循環(huán)流化床鍋爐的基本構(gòu)成與燃燒原理分析 1 1 2 2 4 5 61.1CFB鍋爐基本構(gòu)成循環(huán)流化床鍋爐所使用到的設(shè)備主要分成兩個(gè)部分：第一部分主要由爐膛、近11。塵器后會(huì)經(jīng)灰溝沖到沉灰池，床體下部已經(jīng)燃盡的灰渣需要進(jìn)行定期排放12。速度在保證能夠帶動(dòng)煤碳顆粒上升而且能夠到達(dá)分離器和離開爐膛的同時(shí)要盡質(zhì)煤均可以在850-950℃的溫度下充分燃燒，提升了煤炭的燃燒率。而且因1.2CFB鍋爐控制特點(diǎn)究成果和實(shí)用經(jīng)驗(yàn)來看，一次風(fēng)量控制和床溫控制是循環(huán)流化床鍋爐運(yùn)行監(jiān)測(cè)1.2.1床溫控制從鍋爐燃燒反應(yīng)的動(dòng)力學(xué)觀點(diǎn)來看.循環(huán)流床鍋爐內(nèi)的燃燒反應(yīng)主要控制在關(guān)研究可知，脫硫最佳溫度范圍為850950℃。同時(shí)，分級(jí)送風(fēng)的低溫燃燒定溫度范圍內(nèi)穩(wěn)定燃燒；控制床溫也可以通過控制返料量實(shí)現(xiàn)；也可以通過調(diào)節(jié)床材料的粒度分布來實(shí)現(xiàn)床溫控制。調(diào)節(jié)床材料的粒度分布是調(diào)節(jié)爐子上部和下部之間的壓差比。它通過改變進(jìn)入爐子的煤量，床層材料和石灰石顆粒直徑來調(diào)節(jié)。帶有灰冷卻器的循環(huán)流化床鍋爐也可以通過灰冷卻器。調(diào)整床料的粒度分布。循環(huán)流化床鍋爐中如果設(shè)置了煙氣再循環(huán)系統(tǒng)，就可以通過改變?cè)傺h(huán)煙氣的量來調(diào)節(jié)床層溫度。當(dāng)負(fù)載較低時(shí)，這種效果更加明顯。床溫控制在不同的負(fù)荷水平時(shí)會(huì)有不同的特性。負(fù)荷低時(shí)，風(fēng)量，煤量小，床層溫度易于控制，可長(zhǎng)時(shí)間保持在一定的溫度線；當(dāng)負(fù)荷高時(shí)，由于一次空氣和二次空氣的調(diào)節(jié)余量變小，因此煤對(duì)床層溫度調(diào)節(jié)的影響增加。在實(shí)際操作中，燃燒低揮發(fā)分的高熱值煤時(shí)，床層溫度較高，排渣量明顯減少。當(dāng)?shù)蜔嶂得喝紵龝r(shí)，床層溫度較低，排渣量明顯增加。在正常情況下，當(dāng)床溫高時(shí)，可以適當(dāng)減少煤的加入量。延后一段時(shí)間后，床溫將下降。當(dāng)床溫低時(shí)，可以當(dāng)根據(jù)煤量調(diào)節(jié)床溫時(shí)，必須注意系統(tǒng)將表現(xiàn)出大延遲的動(dòng)態(tài)響應(yīng)。鑒于床溫控制的非線性特性以及床溫在循環(huán)流化床鍋爐安全穩(wěn)定運(yùn)行中的重要性，采用常規(guī)的控制策略難以奏效，為此考慮采用如圖2-1所示的智能控制系統(tǒng)，以增強(qiáng)控制系統(tǒng)的魯棒性和實(shí)用性。調(diào)整一、二次風(fēng)根據(jù)循環(huán)流化床鍋爐的實(shí)際運(yùn)行情況，可能不需要三種控制方法。例如，僅使用改變一次空氣和二次空氣的比例可以將床溫度控制在操作所需的溫度范另外，上述控制策略描述如下：1.氧含量還可以表征爐內(nèi)的化學(xué)反應(yīng)速度，其響應(yīng)比床溫更敏感，可用作床溫響應(yīng)的先導(dǎo)信號(hào)；1.正常運(yùn)行時(shí)，可根據(jù)負(fù)載將床溫設(shè)置為相應(yīng)的目標(biāo)值；3.在設(shè)計(jì)控制系統(tǒng)時(shí)必須考慮床溫的動(dòng)態(tài)響應(yīng)具有典型的延遲特性。新華公司自1998年以來，將模糊控制應(yīng)用于200MW以上機(jī)組大延時(shí)對(duì)象的控制，取得了非常良好的效果并為后續(xù)發(fā)展建立了好的基礎(chǔ)14。1.2.2風(fēng)量控制CFB鍋爐的風(fēng)量控制包括總風(fēng)量和一次風(fēng)量與二次風(fēng)量比例的控制。在正常運(yùn)行過程中，燃料信號(hào)控制總風(fēng)量，并根據(jù)過量空氣系數(shù)自動(dòng)校正。總風(fēng)量的變化受空氣與煤的比率的限制，這與傳統(tǒng)的粉煤爐相同，但區(qū)別在于一次空氣和二次空氣的比率。一次空氣和二次空氣的比例是負(fù)荷和煤類型的熱值的函數(shù)。根據(jù)CFB鍋爐的運(yùn)行特性(主要是輔助風(fēng)扇的運(yùn)行特性),可以設(shè)計(jì)兩種原理相同的風(fēng)量控制方法。