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环亚非同凡享:新华公司循环流化床锅炉控制方案



关键词:

电机

恒压供水

流量计

2.1概述轮回流化床锅炉(Circulating Fludized Bed Boiler,以下简称CFB锅炉)作为一种煤的洁净、高效燃烧技巧自八十年代初进入燃煤锅炉的商业市场以来,在中小型锅炉中已占领了相称的份额。并在技巧日趋成熟的同时徐徐向更大年夜容量成长。

CFB锅炉的钻研始于七十年代,它是从鼓泡床沸腾炉和化工行业的轮回流化床工艺成长而来的。1982年,德国鲁奇环亚非同凡享(Lurgi)公司的第一台50t/h轮回流化床锅炉投入运行宣告了轮回流化床锅炉的出生。此后,天下上的主要锅炉制造商均投入了CFB锅炉的钻研和产品开拓事情。

国外在CFB锅炉的成长历程中也形成了几种技巧流派,对照有代表性的有芬兰奥斯龙公司(Ahlstrom,现被福斯特惠勒公司并购)的Pyroflow型轮回流化床锅炉;德国鲁奇公司开拓的Lurgi型轮回流化环亚非同凡享床锅炉;德国巴布科克公司的Circofluid型轮回流化床锅炉;福斯特惠勒公司的整体化换热床(Intrex);美国贝特尔实验室(Battele)的多固体型(Multisolid)轮回流化床锅炉等等。图一、轮回流化床锅炉示意图

海内从八十年代开始钻研开拓CFB锅炉,中科院工程物理所、清华大年夜学、浙江大年夜学、华中理工大年夜学和有关锅炉厂相助先后研制开拓了10t/h、20t/h、35t/h、75t/h轮回流化床锅炉。经由过程这些锅炉的研制、临盆和运行,积累了不少履历。

进入九十年代后,东方锅炉厂、哈尔滨锅炉厂和上海锅炉厂等又分手经由过程与美国福斯特惠勒公司和美国PPC公司引进技巧或相助临盆的要领,开始临盆制造130t/h、220t/h的轮回流化床锅炉。并具备了临盆更大年夜容量CFB锅炉的能力。海内“八五”重点能源环保科研项目内江轮回流化床示范电站从芬兰奥斯龙公司引进的410t/h轮回流化床也已经投入运行。

从CFB锅炉的节制方面看,这些年海内大年夜多半已投运的中小型轮回流化床的自动化水平同大年夜型电站煤粉锅炉比拟,仍相称后进。有的以致还完全依附手动操作。一些设计采纳了谋略机节制系统的75t/h轮回流化床锅炉也只是将其作为老例调节系统的帮助监控手段。仅设计了少量的汽压、给水、汽温等老例模拟节制回路。输入/输出点数仅100~300点阁下。同时,因为CFB锅炉本身在本体设计和运行实践(尤其是在运行的靠得住性和可控性方面)仍有许多需完善之处,以是造成了人们对其节制机理和自动节制系统设计的一些畏难和隐隐熟识。

跟着海内安装投运的轮回流化床锅炉容量增大年夜和中小热电厂自动化水平的前进,谋略机分散节制系统DCS开始真正利用于全部CFB锅炉的节制。一些引进的大年夜型CFB锅炉,如新华节制工程有限公司承担的金陵石化热电厂引进芬兰奥斯龙公司2220t/h轮回流化床锅炉DCS等项目即采纳DCS实现了全部CFB锅炉的监视、节制和联锁保护功能。单台锅炉的输入/输出点数跨越1000点。相称于一台100MW等级煤粉锅炉的节制点数。

同时,新华节制工程有限公司也采纳XDPS-400分散节制系统成功完成了大年夜屯煤矿自备电厂275t/h和江苏沛县热电公司275t/h CFB锅炉的数据采集、模拟量节制和顺序节制系统。锅炉分手为北京巴布科克公司和唐山巴高公司临盆的75t/h Circofluid型轮回流化床锅炉。全部DCS系统的输入/输出点数达到2000点。环亚非同凡享

