小型循环流化床锅炉系统MCS控制方案设计与实施

小型循环流化床锅炉系统MCS控制方案设计与实施
摘要本文以循环流化床（CFB）为背景，分析了循环流化床（CFB）所具有的主要技术特点，DCS控制系统作为一种现代自控分支理论及技术在火电领域中有广泛的应用，本文简述了DCS控制系统理论在循环流化床（CFB）控制中的应用情况、方法及实施过程MCS控制系统设计。

关键词循环流化床；CFB；MCS
近十几年来，循环流化床锅炉燃烧控制技术是一种刚发展起来的新技术，80年代初我国才刚刚研究发展该技术，目前锅炉控制系统以及复杂燃烧控制建模还处于探索阶段。

1 锅炉主控系统
同过去的煤粉炉一样，最基本的控制要求就是要保证主汽压力的恒定。

系统的主汽压力随着蒸汽量的变化而变化。

通过改变锅炉进燃料量、助燃空气量的值，来维持主汽压力值一定。

目前机组分单元制和母管制，两种机组维持主汽压力值一定都是通过进燃料量来实现，从而达到能量平衡的效果。

主汽压力是调节锅炉主控的重要因素。

为了在系统中满足机组的运行要求，往往通过调节进燃料量开控制主汽压力。

进燃料量是影响床温的重要因素，床温增加，燃料量减少；床温降低，燃料量增多。

锅炉运行的时候，床温会波动，所以要增加不调温死区，用来保证床温在该死区时，进燃量不变。

要想知道机组负荷的变化，运行人员就要观察主汽流量来得以判断，因此控制输出需要将主汽流量信号值经过函数运算后加上，这样提高系统的相应速度就可以通过这种前馈形式实现。

2 总风量调节
总风量-锅炉主控系统发出的风量指令。

一、二次风在总风量中所占的比例是最大的，锅炉的运行和燃烧工况还是由一次风和二次风直接影响着。

一次风和二次风的调节指令改变可以控制总风量调节系统来保证锅炉所需风量。

总风量控制系统的给定值是由总风量指令与燃料量测量值进行交叉限制后得出的，为了使炉膛内有一定空气量，增加负荷使先给风再给料，减少负荷时先减料再减风。

PID 中总风量测量值与给定值进行运算，运算结果在通过函数处理后最终送往风道燃烧器点火风调节系统、一次风调节系统及二次风调节系统。

3 一次风调节系统
一次风系统是通过总风量系统给出的一次风量指令和一次风量测量值一起给入程序中进行PID运算，用来控制一次风挡板开度，来调节一次风量。

同时也考虑到床温因素，因为床温高则需要减少一次风量，床温低则要增加一次风量。

如图1所示。

4 二次风调节系统
二次风量调节采用串级控制。

烟气含氧量和蒸汽流量进行PID运算，运算结果与二次风量指令一起作为副调的给定值。

同时与二次风量、一次风量和给煤量一起用作二次风系统PID调节控制。

如图2所示。

图1
图2
5 给水控制
图3
给水流量一般采用三冲量控制，给水流量、汽包水位和蒸汽流量是影响给水控制的重要因素。

汽包水位信号经过压力补偿后采用三取中的方法来处理，如果有一路水位信号发生故障，则由运行人员来决定使用哪路信号进行调节。

在低负荷阶段，由给水旁路调节阀控制给水量，然后在负荷允许的情况下，关闭给水旁路调节阀，通过控制电动给水泵的转速来调节给水量。

在整个运行范围，包括给水调节阀控制、转速控制、运行切换，系统均应保持稳定。

如图3所示：
6 结论
该控制方案在中煤上海能源大屯煤电公司发电厂2*60MW机组试运行期间投自动成功，并运行至今无故障出现，并可广泛应用于各个中小型循环流化床机组。

参考文献
[1]张华，孙奎明.热工自动化[M].北京：中国电力出版社，2010.
[2]白建云.火电厂顺序控制与热工保护[M].北京：中国电力出版社，2009.。