)按照一定時間順序依次點燃各支油燃燒器。除此之外，也可采用遠(yuǎn)操方式手動操作各油燃燒器的相應(yīng)設(shè)備。如要對1＃油燃燒器進(jìn)行遠(yuǎn)操，可調(diào)出相應(yīng)操作畫面，用鼠標(biāo)點中有關(guān)設(shè)備，直接控制點火槍的進(jìn)退、油槍的進(jìn)退、油閥的開關(guān)和打火器打火等。 鍋爐暖爐點火成功后，調(diào)節(jié)風(fēng)道燃燒囂的燃油流量和風(fēng)量，床上啟動燃燒器，以每小時60℃—80℃的速度控制床溫升高，在此過程中汽包水位投入自動，監(jiān)視汽包水位。同時，還監(jiān)視過熱器溫度、煙氣溫度、汽包壓力等參數(shù)，防止非正常情況出現(xiàn)。根據(jù)推薦曲線，繼續(xù)按要求增加燃燒功率以提高蒸汽壓力和溫度。 投煤 油燃燒器投入運行后，床層溫度逐步升高。當(dāng)床溫大于450℃后，可以少量投煤，當(dāng)床溫大于600℃后，可以逐漸增大投煤。按床溫要求或排放限制，將石灰石給料系統(tǒng)投入運行，隨后在滿足一定條件后投運除塵器。床溫繼續(xù)升高到某一溫度（如750℃）時切除油燃燒器。油燃燒器的切除過程與啟動過程相似，既可由程序控制，也可手動操作，只是動作順序與啟動過程相反。 鍋爐熱態(tài)啟動如果床溫高于600℃，可逐步加大一次風(fēng)量，少量加煤，使鍋爐床溫逐步升高。床溫低于550℃時，投入風(fēng)道燃燒器，并按冷態(tài)啟動方式加熱鍋爐。監(jiān)視床溫，當(dāng)床溫升至600℃以上時，可投煤。4 調(diào)節(jié)控制系統(tǒng)的策略和要求 基于殘?zhí)靠刂频难h(huán)流化床鍋爐協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)循環(huán)流化床（CFB）鍋爐因具有燃燒效率高、污染排放物低、燃料適應(yīng)性廣的優(yōu)點而得到越來越廣泛的應(yīng)用，但是CFB 鍋爐在自動控制方面存在很多問題，當(dāng)前國內(nèi)大量投產(chǎn)的CFB鍋爐都很難投入自動。其中的關(guān)鍵性問題是對CFB鍋爐的燃燒和能量傳遞機(jī)理認(rèn)識不透徹，照搬煤粉鍋爐的控制方案，不可能取得良好的效果。因此本成果從CFB鍋爐與煤粉爐的燃燒和能量傳遞機(jī)理的差別入手，分析了CFB鍋爐燃燒過程中存在于床料中的未燃盡的煤顆粒，對于燃燒過程的影響和控制方法，歸納和提出了CFB鍋爐的“殘?zhí)俊笨刂品椒?，并以此為基礎(chǔ)設(shè)計了基于殘?zhí)靠刂频难h(huán)流化床鍋爐控制系統(tǒng)。 CFB鍋爐的機(jī)理和殘?zhí)康母拍?CFB鍋爐的燃燒過程CFB 鍋爐與普通煤粉爐最本質(zhì)的差異是在其燃燒系統(tǒng)。CFB 鍋爐沒有磨煤機(jī)等煤粉制備系統(tǒng)，入廠煤經(jīng)過破碎機(jī)破碎成粒徑≤8 mm 的顆粒后，經(jīng)給煤機(jī)送入爐膛，燃煤粒徑比普通煤粉爐的煤粉大得多。當(dāng)煤粒進(jìn)入爐膛后，不能像煤粉一樣直接充分燃燒，而是發(fā)生一系列復(fù)雜過程：在充分流化的高溫床料的作用下，煤顆粒與高溫床?；旌?，被加熱干燥；煤顆粒發(fā)生熱解，其中的揮發(fā)分燃燒。