MW 循环流化床控制.pptx

《MW 循环流化床控制.pptx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《MW 循环流化床控制.pptx（44页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。

1、流化概念当流体向上流过颗粒床层时，其运动状态是变化的，当流速增加到摩擦力使颗粒在床层中自由运动，具有许多类似液体性质，称流态化第1页/共44页概述 300MW CFB机组国内的应用情况 300MW CFB机组控制难点分析 首台国产化300MW CFB机组的工程建设概况 第2页/共44页300MW CFB机组的控制技术特点 CFB锅炉概述 双布风板、单炉膛外置床技术 灰循环回路和分离器 给煤系统和脱硫系统 防磨与绝热措施 第3页/共44页300MW循环流化床（CFB）锅炉控制对象300MW CFB锅炉工艺简图 第4页/共44页300MW CFB机组的控制技术特点 300MW CFB机组控制技术特

2、点 采用DCS作为主控系统 针对控制对象的大滞后、控制对象的强耦合、非线性的控制策略 第5页/共44页300MW CFB机组特殊控制应用技术简介 主汽过热度、参数变化率实时计算方法 防止模拟量测温保护误动的自定义模块实现方法 复杂参数的计算 软光字牌实现方法 DCS控制器控制周期测试方法 DEH汽机模型建立及仿真 第6页/共44页复杂参数计算汽包水位单室平衡容器差压测量原理由差压平衡原理有：DP=CgL-Wg(H+M)+Sg(L-M-H)H=CgL-DP-WgM-Sg(L-M)/(Wg-Sg)，其中C正压端测量筒至负压水平取样端的正压侧冷凝水密度，为T的函数，若未设计，通常取60、额定汽包压力

3、下的对应值W汽包饱和水密度，为PD的函数S汽包饱和蒸汽密度，为PD的函数第7页/共44页复杂参数计算主汽流量计算公式水蒸汽流量计算公式风量公式给水流量第8页/共44页300MW CFB机组特殊控制应用技术简介 DEH汽机模型建立及仿真 第9页/共44页300MW CFB机组特殊控制应用技术简介 DEH汽机模型建立及仿真 第10页/共44页300MW CFB机组特殊控制应用技术简介 DEH汽机模型建立及仿真 第11页/共44页300MW CFB机组特殊控制应用技术简介变参数调节在燃料等控制系统中的应用燃料控制系统 一、二次风量设定值对煤质的修正第12页/共44页机组自动控制系统控制策略的研究与应

4、用 DCS自动控制开关量逻辑设计特点 跟踪和无扰 自动调节完善的开关量逻辑调节输出带多执行单元的自动分配功能 第13页/共44页机组自动控制系统控制策略的研究与应用 机炉协调控制系统 直接能量平衡（DEB）协调控制方式 汽机侧与锅炉侧的负荷表示 与联系一种新的锅炉蓄热系数算法经典DEB400协调控制的锅炉指令算法第14页/共44页机组自动控制系统控制策略的研究与应用 机炉协调控制系统 经典DEB400协调控制的不足经典DEB400协调控制的改进基于DEB的首台国产化300MW CFB机组的协调控制第15页/共44页机组自动控制系统控制策略的研究与应用 机炉协调控制系统 300MW CFB锅炉自

5、动控制的特点蓄热量大、滞后大，动态响应慢300MWCFB锅炉300MW常规煤粉炉蓄热系数(MWS/MPa)83007000给煤量增加到锅炉负荷变化时间6分钟0.5分钟第16页/共44页机组自动控制系统控制策略的研究与应用 协调控制在300MW CFB机组大范围连续滑压变负荷曲线1负荷从180MW以4.5MW/Min炉跟机协调滑压方式升至270MW，实际负荷变化率也为4.5MW/Min，主汽压力偏差为-0.8，+0.3MPa，其它各项主参数偏差都在允许变化范围内，达到AGC试验要求第17页/共44页机组自动控制系统控制策略的研究与应用 协调控制在300MW CFB机组大范围连续滑压变负荷曲线2负

6、荷从300MW以4.5MW/Min协调滑压方式降至150MW，实际负荷变化率也为4.2MW/Min，主汽压力偏差为-0.5，+0.8MPa，其它各项主参数偏差都在允许变化范围内，达到AGC试验要求第18页/共44页300MW CFB机组协调控制系统第二类协调控制方式的协调方式以3%ECR/MIN设定负荷变化率、15%ECR的负荷变动曲线记录。实际负荷变化率达2.9%ECR/min，压力偏差为-0.57，0.01MPa，各项指标满足要求第19页/共44页300MW CFB机组协调控制系统第二类协调控制方式的在协调方式做18MW的一次调频动态试验曲线，此时锅炉指令采用原经典的DEB400算法，且在

