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大型循环流化床锅炉燃烧控制系统

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大型循环流化床锅炉燃烧控制系统

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循环流化床锅炉(简称CFB锅炉)由于可燃多种品质的燃料、清洁燃烧等优越性能,已被社会所公认,并得到迅速的发展。但由于锅炉的燃烧是多变量、强耦合,大时滞的复杂系统,在很大程度上了其优越性的进一步发挥。本人针对包头一电厂CFB锅炉自控系统特点和运行要求,作了如下研究,并有心和同仁一起讨论。力争在第二台机组中得到更好的应用。

二、控制思想:

由于本系统是一鲁棒性强,耦合性强,多变量的系统。当负荷变动的时候,我们要根据主汽压力调节给煤给风,以保证足够的流化风量,合适的烟气含氧量,合适的床温变化率并维持床温在850-920℃。用常规的PID去实现无法消除大时滞带来的影响,因为从给煤到主汽压力的变化大约为8-10分钟,在低负荷时更长。同时系统具有两种不同工况的特性,即负荷波动不大时和负荷变化大两种工况。

当负荷变化小时,即主汽压力变化小时,当主汽压力偏差的变化量ΔX,产生一个燃料变量F(ΔX),投入自动给煤输出后,燃料量变化达到第一个F(ΔX)时,PID控制器停止积分等待8分钟(设定时间),并记下本次达到稳态所需时间作为下次等待的时间参数T,从而使时间的变化具有自学习的功能,以后每变化一个F(ΔX)便等待一个时间T,这样便可消除时滞的影响。但不能解决煤质对燃料变量增减的影响,为了解决这个问题,引入主汽流量和煤量的关系式,生成系数K,作为F(ΔX)的增益。从而达到调节的效果。此外我们知道CFB锅炉

必需保证较小床温变化率,而影响其主要的因素就是给煤量,为了达到此目的,我们采用智能系统和PID控制相结合的控制方式。因为PID调节具有较好的稳定性和平滑性能,这样在就可以平滑实现加风增煤,减煤减风,从而保证平滑床温变化。防止床温的超调和突变。当然在给煤机投入自动的台数不同时会通过程序控制选择不同PID的参数。这在以下的程序中会得到体现。

当负荷变化大时,我们如果还用上述控制策略就不行了,因为负荷变化是不可预见的

当生负荷变化时,有可能系统还处在上一次波动带来的变化等待时间T的周期之内,这样无法实现本次负荷变化的需求。因此引入负荷对应的煤量曲线函数,乘以K(主汽流量和煤量的关系式)作为主控的前馈,开环控制风煤的增量。从而保证了给煤对负荷的快速响应。同时必需考虑投入给煤机台数的对燃料量的配比。

在给煤控制稳定,床温变化率平滑的情况下,再通过一、二次风量来调节床温的变化,就要相对好多了。由于在风量控制的实际过程中过多的调节一、二次风量风门不利于炉膛的稳定燃烧。所以还是采用位式调节较实际。设定几个床温变化点,适当加减一、二次风量,同时维持总风不变。从而把床温控制在一个合适的范围内。

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