某些煤種還會發(fā)生顆粒膨脹和一級破碎現(xiàn)象；剩余未燃盡的煤顆粒蓄積在床料中，直至滿足燃燒條件。如果未燃盡的煤顆粒被帶出床料中，離開爐膛出口經(jīng)旋風(fēng)分離器和返料裝置將被送回至爐膛的床料中。煤顆粒完全燃盡需要約810分鐘。我們將蓄積在床料中和處于循環(huán)回收過程中的暫時不具備燃燒條件的煤顆粒稱之為“殘?zhí)俊?。正是“殘?zhí)俊敝行罘e的燃料化學(xué)能和床料的熱慣性和蓄熱能力造成了CFB鍋爐燃燒過程的滯后等特性，這是CFB鍋爐與普通煤粉爐的最本質(zhì)區(qū)別。采用“殘?zhí)俊钡母拍顏斫忉孋FB鍋爐的一系列動態(tài)特性，將獲得對CFB鍋爐完整和本質(zhì)的理解。 CFB鍋爐能量轉(zhuǎn)換和殘?zhí)康母拍钌蠄D是應(yīng)用殘?zhí)扛拍顚τ贑FB鍋爐的能量轉(zhuǎn)換過程的圖示。能量轉(zhuǎn)換的過程分為四個主要階段：l 燃料化學(xué)能階段，包括從煤倉經(jīng)過給煤機(jī)環(huán)節(jié)進(jìn)入爐膛的過程。系統(tǒng)通過控制給煤機(jī)的轉(zhuǎn)速來調(diào)節(jié)輸入CFB鍋爐系統(tǒng)的燃料化學(xué)能。l 殘?zhí)炕瘜W(xué)能階段，包括煤顆粒在床料中的加熱干燥、熱解、揮發(fā)分燃燒、循環(huán)的過程。在煤顆粒進(jìn)入床料的初始階段，其中的揮發(fā)份就會快速燃燒，通過熱交換轉(zhuǎn)化成蒸汽熱能。所以，揮發(fā)份較高的煤種應(yīng)用在CFB鍋爐中，其滯后性較小，相對容易控制。但是煤顆粒中的固定碳成份大都需要通過干燥、熱解，轉(zhuǎn)換成“殘?zhí)俊敝螅僦鸩竭_(dá)到燃燒條件的。由于固定碳是煤顆粒的主要成分，因此我們將CFB鍋爐的主要燃燒過程理解為燃料通過床溫的作用轉(zhuǎn)化為“殘?zhí)俊敝?，再進(jìn)行充分燃燒的。從能量轉(zhuǎn)換過程來看，鍋爐入口的燃料化學(xué)能大部分在爐膛中轉(zhuǎn)化成了“殘?zhí)俊被瘜W(xué)能。小部分揮發(fā)份部分直接燃燒轉(zhuǎn)化為了蒸汽熱能。對于450t/h等級的CFB鍋爐，滿負(fù)荷時。CFB鍋爐給煤管線產(chǎn)生的純滯后一般為3~6分鐘，從煤顆粒進(jìn)入床料再轉(zhuǎn)化為“殘?zhí)俊睍r間滯后一般為3~5分鐘。三是蒸汽熱能過程；四是動能和電能過程；三四兩個過程與常規(guī)煤粉爐沒有區(qū)別。 殘?zhí)吭贑FB鍋爐動態(tài)特性中的作用分析應(yīng)用CFB鍋爐能量轉(zhuǎn)換過程的概念，能夠深入分析CFB鍋爐的動態(tài)響應(yīng)特性，完整地解釋其動態(tài)過程。以床溫為例，我們來分析兩個典型過程。一是加煤過程，提高給煤量，經(jīng)過給量線的純延遲時間后，床溫下降，這是床料在加熱煤顆粒；經(jīng)過五分鐘左右的時間，床溫回升并穩(wěn)定在一個比實始床溫更高的水平，這是殘?zhí)苛吭黾又螅珻FB鍋爐燃燒率加強的結(jié)果。二是加一次風(fēng)過程，增加一次風(fēng)之后，床溫快速上升，這是燃燒率加強，殘?zhí)考铀偃紵慕Y(jié)果；經(jīng)過數(shù)分鐘，床溫下降并穩(wěn)定在一個比初始床溫更低的水平，這是殘?zhí)勘幌暮螅擦现械臍執(zhí)苛肯陆岛?