1999年,新华公司又陆续承接完成了湖北松木坪电厂和河南南阳电厂等CFB项目的DCS系统,此中CFB锅炉分手为上海锅炉厂临盆的130t/h轮回流化床锅炉和东方锅炉厂临盆的120t/h轮回流化床锅炉的DCS系统。功能更为完备,覆盖了数据采集、模拟量节制、顺序节制和炉膛安然保护系统。

2000年,新华公司又有多个CFB锅炉DCS项目中标。此中,河北保定热电厂采纳的东方锅炉厂按福斯特惠勒公司技巧临盆的DG450/9.81-1型轮回流化床锅炉是今朝海内容量最大年夜的CFB锅炉。全部2450t/h轮回流化床、2100MW双抽汽轮发电机组XDPS-400系统包括了数据采集、模拟量节制、顺序节制、炉膛安然保护、电气节制、厂用公用节制、热网节制,单台机组的I/O靠近5000点,与新建300MW燃煤机组DCS规模相称,并和新华公司DEH-IIIA构成一体化节制。

至此,新华公司已经经由过程消化接受和实际利用国外成熟的大年夜型CFB锅炉节制技巧,采纳XDPS-400实现了国内外几种主要的大年夜中小型CFB锅炉完备的热控系统。

下面就结合已工程的实际环境对CFB锅炉的节制系统特征作一些简单的阐发。2.2轮回流化床锅炉的节制特征从CFB锅炉的工艺特点来看,它与老例煤粉锅炉(Pulverize Coal Boiler)一样,具有多参数、非线性、时变和多变量慎密耦合的特征,而且,CFB煤粉锅炉比通俗锅炉具有更多的输入/输出变量,耦合关系也更为繁杂。

图二、CFB锅炉节制工具的耦合特点一个范例的轮回流化床锅炉的模拟量调节系统包括以下功能:

负荷指令回路

主汽压调节

床温调节

给煤量调节

总风量调节

石灰石量调节

一次风量调节

二次风量调节

二次风压调节

高压风压力调节

主汽温调节

汽包水位调节

燃油母管压力调节

启动燃烧器风量调节

启动燃烧器燃油压力/流量调节

床枪燃油压力/流量调节

炉膛压力调节

料床差压调节

底灰压力、温度调节(采纳流化床冷灰器)

此中,CFB锅炉的汽水系统与老例煤粉炉差异不大年夜,是以,节制系统的设计也大年夜同小异。给水节制系统也采纳汽包水位、蒸汽流量和给水流量三冲量节制,经由过程调节给水泵转速或给水调节阀开度,保持汽包水位的平衡;锅炉出口主蒸汽温度采纳喷水减温调节。

然则,CFB锅炉的燃烧系统及其节制和老例煤粉炉有较大年夜的差异,同时,根据其工艺系统的特征,还设计有其它一些独特的节制回路。

2.2.1CFB锅炉燃烧节制

CFB锅炉的燃烧设备主要由给煤系统、燃烧室、分离器和返料系统组成。其燃烧历程与老例煤粉炉有很大年夜差别,凸起表现在轮回和流化两方面。

CFB锅炉的燃料一样平常由煤和石灰石两部分组成,物料(煤粒和石灰石)由给料口进入炉膛密相区下部后,被高温物料困绕而迅速着火,并在燃烧室中伴以高速风骚在沸腾悬浮状态下进行燃烧。同时,高温烟气携带炉料和大年夜部分未燃烬的煤粒飞逸出燃烧室顶部,经旋风分离器分离出的未燃烬燃料由返料器返送回炉膛底部,再次进入炉膛轮回燃烧。

