基于燃料自平衡的循环流化床锅炉床温控制的系统及方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于火力发电机组的给煤控制领域，尤其涉及一种基于燃料自平衡的循环 流化床锅炉床温控制的系统及方法。
【背景技术】
[0002] 循环流化床锅炉（CFB)燃烧技术是最近30年来发展较为迅速的一种清洁煤燃烧 技术，由于其燃料适应性广、负荷调节比宽、燃烧效率高、低温燃烧、炉内可实现脱硫等特 点，在国内外得到迅速推广，特别由于我国煤炭资源往往煤质复杂多变、含硫量高和劣质煤 产量大等特点，使得CFB燃烧技术在我国得到更快更广的应用。
[0003] 床温是表征CFB锅炉正常运行的重要参数，同时直接影响着运行中锅炉效率、 NOx产生量、脱硫效率以及锅炉的安全性。通常情况下，CFB正常运行的最佳温度范围为 850°C~900°C，床温过低不但使燃烧不稳定，而且锅炉效率也随之下降；床温过高则将使 得脱硫效率下降、NO/"量增加，同时还容易使床层熔化，造成炉膛结焦，从而床料无法正常 循环硫化，床温控制是CFB燃烧控制的难点，而影响床温的最终因素在于给煤量。
[0004] 随着CFB锅炉的大型化，采用给煤机实现多点给煤是需要迫切解决的问题，多点 给煤系统主要应用在锅炉侧墙给煤方式与炉后给煤方式以及前后墙混合给煤方式，而由于 某些电站所独有的炉膛结构特性和燃烧特性，如果给煤点均匀分配总给煤指令，反而会引 起局部超温结焦等问题。所以按照合适的给煤比例分配总给煤指令才能保证各处床温均匀 变化，进而保证炉膛燃烧安全性、经济型。
【发明内容】
[0005] 本发明的主要目的是针对炉膛床温分布不均、容易局部超温等问题，提供一种基 于燃料自平衡的循环流化床锅炉床温控制的系统及方法。
[0006] 一种用于循环流化床锅炉床温控制的给煤自平衡系统，所述系统包括给煤主控调 节回路、给煤多执行调节回路，所述给煤主控调节回路与给煤多执行调节回路连接；
[0007] 所述给煤主控调节回路包括偏差计算单元、PID调节器单元和手操器调节单元；
[0008] 所述给煤多执行调节回路包括自动给煤指令计算模块、比率信号初始模块、比率 信号重新计算模块、自动给煤指令分配模块、给煤控制回路。
[0009] 一种用于循环流化床锅炉床温控制的给煤自平衡方法，应用上述的给煤自平衡系 统，包括以下步骤：
[0010] A)所述给煤主控调节回路接收锅炉主控输出的总给煤指令及实际给煤量反馈值， 并输出分侧给煤指令到多执行给煤调节回路；
[0011] B)多执行给煤调节回路接收分侧给煤指令，经过计算后分配输出到各台自动给煤 机，自动给煤机根据计算分配后的指令改变给煤输出量。
[0012] 进一步地，所述步骤A)具体为：应用所述给煤主控调节回路接收来自锅炉主控输 出的总给煤量指令与各台给煤机的实际给煤量反馈值，经PID调节器单元进行偏差计算后 得到总给煤量指令与实际给煤量反馈值的偏差值，根据偏差值输出给煤指令，所述给煤指 令经过手操器调节单元调节偏置后，得到分侧给煤指令，将分侧给煤指令发送到多执行给 煤调节回路。
[0013] 进一步地，所述自动给煤指令计算模块接收给煤主控调节回路的输出指令，判断 是否有给煤机在手动状态，并计算自动给煤总指令，自动给煤总指令为F a_= Ftotal-2F_， 式中？_表示一台手动给煤机的给煤量，5^_表示所有在手动状态给煤机的给煤量总和； F total为给煤总量；F aut。为自动给煤总量。
[0014] 进一步地，所述的比率信号初始模块包括n个f(x)折线函荷指令，输出为此负荷 下给煤机的给煤比率信号1^，;^，…，r n，且1^+;^+…+rn= l，n台给煤机对应n个f (x)函数， 自动运行时第i台自动给煤机的给煤指令为Ft()talXri。
[0015] 进一步地，所述比率信号重新计算模块判断各给煤机的运行情况，包括是否在手 动状态、切除或二者兼有：
[0016] (1)若有给煤机被切手动，第i台自动给煤机的比率信号为
【主权项】
1. 一种用于循环流化床锅炉床温控制的给煤自平衡系统，其特征在于，所述系统包括 给煤主控调节回路、给煤多执行调节回路，所述给煤主控调节回路与给煤多执行调节回路 连接； 所述给煤主控调节回路包括偏差计算单元、PID调节器单元和手操器调节单元； 所述给煤多执行调节回路包括自动给煤指令计算模块、比率信号初始模块、比率信号 重新计算模块、自动给煤指令分配模块、给煤控制回路。
