循环流化床锅炉的典型XS介绍

DCS锅炉的设备组成
根据研制的公司或厂家的不同，以二S 的设备组成有所不同。主设备一般由过程控制单元、过程控制观察站、操作接口单元、工程师站、计算机接口单元、通信网络等部分组成：< ”过程控制单元是实现过程控制的基本硬件设备，它负责过程信号的采集和处理、过程控制、顺序控制、批量处理控制以及优化等高级控制．
(2）过程控制观察站和操作接口单元是由一台专用的过程控制计算机和若干个选配的显示、操作、打印等终端构成的人机接口设备。在其硬件和软件的支配下，实现对过程和系统的有效观察、操作与管理。
(3）工程师站是在个人计算机的基础上，配以专用软件而形成的工具性设备。它是专门为工程师准备的人机接口，用于控制系统的设计，控制逻辑的在线或离线组态，系统的调试与诊断，同时也可从网络中获取信息，对现场进行监视。
(4）计算机接口单元是由一组模件组成的通信口。通过此口能实现DCS与其他计算机的物理连接和软件沟通，达到信号交换的目的。
(5）通信网络是一个多层次、各自独立的网络结构。譬如，第一层网络为子总线，第二层网络为控制公路，第共层网络是NET 环网或工厂环网，第四层网络为NET 中心环网等。

DCS锅炉的控制层次
DCS的控制层次分为四级，即就地操作层、过程控制层、控制管理层、生产管理层。(l）就地操作层是DCS的基础．其主要任务是：进行过程数据采集，进行直接数字的过程控制，以及设备监测和系统的测试和诊断，实施安全性、冗余化方面的措施．(2）过程控制层的作用主要是根据用户的需要，通过组态控制方案，对单元内的程序流程实施整体优化，并对下层产生确切命令。其功能有：优化过程控制，自适应回路控制，优化单元内各装置的配合，通过获取直接控制层的实时数据以进行单元内的活动监视等。(3）控制管理层是人机接口设备，是生产过程的命令管理系统。其功能是：进行生产过程监视，现场设备直接操作，控制参数设置，在线、离线自诊断，生产报表打印等。(4）生产管理层是全厂自动化的最高层次，是经营决策层。它包括工程技术、经济活动、生产管理、人事活动等诸多方面．主要功能有：进行机组运行的经济性分析，机组性能分析、机组检修管理、生产资料的合理配置、生产成本核算等．

