[发明专利]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

说明书

技术领域

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

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。

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、NO_X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℃～900℃，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_X产量增加，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。

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

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。

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；

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。

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：

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。

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。

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_auto＝F_total-ΣF_man，式中F_man表示一台手动给煤机的给煤量，ΣF_man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_auto为自动给煤总量。

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r₁,r₂,…,r_n，且r₁+r₂+…+r_n＝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F_total×r_i。

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：

(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≠k，k＜n，r_k表示被切除给煤机的比率信号，Σr_k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，r_m表示被切除给煤机的比率信号，Σr_m表示所有的被切除给煤机的比率信号之和；