循環(huán)流化床鍋爐詳細(xì)資料

循環(huán)流化床鍋爐機(jī)組自動控制AutomationControlinCFBBUnitPAGEPAGE42北京和利時系統(tǒng)工程股份有限公司 BeijingHollySysCo.,Ltd循環(huán)流化床鍋爐機(jī)組控制AutomationControlinCFBBUnit徐昌榮張小輝2000．5北京和利時系統(tǒng)工程股份有限公司BeijingHollySysCo.,Ltd循環(huán)流化床鍋爐一、前言目前工業(yè)世界正在面臨三個嚴(yán)重問題：能源(Energy)、環(huán)境(Environment)、經(jīng)濟(jì)(Economy)，即三“E”問題。流態(tài)化燃燒技術(shù)正是解決三“E”問題的有力工具?，F(xiàn)在世界各國已認(rèn)識到采用循環(huán)流化床鍋爐能經(jīng)濟(jì)地解決能源和環(huán)境保護(hù)問題。因此各工業(yè)發(fā)達(dá)國家對循環(huán)流化床(CFB)鍋爐技術(shù)的開發(fā)、研制都給予很大的重視。世界各國對環(huán)境保護(hù)的要求日趨嚴(yán)格，由于煤粉爐對所用燃料品質(zhì)要求高(發(fā)熱量和揮發(fā)分必須大于一定值，否則難以燃燒)且脫硫裝置的投資和運(yùn)行、費(fèi)用昂貴(如尾部煙氣脫硫裝置的投資要占發(fā)電機(jī)組總投資的15～20%)，傳統(tǒng)煤粉燃燒鍋爐受到嚴(yán)重挑戰(zhàn)。應(yīng)運(yùn)而生的循環(huán)流化床鍋爐具有兩段低溫燃燒、強(qiáng)化傳熱、燃料適應(yīng)廣以及負(fù)荷調(diào)節(jié)范圍大能減少NOx（NO、NO2的總稱）生成量和加入石灰石脫硫的優(yōu)點(diǎn)，更適應(yīng)目前的環(huán)保要求?，F(xiàn)在世界已有50多家公司提供循環(huán)流化床鍋爐產(chǎn)品，對鍋爐設(shè)計(jì)，各個公司和制造廠對循環(huán)流化床鍋爐制造技術(shù)已提供大量的數(shù)據(jù)資料，而對循環(huán)流化床鍋爐控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)與運(yùn)行方面的資料確很少。至今，國內(nèi)一些循環(huán)流化床鍋爐機(jī)組由于控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的缺陷和運(yùn)行人員對循環(huán)流化床鍋爐燃燒過程了解不夠而造成一些事故和自動投入率低。另外，還存在因?qū)ρh(huán)流化床鍋爐的控制不夠熟悉，而造成啟動延遲、水冷壁爆管等問題。實(shí)際上還有許多是由于確乏對運(yùn)行人員的培訓(xùn)造成的。循環(huán)流化床鍋爐是在沸騰爐基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，它完全是一種‘反應(yīng)器’，其性能與常規(guī)煤粉爐不同，其原因之一是它的燃燒室內(nèi)的床料具有相當(dāng)大的惰性和蓄熱能力，如果采用常規(guī)煤粉爐運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)的控制手段來控制、監(jiān)視循環(huán)流化床鍋爐，那就勢必會導(dǎo)致事故發(fā)生。故此必須對循環(huán)流化床鍋爐的控制環(huán)節(jié)要完全了解，才能確保證循環(huán)流化床鍋爐機(jī)組安全、可靠、經(jīng)濟(jì)的運(yùn)行。二、循環(huán)流化床流態(tài)化過程當(dāng)流體流過固體顆粒時，兩者之間產(chǎn)生相互作用，即表面力和體積力。當(dāng)流體向上穿過原來靜止固體顆粒床層時,由于流體與固體顆粒之間的作用力使流體與固體的運(yùn)動狀態(tài)發(fā)生變化：當(dāng)流體流速較低時,靜止的固體顆粒保持原來的靜止?fàn)顟B(tài)，流體只能由固體顆粒間隙通過；當(dāng)流體流速增加到某一速度值后，固體顆粒重力不再由底板的支持力來平衡，而全部由流體的作用力來平衡，此時對于單個顆粒來講,它處于懸浮狀態(tài)，可在床層中自由運(yùn)動，就整個床層而言，具有了類似流體的性質(zhì)，這種狀態(tài)就被稱為固體顆粒流化態(tài)，顆粒床層從靜止?fàn)顟B(tài)轉(zhuǎn)為流態(tài)化時流體的最低速度則被稱為臨界流化速度；當(dāng)流體的流速大于臨界流化速度時，固體顆粒在流體作用下開始向上作變速運(yùn)動，隨著流體流速的變化，固體顆粒床層的狀態(tài)可分為：固定床、鼓泡床（細(xì)粒流態(tài)化）、沸騰態(tài)（湍流流化態(tài)）、密相輸送態(tài)（快速流化態(tài)）、稀相輸送態(tài)。圖1-1-1從流態(tài)化過程來看，隨著表面觀測到的流速增長，通常出現(xiàn)五種不同的流態(tài)化工況，這5種工況的主要特點(diǎn)示于下表：工況流化速度u（m/s）主要形狀與特點(diǎn)固定床0≤u≤<umf氣體穿過靜止粒子間隙流動細(xì)粒流態(tài)化umf≤u≤umb床均勻平穩(wěn)膨脹；上界面平整清晰；細(xì)粒運(yùn)動但無聚集傾向，壓力波動很小。鼓泡流態(tài)化umb≤u≤ums布風(fēng)板區(qū)周期性形成氣泡，上界面不平整，床壓波動較大且無規(guī)律。彈狀流態(tài)化ums≤u≤uk床上形成彈狀氣泡，床上表面升高且以一定頻率規(guī)律崩潰，床壓波動大而有規(guī)律。湍流床uk≤u≤utr氣泡細(xì)小狹窄，空隙率小；粒子束往復(fù)形成與破裂，上界面不很清楚，壓力振幅小?？焖倭鲬B(tài)化u≥utr無氣泡出現(xiàn)與存在，無上界面，粒子被輸送出床頂部，必須在床底部不斷加入顆粒補(bǔ)充替代才不致被吹成空床，顆粒在氣流中的滑移速度大于單個顆粒的自由落體速度，在一定的給料速度下，流速增加，床內(nèi)粒子濃度變稀。u─── 流化速度； umf─── 最小臨界流化速度；umb─── 出現(xiàn)氣泡表觀速度；ums─── 出現(xiàn)彈狀氣泡速度；uk───湍流床開始表觀速度；utr─── 出現(xiàn)氣力輸送表觀速度。流化床的特點(diǎn)當(dāng)流體的流速大于臨界流化速度，固體顆粒濃度可以區(qū)分為密相區(qū)和稀相區(qū)，此時稱為流化床。流化床有類似流體的性質(zhì)，主要表現(xiàn)為：(1)在任一高度的靜壓近似等于在此垂直高度上單位床截面內(nèi)固體顆粒的重量；(2)無論床層如何傾斜,床表面總是基本保持水平；(3)床內(nèi)固體顆?？梢韵罅黧w一樣從底部或側(cè)面的孔口中排出；(4)密度高于床層表觀密度的物體在床內(nèi)會下沉,密度小的物體會浮在床面上;(5)床內(nèi)顆?；旌狭己?當(dāng)加熱床層時,整個床層的溫度基本均勻。3、循環(huán)流化床的特點(diǎn)當(dāng)流化床中被流體帶走的固體顆粒經(jīng)過返料裝置再返回到流化床中時，便形成循環(huán)流化床，循環(huán)流化床具有以下特點(diǎn):(1)不再有鼓泡流化床時清晰的界面,固體顆粒充滿整個空間;(2)有強(qiáng)烈的物料返混、揚(yáng)析現(xiàn)象;(3)顆粒與流體之間的相對速度變大；(4)床層空隙率和顆粒循環(huán)流量與流體流速有關(guān);(5)床層壓降隨氣流速度和固體顆粒的質(zhì)量流量有關(guān);(6)高流速、強(qiáng)烈顆粒返混、良好橫向混合使得整個空間內(nèi)溫度分布趨于均勻;循環(huán)流化床鍋爐1、流化床鍋爐發(fā)展過程隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，現(xiàn)代化工業(yè)生產(chǎn)對能源的需求量大量增長，由此也導(dǎo)致了環(huán)境污染日益嚴(yán)重。如何解決能源、減少環(huán)境污染，是當(dāng)今世界各國人民面臨的難題。燃煤是當(dāng)今人類獲得能源的主要手段之一，如發(fā)電、供熱。而燃煤設(shè)備排出的煙氣、粉塵是大氣污染的主要來源之一，若能盡量減少煙氣中有害物質(zhì)的成分排放量，將有助于降低環(huán)境污染。同時隨著煤量的大量利用、煤質(zhì)越來越差，對高灰分煤、高硫煤、高氮煤、低熱值煤的綜合利用，是目前解決能源問題的主要方面之一。循環(huán)流化床鍋爐(CirculatingFluidizedBedBoiler,CFBB)采用低溫分段燃燒，可以有效降低NOX的生成量；同時，通過向CFBB床內(nèi)加入脫硫劑，CFBB煙氣中SO2的含量也大大降低；再有，CFBB的物料分離設(shè)備及返料設(shè)備使固體物料返回爐膛，從而加強(qiáng)了燃燒對燃料的適應(yīng)性等特點(diǎn)。因此，CFBB是解決能源、污染問題的主要手段之一。自問世以來世界國家對CFBB非常重視并大力推廣，在工業(yè)鍋爐（電站鍋爐、供熱鍋爐等）領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。循環(huán)流化床燃燒方式由流化床燃燒方式發(fā)展而來，流化床燃燒是介于層燃燃燒和煤粉燃燒之間的一種燃燒方式。層燃燃燒燃燒效率低，煤粉燃燒燃燒效率高，但排放物有害物質(zhì)含量高。流化床燃燒克服了二者的缺點(diǎn)，保留了它們的優(yōu)點(diǎn)，是一種潔凈高效的燃燒方式。