第一種情況是二次風(fēng)機(jī)提前投入運(yùn)行；第二點(diǎn)是只有在負(fù)載達(dá)到較高水平后，二次風(fēng)機(jī)才能運(yùn)行。這是第一種情況。空氣量分配系數(shù)，過量空氣系數(shù)以及氧氣量校正和負(fù)載之間的關(guān)系如圖2-2所示。氧量修正0.5%-5%操作員可以將二次風(fēng)量調(diào)節(jié)在50%以內(nèi)。這種較大的調(diào)節(jié)范圍設(shè)計(jì)主要是通過調(diào)節(jié)一次和二次空氣的比例來控制床層溫度。分配系數(shù)也存在問題。更改此分配系數(shù)可以控制CO,NOX和SOX的排放。一次空氣和二次空氣以及上下二次空氣的比率系數(shù)都是負(fù)載的函數(shù)。循環(huán)流化床鍋爐的一次風(fēng)量具有下限值，一次風(fēng)量無論在各種情況下均不得低于該下限值。啟動(dòng)時(shí)一次風(fēng)量下限不變，一次風(fēng)量控制僅在煤炭啟動(dòng)時(shí)或負(fù)載運(yùn)行開始時(shí)激活。設(shè)計(jì)的二次風(fēng)系統(tǒng)的控制回路能夠進(jìn)行風(fēng)量控制和壓力控制。其中，下部二次空氣控制空氣量，而上部二次空氣控制空氣壓力。這種控制回路設(shè)計(jì)使煤在正常運(yùn)行時(shí)燃燒，在啟動(dòng)時(shí)使油槍燃燒，并且可以自由控制在煤和煤之間轉(zhuǎn)換所需的空氣。在正常運(yùn)行期間，應(yīng)選擇次級(jí)空氣壓力，以使次級(jí)空氣系統(tǒng)與熔爐之間的壓力差處于最小允許值，以減少次級(jí)風(fēng)扇的能耗；當(dāng)燃燒器運(yùn)行時(shí)，二次空氣系統(tǒng)和熔爐的壓力差具有固定值，并且通過調(diào)節(jié)上部二次空氣擋板來控制風(fēng)壓。通過煤量，油槍的狀態(tài)和負(fù)荷計(jì)算可以得出二次風(fēng)量。二次風(fēng)量也有一個(gè)下限。在任何工作條件下，控制回路中煤的風(fēng)量計(jì)算值取最大值即可達(dá)到二次風(fēng)量。不小于此下限。參見圖2-3。XXXX次風(fēng)量料層壓差控制也叫做料層控制。通過在操作過程中測(cè)量料層的壓差來控制它，以將床層材料的高度保持在適當(dāng)?shù)闹?。如果料層太厚，空氣分配板的阻力?huì)增大，分層嚴(yán)重，可能導(dǎo)致床下氣室的風(fēng)道振動(dòng)，增加風(fēng)扇的功耗。如果料層太薄而且高度不足，則會(huì)發(fā)生吹穿，減少燃燒熱量，使得運(yùn)行不穩(wěn)定，并且負(fù)載能力受到影響。由于材料層的高度大約與床層壓力成正比，因此床層材料的高度可以通過壓差的大小來理解。當(dāng)壓差變大時(shí)，床層材料的厚度增加，并且鍋爐灰和渣排放裝置可以打開以排放渣。排渣量的增加，會(huì)導(dǎo)致床層材料減少，進(jìn)而床層壓力下降。相反，當(dāng)壓差過小時(shí)，可以通過適當(dāng)?shù)倪M(jìn)料來補(bǔ)充壓差，以控制床的位置。鍋爐排渣方法有兩種：連續(xù)排渣和間歇排渣。具體選擇應(yīng)與工作床溫度和床位置的參數(shù)變化結(jié)合在一起。當(dāng)不影響物料層的運(yùn)行時(shí)，排渣可以作為調(diào)整床溫的一種方法。在排灰之前，必須將它的溫度控制在一定范圍內(nèi)，以免燒壞渣冷卻器。爐渣溫度可以通過風(fēng)量冷卻和噴水調(diào)節(jié)來控制。需要說明的是，當(dāng)煤質(zhì)變化較大時(shí)，物料層壓差不能準(zhǔn)確反映出物料濃度的實(shí)際情況。例如，如果灰分含量變小，則如果不及時(shí)補(bǔ)充物料，物料層的壓差將減小，系統(tǒng)將不會(huì)排放爐渣。經(jīng)過一段時(shí)間的運(yùn)行后，一次空氣系統(tǒng)的振動(dòng)將增加，并且材料層壓差的波動(dòng)范圍將增加。實(shí)際上，這種現(xiàn)象表明爐子的濃度下降得非常低，此時(shí)材料層的電阻實(shí)際上就是床層上變粗的爐渣的電阻。為了杜絕這種情況發(fā)生，在操作過程中應(yīng)監(jiān)控從密相區(qū)中上部到熔爐出口區(qū)的壓降。為了控制和調(diào)節(jié)物料的粒度并確保物料在爐子稀相區(qū)的上部集中，必須及時(shí)排出床中的大爐渣顆粒。對(duì)于煤種偏離設(shè)計(jì)值的運(yùn)行條件，如果灰分平衡被破壞并且稀相區(qū)的物料濃度無法保持，并且在運(yùn)行過程中排出的爐渣量不足或變粗，則應(yīng)補(bǔ)充物料及時(shí)保持爐內(nèi)物料的平衡度和粒度要求。1.2.4給