7、定压方式下试验，煤量变化了120t/h，若为滑压方式会变化会更多。主汽压力变化了0.4MPa 第20页/共44页300MW CFB机组协调控制系统第二类协调控制方式的在协调方式做18MW的一次调频动态试验曲线，此时锅炉指令采用改进的算法，且在滑压方式下试验，煤量变化了60t/h，主汽压力变化了0.5MPa 第21页/共44页300MW CFB机组协调控制系统双床床压偏差自动控制特点300MW CFB锅炉采用裤叉型双燃烧室（常简称床），燃烧室上部是连通的，实际运行时两床中的物料流化后存在动态交换一次风经母管从两燃烧室底部分别进入，流化两床的物料，进行循环燃烧为保证锅炉的安全、经济燃烧，降低厂用电

8、率消耗，必须要控制好燃烧室下部差压（床压）在合适值但基于上述工艺流程设计，给控制带来以下问题：双床床压的无自平衡能力状态，当双床某侧的物料因动态流化使床压增高，若床的入口一次风调门保持不动，则床压高的一侧阻力增大使进入的一次风量减小，另一侧的一次风量增大使物料吹离本侧，形成正反馈的“雪崩”现象，发生所谓的“翻床”为防止翻床必须控制双床的入口一次风量，根据双床床压偏差，调整两床一次风量，使两床床压偏差趋于零，同时要保证总一次风量与负荷相适应第22页/共44页300MW CFB机组协调控制系统第一类双床床压偏差自动控制系统两台一次风机入口导叶调节总一次风量，燃烧室入口一次风门调节一次风压和两侧一次

9、风量偏差运行时需人工不断设置压力定值和风量偏差定值，若设置不当或调整不及时，可能造成风量低保护动作、翻床等事故发生第23页/共44页300MW CFB机组协调控制系统第二类双床床压偏差自动控制系统双床床压全自动控制，两台一次风机入口导叶调节一次风母管与两床平均床压之差，两侧燃烧室入口一次风门构成串级调节，主调量为两床床压偏差，副调量为各自的一次风量调节全自动化，安全可靠，无需人工干预，只要排渣及时不使床压过高，就可长期稳定运行第24页/共44页分配控制提出一种新的自定义分配控制算法，在CFB锅炉主要模拟量控制系统中得到广泛应用概念：分配控制是应用在同类设备共同调节的系统中，互相间的协作控制。a

10、.系统自动控制状态下手动偏置的无扰设置。b.自动适应同类设备共同调节时，不同运行方式时的调节参数。c.自动适应设备失效时的取消分配。d.系统投备用设备调节的自动跟踪。e.偏值的自动调节输入。第25页/共44页分配控制应用效果 a.正常运行时分配精度极高、响应时间快速、算法组合灵活高效 b.极端工况下，如RB工况下和大负荷扰动工况下有极佳的控制性能 c.新算法更能能适应CFB锅炉的特殊要求第26页/共44页分配控制实例：分配父模块组态图第27页/共44页分配控制实例：分配子模块组态图第28页/共44页分配控制实例：采用分配控制的汽包水位调节在负荷变动过程中的趋势图。水位调节偏差为-18,25mm

11、，比要求指标-40,40mm高第29页/共44页FSSS/SCS控制逻辑重点介绍FSSS/SCS控制逻辑特点均属于开关量逻辑设备控制逻辑由设备级、子组级和功能组级逻辑组成第30页/共44页FSSS逻辑重点介绍300MW CFB机组上FSSS（炉膛安全监控系统）的主要控制逻辑锅炉跳闸MFT风燃器油枪OFT床上油枪OFT给煤管线跳闸锅炉吹扫第31页/共44页FSSS逻辑重点介绍锅炉跳闸逻辑保护逻辑条件（以大唐开远电厂为例）汽包水位低III值 燃烧室压力高高 燃烧室压力低低 进入回料阀流化风量低 分离器温度高高 分离器温度高且给水泵全停 引风机全停 一次风机全停 高压流化风机全停 手动锅炉跳闸第32

12、页/共44页FSSS逻辑重点介绍锅炉跳闸逻辑保护动作后的输出控制 联动MFT回路 联跳一次风机 联跳高压流化风机 联关过热器和再热器减温水 联跳汽机 联关外置床锥形阀 联关外置床触动风阀 联关回料阀触动风阀 联关冷渣器排渣阀第33页/共44页FSSS逻辑重点介绍MFT（主燃料跳闸）保护逻辑条件汽包水位高III值汽包水位低III值燃烧室压力高高燃烧室压力低低总风量低于25%失去燃料左或右侧一次风量低于临界流化风量进入回料阀流化风量低分离器温度高高燃烧室温度高高（左）燃烧室温度高高（右）床温低于600且已投煤，但风道燃烧器和床上油枪均没有投入运行 任一一次风机跳闸且一次风量小于临界流化风量分离器温