流化床燃燒技術(shù)的研究最早可追溯到1921年，當(dāng)時FritzWinkler建立了一個小型流化床燃燒試驗(yàn)臺，用于流態(tài)化技術(shù)的試驗(yàn)研究；60年代第一臺常規(guī)流化床鍋爐投入運(yùn)行，由于常規(guī)流化床鍋爐飛灰大未完全燃燒損失較大，燃燒效率不高，于是能夠收集飛灰進(jìn)行再循環(huán)燃燒的循環(huán)流化床技術(shù)便應(yīng)運(yùn)而生；1979年芬蘭Ahlstrom公司開發(fā)的第一臺蒸發(fā)量為20t/h的循環(huán)流化床鍋爐投入運(yùn)行；1982年德國Lurgi公司的84MW循環(huán)流化床鍋爐投入運(yùn)行；1985年德國Babcock公司270t/h循環(huán)流化床鍋爐投入運(yùn)行。至今為止，單機(jī)發(fā)電能力為250MW的循環(huán)流化床鍋爐已在法國成功運(yùn)行，單機(jī)容量為300MW-600MW的大容量循環(huán)流化床鍋爐也在研制之中。另外，國際上還在發(fā)展增壓流化床燃燒技術(shù)。我國從八十年代開始進(jìn)行循環(huán)流化床燃燒技術(shù)的研究，現(xiàn)已有幾百臺容量從35t/h至410t/h的循環(huán)流化床鍋爐在現(xiàn)場成功投運(yùn)。流化床鍋爐特點(diǎn)（1）、循環(huán)流化床鍋爐的主要運(yùn)行工作條件：溫度（℃） 850~950流化速度（m/s）4~6床料粒度（μm） 100~700床料密度（kg/m3） 1800~2600燃料粒度（mm）<12脫硫劑粒度（mm）~1床層壓降（kPa）11~12爐內(nèi)顆粒濃度（kg/m3）150~600(爐膛底部) 10~40(爐膛上部)鈣/硫比 1.5~4壁面?zhèn)鳠嵯禂?shù)（W/m2.K）210~250（2）、循環(huán)流化床鍋爐結(jié)構(gòu)特點(diǎn)循環(huán)流化床鍋爐大體可分為兩個部分：第一部分由爐膛(快速流化床)、氣固分離設(shè)備、固體物料再循環(huán)設(shè)備和外置熱交換器(有些循環(huán)流化床鍋爐沒有該設(shè)備)等組成了固體物料循環(huán)利用回路。第二部分為對流煙道,布置有過熱器、再熱器、省煤器和空氣預(yù)熱器等部件組成了一個換熱區(qū)域，這部分與常規(guī)煤粉鍋爐燃燒鍋爐相近。圖1-2-1為一個典型循環(huán)流化床鍋爐系統(tǒng)的示意圖。燃燒所需的一次風(fēng)和二次風(fēng)分別由一次風(fēng)機(jī)和二次風(fēng)機(jī)經(jīng)空預(yù)器從爐膛的底部布風(fēng)室和側(cè)墻管道送入爐膛；物料（燃料、石灰石等）由給煤機(jī)（一般兩級給煤機(jī)）從爐膛側(cè)面加入爐膛；返料由高壓風(fēng)機(jī)的高壓風(fēng)從爐膛側(cè)面進(jìn)入爐膛。爐膛四周則布置有水冷管用于吸收燃燒所產(chǎn)生的部分熱量，由高溫氣流經(jīng)過尾部煙道的換熱器進(jìn)行熱交換，利用熱能。（3）、循環(huán)流化床鍋爐燃燒基本特點(diǎn)A、循環(huán)的低溫動力燃燒循環(huán)流化床燃燒是爐內(nèi)高速運(yùn)動的煙氣與其所攜帶的湍流擾動極強(qiáng)的密集粉體密切接觸，并具有大量粒子成團(tuán)返混回流的流態(tài)化燃燒反應(yīng)過程，是非常復(fù)雜的物理-化學(xué)過程;同時，在爐外將絕大部份高溫的固態(tài)顆粒捕集,并將它們送回爐內(nèi)再次參與燃燒過程。如此反復(fù)循環(huán)地燃燒，顯然燃料在爐膛內(nèi)燃燒的時間延長了。在這種方式下，考慮到脫硫、脫氮的因素，爐內(nèi)溫度一般約850℃左右。這樣的溫度水平與普通煤粉爐相比,屬低溫燃燒水平,在灰熔點(diǎn)溫度以下很多,這就免去了灰熔化帶來的煩惱。這種“低溫燃燒”方式，其好處甚多，諸如爐內(nèi)結(jié)渣及堿金屬物析出均比煤粉爐中要改善得多，對灰特性的敏感性減低，也毋須很大空間去使高溫灰冷卻下來，氮氧化物生成量低，可于爐內(nèi)組織廉價而高效的脫硫工藝等。從燃燒反應(yīng)動力學(xué)角度看，循環(huán)床鍋爐內(nèi)的燃燒反應(yīng)控制在動力燃燒區(qū)(或過渡區(qū))內(nèi)，循環(huán)床鍋爐內(nèi)相對來說溫度不高，并有大量固體顆粒的強(qiáng)烈混合，這種情況下的燃燒速率主要應(yīng)取決于化學(xué)反應(yīng)速度，也就是決定于溫度水平，而物理因素不再是控制燃燒速度的主導(dǎo)因素。循環(huán)流化床鍋爐內(nèi)燃料的燃燼度很高,通常性能良好的循環(huán)床鍋爐燃燒效率可達(dá)98~99％以上。B、高速度、高濃度、高通量的固體物料流態(tài)化過程循環(huán)流化床鍋爐內(nèi)的固體物料(包括燃料、殘?zhí)?、灰、脫硫劑和惰性床料?經(jīng)歷了由爐膛、分離器和返料裝置所組成的外循環(huán)。同時在前面介紹快速流態(tài)化的特點(diǎn)時我們也介紹了爐膛內(nèi)固體物料的內(nèi)循環(huán),因此循環(huán)流化床爐內(nèi)的物料參于了外循環(huán)和內(nèi)循環(huán)兩種循環(huán)運(yùn)動。為了使?fàn)t膛內(nèi)的物料流動起來，需要高速度的流體，而爐膛內(nèi)物料參于了外循環(huán)和內(nèi)循環(huán)兩種循環(huán)運(yùn)動使?fàn)t膛內(nèi)的物料顆粒濃度大，整個燃燒過程是在物料、流體高通量循環(huán)運(yùn)動的動態(tài)過程中逐步完成的。C、高強(qiáng)度的熱量、質(zhì)量和動量傳遞過程在循環(huán)流化床鍋爐中，大量的固體物料在強(qiáng)烈湍流下通過爐膛，通過人為操作可改變循環(huán)物料量的多少并且還可改變爐內(nèi)物料的分布規(guī)律，以適應(yīng)不同的燃燒工況。在這種方式下，爐內(nèi)的熱量、質(zhì)量和動量傳遞過程是十分強(qiáng)烈的，這就使整個爐膛高度的溫度分布均勻，運(yùn)行實(shí)踐也充分證實(shí)了這一點(diǎn)。3、循環(huán)流化床鍋爐的主要優(yōu)缺點(diǎn)循環(huán)流化床鍋爐與常規(guī)鍋爐相比具有如下優(yōu)點(diǎn)：對燃料的適應(yīng)性好只要所用燃料的熱值足以把燃料和空氣升溫到穩(wěn)定燃燒所需溫度，該燃料就能在CFBB中穩(wěn)定燃燒。當(dāng)燃料熱值大于CFBB所需最低熱值時，可以通過改變一、二次風(fēng)量分配和返料量來控制爐床的吸熱份額，從而達(dá)到穩(wěn)定運(yùn)行的要求。CFBB既能燒高揮發(fā)份及高熱值的優(yōu)質(zhì)煤，也能燒高灰份、低熱值的劣質(zhì)煤，甚至還可以燒煤矸石及垃圾。燃燒效率高常規(guī)工業(yè)鍋爐和普通流化床鍋爐燃燒效率不高，僅為85％－90％。循環(huán)流化床鍋爐由于采用飛灰再循環(huán)燃燒，其鍋爐燃燒效率可達(dá)95％－99％。燃燒劣質(zhì)煤時，燃燒效率比煤粉爐高5%。燃燒熱強(qiáng)度高采用飛灰再循環(huán)燃燒，提高了鍋爐的爐膛截面熱強(qiáng)度和容積熱負(fù)荷。常規(guī)流化床鍋爐的截面熱強(qiáng)度和爐膛容積熱強(qiáng)度分別為1－3MW/m2和0.1－0.2MW/m3，而CFBB的截面熱強(qiáng)度和爐膛容積熱強(qiáng)度分別為3－8MW/m2和0.16－0.32MW/m3，大約是煤粉爐的10倍。脫硫效果好由于石灰石脫硫的最佳反應(yīng)溫度在850℃左右，而CFBB爐床溫度一般控制在850℃－900℃之間，加上飛灰再循環(huán)可進(jìn)一步提高脫硫效率，故當(dāng)Ca/S為1.5－2.0時，CFBB脫硫率可達(dá)到85%－90%。NOX排放量低由于CFBB采取分段低溫燃燒方式，爐膛溫度一般控制在800℃－900℃之間，NOX的生成量明顯減少，其排放濃度一般為100－200ppm，遠(yuǎn)低于常規(guī)煤粉爐的排放量500－600ppm。負(fù)荷調(diào)節(jié)性能好鍋爐需要改變負(fù)荷時，可通過調(diào)節(jié)給煤量、一次風(fēng)量、二次風(fēng)量、流化風(fēng)速及返料量來實(shí)現(xiàn)。一般情況下，CFBB熱負(fù)荷變化范圍為25％－100％，其變化速率可達(dá)到5％－10％/min。同樣，CFBB也存在一些缺點(diǎn)，主要有：風(fēng)機(jī)電耗大返料所需高壓風(fēng)機(jī)的風(fēng)壓大，電耗高。（2）熱慣性大高溫旋風(fēng)分離器和返料裝置具有笨重的耐火材料內(nèi)砌體，冷熱慣性大，給機(jī)組快速啟停帶來困難。漏灰嚴(yán)重由于CFBB爐膛內(nèi)采用微正壓燃燒，高溫旋風(fēng)分離器也采用局部正壓，因此漏灰嚴(yán)重。