，CFB鍋爐穩(wěn)定在一個較低的燃燒率水平上。 殘?zhí)靠刂圃贑FB鍋爐協(xié)調(diào)控制上應(yīng)用應(yīng)用CFB鍋爐能量轉(zhuǎn)換過程的概念，來分析CFB鍋爐的控制要求，設(shè)計相關(guān)的方案，我們能夠從更本質(zhì)的角度來理解CFB鍋爐，并獲得全新的思路?？刂葡到y(tǒng)是對于快慢兩個過程的協(xié)調(diào)，通過對鍋爐的慢過程和供熱負(fù)荷變化的快過程的協(xié)調(diào)，在保證鍋爐工藝過程穩(wěn)定的前提下，盡可能快地響應(yīng)供熱的負(fù)荷指令。核心算法有三個部分。一是，盡可能地利用中間蓄熱，在保證工藝參數(shù)穩(wěn)定在一定范圍內(nèi)前提下，盡可能快的響應(yīng)供熱的負(fù)荷指令，如何合理地運用中間蓄熱，將決定小范圍負(fù)荷變化的特性。二是，盡可能快的調(diào)整鍋爐這個慢過程，鍋爐調(diào)整的特性最終決定了大范圍的負(fù)荷變化的特性。三是，協(xié)調(diào)快慢過程的步調(diào)，避免相互干擾，影響整個系統(tǒng)的穩(wěn)定性。對于煤粉爐，其中間蓄熱主要是指汽包的蓄熱。對于CFB鍋爐，除了汽包蓄熱，工藝系統(tǒng)中床料蓄熱的容量更大，在額定負(fù)荷下，如果燃料全部中斷，利有床料中蓄積的“殘?zhí)俊焙痛擦系臒崛萘?，甚至能維持十幾分鐘的供熱。因此如果能夠利用床料的蓄熱來滿足供熱的負(fù)荷變化，將比改變給煤量來改變負(fù)荷要減少近10分鐘的時間，而且其容量更大，比汽包蓄熱大兩個數(shù)量級。但是利用床料的蓄熱存在兩個大的障礙，一是缺乏床料蓄熱的測量手段，汽包的蓄熱能夠直接用汽包壓力來表征，床料的熱容量可以用床溫來表征，但是床料蓄熱的主要部分“殘?zhí)俊眳s缺乏測量手段。二是傳統(tǒng)觀念中缺乏床料蓄熱的控制手段。因此基于殘?zhí)靠刂频姆桨傅年P(guān)鍵性問題正是解決這兩大障礙，我們的解決方案是利用一次風(fēng)作為釋放或蓄積床料蓄熱的控制手段。由于無法測量殘?zhí)康慕^對量，我們通過軟測量的方法測量殘?zhí)康淖兓?。以升?fù)荷為例，我們分析一下基于殘?zhí)靠刂频膮f(xié)調(diào)控制方案。當(dāng)要求供熱升負(fù)荷時，通過釋放汽包蓄熱來快速提高負(fù)荷，以汽包蓄熱的容量，這個過程只能維持很短的時間，一般在20秒左右。系統(tǒng)調(diào)大一次風(fēng)量，一次風(fēng)量的增加會迅速的加強床料中“殘?zhí)俊钡娜紵?，釋放出床溫中蓄積的化學(xué)能和熱量，床料蓄熱的容量很大，足以維持五分鐘左右的負(fù)荷變化。在利用蓄熱的同時，控制系統(tǒng)根據(jù)升負(fù)荷的情況，相應(yīng)增加給煤量，增加的給煤量將在十分鐘之后反映到負(fù)荷變化上來。釋放的汽包蓄熱會通過汽包壓力反映到協(xié)調(diào)控制中來，協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)最終通過給煤補償這部分提前釋放的汽包蓄熱。同樣的道理，根據(jù)軟測量回路測量的殘?zhí)康臏p少量，相應(yīng)地增加給煤量，以補償這部分提前釋放的床料蓄熱。