2. -种用于循环流化床锅炉床温控制的给煤自平衡方法，应用上述权利要求1中所述 的给煤自平衡系统，其特征在于，包括以下步骤： A) 所述给煤主控调节回路接收锅炉主控输出的总给煤指令及实际给煤量反馈值，并输 出分侧给煤指令到多执行给煤调节回路； B) 多执行给煤调节回路接收分侧给煤指令，经过计算后分配输出到各台自动给煤机， 自动给煤机根据计算分配后的指令改变给煤输出量。
3. 根据权利要求2所述的给煤自平衡方法，其特征在于，所述步骤A)具体为：应用所 述给煤主控调节回路接收来自锅炉主控输出的总给煤量指令与各台给煤机的实际给煤量 反馈值，经PID调节器单元进行偏差计算后得到总给煤量指令与实际给煤量反馈值的偏差 值，根据偏差值输出给煤指令，所述给煤指令经过手操器调节单元调节偏置后，得到分侧给 煤指令，将分侧给煤指令发送到多执行给煤调节回路。
4. 根据权利要求2所述的给煤自平衡方法，其特征在于，所述自动给煤指令计算模块 接收给煤主控调节回路的输出指令，判断是否有给煤机在手动状态，并计算自动给煤总指 令，自动给煤总指令为？_=?^ 1-2^_，式中？_表示一台手动给煤机的给煤量，2^_表 示所有在手动状态给煤机的给煤量总和；Ft(rtal为给煤总量；F aut。为自动给煤总量。
5. 根据权利要求4所述的给煤自平衡方法，其特征在于，所述的比率信号初始模块包 括n个f(x)折线函数，输入为负荷指令，输出为此负荷下给煤机的给煤比率信号 ri，r2，… ，:rn，且;…+rn= 1，n台给煤机对应n个f(x)函数，自动运行时第i台自动给煤机的 给煤指令为Ft(rtalXri。
6. 根据权利要求5所述的给煤自平衡方法，其特征在于，所述比率信号重新计算模块 判断各给煤机的运行情况，包括是否在手动状态、切除或二者兼有： (1) 若有给煤机被切手动，第i台自动给煤机的比率信号为，i辛k，k < n，rk 表示被切除给煤机的比率信号，2rk表示所有的在手动给煤机的比率信号之和； (2) 若有给煤机被切除，第i台自动给煤机的比率信号为' i ^m,m<n,rm^ 示被切除给煤机的比率信号，表示所有的被切除给煤机的比率信号之和； (3) 若既有给煤机在手动又有被切除的情况，第i台自动给煤机的比率信号为
安:求6所述的给煤自平衡方法，其特征在于，所述自动给煤指令分配模块 根据自动给煤量指令计算模块与比率信号重新计算模块的结果将自动给煤总指令分配给 各台自动给煤机，具体计算如下： (1) 若有给煤机被切手动的情况，第i台自动给煤机的给煤指令为
(2) 若有给煤机被切除的情况，第i台自动给煤机的给煤指令，
m < n ； (3) 若既有给煤机在手动又有被切除的情况，第i台自动给煤机的给煤指令为
8. 根据权利要求7所述的给煤自平衡方法，其特征在于，所述给煤控制回路接收来自 自动给煤指令分配模块的自动给煤指令与给煤的实时反馈量，并偏差经过PID数字控制器 计算，计算后的指令输出到驱动电机的速度控制器，通过改变皮带转速，使给煤量符合指令 要求，所述PID数字控制器所采取的控制算法： e(k) = rCa(k)-yCa(k)
其中：rea(k)为石灰石流量指令；yea(k)为实际石灰石流量值；e(k)为指令值与实际值 之间的偏差；U (k)是第k次采样时的控制器输出；S为比例带大小；T为系统时间常数； Tp TD分别为积分时间和微分时间
A y (k)为控制器输出。
9. 根据权利要求3所述的给煤自平衡方法，其特征在于，所述步骤A)还包括：具有另 一手操器调节单元，所述另一手操器调节单元调整偏置后的给煤指令的偏差，再经过加法 器及减法器计算后，得到给煤机的左侧给煤指令及右侧给煤指令。
【专利摘要】本发明公开了一种用于循环流化床锅炉床温控制的给煤自平衡系统及方法。所述系统包括给煤主控调节回路、多执行给煤调节回路。给煤主控调节回路接收锅炉主控输出的给煤总指令，输出指令分别送到多执行给煤调节回路的两侧，在各侧经过计算后，分别将自动给煤指令按一定比例分配到各台自动给煤机，使给煤量能符合系统的指令要求。本发明的有益效果是，使用燃料自平衡方法保持循环硫化床锅炉的床温稳定，避免频繁调整一次风量，导致机组负荷波动。
【IPC分类】F23C10-28
【公开号】CN104807003
【申请号】CN201510193903
【发明人】乔金玉, 刘吉臻, 张文广
【申请人】大唐武安发电有限公司
【公开日】2015年7月29日
【申请日】2015年4月22日