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循環(huán)流化床鍋爐系統(tǒng)組成盡管循環(huán)流化床鍋爐結(jié)構(gòu)形式多種多樣，但其原理相差不大，系統(tǒng)組成也基本相同，圖1為一種典型的循環(huán)流化床鍋爐系統(tǒng)圖。循環(huán)流化床鍋爐由布風(fēng)裝置、密相區(qū)、稀相區(qū)、爐內(nèi)受熱面、氣固物料分離裝置、固體物料再循環(huán)裝置(返料裝置)、尾部受熱面及床外熱交換器等部分組成。煤和石灰石通過給料裝置送入爐膛內(nèi)，與從布風(fēng)板下部送入的一次空氣和從爐膛中上部送入的二次空氣進(jìn)行燃燒反應(yīng)。燃燒產(chǎn)物及顆粒較小的未燃物質(zhì)隨氣流攜帶進(jìn)入氣固分離裝置，顆粒較大的未燃物質(zhì)則在床層上面上、下運(yùn)動，與床料一起成沸騰狀態(tài)，構(gòu)成循環(huán)流化床鍋爐的密相區(qū)。密相區(qū)上面的爐膛空間即為稀相區(qū)。爐膛排出的氣固混合物經(jīng)上部煙道進(jìn)入氣固分離裝置，經(jīng)分離裝置分離后的氣體進(jìn)入尾部煙道。分離器出來的固體物質(zhì)有的經(jīng)返料裝置直接進(jìn)入爐膛再次燃燒，有的還要經(jīng)過床外換熱器冷卻后再進(jìn)入爐膛進(jìn)行燃燒，以達(dá)到調(diào)節(jié)床溫的目的。循環(huán)流化床鍋爐爐堂內(nèi)一般都布置爐內(nèi)受熱面，以吸收燃料燃燒所釋放的熱量。為了進(jìn)一步吸收煙氣熱量及降低排煙溫度，與煤粉爐一樣，循環(huán)流化床鍋爐尾部布置有過熱器、省煤器及空氣預(yù)熱器等尾部受熱面。另外，有的循環(huán)流化床鍋爐還設(shè)置有床外熱交換器。布風(fēng)裝置布風(fēng)裝置由布風(fēng)板、一次風(fēng)室及風(fēng)帽組成。一次風(fēng)經(jīng)過空氣預(yù)熱器加熱后進(jìn)入一次風(fēng)室，然后通過布風(fēng)板上的小孔和風(fēng)帽進(jìn)入爐床上面，與給煤及返料混合、燃燒。床料以布風(fēng)板為支撐，一次風(fēng)通過布風(fēng)板對床料、燃料及石灰石產(chǎn)生向上的推動力，建立流化狀態(tài)，使床料、燃料、石灰石在床層上強(qiáng)烈摻混，進(jìn)行劇烈的燃燒及傳熱過程。另外，一次風(fēng)還提供燃料初期燃燒所需的空氣。布風(fēng)裝置是循環(huán)流化床鍋爐的重要組成部分。流化狀態(tài)的建立、流化質(zhì)量的好壞及燃燒工況穩(wěn)定與否都與布風(fēng)裝置的結(jié)構(gòu)有很大關(guān)系。密相區(qū)布風(fēng)板上部床層下部的爐膛空間稱為密相區(qū)。密相區(qū)中煤及石灰石的濃度很大，燃料與空氣的反應(yīng)主要發(fā)生在密相區(qū)。為了達(dá)到脫硫效果，密相區(qū)的溫度一般控制在850℃－900℃。由于密相區(qū)中只送入部分助燃空氣，故該區(qū)燃燒反應(yīng)處于還原性氣氛中。燃料中的大顆粒物質(zhì)在重力的作用下在密相區(qū)進(jìn)行上、下往返運(yùn)動，不斷地與空氣發(fā)生反應(yīng)。當(dāng)顆粒尺寸減小到一定程度時，氣流對顆粒的氣動力大于顆粒的重力及運(yùn)行阻力，顆粒進(jìn)入稀相區(qū)繼續(xù)燃燒。稀相區(qū)床層上部的爐膛空間稱為稀相區(qū)。爐膛中的細(xì)顆粒在床層表面被氣流夾帶進(jìn)入稀相區(qū)。二次風(fēng)在稀相區(qū)送入爐膛，使燃料在爐膛內(nèi)形成強(qiáng)烈的氣旋運(yùn)動，氣固兩相流混合充分，燃料和空氣發(fā)生強(qiáng)烈的燃燒反應(yīng)。在稀相區(qū)送入二次風(fēng)，可以保證循環(huán)流化床鍋爐內(nèi)燃料后期燃燒完全。燃燒放出的熱量與爐膛中的換熱面進(jìn)行熱量交換，使換熱面中的工質(zhì)逐步升溫以滿足要求。爐膛中除布置有水冷壁外，有的循環(huán)流化床鍋爐在稀相區(qū)還布置有各種對流及輻射受熱面。爐內(nèi)受熱面爐內(nèi)受熱面包括膜式水冷壁和過熱器，是CFBB吸收燃燒放熱并把水變成蒸汽的主要環(huán)節(jié)。不同形式的CFBB其爐內(nèi)受熱面的數(shù)量及布置方式不完全相同。氣固分離裝置從CFBB爐膛出來的煙氣中含有大量未燃煤顆粒，若不把這些未燃燃料從煙氣中分離出來，不僅影響燃燒效率，而且會對尾部煙道及尾部受熱面造成十分嚴(yán)重的磨損。因此，CFBB在常規(guī)流化床鍋爐的基礎(chǔ)上增加了氣固分離裝置及返料裝置，以把未燃顆粒從煙氣中分離出來并送入爐膛繼續(xù)燃燒。氣固分離裝置是CFBB的關(guān)鍵部件之一，它的形式及數(shù)量決定了鍋爐整體布置的形式和緊湊性。它的性能對燃燒室的氣動特性、傳熱特性、循環(huán)倍率、燃燒效率及鍋爐出力等參數(shù)都有重要影響。同時，氣固分離裝置的分離效果也直接影響CFBB負(fù)荷的調(diào)節(jié)范圍。如果分離裝置達(dá)不到預(yù)定的分離效果，系統(tǒng)的負(fù)荷調(diào)節(jié)性能將很難滿足預(yù)定要求。氣固分離裝置有中溫旋風(fēng)分離器、高溫旋風(fēng)分離器、慣性分離器和百葉窗分離器等多種形式。為了達(dá)到較高的分離效果，有些CFBB還采用多級分離裝置。高溫旋風(fēng)分離器收集效率高，阻力較大，燃燒系統(tǒng)布置欠緊湊。各種慣性分離器收集效率低，阻力小，但燃燒系統(tǒng)布置緊湊。選擇何種分離裝置，需綜合考慮CFBB的結(jié)構(gòu)及運(yùn)行要求。返料裝置從氣固分離裝置分離下來的顆粒通過返料裝置送入爐膛繼續(xù)燃燒。有的循環(huán)流化床鍋爐還通過返料來調(diào)節(jié)床溫。通過返料裝置控制床溫，可以有效降低NOX的生成量。返料裝置的正常運(yùn)行對燃燒過程的可控性及鍋爐負(fù)荷的調(diào)節(jié)性能都起到?jīng)Q定性作用。返料裝置不僅用來回送返料，還能避免流化床內(nèi)高溫?zé)煔獠唤?jīng)過送灰器而直接進(jìn)入分離器。因此，返料裝置既是一個飛灰回送器，又是一個鎖氣器。CFBB中采用的返料裝置一般都是非機(jī)械式的，有兩種類型。一種是自動調(diào)整返料器，返料量隨鍋爐負(fù)荷變化自動發(fā)生變化，不需調(diào)整返料風(fēng)量。另一種是閥型返料器，必須通過調(diào)整返料風(fēng)量來達(dá)到改變返料量的目的，即鍋爐負(fù)荷變化時必須改變返料送風(fēng)量。排渣裝置CFBB正常運(yùn)行時要求維持一定的床層厚度。床層太厚不利于燃料進(jìn)入流化狀態(tài)，同時也加大了送風(fēng)電耗。相反，床層太薄又容易把床料及燃料吹跑，無法形成床層。CFBB是通過排渣裝置來控制床層厚度的，床層增厚加大排渣，床層減薄則減少排渣量。尾部受熱面從旋風(fēng)分離器出來的煙氣溫度很高，若不采取措施加以利用則嚴(yán)重影響鍋爐效率。因此，鍋爐尾部煙道中裝有省煤器、空氣預(yù)熱器、低溫過熱器等尾部受熱面，用于吸收煙氣中的熱量，以提高能源利用效率，并降低排煙溫度。床外換熱器有些類型的CFBB帶有外部流化床熱交換器，如德國Lurgi型。相反，有的CFBB如Ahlstrom型和中國生產(chǎn)的CFBB均沒有采用外部流化床熱交換器。外部熱交換器的作用是使分離器分離出來的飛灰部分或全部冷卻至某一溫度（如500℃），然后通過返料器送回床內(nèi)繼續(xù)燃燒。外部流化床熱交換器實(shí)質(zhì)上是一個細(xì)粒子鼓泡床熱交換器，可布置省煤器、蒸發(fā)器及過熱器等受熱面。它具有傳熱系數(shù)高和磨損小等優(yōu)點(diǎn)。循環(huán)流化床鍋爐的種類及特點(diǎn)循環(huán)流化床鍋爐燃燒技術(shù)經(jīng)過幾十年的發(fā)展，已形成了不同結(jié)構(gòu)形式的CFBB，其中具有代表性的爐型有：帶整體式再循環(huán)換熱器(IntrexTM)的CFBB該爐型由美國FosterWheeler能源公司開發(fā)研制，其特點(diǎn)為：不設(shè)置外部冷灰床，采用汽冷旋風(fēng)分離器，循環(huán)灰從分離器下來進(jìn)入與鍋爐燃燒室后墻裝成一體的整體式再循環(huán)換熱器。Lurgi型CFBB該爐型由前聯(lián)邦德國Lurgi公司研制開發(fā)。Lurgi型CFBB的特點(diǎn)為：爐膛燃燒室內(nèi)為細(xì)粒子床，爐膛里面布置有膜式水冷壁，爐膛外部設(shè)置冷灰床，其換熱量的調(diào)節(jié)通過機(jī)械式錐形閥實(shí)現(xiàn)。由于燃燒室中布置了受熱面，所以鍋爐結(jié)構(gòu)得以簡化。Pyroflow型CFBB該爐型由芬蘭Ahlstrom公司研制開發(fā)，其特點(diǎn)為：該爐型沒有外部低速流化床換熱器，燃燒室內(nèi)布置有膜式水冷壁和部分過熱器，水冷壁下部敷設(shè)耐火材料保護(hù)層，其結(jié)構(gòu)較簡單。由于美國FostorWheeler鍋爐公司于1995年全部買下了Ahlstrom公司的鍋爐股份，故這種型式CFBB的生產(chǎn)和研制現(xiàn)在由美國FosterWheeler公司接管。Circofluid型CFBB該爐型由德國Babcock和VKM鍋爐公司研制開發(fā)，其特點(diǎn)為：鍋爐燃燒室內(nèi)布置了更多的受熱面，不僅有膜式水冷壁，而且在燃燒室頂部布置了對流受熱面，燃燒室出口煙溫僅300－500℃，故可采用分離效率高、體積小的中溫分離器。另外，該爐型采用煙氣再循環(huán)，以保證低負(fù)荷時的流化質(zhì)量和分離效率。MSFB型CFBB多粒子流化床（MultisolidFluidizedBed,MSFB）由美國Battelle研究中心研制，其特點(diǎn)為：采用很重的固體顆粒作床料，流化速度較高（6－9m/s），可燃用粒經(jīng)30mm以下的各種固體燃料，最大顆?？蛇_(dá)50mm。密相區(qū)中的重顆?？蓪Υ箢w粒煤起研磨作用，使燃料、灰粒和石灰石的停留時間延長，從而提高燃燒效率。第二章循環(huán)硫化床鍋爐機(jī)組自動控制隨著機(jī)組容量越來越大，對熱工自動化水平要求越來越高。工業(yè)過程自動化控制的要求主要有：安全性、經(jīng)濟(jì)性、穩(wěn)定性。為了滿足工業(yè)過程控制的要求循環(huán)流化床鍋爐機(jī)組與普通煤粉爐機(jī)組一樣都要包括熱工自動控制的五部分：數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)(DataAcquisitionSystem,DAS)、模擬量調(diào)節(jié)系統(tǒng)(ModulationControlSystem,MCS)、開關(guān)量順序控制系統(tǒng)(SequenceControlSystem,SCS)、爐膛監(jiān)測保護(hù)系統(tǒng)(FurnaceSafeguardSupervisorySystem,FSSS)及汽輪機(jī)數(shù)字電液調(diào)節(jié)系統(tǒng)(DigitalElectro-HydraulicControlSystem,DEH)。