由于有了殘?zhí)靠刂频氖侄?，協(xié)調(diào)控制方案中擁有了容量較大，反映時間較快的蓄熱控制手段，能夠大大加快負(fù)荷響應(yīng)的速度。 基于殘?zhí)靠刂频腃FB鍋爐協(xié)調(diào)控制的應(yīng)用效果采用殘?zhí)靠刂扑枷朐O(shè)計的CFB鍋爐協(xié)調(diào)控制方案，從CFB鍋爐的運行機(jī)理出發(fā)，采用機(jī)跟爐控制方式，對象預(yù)估補償和模糊控制算法，能夠從根本上提高CFB鍋爐協(xié)調(diào)控制的變負(fù)荷能力。 控制回路設(shè)計 鍋爐負(fù)荷控制回路鍋爐負(fù)荷信號是由主汽集箱壓力和實際蒸汽流量信號綜合而成的。鍋爐負(fù)荷的需求信號使得燃料量（油、煤）和所需的空氣量加以改變，在維持鍋爐主汽壓力在設(shè)定值的前提下，從而改變鍋爐蒸汽流量、燃料放熱值以及整個傳熱過程?？?cè)剂狭髁浚汉腿加停┑臏y量值作為煤流量控制回路的反饋信號，以及空氣流量控制回路的需求量信號，都必須考慮到鍋爐傳熱狀況和燃料熱值的某些改變，因此，部燃料流量必須加以補償。 床溫控制回路該回路的目的是根據(jù)負(fù)荷的要求維持床溫在規(guī)定值上，循環(huán)流化床鍋爐的最佳運行床溫為850℃－900℃。在這一溫度范圍內(nèi)，大多數(shù)煤都不易結(jié)焦，石灰石脫硫劑具有最佳脫硫效果，并且NOX生成量也很少。影響循環(huán)流化床床溫的因素很多，如給煤量、石灰石供給量、排渣量、一次風(fēng)量、二次風(fēng)量、返料風(fēng)量等。給煤量主要用來調(diào)節(jié)主汽壓力，給煤對床溫調(diào)節(jié)的影響僅通過床溫超限時的方向閉鎖來體現(xiàn)，即床溫高時閉鎖加煤，即床溫低時閉鎖減煤。石灰石供給量對床溫的影響比較小，且其影響也可間接體現(xiàn)在給煤量上，主要用來調(diào)節(jié)煙氣含硫量，故在構(gòu)造床溫調(diào)節(jié)系統(tǒng)時不考慮石灰石的影響。排渣量主要用來調(diào)節(jié)床層厚度，若床層厚度基本恒定則排渣量對床溫的影響可不予考慮，在床溫較高時適量排渣，在床溫較低時閉鎖排渣。對于不帶外置式換熱器且采用高溫分離器的循環(huán)流化床鍋爐，可以通過調(diào)節(jié)一次風(fēng)和二次風(fēng)的比例來維持床溫穩(wěn)定，但是在調(diào)節(jié)一次風(fēng)時的前提條件要保證循環(huán)流化床物料的流化，也即一次風(fēng)壓頭不能過低。對于帶外置式換熱器或采用中溫分離器的循環(huán)流化床鍋爐，則通過調(diào)節(jié)返料量來調(diào)節(jié)床層溫度。當(dāng)床層溫度升高時，增加返料可降低床溫。相反，床溫降低則可通過減少返料來升高床溫，但是在調(diào)節(jié)返料量時的前提條件要保證循環(huán)流化床物料的正常循環(huán)。綜上所述，在影響循環(huán)流化床床溫的綜多因素中，一次風(fēng)量和返料風(fēng)量是主要調(diào)節(jié)手段，但要受到一定的條件閉瑣；其次是一些閉瑣條件，如給煤量、石灰石供給量和排渣量等，這些因素是在床溫偏差較大時，實現(xiàn)方向閉瑣。