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摘要：雙床循環(huán)流化床鍋爐具有獨特的爐膛結(jié)構(gòu)，其除渣自動控制系統(tǒng)目前沒有可參考的模型，結(jié)合神華神東電力有限責(zé)任公司郭家灣電廠（以下簡稱“郭家灣電廠”）雙床循環(huán)流化床鍋爐爐內(nèi)除渣自動控制系統(tǒng)的設(shè)計與調(diào)試，提出了此類循環(huán)流化床鍋爐除渣自動控制系統(tǒng)的模型并進(jìn)行分析，此模型可以有效實現(xiàn)雙床循環(huán)流化床鍋爐除渣系統(tǒng)的自動調(diào)節(jié)，能夠避免手動控制存在的調(diào)節(jié)不準(zhǔn)確、勞動強度大、費電、安全穩(wěn)定性差等缺點。

關(guān)鍵詞：發(fā)電廠；循環(huán)流化床；除渣；風(fēng)室；自動控制

郭家灣電廠建設(shè)規(guī)模為2×300MW發(fā)電機組，鍋爐為國產(chǎn)首臺1065t/h亞臨界雙床循環(huán)流化床鍋爐，每臺鍋爐配備6臺冷渣器、3臺鏈斗輸送機、3臺斗提機用于除去煤燃燒后產(chǎn)生的灰渣，由于雙床循環(huán)流化床鍋爐結(jié)構(gòu)的特殊性，其除渣自動控制沒有可參照的模型，投產(chǎn)后除渣系統(tǒng)一直由運行人員手動控制，根據(jù)該情況，電廠技術(shù)人員設(shè)計了除渣自動控制系統(tǒng)模型并進(jìn)行邏輯修改和調(diào)試。

1雙床循環(huán)流化床鍋爐除渣系統(tǒng)

循環(huán)流化床鍋爐是1種通過燃料燃燒將水加熱后產(chǎn)生蒸汽的設(shè)備，雙床循環(huán)流化床鍋爐具有2個布風(fēng)板（床），此類鍋爐通常用于發(fā)電廠。雙床循環(huán)流化床鍋爐配備除渣系統(tǒng)，用于將爐膛內(nèi)燃料燃燒產(chǎn)生的灰渣放出冷卻后輸送至渣倉。爐膛內(nèi)燃料燃燒產(chǎn)生的灰渣堆積在床上，床上的灰渣通過放渣管流出到冷渣器，在冷渣器內(nèi)冷卻后排出，經(jīng)鏈斗機和斗提機輸送至渣倉，工藝系統(tǒng)如圖1所示。雙床循環(huán)流化床鍋爐除渣系統(tǒng)配備6臺變頻式冷渣器。運行過程中，通過調(diào)節(jié)變頻冷渣器的轉(zhuǎn)速增加或減少放渣量來調(diào)整水冷風(fēng)室壓力在允許范圍內(nèi)，同時還要避免冷渣器出渣溫度和冷渣器出水溫度超限。雙床循環(huán)流化床鍋爐除渣系統(tǒng)運行時，依靠運行人員手動調(diào)節(jié)冷渣器轉(zhuǎn)速來控制水冷風(fēng)室壓力，手動調(diào)節(jié)存在調(diào)節(jié)不準(zhǔn)確、勞動強度大、費電、安全穩(wěn)定性差等缺點。

2雙床循環(huán)流化床鍋爐除渣自動控制系統(tǒng)