由于循環(huán)流化床機(jī)組與普通煤粉爐機(jī)組的不同之處都集中在鍋爐側(cè)，汽機(jī)側(cè)的功能及實(shí)現(xiàn)方法基本相同，故本文把重點(diǎn)放在循環(huán)流化床鍋爐的熱工控制上。下面分別介紹上述五部分的功能。數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)(DAS)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)按掃描周期連續(xù)采集循環(huán)流化床機(jī)組的模擬量、開關(guān)量、脈沖量等信息，將機(jī)組所有運(yùn)行參數(shù)、輸入輸出狀態(tài)、操作信息、異常情況等信息，以實(shí)時的方式提供給操作員，同時以各種方式進(jìn)行記錄和存儲，指導(dǎo)運(yùn)行人員進(jìn)行安全可靠的操作，及事故處理、分析。整個數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)包括信號處理、CRT顯示、記錄和打印、歷史數(shù)據(jù)存儲和再現(xiàn)、事故追憶SOE以及性能計(jì)算。1．信號處理DAS對輸入信號進(jìn)行正確性判斷、數(shù)字濾波、非線性修正、參數(shù)補(bǔ)償、工程單位變換、開關(guān)量接點(diǎn)有效檢查及脈沖量累計(jì)。2．顯示功能顯示功能是HS2000系統(tǒng)上人機(jī)接口軟件所提供功能的一個部分。循環(huán)流化床機(jī)組的顯示功能完全可由HS2000系統(tǒng)的顯示功能來實(shí)現(xiàn)，使各操作員站對系統(tǒng)所采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，讓操作員通過CRT、鍵盤、跟蹤球等人機(jī)交互設(shè)備對整個機(jī)組實(shí)現(xiàn)監(jiān)控。各操作員站所帶外設(shè)和可實(shí)現(xiàn)的功能可以各不相同，每個操作員站根據(jù)實(shí)際情況可自行設(shè)定和修改所需的功能配置。HS2000的人機(jī)接口軟件可在一個CRT上開多個顯示窗口，各窗口中同時顯示不同的實(shí)時更新的內(nèi)容。所有的顯示和人機(jī)對話都是漢化的。運(yùn)行人員通過CRT、跟蹤球和操作鍵盤調(diào)出這些窗口來監(jiān)視機(jī)組的運(yùn)行狀況。HS2000能顯示全局?jǐn)?shù)據(jù)庫中任一測點(diǎn)，包括模擬量輸入、模擬量輸出、開關(guān)量輸入、開關(guān)量輸出、計(jì)算量等，還可顯示每個點(diǎn)的編號、中文描述、量值、性質(zhì)、工程單位、上下限等信息，并可以對點(diǎn)進(jìn)行在線整定。HS2000采用目標(biāo)圖形方式，用底圖文件（*.GRP）、窗口圖形（*.WND）、圖片（*.IMG），并結(jié)合動態(tài)點(diǎn)來構(gòu)造廠區(qū)級模擬圖、細(xì)節(jié)顯示、成組顯示畫面、功能組畫面、趨勢顯示等人機(jī)界面，手段非常靈活。HS2000提供標(biāo)準(zhǔn)的圖形符號、操作面板。用戶還能自定義圖形符號以備特殊用途。做圖風(fēng)格與WINDOWS的畫筆（paintbrush）相似。(1)模擬圖HS2000的模擬圖具有很強(qiáng)的功能，在一般模擬圖基礎(chǔ)上，同一幅圖中還可定義實(shí)時趨勢、棒圖等。因此，顯示更為直觀明了，操作更為方便且功能更強(qiáng)。用戶可以隨心所欲地生成想要的圖形。同時，HS2000也提供了一些標(biāo)準(zhǔn)格式的顯示，以方便操作人員隨時修改諸如趨勢定義、成組顯示、棒圖組、控制回路面板等一些常用標(biāo)準(zhǔn)顯示。這些標(biāo)準(zhǔn)格式實(shí)質(zhì)也來源于模擬圖。工藝流程模擬圖是對工程工藝系統(tǒng)的模擬，一般分為概貌圖、區(qū)域圖、細(xì)節(jié)圖。在生成模擬圖時，可以定義一些菜單，通過菜單選項(xiàng)即可方便地切換到不同畫面，也可以通過專用鍵盤直接進(jìn)行畫面的切換。模擬圖顯示機(jī)組運(yùn)行狀態(tài)，包括過程變量、設(shè)備狀態(tài)。處于報(bào)警的變量以變色、閃爍等方式顯示。通過鍵盤或跟蹤球可方便地調(diào)出模擬圖，調(diào)出時間1S。(2)成組顯示成組顯示畫面中，單個變量、閉環(huán)回路、軟手操、手動/自動控制等，以組的形式同時在屏幕上顯示出來。從而為操作員提供相關(guān)部分的詳細(xì)信息，以便監(jiān)視和操作。(3)棒圖顯示棒狀圖用來顯示參數(shù)變化的百分比。所有模擬量都可用棒圖顯示。報(bào)警的測點(diǎn)可以使棒圖超過部分改變顏色。HS2000的棒狀圖可以在水平或垂直方向顯示變化。(4)趨勢圖HS2000支持實(shí)時趨勢曲線趨勢圖和歷史趨勢曲線趨勢圖。實(shí)時趨勢能把任一個模擬量或開關(guān)量做成趨勢圖。一幅圖上可定義多幅趨勢圖。(5)報(bào)警事件顯示和響應(yīng)HS2000所能支持的報(bào)警顯示和響應(yīng)具有很強(qiáng)的靈活性和功能。對整個系統(tǒng)中隨機(jī)發(fā)生的事件處理都?xì)w在報(bào)警處理之中，這些事件包括模擬量越限、開關(guān)量變態(tài)數(shù)值報(bào)警以及系統(tǒng)本身的故障報(bào)警、操作員的重要操作等系統(tǒng)改變報(bào)警。普通報(bào)警的顯示和響應(yīng)在操作員站的一個獨(dú)立窗口中完成。重要報(bào)警在任意畫面的頂部顯示。報(bào)警信息以先后或優(yōu)先級的方式排序，可以有6個不同的優(yōu)先級，以6種不同的顏色標(biāo)志?？梢圆捎寐曇簟㈤W光、顏色變化來區(qū)分未經(jīng)確認(rèn)的報(bào)警和已經(jīng)確認(rèn)的報(bào)警，并可按需要打印，也可按需求確定不同的報(bào)警閉鎖等功能。(6)Help顯示HS2000可根據(jù)用戶需要，按照工況需求提供操作指導(dǎo)顯示?？梢詭椭\(yùn)行人員在機(jī)組起、?；蚓o急工況時成功地操作。3．記錄和打印打印可分為隨機(jī)性打印，周期性打印和人工召喚打印。隨機(jī)打印包括報(bào)警打印、操作記錄打印等。周期性打印包括交接班記錄、日報(bào)、月報(bào)。召喚打印可將報(bào)警歷史、制表、SOE、追憶數(shù)據(jù)由操作員召喚打印出來。每個報(bào)表中的點(diǎn)由操作員任意設(shè)定。可制表的點(diǎn)沒有上限，視實(shí)現(xiàn)記錄功能的站上所配硬盤容量而定。提供SOE和事故追憶的記錄和打印，分辨率為1ms。追憶點(diǎn)和事故點(diǎn)由用戶組態(tài)定義。4．歷史數(shù)據(jù)記錄和再現(xiàn)歷史數(shù)據(jù)可被存儲在硬盤。存儲周期可任意設(shè)置，最小為1秒。存儲點(diǎn)數(shù)可選部分或全部測點(diǎn)。歷史數(shù)據(jù)的再現(xiàn)有顯示和打印二種方法。5．性能計(jì)算HS2000系統(tǒng)可以提供方便靈活的性能計(jì)算軟件，也可為用戶提供擴(kuò)展功能，例如汽輪發(fā)電機(jī)組的循環(huán)性能、汽輪機(jī)效率、鍋爐效率、加熱器效率、凝汽器效率等。計(jì)算結(jié)果根據(jù)需要參與機(jī)組運(yùn)行指導(dǎo)。6．報(bào)警及操作檢查7．在DAS中數(shù)據(jù)命名規(guī)則（見附葉）模擬量調(diào)節(jié)系統(tǒng)(MCS)循環(huán)流化床燃燒技術(shù)是最近幾十年發(fā)展起來的一種新型燃燒技術(shù)，我國在該領(lǐng)域的研究和生產(chǎn)始于八十年代，鍋爐本體的制造技術(shù)和熱工控制策略的制定尚在不斷摸索過程中。相反，煤粉燃燒技術(shù)經(jīng)過長期的發(fā)展，煤粉爐在鍋爐本體制造和熱工控制策略等方面均已形成成熟的技術(shù)。因此，在對CFB機(jī)組熱工控制系統(tǒng)進(jìn)行方案設(shè)計(jì)和項(xiàng)目實(shí)施過程不能照搬煤粉爐機(jī)組的工作模式，而應(yīng)采用DCS廠商與鍋爐制造廠商及設(shè)計(jì)院充分協(xié)商和合作的工作模式。不同鍋爐廠家生產(chǎn)的CFB鍋爐在結(jié)構(gòu)、性能特點(diǎn)及調(diào)節(jié)手段等方面均存在一定差異，且其控制方案尚在進(jìn)一步完善之中。因此，在制定CFB機(jī)組熱工調(diào)節(jié)控制方案時DCS廠商應(yīng)與鍋爐制造廠商、設(shè)計(jì)院及業(yè)主進(jìn)行充分的交流和協(xié)商。只有這樣，大家才能對機(jī)組的調(diào)節(jié)性能和控制方案達(dá)成共識，從而把鍋爐的設(shè)計(jì)參數(shù)融入到控制方案中去，使控制方案更具有針對性。CFB鍋爐在燃用不同煤種、不同負(fù)荷下其爐內(nèi)燃燒及換熱過程的組織會有所區(qū)別，相應(yīng)的一、二次風(fēng)量分配也會不同。在燃用低揮發(fā)份的無煙煤時一次風(fēng)率較低，而在燃用高揮發(fā)份的煙煤時一次風(fēng)率較高。同樣，同一煤種在不同負(fù)荷下其一、二次風(fēng)的比例也會不同。DCS廠商只有從鍋爐制造廠商處得到上述設(shè)計(jì)參數(shù)后，才能在構(gòu)造控制方案時從大局上把握方向。然后在項(xiàng)目實(shí)施過程中對上述控制方案作進(jìn)一步調(diào)整，最終得到與現(xiàn)場運(yùn)行情況相符的控制策略和控制參數(shù)。