此外，由于循環(huán)流化床鍋爐的最佳運行床溫是一定的溫度范圍，所以調(diào)節(jié)器具有一定的“死區(qū)”，以避免調(diào)節(jié)的頻繁動作。 一次風(fēng)流量（壓力）控制回路一次風(fēng)機(jī)提供的空氣（一次風(fēng)）具有以下作用：（1）物料流化：流經(jīng)布風(fēng)板一次風(fēng)用于流化燃料室內(nèi)的床料；（2）配風(fēng)：送入兩支風(fēng)道燃燒器作為油燃燒配風(fēng)和混合風(fēng)，以產(chǎn)生足夠高溫的煙氣；一次風(fēng)量調(diào)節(jié)系統(tǒng)就是通過控制一次風(fēng)機(jī)入口導(dǎo)葉，調(diào)節(jié)一次風(fēng)量以滿足鍋爐主控（負(fù)荷）及床溫調(diào)整的要求。 二次風(fēng)流量控制回路二次風(fēng)機(jī)提供的空氣有以下幾個作用：（1）作為給煤機(jī)的密封風(fēng)。（2）到給煤風(fēng)環(huán)的空氣，可以促使煤進(jìn)入爐膛，防止給予煤線路中煙氣的回流。（3）位于燃燒室四壁總共約有20個二次風(fēng)噴嘴，提供到這些噴嘴的二次風(fēng)可用于燃料的完全燃燒，幫助控制床溫以及調(diào)節(jié)器整燃燒室的過?？諝饬?。二次風(fēng)的控制包括兩部分：一是二次風(fēng)壓調(diào)節(jié)系統(tǒng)，既通過調(diào)節(jié)二次風(fēng)機(jī)入口導(dǎo)葉，保持二次風(fēng)道的風(fēng)壓恒定；二是二次風(fēng)（流入二次風(fēng)噴口）流量調(diào)節(jié)系統(tǒng)，它是根據(jù)鍋爐主控信號、含氧量以及床溫信號來控制二次風(fēng)擋板的開度。 風(fēng)門擋板的控制方式及要求小二次風(fēng)門一般均是手動調(diào)節(jié)器整風(fēng)門，不需參與控制，在現(xiàn)場試運及投入運行后，根據(jù)運行工況進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整，以使鍋爐獲得最佳的燃燒效果。風(fēng)道燃燒器的配風(fēng)需要加以控制，每只風(fēng)道燃燒器配有一個燃油用風(fēng)調(diào)節(jié)節(jié)擋板和一個混和風(fēng)調(diào)節(jié)擋板，通過計算將該燃燒器的油流量折算成風(fēng)量，再與實測的風(fēng)量進(jìn)行比較，進(jìn)而控制風(fēng)擋板的開度。在風(fēng)道燃燒器退出運行期間，該擋板被設(shè)定在一個固定的開度上，以冷卻配風(fēng)器。混和風(fēng)調(diào)節(jié)擋板可采用遠(yuǎn)操方式，作為調(diào)節(jié)床下風(fēng)室風(fēng)溫的輔助手段。 石灰石給料控制回路該回路的作用是向床中提供足夠的石灰石，以維持二氧化硫的排放量低于允許的環(huán)保要求值并提供床料。 床壓控制回路該回路的目的是控制燃燒室床料的數(shù)量，燃燒室內(nèi)床料的數(shù)量直接正比于床壓。無論是床壓還是床料存量，都對床溫和傳熱率有直接的影響，另外，它還影響到SO2脫除率。第四部分 工程實施及管理1 概述