与煤粉锅炉不合,CFB锅炉不必要制粉系统,经破裂相符必然粒度要求(粒径0~15mm)的煤早年墙和/或回料阀的多处给料点直接送入炉膛。因为煤仓一样平常部署在锅炉的前部或侧部,以是给煤系统又每每分为两个给料子系统。分手采纳2级或3级给煤机串联部署。给煤机的型式可采纳称重式给煤机、刮板给煤机或螺旋式给煤机串联,将煤送入给料点进入炉膛。

给煤量主要受负荷指令和风-燃料交叉联锁旌旗灯号的节制。首先根据负荷指令谋略出要求的燃料量,然后,根据风-燃料比要求,从实际风量谋略出容许的最大年夜燃料量,二者低选旌旗灯号再作为燃料主调节器的输出分手节制各台给煤机速率节制回路。这样也就包管了动态历程中先加风后加煤,先减煤后减风。这和老例煤粉炉的节制机理是相同的。

给煤机的转速节制一样平常保举采纳线性较好的变频调节要领。多台给煤机也设计有增益自校对回路,可以无扰动的随意率性切投不合给煤机的手动和自动。

2.2.2石灰石量节制

CFB锅炉的燃料以必然的轮回倍率在炉膛内不绝地轮回燃烧,以是CFB锅炉能够燃用各类劣质煤,适用范围广。而且,在燃烧历程中加入的石灰石可以与燃烧中孕育发生SO2进行化学反映,天生CaSO4,起到脱硫的感化。

调节给石灰石量的目的是满意锅炉SO2排放量的要求。节制回路一样平常设计采纳串级调节要领。上级调节器为SO2调节器,下级调节器为石灰石量调节器,当SO2变更时,调节给石灰石扭转给料机的转速,使进入炉膛石灰石量响应变更。

在这个调节回路中,总给煤量作为前馈旌旗灯号加入给石灰石量调节器。锅炉入炉煤量变更时,SO2肯定也要响应变更。假如仅根据SO2旌旗灯号调石灰石量,则延迟对照大年夜。将给煤量作为前馈旌旗灯号,使石灰石量先根据煤量变更,然后再根据SO2旌旗灯号进行校对,可以削减调节延迟。

2.2.3风量节制

CFB锅炉的风系统比一样平常老例煤粉炉繁杂。主要由一、二次风、返料风和播煤风等组成。根据锅炉的型式不合,设计有一次、二次风机,高压罗茨风机等,对采纳力量播煤的锅炉,还设计有播煤风机。

一次风可分为两路。环亚非同凡享在燃烧历程中,环亚非同凡享一起一次风由炉膛下部的一次风箱进入,经由过程布风板进入燃烧室,扰动由煤和石灰石组成的床料使之流化,并携带床料向上移动经由过程全部燃烧室。这是CFB锅炉特有的送风要领。

另一起一次风(又称为下二次风,也可以由二次风总管送入)和二次风分手从炉膛的不合高度长进入燃烧室,弥补悬浮区燃烧需用的空宇量。使燃料在上升的历程中实现分级燃烧。

燃烧所需的一、二次风从不合高度进入炉膛助燃,形因素级燃烧,使得CFB锅炉炉膛内的温度对照低,削减了NOX的排放,同时也削减告终渣的时机。

二次风由炉膛密相区上部四周炉墙分层给入,确保煤粒在悬浮段充分燃烧。同时为启动燃烧器供给燃烧风。一部分二次风(一样平常为一次风的3~5%)还可作为播煤风和正压输煤系统的密封风。一次、二次风率一样平常设计为1:1~6:4。而一次风压一样平常为10~13KPa,二次风压为6~8.5KPa。

风量节制包括总风量节制和一、二次风比率的节制。总风量根据燃料指令得到,并根据过剩空气系数校对,形成总风量指令。这与老例煤粉炉是一样的。所不合的是一次风和二次风的分配。为了包管正常流化,一次风的流量一样平常有一个设定的下限值。而且,一、二次风的比例还要受到床温节制回路的校对(如图三所示)。

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