循环流化床锅炉的典型XS介绍
下面结合某台45Ot/h循环流化床锅炉，对典型DCS 做简单介绍。
（一）循环流化床锅炉的模拟量拉制系统
循环流化床锅炉与煤粉锅炉相同，具有多参数、非线性、时变和多变量紧密祸合的特点，但比煤粉锅炉具有更多的输人／输出变量，藕合关系也更为复杂。
典型的循环流化床锅炉的模拟量控制系统组成应有以下部分：①负荷指令回路，②主汽压调节；③床温调节；④给煤量调节，⑤总风量调节；⑥石灰石量调节；⑦一次风量调节；⑧二次风量调节；⑨二次风压调节；⑩高压风压力调节；⑧主汽温调节；⑩汽包水位调节；11燃油母管压力调节；。启动燃烧器风量调节；12启动燃烧器燃油压力／流量调节．13床枪＜油枪）燃油压力／流量调节；⑩炉膛压力调节．14床料差压调节；15底灰压力、温度调节（采用流化床冷渣器）。
其中，循环流化床锅炉汽水系统的控制系统设计与常规煤粉锅炉的差别不大．譬如，给水控制系统也采用汽包水位、蒸汽流量和给水流量只冲量控制，通过调节给水泵转速或给水调节阀开度，维持汽包水位的平衡；锅炉出口主蒸汽温度采用喷水减温调节等。但是，循环流化床锅炉的嫩烧系统及其控制与煤粉锅炉有较大的差异，根据其系统的特点，还需设计其他一些独特的控制回路。
1 ．燃料量控制系统
给煤量主要受负荷指令和风一燃料交叉连锁信号的控制。首先，根据负荷指令计算出需要的燃料量；然后，根据风一燃料配比要求，由实际风量计算出允许的最大燃料量，二者低选信号再作为燃料主调节器的输出分别控制各台给煤机速度控制回路。这样，也就保证了动态过程中先加风后加煤，先减煤后减风。这与常规煤粉锅炉的控制机理相同。
给煤机的转速控制一般推荐采用线性较好的变频调节方式。多台给煤机也设计有增益自校正回路，可以无扰动地任意切投不同给煤机的手动和自动。
2 ．石灰石量控制系统
调节石灰石量的目的是满足锅炉50：排放量的要求。控制回路一般设计成串级调节方式．上级调节器为以J ：调节器，下级调节器为石灰石量调节器。当s （几变化时，调节石灰石螺旋给料机的转速，使进人炉膛的石灰石量相应变化。
在调节回路中，总给煤量作为前馈信号加人石灰石量调节器。锅炉人炉煤量变化时，Sq 也要相应变化。如果仅根据S认信号调石灰石量，则延迟比较大。将给煤量作为前馈信号，使石灰石量先根据煤量变化．然后再根据别远信号进行校正，可以减少调节延迟。3 ，风量控制。如前所述，循环流化床锅炉的风系统较一般煤粉锅炉复杂，主要包括一次风、二次风、回料风和播煤风等；根据锅炉的型式不同，设计有一次风机、二次风机、高压罗茨风机等，对采用气力播煤的锅炉，还设计有播煤风机。
循环流化床的风量控制包括总风量控制和一、二次风比率的控制。总风量根据燃料指令获得，并根据过量空气系数校正，形成总风量指令，这与常规煤粉锅炉相同。所不同的是一次风和二次风的分配。为保证正常流化，一般一次风的流量有一设定的下限值。而且，一、二次风的比例还要受到床温控制回路的校正。
4 ，回料风控制
回料风一般从一次风管引出，或来自高压罗茨风机。回料风压力高但风量较小，一般小于一次风量的2% ．回料风压与送灰器形式、锅炉布置方式等密切相关。一般的，中小容量循环流化床锅炉为13-20kPa ；大容量循环流化床锅炉为50-6OkPa 。
在不参与床温调节时，回料风压的控制是一个单回路控制系统，通过回料风― 次风连通管挡板控制送灰器的流化风压。
一些大容量循环流化床锅炉还设计有专门的播煤风机（播煤风风压为9-12 kPa) ，也有相应的风量或风压控制回路。
5 ．床温控制系统
床温控制系统为循环流化床锅炉所特有。由于床温的控制直接影响着炉内的脱硫和脱硝，床温控制系统是至关重要的控制系统。
能有效地去除S0仪和N0的最佳床温是850-950℃ 。但在实际运行中，要将床温控制在某一确定温度是相当困难的，通常只能将床温控制在一定范围内。
影响床温的主要因素比较多，譬如煤种、燃料的粒径、床料量，以及一、二次风量和回料量、冷灰循环等。因此，不同循环流化床锅炉所采用的床温控制方式也各不相同，比较典型的方式有：调整一、二次风比例；调节给煤量；控制循环灰流量等。
大多数75t/h和容量更小的循环流化床锅炉，由于一、二次风门均没有设计自动手段，除渣也是采用手动方式，床温控制系统一般设计为床温一燃料串级调节系统。通过调节给煤量来调整床温；也有的采用调节回料量（高压罗茨风机转速或回料风调节挡板），亦即改变料层厚度的方法来调节床温；而对大容量的循环流化床锅炉，往往是采用改变一、二次风比率的方法来调节床温。
有烟气再循环的循环流化床锅炉，还可以通过烟气再循环流量来调节床温。同时，除尘器的冷灰也可以经由所设置的飞灰再循环回路重新进人沪膛，通过改变床料的粒径分布来调整炉膛温度。
6 ，床压控制（床料高度控制）
正如所知，循环流化床锅炉没有明显的床料厚度，但仍有密相区和稀相区之分。料层厚度是指密相区静止时的料层厚度。料层厚度不仅影响床温，而且对锅炉的经济运行影响很大，料层差压过高会使布风板阻力增大，并可能造成风道和风室振动；差压过低则影响锅炉的负荷。
通过测量一次风室与稀相区的压差及一次风量可以测算出料层的厚度。而床压的控制一般是通过排渣量的调节来实现的。
通常采用脉冲阀的开启时间来控制底灰（渣）的排放量。同时，可以通过控制再循环烟气压力调整床温。除了可以通过控制排渣量来调节床压外，还设计有灰冷却的控制回路。福斯特· 惠勒公司的循环流化床锅炉则设计有多室选择性排灰流化床冷渣器，其床压的控制可以通过螺旋排渣机或选择排渣阀来调节。
7 ．炉膛压力控制
炉膛压力调节的目的是保持炉膛压力为一定的负压．循环流化床锅炉的炉膛负压控制也是通过调节引风机挡板实现的。但是，循环流化床锅沪炉膛负压的调节特点与普通的煤粉锅炉略有不同。进人烟道的烟气顺序经过过热器、省煤器、空气预热器等受热面，然后进入电除尘器后由引风机抽至烟囱排走．炉膛下部床面附近是微正压，在低负荷时炉膛负压点较低，高负荷时负压点升高。也就是说炉膛负压取样点的控制参数是锅炉负荷的函数。压力调节器定值也可手动设定．一、二次风量之和作为负压调节回路的前馈信号，当锅炉负荷变化时，一、二次风量相应变化，预先动作引风机调节挡板。