根據(jù)雙床循環(huán)流化床鍋爐的特點，設(shè)計了一種雙床循環(huán)流化床鍋爐除渣自動控制系統(tǒng)模型，在使用過程中取得了較好的效果。以左側(cè)冷渣系統(tǒng)為例，對模型進(jìn)行說明（右側(cè)冷渣系統(tǒng)控制模型與左側(cè)類同），如圖2所示。（1）I型選擇器功能：當(dāng)S1引腳為1，S2、S3引腳為0時，輸出等于P1；當(dāng)S2引腳為1，S1、S3引腳為0時，輸出等于P2；當(dāng)S3引腳為1，S1、S2引腳為0時，輸出等于P3；當(dāng)S1、S2、S3引腳均為0時，輸出等于P0。（2）II型選擇器功能：當(dāng)Z引腳為1時，輸出等于X1；當(dāng)Z引腳為0時，輸出等于X2。（3）高限塊功能：當(dāng)?shù)谝粋€引腳的輸入值大于第二個引腳的設(shè)定值時，該功能塊輸出為1。（4）操作器：操作器可在DCS或PLC人機界面中進(jìn)行操作，可以設(shè)置為自動或手動模式，當(dāng)設(shè)置為自動模式時，操作器的輸出為前面功能塊的輸出；當(dāng)設(shè)置為手動模式時，操作器的輸出為操作人員手動置入的數(shù)據(jù)。（5）邏輯功能：調(diào)節(jié)器的輸入值為“左側(cè)水冷風(fēng)室壓力目標(biāo)值”與“左側(cè)水冷風(fēng)室壓力實測值”的偏差，采用變比例系數(shù)、變積分時間、固定微分時間、固定微分系數(shù)的調(diào)節(jié)方式，可變比例系數(shù)和可變積分時間通過選擇器獲得。總操作器的輸入信號為調(diào)節(jié)器的輸出。當(dāng)“1號冷渣器出渣溫度”超過高限或“1號冷渣器出水溫度”超過高限時，1號冷渣器操作器的輸入為超溫前總操作器輸出值的1/2，否則1號冷渣器操作器的輸入為總操作器的輸出。當(dāng)“3號冷渣器出渣溫度”超過高限或“3號冷渣器出水溫度”超過高限時，3號冷渣器操作器的輸入為超溫前總操作器輸出值的1/2，否則3號冷渣器操作器的輸入為總操作器的輸出。當(dāng)“5號冷渣器出渣溫度”超過高限或“5號冷渣器出水溫度”超過高限時，5號冷渣器操作器的輸入為超溫前總操作器輸出值的1/2，否則5號冷渣器操作器的輸入為總操作器的輸出。根據(jù)此模型在郭家灣電廠2臺機組進(jìn)行組態(tài)和調(diào)試，調(diào)試過程中最終確定的調(diào)節(jié)器參數(shù)為：左側(cè)（右側(cè)）冷渣器有1臺在自動狀態(tài)時，比例放大系數(shù)Kp=0.8；積分時間Ti=40；微分時間Td=50；微分系數(shù)Kd=0.05。左側(cè)（右側(cè)）冷渣器有2臺在自動狀態(tài)時，比例放大系數(shù)Kp=0.7；積分時間Ti=55；微分時間Td=50；微分系數(shù)Kd=0.05。左側(cè)（右側(cè)）冷渣器有3臺在自動狀態(tài)時，比例放大系數(shù)Kp=0.6；積分時間Ti=70；微分時間Td=50；微分系數(shù)Kd=0.05?？刂颇Ｐ偷奶攸c：①采用水冷風(fēng)室壓力作為被調(diào)量，避免連續(xù)放渣或定期排渣對風(fēng)室壓力造成的波動，同時起到穩(wěn)定循環(huán)流化床鍋爐床壓的作用。②根據(jù)鍋爐兩側(cè)對應(yīng)的冷渣器運行數(shù)量采用變積分和變比例控制方案，使自動控制更加精確快速。③使用總調(diào)節(jié)器分別控制3臺分操作器的控制方式，使系統(tǒng)控制更加集中。④在控制系統(tǒng)中加入出渣溫度和出水溫度超限自動減速功能，將保護(hù)功能也融入自動控制系統(tǒng)。邏輯模型應(yīng)用后，提高了兩側(cè)水冷風(fēng)室壓力的穩(wěn)定性，減少了運行人員的勞動強度，各種工況下，水冷風(fēng)室壓力能夠穩(wěn)定在9.5~11.5kPa，當(dāng)出水溫度和出渣溫度超限時，也能夠立即對冷渣器自動減速保障系統(tǒng)安全。

3結(jié)論

自動控制模型將水冷風(fēng)室壓力作為被調(diào)量，采集各臺冷渣器的自動狀態(tài)，經(jīng)過變積分、變比例調(diào)節(jié)來適應(yīng)除渣系統(tǒng)的運行工況，同時設(shè)計了冷渣器出渣溫度和出水溫度越限自調(diào)整功能，實現(xiàn)自動控制的同時滿足了安全需要。經(jīng)過在郭家灣電廠的使用，證明此控制模型可以有效實現(xiàn)雙床循環(huán)流化床鍋爐除渣系統(tǒng)的自動調(diào)節(jié)，能夠避免手動控制存在的兩側(cè)風(fēng)室壓力調(diào)節(jié)不準(zhǔn)確、冷渣器出渣溫度超限、冷渣器出水溫度超限、勞動強度大、費電、安全穩(wěn)定性差等缺點。

參考文獻(xiàn)：

［1］佟春海.郭家灣電廠SNCR脫硝自動控制系統(tǒng)優(yōu)化［J］.神華科技，2018，16（2）：57-58，73.

［2］佟春海，折建剛.循環(huán)流化床鍋爐爐內(nèi)脫硫自動控制系統(tǒng)優(yōu)化［J］.電力安全技術(shù)，2021，23（5）：51-54.

作者：佟春海 佟潤東 單位：神華神東電力有限責(zé)任公司郭家灣電廠