在以往CFB機(jī)組熱工控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)及項(xiàng)目實(shí)施過程中，很多DCS廠商沒有和鍋爐制造廠商進(jìn)行充分的溝通與交流，沒有考慮鍋爐本身的性能特點(diǎn)，只是照搬通用的控制方案，使得控制方案脫離實(shí)際情況，控制系統(tǒng)不能很好投運(yùn)。造成上述現(xiàn)象的原因是，鍋爐制造廠商不知道DCS廠商在制定調(diào)節(jié)控制方案時需要哪些設(shè)計(jì)參數(shù)，而DCS廠商也不知道鍋爐制造廠商能提供哪些數(shù)據(jù)，從而在兩者之間形成一道鴻溝。所以我們認(rèn)為，在制定CFB機(jī)組熱工控制系統(tǒng)的控制方案時DCS廠商和鍋爐制造廠商必須進(jìn)行密切配合。循環(huán)流化床鍋爐在結(jié)構(gòu)及燃燒方式上均與普通煤粉爐不同，因此其控制要求及控制方案與普通煤粉爐也有一定差異。循環(huán)流化床鍋爐采用布風(fēng)板上床層流化燃燒方式，其燃燒控制方案與煤粉爐完全不一樣。流化床鍋爐要在爐內(nèi)進(jìn)行石灰石脫硫，故循環(huán)流化床鍋爐必須增加石灰石給料調(diào)節(jié)控制系統(tǒng)。另外，循環(huán)流化床鍋爐煙氣中的未燃粒子經(jīng)過旋風(fēng)分離器后要由返料裝置送回爐床繼續(xù)燃燒，所以循環(huán)流化床鍋爐必須具有返料調(diào)節(jié)控制系統(tǒng)。循環(huán)流化床鍋爐正常燃燒時需要控制一定的床層厚度，床層厚度由排渣系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)節(jié)控制，因此循環(huán)流化床鍋爐必須具有排渣調(diào)節(jié)控制(床層厚度調(diào)節(jié)控制)系統(tǒng)。除此之外，循環(huán)流化床鍋爐的其它控制系統(tǒng)與常規(guī)煤粉爐的控制要求及控制方案基本相同，包括給水調(diào)節(jié)系統(tǒng)、一次風(fēng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)、二次風(fēng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)、主汽溫調(diào)節(jié)系統(tǒng)及引風(fēng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)等。循環(huán)流化床鍋爐燃燒系統(tǒng)是一個大滯后、強(qiáng)耦合的非線性系統(tǒng)，各個變量之間相互影響。有的被調(diào)參數(shù)同時受到幾個調(diào)節(jié)參數(shù)的共同影響，如床層溫度要受到給煤量、石灰石供給量、一次風(fēng)量、返料量及排渣量等多個參數(shù)控制。同時，有的調(diào)節(jié)參數(shù)又影響多個被調(diào)參數(shù)，如給煤量不僅影響主汽壓力，還影響床溫、爐膛溫度、過量空氣系統(tǒng)及SO2含量等參數(shù)。因此，在構(gòu)造循環(huán)流化床鍋爐控制方案時只有抓住主要因素，同時兼顧各個因素，才能構(gòu)造出滿足系統(tǒng)要求的控制策略。母管壓力調(diào)節(jié)系統(tǒng)當(dāng)機(jī)組按母管制運(yùn)行時，采用如圖2-1所示的母管壓力調(diào)節(jié)方案。圖2-1中主蒸汽母管壓力作為負(fù)荷調(diào)節(jié)的反饋信號，與母管壓力給定值進(jìn)行PID運(yùn)算，其結(jié)果乘以相應(yīng)的系數(shù)作為各臺鍋爐的負(fù)荷指令。各臺鍋爐的負(fù)荷指令再形成相應(yīng)的給煤指令和風(fēng)量指令分別送往給煤調(diào)節(jié)系統(tǒng)和風(fēng)量調(diào)節(jié)系統(tǒng)。在圖2-1所示的調(diào)節(jié)方案中，主汽流量作為前饋信號疊加到控制輸出端，以提高系統(tǒng)的快速響應(yīng)性。圖2-1母管壓力調(diào)節(jié)系統(tǒng)主汽壓力調(diào)節(jié)系統(tǒng)無論是循環(huán)流化床鍋爐還是煤粉鍋爐，維持主汽壓力恒定都是最基本的控制要求。循環(huán)流化床鍋爐因爐型及結(jié)構(gòu)不同，控制系統(tǒng)的具體要求及實(shí)現(xiàn)方法會有所不同，但主汽壓力的控制方案基本相同，即由燃料加入量調(diào)節(jié)主汽壓力恒定。當(dāng)機(jī)組按單元制運(yùn)行時，采用如圖2-2所示的主汽壓力調(diào)節(jié)系統(tǒng)控制方案。圖2-2主汽壓力調(diào)節(jié)系統(tǒng)圖2-2是主汽壓力調(diào)節(jié)系統(tǒng)框圖。由圖可知，通過調(diào)節(jié)給煤量來調(diào)節(jié)主蒸汽壓力，以滿足機(jī)組的運(yùn)行要求。由于給煤量是影響床溫的重要因素之一，故在構(gòu)造主汽壓力控制方案時把床溫的影響也納入控制方案中。床溫增加減小給煤量，床溫降低則增大給煤量。由于循環(huán)流化床鍋爐運(yùn)行時床溫可以在一定范圍內(nèi)波動，故在上述控制方案中設(shè)置了不調(diào)溫死區(qū)，即床溫在該死區(qū)內(nèi)時不改變給煤供給量。由于主蒸汽流量變化直接反映了機(jī)組的負(fù)荷變化，故在上述控制方案中把主蒸汽流量信號經(jīng)過函數(shù)運(yùn)算后直接加到控制輸出上，通過前饋形式提高系統(tǒng)的響應(yīng)速度。給煤調(diào)節(jié)系統(tǒng)給煤調(diào)節(jié)系統(tǒng)如圖2-3所示。主汽壓力調(diào)節(jié)系統(tǒng)給出的給煤量指令與總的送風(fēng)量進(jìn)行交叉限制后作為調(diào)節(jié)系統(tǒng)的給定值，在PID中與給煤量測量值進(jìn)行運(yùn)算，運(yùn)算結(jié)果調(diào)節(jié)給煤裝置的執(zhí)行機(jī)構(gòu)。圖2-3給煤調(diào)節(jié)系統(tǒng)總風(fēng)量調(diào)節(jié)系統(tǒng)總風(fēng)量調(diào)節(jié)系統(tǒng)如圖2-4所示。主汽壓力調(diào)節(jié)系統(tǒng)給出的風(fēng)量指令與給煤量測量值進(jìn)行交叉限制后作為調(diào)節(jié)系統(tǒng)的給定值，在PID中與總風(fēng)量測量值進(jìn)行運(yùn)算，運(yùn)算結(jié)果經(jīng)過函數(shù)處理后送往點(diǎn)火風(fēng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)、一次風(fēng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)及二次風(fēng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)。圖2-4總風(fēng)量調(diào)節(jié)系統(tǒng)播煤風(fēng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)播煤風(fēng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)如圖2-5所示。給煤指令經(jīng)過函數(shù)處理后作為調(diào)節(jié)系統(tǒng)的給定值，在PID中與播煤風(fēng)測量值進(jìn)行運(yùn)算，運(yùn)算結(jié)果調(diào)節(jié)播煤風(fēng)的進(jìn)口擋板。圖2-5播煤風(fēng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)點(diǎn)火風(fēng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)點(diǎn)火風(fēng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)如圖2-6所示。總風(fēng)量調(diào)節(jié)系統(tǒng)得到的點(diǎn)火風(fēng)指令作為調(diào)節(jié)系統(tǒng)的給定值，在PID中與點(diǎn)火風(fēng)測量值進(jìn)行運(yùn)算，運(yùn)算結(jié)果調(diào)節(jié)點(diǎn)火風(fēng)機(jī)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)。圖2-6點(diǎn)火風(fēng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)一次風(fēng)量調(diào)節(jié)系統(tǒng)燃料要在鍋爐內(nèi)安全、經(jīng)濟(jì)地進(jìn)行燃燒，必須及時地送入適量的助燃空氣。循環(huán)流化床中助燃空氣分為一次風(fēng)和二次風(fēng)，其中一次風(fēng)除滿足燃料燃燒初期的空氣量供給外，還起到流化床料及燃料的作用。為保證床料流化狀態(tài)良好，一次風(fēng)量既不能太小，也不能太大。如果一次風(fēng)量太大，床料及燃料將處于氣相輸送狀態(tài)。相反，如果一次風(fēng)量太小，床料流化不起來，只能處于固定床狀態(tài)。上述兩種情況均不利于循環(huán)流化床爐內(nèi)燃燒及換熱過程的組織，應(yīng)當(dāng)加以避免。一次風(fēng)量占總風(fēng)量的比例隨煤種、負(fù)荷等條件變化而變化，一般為60％左右。一次風(fēng)量調(diào)節(jié)系統(tǒng)如圖2-8所示。