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

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

发表时间：2018-12-06T14:23:29.947Z 来源：《科技新时代》2018年10期作者：侯林海

[导读] 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。

福建华电永安发电有限公司，福建省永安市，366000

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；CFB

0 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。利用OPC通讯方式进行数据通讯，在原DCS网络中增加一台OPC服务器，通过交换机进行连接，网络图如下：

KB－APC软件通过OPC通讯协议从DCS系统读取过程实时采样数据，控制系统的输出则仍通过OPC通讯协议送到DCS系统上相应的

手动操作点，由DCS系统执行具体控制，由软件系统代替目前的手动操作。

2.2控制系统逻辑实施方案：

本项目将采用CFB锅炉燃烧过程燃烧优化自动控制系统为基础，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。主要功能是实现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。

3 CFB燃烧过程控制优化实施效果分析

3.1实现主蒸汽压力、外界负荷的自动调节：在煤质变化等干扰因素的影响下，维持负荷、蒸汽压力的平稳，工况稳定时，主蒸汽压力控制在给定值的±0.3MPa以内；外界负荷变化时，控制在给定值的±0.5MPa以内，并保证压力控制在安全值之内。

3.2实现燃烧过程的主汽温度自动控制，稳定工况运行下主汽温度控制在给定值的±3℃以内，并通过优化无限接近于压红线运行；在外

界负荷波动时，确保主汽温度控制在给定值的±8℃以内。

3.3实现一次风量、二次风量、引风和氧量的自动控制，目标是自动调节燃烧过程所需的风量，氧量控制在给定值的±1%以内；炉膛负压控制在给定值的±100Pa以内，并确保正常流化。

3.4实现冷渣器的自动控制，目标是自动调节冷渣器转速，床压控制在给定值的±0.25kPa以内；实现排渣超温故障诊断，防止喷渣现象发生。

3.5具有故障诊断和自动切除功能，当锅炉系统出现主要仪表和设备故障时能自动切换到DCS手动状态，切换过程为无扰动切换。

3.6 实现机炉协调控制。在设备无故障时，实现自动投运率达到95%以上；当机组投入协调控制时，要求锅炉效率（按国家热力计算的）提高0.5%，即降低供电煤耗约1.6克。

4 结论语

“300MW CFB供热机组锅炉燃烧过程控制系统优化”项目实现了CFB供热机组燃烧过程的闭环自动调节，实现了机炉负荷协调，在相关设备正常的情况下，可以实现锅炉燃烧过程的闭环自动控制和带供热工况下的机炉负荷协调自动控制，整体效果达到了项目设计的技术规范要求。

参考文献

[1] 赵亮宇，基于信息融合技术的燃烧优化控制系统 2013

[2] 吴锡生，循环流化床锅炉燃烧优化控制

作者简介：侯林海 1981年08月，男，汉族，福建省永安市，本科学历，工程师，单位：福建华电永安发电有限公司，366000，研究方向：热能与动力工程