循环硫化床锅炉的燃烧控制探讨

摘要：循环硫化床锅炉由于其可燃烧多种品质的燃料、清洁燃烧等优越性能成为当前应用最为广泛的煤粉炉。本文从分析循环硫化床锅炉的发展现状出发，总结了当前工业应用领域中循环硫化床锅炉存在的不足，从技术设计和使用特点等方面进行了有针对性的总结，提出了一种实用有效的循环硫化床锅炉燃烧控制系统的新方案。

关键词：循环硫化床；发展现状；燃烧控制系统

中图分类号：TK22 文献标识码：A 文章编号：

主要内容：

我国是一个煤资源丰富的国家，在我国的能源结构中，煤炭资源占据了绝大部分。煤炭中含硫量的多少决定了煤炭的品质，对于高硫煤的使用必须经过脱硫处理的技术环节。与常规煤粉炉的结构不同，循环硫化床锅炉在燃烧系统上增加了分离器、返料装置、布风板等结构，这就使得燃烧滞后现象较为明显。炉膛系统内各主要参数之间耦合大，从系统的控制类型来讲，循环硫化床锅炉属于大滞后的多变量耦合系统，经典的PID控制难以满足实际要求。由于硫化床锅炉从炉壁温度上来说属于低温燃烧，炉壁的上下壁的炉温要求不同，控制不当，往往容易导致上下壁之间温差巨大，使得温度的分布不合理。因此，采用合理的循环硫化床锅炉的燃烧控制系统是解决这些工业实际问题的主要思路。

一、循环硫化床锅炉存在的主要问题

由于循环硫化床锅炉的独特结构，在解决常规煤粉炉的问题的同时，也带来了新的问题。主要存在的问题有以下几种：

1.1风烟系统的阻力较大，风机耗能高

由于循环硫化床锅炉采用了布风板这种结构，导致结构层的阻力远远大于煤粉炉和传送炉的送风阻力。在风烟系统中气固分离期的存在使得阻力系数大大增加。选择具有合适风阻系数的风机将直接影响风机的使用效率。对于运行过程较为复杂的煤粉制造系统，在保障运行效率的前提下，少量增加风机的耗能在实际生产中是可行的。

1.2受热面的磨损严重，影响锅炉的连续正常运行

锅炉烟气中含有大量的强腐蚀性粉尘，这些粉尘对于炉膛的冷水壁和气固分离期造成极其严重的磨损。一旦气固分离期出现异常的运行情况，更会导致受热面的严重磨损。因此选择设计合理的床锅炉炉膛，可以从根本上避免炉膛壁的磨损，对于分离器的徐那种，则可以在保障分离效率的同时，也能避免其自身的磨损。

1.3对于辅助运行设备的依赖程度较高

循环硫化床锅炉在实际运行中需要使用冷渣器和高压风机等辅助设备。一旦辅助设备的出现性能不足或者运行失控的现象，锅炉就会出现工作异常。选择较为成熟的辅助设备产品能够最大限度的解决这类问题。

1.4循环硫化床锅炉燃烧系统难控制

循环硫化床锅炉的燃烧系统是一个非线性、多变量、强耦合的分布式系统。采用传统的控制理论很难准确的描述其数学模型对其进行精确有效的控制难度较大，新型的控制方案是必要之举。

二、循环硫化床锅炉燃烧控制系统

2.1循环硫化床锅炉燃烧控制的组成

循环流化床锅炉典型热控系统中的燃烧控制系统由燃料控制、总风量控制、一次风控制、二次风控制、床温摇控、燃烧室负压控制、燃烧室床料量控制等七个有机联系的控制单元构成。

1）燃料控制单元主要由给煤量校正站、给煤量控制站、给煤机控制站和助燃油枪控制站组成，主要作为煤量控制的主要部件；

2）总风量控制单元主要作为助燃室的助燃风的流量控制；它以按锅炉负荷计算出来的总风量为给定值，与实测风量相比较,当两者不相等时，及时发出指令，同时调整经布风室和环形一、二次风道进入燃烧室的风量，以满足燃烧需要。

3）一次风控制单元在接受总风量控制的单元的指令的同时，按照锅炉运行负载的实际需要，改变进入燃烧室的一次进风量，通常使用两块限幅板对最小硫化风量和环形一次风量进行控制；

4）二次风控制单元通过调整二次风机入口的叶片开度，调整风压以适应不同工作负载下的工况，以保证环形二次风、播煤风和助燃油枪的助燃风的可靠给供。通过总风量控制单元的实时指令对二次风的实际风量进行反馈调节。

5）床温控制单元主要是通过人工操作实时控制锅炉床温。在保障锅炉燃烧效果和脱硫效果的前提之下，床温控制的实质就是控制布风室和二次环形风的进风量的比例。

6）燃烧室负压控制单元，主要通过控制两台叶片开度减半的引风机，保持燃烧室室内压力的稳定值，一旦引风机单独或者同时出现故障，将直接影响叶片开度的实际值。

7）燃烧室床料量控制单元主要关注的是燃料质量对于锅炉负载承载能力的影响，床料量的多少将直接引起床温的变化。床料控制单元按运行人员用手动定值器给出的床压定值，通过改变两台布置在燃烧室底部的螺旋冷却器排渣量大小的方式控制床压，以达到控制燃烧室床料量的目的。

2.2循环硫化床锅炉燃烧控制系统运行控制

循环硫化床锅炉燃烧控制系统运行控制主要做好两个方面，即：锅炉燃烧控制系统的启动和停止过程。

点火时，在确保炉内的干净的同时，保持合理的床层压力，点火床压过高，启动时耗能大；启动床压低，则影响燃料的引燃效果。点火方式主要是床下风道点火器和床上点火器联合点火。利用燃油的放热加热烟气的温度，再利用热烟气加热炉膛内的床层，以不断提高床层的温度水平来达到煤粒的着火温度。燃料投放主要是在床内温度打到着火点之后，由于燃料投放速度较慢，床料中的热量难以传导，直接作为燃料的后续热量来源，可以保证床温在一个稳定的水平。锅炉内的一次风是用来客服平衡风室和床内的压力，二次风则是用于控制总进风量，为炉膛内未燃料提供氧气，总的来说循环硫化床锅炉燃烧控制系统具有较长的启动时间。

停炉时，由于循环硫化床锅炉具有较低的低负荷稳燃区，当运行负载处于额定负载的30%以下时，才需要进行投油助燃，在高速进风量的保证下，对给煤量进行微调即可满足锅炉负载的需求。停炉后炉膛内积蓄的大量的存料还残存有大量的热量，一定要保持较长时间的冷却，再进行下一步的检修工作。

总结：

循环硫化床锅炉燃烧控制系统是一种新型的控制系统，对于提高煤炭资源的整体利用率具有极大的知道意义，本文基于循环硫化床锅炉燃烧控制系统的发展现状，提出了一些有价值的设计方案，为循环硫化床锅炉燃烧控制系统的发展提供了一些参考。

参考文献：

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