鍋爐負(fù)荷指令經(jīng)過函數(shù)處理后作為一次風(fēng)量調(diào)節(jié)系統(tǒng)的給定值，與一次風(fēng)量的測量值一起送入PID中進(jìn)行運(yùn)算，其運(yùn)算結(jié)果去調(diào)節(jié)一次風(fēng)門擋板開度，以調(diào)節(jié)送入爐膛的一次風(fēng)量。一次風(fēng)量測量值是在考慮了溫度修正和壓力修正后才送入PID中進(jìn)行運(yùn)算的。鍋爐負(fù)荷指令在進(jìn)行處理時，需要考慮煤質(zhì)的特性及負(fù)荷變化情況。煤種不同時，助燃空氣量會有所不同。同時，負(fù)荷變化時一次風(fēng)量占總風(fēng)量的比例也會發(fā)生變化。由于一次風(fēng)對鍋爐床溫具有調(diào)節(jié)作用，故在構(gòu)造一次風(fēng)量調(diào)節(jié)系統(tǒng)時也考慮了床溫修正。如果床溫偏高，在一定范圍內(nèi)可增大一次風(fēng)量。如果床溫偏低，在一定范圍內(nèi)可減少一次風(fēng)量。由于床溫主要靠給煤及返料來調(diào)節(jié)，一次風(fēng)量不作為調(diào)節(jié)床溫的主要手段，故在一次風(fēng)量調(diào)節(jié)系統(tǒng)中床溫信號僅作為修正信號。圖2-7一次風(fēng)量調(diào)節(jié)系統(tǒng)二次風(fēng)量調(diào)節(jié)系統(tǒng)循環(huán)流化床鍋爐中二次風(fēng)的作用有兩點(diǎn)：一是送入燃料燃燼所需的空氣量，二是采用分段燃燒降低NOX生成量。循環(huán)流化床鍋爐不僅能有效地降低SO2的生成量，而且可以通過低溫分段燃燒有效地降低NOX生成量。二次風(fēng)量的大小也受煤種和負(fù)荷的影響，通過測量煙氣含氧量來構(gòu)造控制策略。二次風(fēng)量調(diào)節(jié)系統(tǒng)如圖2-8所示。圖2-8二次風(fēng)量調(diào)節(jié)系統(tǒng)二次風(fēng)量調(diào)節(jié)采用串級調(diào)節(jié)系統(tǒng)。煙氣含氧量測量值與給定值一起送入主調(diào)中進(jìn)行PID運(yùn)算，其結(jié)果作為副調(diào)的給定值與二次風(fēng)量測量值進(jìn)行PID運(yùn)算，運(yùn)算結(jié)果經(jīng)限幅及手操調(diào)節(jié)后調(diào)節(jié)二次風(fēng)量調(diào)節(jié)系統(tǒng)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)，以使二次風(fēng)量滿足機(jī)組運(yùn)行要求。由于給煤量變化到煙氣含氧量變化需要一段時間，故在圖2-8的控制方案中直接對給煤量進(jìn)行處理，把其結(jié)果作為前饋信號加到調(diào)節(jié)輸出中，以提高調(diào)節(jié)系統(tǒng)的快速響應(yīng)性。在對給煤量進(jìn)行處理的g(x)函數(shù)中，考慮了燃料/空氣比例、負(fù)荷影響及一次風(fēng)量等因素，其運(yùn)算結(jié)果直接疊加到PID運(yùn)算的輸出上。引風(fēng)量調(diào)節(jié)系統(tǒng)循環(huán)流化床鍋爐引風(fēng)量調(diào)節(jié)系統(tǒng)與常規(guī)煤粉爐調(diào)節(jié)回路基本相同，由爐膛負(fù)壓測量值來構(gòu)造引風(fēng)量調(diào)節(jié)系統(tǒng)控制方案。引風(fēng)量調(diào)節(jié)系統(tǒng)框圖如圖10所示。圖2-9引風(fēng)量調(diào)節(jié)系統(tǒng)在圖2-9所示的引風(fēng)量調(diào)節(jié)系統(tǒng)中，爐膛負(fù)壓測量值經(jīng)過慣性延滯處理后與給定值一起送入PID中進(jìn)行運(yùn)算，運(yùn)算結(jié)果動作引風(fēng)機(jī)執(zhí)行機(jī)構(gòu)，從而調(diào)節(jié)爐膛負(fù)壓滿足機(jī)組運(yùn)行要求。在爐膛負(fù)壓測量點(diǎn)有多點(diǎn)的情況下，可以采取多點(diǎn)取中值的辦法進(jìn)行處理。由于一次風(fēng)量和二次風(fēng)量發(fā)生變化時，需經(jīng)過一段時間爐膛負(fù)壓才發(fā)生變化，故在上述控制方案中直接把一次風(fēng)量與二次風(fēng)量之和作為前饋信號送入PID調(diào)節(jié)輸出中，以提高一、二次風(fēng)量變化時調(diào)節(jié)系統(tǒng)響應(yīng)的快速性。10．給水調(diào)節(jié)系統(tǒng)圖2-10汽包水位調(diào)節(jié)系統(tǒng)循環(huán)流化床鍋爐汽包水位是機(jī)組運(yùn)行的一個重要參數(shù)，它反映了給水量與供汽量的動態(tài)平衡關(guān)系。如果水位過高，會破壞汽水分離裝置的正常工作，嚴(yán)重時會導(dǎo)致蒸汽帶水增多，從而增加在過熱器管壁上和汽輪機(jī)葉片上的結(jié)垢，甚至?xí)蛊啓C(jī)發(fā)生水沖擊而損壞葉片。相反，如果水位過低則會破壞水循環(huán)，導(dǎo)致水冷壁管道破裂。因此，機(jī)組啟停和正常運(yùn)行時要求保持汽包水位相對恒定。如果水位超出正常范圍，輕則發(fā)出報(bào)警，重則停爐停機(jī)。循環(huán)流化床鍋爐給水調(diào)節(jié)系統(tǒng)與普通煤粉爐的給水調(diào)節(jié)系統(tǒng)相同，低負(fù)荷時采用單沖量調(diào)節(jié)系統(tǒng)，高負(fù)荷時采用三沖量調(diào)節(jié)系統(tǒng)。當(dāng)蒸汽流量發(fā)生擾動時，汽包水位的階躍響應(yīng)曲線表明此時存在“虛假水位”現(xiàn)象，“虛假水位”現(xiàn)象對調(diào)節(jié)系統(tǒng)是不利的。針對這種現(xiàn)象，在機(jī)組負(fù)荷大于30％時一般采用三沖量串級調(diào)節(jié)系統(tǒng)來調(diào)節(jié)給水閥，以使汽包水位滿足機(jī)組運(yùn)行要求。構(gòu)成給水調(diào)節(jié)系統(tǒng)的三沖量是汽包水位、主蒸汽流量及給水流量。汽包水位信號經(jīng)汽包壓力補(bǔ)償后作為主調(diào)的輸入，蒸汽流量信號經(jīng)溫度、壓力修正后與給水流量信號一起作為副調(diào)的反饋輸入。汽包水位調(diào)節(jié)系統(tǒng)框圖如圖2-10所示。單沖量調(diào)節(jié)系統(tǒng)僅用于鍋爐啟動時的汽包水位調(diào)節(jié)，三沖量調(diào)節(jié)系統(tǒng)用于負(fù)荷大于30％時的汽包水位調(diào)節(jié)。為保證汽包水位自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)的有效工作，針對不同負(fù)荷、不同水位偏差值及水位偏差的變化情況從多組PID參數(shù)時選擇一組參數(shù)進(jìn)行調(diào)節(jié)。在異常情況下系統(tǒng)自動切至手動操作。11．主汽溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)循環(huán)流化床鍋爐正常運(yùn)行時不僅要求主汽壓力穩(wěn)定，而且要求主汽溫度穩(wěn)定。主汽溫度是反映機(jī)組運(yùn)行情況的一個重要參數(shù)。如果主汽溫度偏高，過熱器及汽機(jī)將在更加惡劣的環(huán)境下運(yùn)行，材料的使用壽命將會縮短。相反，如果主汽溫度偏低，則汽機(jī)達(dá)不到預(yù)定的運(yùn)行效率。因此，機(jī)組正常運(yùn)行時要求主汽溫度穩(wěn)定。與普通煤粉鍋爐一樣，循環(huán)流化床鍋爐主汽溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)采用由主汽溫度、噴水減溫器出口溫度及主汽流量等參數(shù)組成的串級調(diào)節(jié)系統(tǒng)，其控制方案見圖2-11。主汽溫度測量值作為主調(diào)的反饋輸入值，與主汽溫度設(shè)定值進(jìn)行PID運(yùn)算后送入副調(diào)，在副調(diào)中與減溫器出口汽溫進(jìn)行控制運(yùn)算，其結(jié)果經(jīng)限幅后由手操器輸出至執(zhí)行機(jī)構(gòu)，調(diào)節(jié)噴水減溫的調(diào)節(jié)閥。由于主汽流量變化時，噴水量應(yīng)相應(yīng)地發(fā)生變化，故在圖2-11所示的控制方案中把主汽流量信號以前饋形式引入調(diào)節(jié)系統(tǒng)中。與汽包水位自動調(diào)節(jié)相類似，主汽溫度自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)中PID參數(shù)也有多組供選擇。當(dāng)溫度偏差較大時選積分時間較小的一組參數(shù)，當(dāng)溫度偏差較小時則選取積分時間較大的一組參數(shù)。當(dāng)由于工藝原因引起給水自動調(diào)節(jié)和主汽溫度自動調(diào)節(jié)發(fā)生矛盾時，以上兩種調(diào)節(jié)作用須綜合考慮。若水位偏差較大而主汽溫度較穩(wěn)定時，主要考慮給水調(diào)節(jié)。相反，若水位在正常范圍內(nèi)而主汽溫度偏差較大，則主要考慮主蒸汽溫度調(diào)節(jié)。圖2-11主汽溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)12．床溫調(diào)節(jié)系統(tǒng)循環(huán)流化床鍋爐的最佳運(yùn)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、返料量等。