13、度高且给水泵全停空预器跳闸引风机全停二次风机全停高压流化风机全停汽机跳闸手动MFT锅炉跳闸第34页/共44页FSSS逻辑重点介绍MFT保护动作后的输出控制联跳#1、#2、#3、#4给煤管线联停床下和床上燃烧器联停吹灰器联停石灰石系统触发风燃器OFT触发床枪OFT联关定排联关连排联关冷渣器锥形阀第35页/共44页FSSS逻辑重点介绍给煤管线跳闸保护逻辑条件丧失同侧两条给煤管线两分钟后给煤量未降低至30t/h分离器出口温度1050燃烧室上部温度1050且总燃料量30%燃烧室中部温度1050且回料阀锥阀开度90%燃烧室中部温度650且无燃油支持燃烧室差压6KPa 第36页/共44页FSSS逻辑重点介

14、绍风燃器OFT逻辑条件MFT联动燃油压力低2值雾化空气压力低2值油角总阀关闭手动OFT风燃器OFT动作后输出控制关各燃油管路的油角总阀关油角阀关雾化阀退出油枪 风燃器OFT复位条件吹扫完成或床枪运行或有给煤机时，可手动复位第37页/共44页FSSS逻辑重点介绍床枪OFT逻辑条件MFT联动燃油压力低2值雾化蒸汽压力低2值油角总阀关闭手动OFT床枪OFT动作后输出控制关各燃油管路的油角总阀关油角阀关雾化阀退出床枪 床枪OFT复位条件吹扫完成或风燃器运行或床温大于650时，可手动复位第38页/共44页FSSS逻辑重点介绍锅炉吹扫条件至少一台引风机运行至少一台一次风机和至少一台二次风机运行至少启动一台

15、流化风机，并确保各回料阀的流化风管线有足够的风量总风量不小于30%无燃料进入炉膛电除尘已停燃烧室下部温度低低无MFT条件吹扫完成时间5+X分钟，按分离器出口温度T选择T30，X10分钟30T200，X 5分钟200T350，X3分钟T350，X0分钟第39页/共44页SCS逻辑重点介绍对通用控制逻辑的优化措施对采用模拟量温度测点作为保护的设备，应用了测量值的质量码好、测量值变化率合适与测量值超高限的三个条件与的关系进行判断的延时输出，减小因测温元件接线接触不好、受干扰等产生的误动。对采用就地单个开关量（DI）直接联锁或保护启/停设备的逻辑，普遍采用开关量延时方式来滤波，防止测点的波动和干扰误动

16、采用脉冲的多条件应用规则。“或”关系条件的脉冲，加在或条件输入端；“与”关系条件的脉冲，加在与条件输出端采用设备级逻辑是“手动允许启/停条件闭锁联锁启/停”并带保护启/停的方式，要注意保护条件不要联接至联锁条件输入，以免受手动条件限制。理清楚保护逻辑的层次。保护逻辑须设在设备级内，不能只设在顺控逻辑的子组级、功能组级内。第40页/共44页结论针对对首台国产化300MW CFB机组的控制对象特性，对300MW CFB机组的控制技术进行了大量的研究，主要在模拟量控制系统的控制策略和FSSS、SCS等的开关量控制逻辑上做了大量工作，取得了一些成果，主要关键技术和创新点体现在以下几点：针对300MW

17、CFB容量机组采用改进型的DEB协调控制策略，克服燃烧调节迟延大的控制难点，成功实现机组大范围的负荷滑压变动及AGC的稳定控机，即满足调度AGC要求，又保证机组的稳定运行第一次在300MW CFB锅炉上采用新设计的、自定义的、完善的分配控制算法，实现在此类机组自动控制系统的上大量成功应用采用串级的一次风量/床压调节，有效控制了炉膛两侧床压偏差，解决了300MW CFB锅炉裤衩腿炉膛翻床的难题对顺序控制系统（SCS）和锅炉安全监控系统（FSSS）控制逻辑进行了优化设计，使实际逻辑在应用中比较完善、合理和简洁研究成果已在包括首台国产化300MW CFB机组在内的云南省内6台同类机上推广应用，取得良

18、好效果，并为省外如秦皇岛等电厂提供很好的借鉴作用第41页/共44页致谢感谢昆明理工大学电力学院院长、作者的导师束洪春教授对作者的学习上的安排、辅导，研究方向、研究工作的指导，论文审修感谢云南电力试验研究院副总工程师、作者的校外指导老师刘伟教授级高级工程师对作者的研究方向、研究内容的指导，论文审修感谢昆明理工大学刘志坚、腊学梅及其他的老师在基础、专业课程和学业上的帮助与指导感谢大唐红河电厂、国电小龙潭电厂、华电巡检司电厂对作者的研究工作提供极大便利 第42页/共44页结束语因时间紧，个人水平有限，错误和不足之处请各位老师和专家多多批评和指正！谢谢大家！第43页/共44页感谢您的观看。第44页/共44页