給煤量主要用來調(diào)節(jié)主汽壓力，床溫對給煤調(diào)節(jié)的影響僅通過串級系統(tǒng)的內(nèi)環(huán)來體現(xiàn)，因此給煤量僅為調(diào)節(jié)床溫的手段之一。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，故在構(gòu)造床溫控制系統(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也可不予考慮。對于不帶外置式換熱器的循環(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。對于帶外置式換熱器的循環(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。床溫調(diào)節(jié)系統(tǒng)如圖2-12所示。圖中床溫給定值是在綜合考慮負(fù)荷指令、給煤量、一次風(fēng)量、二次風(fēng)量、主汽壓力及主汽流量等物理量后得到的。該值與床溫測量值經(jīng)過控制運(yùn)算后，其結(jié)果用于調(diào)節(jié)返料裝置的執(zhí)行機(jī)構(gòu)，以使床溫朝預(yù)定的數(shù)值逼近。圖2-12床溫調(diào)節(jié)系統(tǒng)13．床層厚度調(diào)節(jié)系統(tǒng)循環(huán)流化床鍋爐運(yùn)行時需要具有適宜的床層厚度。如果床層厚度太小，不易組織燃燒及脫硫過程。相反，如果床層厚度太大則會增加送風(fēng)壓力，增大風(fēng)機(jī)電耗和運(yùn)行成本。對于某一特定的鍋爐，床層厚度與床壓具有一一對應(yīng)關(guān)系。因此，床層厚度調(diào)節(jié)可以通過調(diào)節(jié)床壓來實(shí)現(xiàn)。床壓調(diào)節(jié)系統(tǒng)如圖2-13所示。由圖可知，床壓測量值與床壓給定值一起進(jìn)入串級調(diào)節(jié)系統(tǒng)主調(diào)節(jié)器，主調(diào)輸出進(jìn)入副調(diào)與排渣機(jī)轉(zhuǎn)速測量值進(jìn)行PID運(yùn)算，運(yùn)算結(jié)果調(diào)節(jié)排渣機(jī)，以使床壓滿足運(yùn)行要求。床壓給定值是在綜合考慮鍋爐負(fù)荷、燃用煤種等因素后得到的。圖2-13床壓調(diào)節(jié)系統(tǒng)14．石灰石供給量調(diào)節(jié)系統(tǒng)循環(huán)流化床鍋爐與煤粉爐相比最突出的優(yōu)點(diǎn)是污染物排放量低。通過向爐內(nèi)送入石灰石，石灰石再與爐內(nèi)生成的SO2反應(yīng)生成CaSO4，從而達(dá)到脫硫的目的。同時，通過低溫和分段燃燒，達(dá)到降低NOx的目的。不同煤種其含硫量不同，故不同煤種在循環(huán)流化床中脫硫至某一濃度時其要求的Ca/S比不一樣，即要求加入的石灰石量不一樣。石灰石給料量調(diào)節(jié)系統(tǒng)如圖2-14進(jìn)行PID運(yùn)算后把運(yùn)算結(jié)果與給煤量及Ca/S比相乘。該數(shù)值送入副調(diào)中與石灰石給料量測量值進(jìn)行PID運(yùn)算，運(yùn)算結(jié)果經(jīng)限幅處理后調(diào)節(jié)石灰石給料機(jī)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)，以調(diào)節(jié)進(jìn)入循環(huán)流化床鍋爐中的石灰石量，從而達(dá)到調(diào)節(jié)SO2排放量的目的。圖2-14石灰石給料量調(diào)節(jié)系統(tǒng)15．公共部分調(diào)節(jié)系統(tǒng)循環(huán)流化床鍋爐除氧器壓力和水位調(diào)節(jié)系統(tǒng)與普通煤粉爐基本相同，都由單回路控制系統(tǒng)構(gòu)成，如圖2-15和圖2-16所示。圖2-15除氧器壓力調(diào)節(jié)系統(tǒng)圖2-16除氧器水位調(diào)節(jié)系統(tǒng)在除氧器壓力調(diào)節(jié)系統(tǒng)和除氧器水位調(diào)節(jié)系統(tǒng)中測量值與給定值一起送入PID進(jìn)行運(yùn)算，運(yùn)算結(jié)果用來調(diào)節(jié)相應(yīng)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)，從而保證被調(diào)參數(shù)滿足機(jī)組運(yùn)行要求。公共部分除了除氧器壓力、水位調(diào)節(jié)以外還有減溫減壓的溫度、壓力調(diào)節(jié)，有時還有給水壓力調(diào)節(jié)等，但是都是單回路調(diào)節(jié)系統(tǒng)。16．汽機(jī)部分調(diào)節(jié)系統(tǒng)循環(huán)流化床鍋爐除機(jī)組的汽機(jī)部分基本同煤粉爐機(jī)組的汽機(jī)部分，如凝汽器水位、軸封壓力、低加水位、高加水位等簡單的單回路調(diào)節(jié)系統(tǒng)。

順序控制系統(tǒng)（SCS）循環(huán)流化床機(jī)組配有大量輔機(jī)設(shè)備，如引風(fēng)機(jī)、高壓風(fēng)機(jī)、一次風(fēng)機(jī)、二次風(fēng)機(jī)、石灰石風(fēng)機(jī)、給煤機(jī)、石灰石給料機(jī)、排渣機(jī)、給水泵、疏水泵、煙氣再循環(huán)風(fēng)機(jī)及吹灰器等。這些設(shè)備正常運(yùn)行與否直接關(guān)系到機(jī)組的安全、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。隨著自動化水平的不斷提高，電廠的輔機(jī)及閥門等設(shè)備都要進(jìn)行集中控制，納入分散控制系統(tǒng)（DCS）中實(shí)現(xiàn)。通過DCS的組態(tài)環(huán)境，有關(guān)輔機(jī)及設(shè)備的啟停順序和聯(lián)鎖關(guān)系可以很方便地實(shí)現(xiàn)，從而提高機(jī)組運(yùn)行可靠性和降低運(yùn)行人員勞動強(qiáng)度。輔機(jī)及設(shè)備的程序啟停和機(jī)組的聯(lián)鎖保護(hù)是由順序控制系統(tǒng)（SCS）來實(shí)現(xiàn)的。根據(jù)現(xiàn)場運(yùn)行情況，對鍋爐、汽輪發(fā)電機(jī)組、除氧給水等主要設(shè)備及其全部輔助設(shè)備設(shè)計(jì)程序啟動、程序停止及手動操作等邏輯，以滿足有關(guān)設(shè)備程啟、程停和手動操作的要求。主設(shè)備和有關(guān)輔助設(shè)備可以設(shè)計(jì)成具有聯(lián)鎖關(guān)系的控制邏輯，也可設(shè)計(jì)成單獨(dú)控制的邏輯。運(yùn)行人員可根據(jù)實(shí)際需要選擇主設(shè)備及其輔機(jī)的程序控制方式或單獨(dú)啟、停方式。對于不參加聯(lián)鎖起停的設(shè)備，在手操臺上設(shè)置手動啟停開關(guān)，由運(yùn)行人員直接控制現(xiàn)場設(shè)備。SCS可根據(jù)操作員的命令或選定的模擬和數(shù)字信號自動動作，執(zhí)行特定功能。有關(guān)物理量不僅可按預(yù)定的速度上升、下降或在給定的時間內(nèi)保持，而且可以根據(jù)邏輯功能、真值表、定時器、計(jì)數(shù)器、假定條件等進(jìn)行開閥、關(guān)閥、啟泵、停泵等動作。SCS還可以對不正常的條件和中斷等進(jìn)行報(bào)警，完成對各種設(shè)備和操作的監(jiān)視及控制。操作員通過CRT可以監(jiān)視順序執(zhí)行過程并且隨時可以中斷順控過程，在解除危險(xiǎn)后可以恢復(fù)被中斷的順控過程。運(yùn)行人員可通過操作員站的CRT和鍵盤對有關(guān)設(shè)備進(jìn)行操作，同時有關(guān)設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)也可在CRT上顯示。根據(jù)用戶需要，CRT上還可顯示有關(guān)設(shè)備的啟動條件、啟動順序等幫助信息，為運(yùn)行人員提供運(yùn)行指導(dǎo)。程啟或程停過程中，可以人為中斷程啟或程停過程。順控過程重新開始時，將從程序的第一步開始執(zhí)行。如果程啟或程停過程中，非人為中斷程啟或程停過程，程序?qū)⑼Ｔ诓粷M足條件的步序，并發(fā)出報(bào)警信息，提醒運(yùn)行人員注意。當(dāng)所停步序的條件滿足時，程序不會自動向下步進(jìn)行，此時要由運(yùn)行人員確認(rèn)是否要繼續(xù)程啟或程停過程，需要繼續(xù)進(jìn)行時要重新給出程啟或程停指令。順控部分的聯(lián)鎖和保護(hù)指令具有最高優(yōu)先級，手動控制指令的優(yōu)先級次之，自動控制指令的優(yōu)先級最低。對同一設(shè)備，開、關(guān)指令之間設(shè)計(jì)成相互閉鎖，不允許同時發(fā)出。為防止運(yùn)行人員誤操作，重要的手動操作指令設(shè)有確認(rèn)按鈕，只有當(dāng)運(yùn)行人員確認(rèn)后該指令才能真正送出去動作有關(guān)設(shè)備。根據(jù)工藝系統(tǒng)運(yùn)行方式，SCS被劃分成以輔機(jī)為單位的功能組，每一子功能組執(zhí)行某一特定功能，以實(shí)現(xiàn)成組操作和程序啟停，并具有聯(lián)鎖保護(hù)功能。按照循環(huán)流化床鍋爐和汽輪發(fā)電機(jī)組的要求，暫考慮實(shí)現(xiàn)如下子功能組。鍋爐引風(fēng)機(jī)子功能組機(jī)組運(yùn)行時滿足下述條件則啟動引風(fēng)機(jī)：停車指令未投入引風(fēng)機(jī)入口壓力大于最小值引風(fēng)機(jī)入口擋板在最小位置引風(fēng)機(jī)出口擋板打開引風(fēng)機(jī)潤滑油壓大于最小值按下啟動按鈕當(dāng)引風(fēng)機(jī)運(yùn)行時按下停引風(fēng)機(jī)按鈕，引風(fēng)機(jī)停止運(yùn)行。引風(fēng)機(jī)啟停具有聯(lián)鎖保護(hù)功能，二者互鎖，不能同時發(fā)出兩個信號。當(dāng)啟動條件滿足并按下啟動按鈕時，如果沒有得到“引風(fēng)機(jī)已啟動”信號，則發(fā)出“引風(fēng)機(jī)啟動故障”信號。同樣，按下停止按鈕但引風(fēng)機(jī)并未停止時發(fā)出“引風(fēng)機(jī)停止故障”信號。鍋爐高壓風(fēng)機(jī)子功能組滿足下列條件時啟動高壓風(fēng)機(jī)：停車指令未投入引風(fēng)機(jī)在運(yùn)行按下啟動按鈕當(dāng)高壓風(fēng)機(jī)運(yùn)行時按下停高壓風(fēng)機(jī)按鈕，高壓風(fēng)機(jī)停止運(yùn)行。與引風(fēng)機(jī)啟停相類似，啟動條件滿足并按下高壓風(fēng)機(jī)啟動按鈕但高壓風(fēng)機(jī)并未啟動時發(fā)出“高壓風(fēng)機(jī)啟動故障”信號。同樣，按下停止按鈕但高壓風(fēng)機(jī)并未停止時發(fā)出“高壓風(fēng)機(jī)停止故障”信號。鍋爐二次風(fēng)機(jī)子功能組滿足下列條件時啟動二次風(fēng)機(jī)：停車指令未投入二次風(fēng)門擋板和入口葉片在最小位置高壓風(fēng)機(jī)在運(yùn)行引風(fēng)機(jī)在運(yùn)行按下啟動按鈕當(dāng)二次風(fēng)機(jī)運(yùn)行時按下停二次風(fēng)機(jī)按鈕，二次風(fēng)機(jī)停止運(yùn)行。當(dāng)二次風(fēng)機(jī)啟動條件滿足且按下啟動按鈕，如未得到二次風(fēng)機(jī)已啟動信息則發(fā)出“二次風(fēng)機(jī)啟動故障”信號。同樣，按下停止按鈕但二次風(fēng)機(jī)并未停止時發(fā)出“二次風(fēng)機(jī)停止故障”信號。鍋爐一次風(fēng)機(jī)子功能組滿足下列條件時啟動一次風(fēng)機(jī)：停車指令未投入一次風(fēng)門擋板和入口葉片在最小位置二次風(fēng)機(jī)已運(yùn)行高壓風(fēng)機(jī)已運(yùn)行引風(fēng)機(jī)已運(yùn)行爐膛壓力不在高高值按下啟動按鈕當(dāng)一次風(fēng)機(jī)運(yùn)行時按下停一次風(fēng)機(jī)按鈕，一次風(fēng)機(jī)停止運(yùn)行。當(dāng)一次風(fēng)機(jī)啟動條件滿足且按下啟動按鈕但一次風(fēng)機(jī)沒有運(yùn)行時，系統(tǒng)發(fā)出“一次風(fēng)機(jī)啟動故障”信號。同樣，當(dāng)按下停止按鈕但一次風(fēng)機(jī)并未停止時發(fā)出“一次風(fēng)機(jī)停止故障”信號。鍋爐給煤機(jī)子功能當(dāng)下列條件滿足時啟動給煤機(jī)：不存在主燃料跳閘(MFT)信號給煤機(jī)密封壓力滿足要求床溫大于某一設(shè)定值(如593℃)風(fēng)箱壓力大于最低值按下啟動按鈕鍋爐石灰石給料機(jī)子功能組下列條件滿足時啟動石灰石給料機(jī)：石灰石旋轉(zhuǎn)閥運(yùn)行速度大于最低值石灰石輸送風(fēng)壓滿足要求不存在MFT按下啟動按鈕鍋爐排渣子功能組下列條件滿足時啟動排渣機(jī)：不存在MFT按下啟動按鈕鍋爐電動給水泵子功能組下列條件滿足時啟動電動給水泵：給水泵潤滑油壓正常給水泵軸封差壓正常給水泵已經(jīng)停止未接到停止指令接到啟動指令鍋爐定期排污子功能組鍋爐除氧器子功能組鍋爐凝汽器子功能組鍋爐凝結(jié)水泵子功能組汽機(jī)疏水系統(tǒng)子功能組汽機(jī)油系統(tǒng)子功能組發(fā)電機(jī)冷卻系統(tǒng)子功能組

爐膛監(jiān)控系統(tǒng)(FSSS)爐膛監(jiān)控系統(tǒng)(FSSS)是大型循環(huán)流化床鍋爐機(jī)組必須具備的一種監(jiān)控系統(tǒng)，它在鍋爐正常運(yùn)行和啟停等各種運(yùn)行方式下，密切監(jiān)視流化床鍋爐系統(tǒng)的大量參數(shù)和狀態(tài)，防止在鍋爐爐膛的任何部位積聚可爆燃的混合物而引發(fā)爐膛爆炸或在循環(huán)硫化床鍋爐在異常情況下進(jìn)行處理從而防止異常情況的進(jìn)一步惡化。FSSS通過邏輯運(yùn)算和判斷，當(dāng)某一運(yùn)行狀態(tài)對設(shè)備和人身產(chǎn)生危險(xiǎn)時發(fā)出主燃料跳閘(MFT)信號，同時利用各種聯(lián)鎖和順控裝置使燃燒系統(tǒng)中的有關(guān)設(shè)備嚴(yán)格按照一定的邏輯順序進(jìn)行操作和處理，以保證鍋爐系統(tǒng)的安全。當(dāng)產(chǎn)生MFT時，F(xiàn)SSS提供首次跳閘的有關(guān)信息，以便事故查找和分析。在機(jī)組啟動階段，F(xiàn)SSS對進(jìn)入循環(huán)硫化床鍋爐的燃料和空氣進(jìn)行管理和控制，使鍋爐按預(yù)定的啟動方式安全點(diǎn)火啟動。在機(jī)組運(yùn)行過程中，通過建立數(shù)學(xué)模型，F(xiàn)SSS在實(shí)測物理量的基礎(chǔ)上，給出鍋爐運(yùn)行過程中有關(guān)物理量的數(shù)據(jù)，如一次風(fēng)速、一次風(fēng)量、二次風(fēng)速、二次風(fēng)量、各項(xiàng)熱損失、鍋爐效率等數(shù)值，為運(yùn)行人員提供燃燒優(yōu)化指導(dǎo)。同時，針對循環(huán)流化床鍋爐結(jié)焦、四管爆漏和尾部煙道二次燃燒等現(xiàn)象，建立了一套預(yù)報(bào)事故發(fā)生的事故分析系統(tǒng)。FSSS包含如下四項(xiàng)功能：爐膛安全監(jiān)控機(jī)組啟停和正常運(yùn)行時，F(xiàn)SSS對機(jī)組運(yùn)行參數(shù)和狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)控，一旦檢測到危及系統(tǒng)安全的條件時，立即進(jìn)行MFT動作，切斷主燃料，切斷高溫旋風(fēng)分離器下的返料，指出首次跳閘原因，閉鎖從動跳閘條件，以便事故分析。循環(huán)流化床鍋爐MFT動作條件有：爐膛床溫太高旋風(fēng)分離器入口或出口溫度太高爐膛溫度太低汽包水位高二值汽包水位低二值爐膛壓力高爐膛壓力低至布風(fēng)板一次風(fēng)量低于最小值高壓風(fēng)機(jī)壓力低于規(guī)定值空氣/燃料比低于最小值引風(fēng)機(jī)跳閘一次風(fēng)機(jī)跳閘二次風(fēng)機(jī)跳閘高壓風(fēng)機(jī)跳閘DCS失去電源手動跳閘當(dāng)上述條件之一成立時，系統(tǒng)進(jìn)行MFT動作，在計(jì)算機(jī)屏幕上推出MFT動作畫面。指出首次跳閘原因，閉鎖從動跳閘條件，并以曲線的形式顯示事故前后有關(guān)物理量的變化趨勢。在打印機(jī)上打印有關(guān)物理量的變化數(shù)據(jù)，給出聲光報(bào)警信號，并發(fā)出危急報(bào)警信號至其它系統(tǒng)。除此之外，進(jìn)行如下聯(lián)鎖和順控動作，以保證鍋爐的安全：停止全部給煤機(jī)停止全部石灰石給料機(jī)停止全部石灰石旋轉(zhuǎn)閥停止全部水冷冷渣器全部調(diào)節(jié)回路切至手動點(diǎn)火器不允許打火供油安全關(guān)斷閥關(guān)閉遵照美國防火協(xié)會NFPA8504鍋爐防內(nèi)爆/外爆標(biāo)準(zhǔn)，循環(huán)流化床鍋爐在點(diǎn)火前和MFT動作后要進(jìn)行爐膛吹掃，這是防止?fàn)t膛爆燃的最有效方法之一。吹掃就是對鍋爐的風(fēng)道和煙道進(jìn)行徹底清掃，以防止在爐膛內(nèi)任何部位積聚可爆燃的混合物。鍋爐爐型不同，所需的吹掃風(fēng)量也不完全相同，一般情況下吹掃風(fēng)量占總風(fēng)量的30％。鍋爐允許吹掃條件如下：所有風(fēng)機(jī)都在運(yùn)行至布風(fēng)板的一次風(fēng)量大于最小值油系統(tǒng)安全截止閥和進(jìn)料閥關(guān)閉各處二次風(fēng)量大于最小值總風(fēng)量大于最小值給煤進(jìn)料閥關(guān)閉所有給料設(shè)備停止無MFT存在吹掃風(fēng)量大于總風(fēng)量的30％當(dāng)上述條件滿足時，系統(tǒng)啟動吹掃程序，同時吹掃計(jì)時器開始計(jì)時。吹掃時間可由設(shè)計(jì)人員修改，一般為5分鐘。吹掃計(jì)時完成后，系統(tǒng)給出吹掃完成信號，允許鍋爐重新點(diǎn)火啟動。在吹掃過程中，如某一條件不滿足，系統(tǒng)將中斷吹掃過程，等到所有條件全部滿足后再重新進(jìn)行吹掃。點(diǎn)火啟動油燃燒器管理循環(huán)流化床鍋爐一般可分為：床上點(diǎn)火和床下點(diǎn)火。目前現(xiàn)場一般采用床下點(diǎn)火啟動點(diǎn)火油燃燒器，等到油燃燒器把床層溫度升高到一定值后再啟動給煤裝置，油燃燒器的控制及管理由FSSS完成。運(yùn)行人員只要在計(jì)算機(jī)屏幕上調(diào)出油燃燒器啟動畫面并進(jìn)行相應(yīng)操作，控制指令就會通過計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)傳到現(xiàn)場