MW 循环流化床控制教案.pptx
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1、会计学1MW 循环流化床控制循环流化床控制流化概念流化概念流化概念流化概念n n当流体向上流过颗粒床层时,其运动状态是变化的,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,称流态化许多类似液体性质,称流态化第1页/共44页概述概述 n n300MW CFB机组国内的应用情况 n n300MW CFB机组控制难点分析 n n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机组的控制技术特点 n n CFB锅炉概述 双布风板、单炉膛外置床
2、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300MW300MW循环流化床(循环流化床(循环流化床(循环流化床(CFBCFB)锅炉控制对象)锅炉控制对象)锅炉控制对象)锅炉控制对象n n300MW CFB300MW CFB锅炉工艺简图锅炉工艺简图 第4页/共44页300MW CFB机组的控制技术特点机组的控制技术特点 n n 300MW CFB机组控制技术特点 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机组特殊控制机组特殊控制应用技术简介应用技术简介 n n主汽过热度、参数变化率实时计算
3、方法 n n防止模拟量测温保护误动的自定义模块实现方法 n n复杂参数的计算 n n软光字牌实现方法 n nDCS控制器控制周期测试方法 n nDEH汽机模型建立及仿真 第6页/共44页复杂参数计算复杂参数计算n n汽包水位单室平衡容器汽包水位单室平衡容器差压测量原理差压测量原理由差压平衡原理有:由差压平衡原理有:DDP P=C CgL-gL-WWg(H+M)+g(H+M)+S Sg(L-M-g(L-M-H)H)H=H=C CgL-DgL-DP P-WWgM-gM-S Sg(L-M)/(g(L-M)/(WWg-g-S Sg)g),其中其中 C C正压端测量筒至负正压端测量筒至负压水平取样端的正
4、压侧压水平取样端的正压侧冷凝水密度,为冷凝水密度,为T T的函的函数,若未设计,通常取数,若未设计,通常取6060、额定汽包压力下、额定汽包压力下的对应值的对应值 WW汽包饱和水密度,汽包饱和水密度,为为P PDD的函数的函数 S S汽包饱和蒸汽密度,汽包饱和蒸汽密度,为为P PDD的函数的函数第7页/共44页复杂参数计算复杂参数计算n n主汽流量计算公式主汽流量计算公式n n水蒸汽流量计算公式水蒸汽流量计算公式n n风量公式风量公式n n给水流量给水流量第8页/共44页300MW CFB机组特殊控制机组特殊控制应用技术简介应用技术简介 n nDEH汽机模型建立及仿真 第9页/共44页300M
5、W CFB机组特殊控制机组特殊控制应用技术简介应用技术简介 n nDEH汽机模型建立及仿真 第10页/共44页300MW CFB机组特殊控制机组特殊控制应用技术简介应用技术简介 n nDEH汽机模型建立及仿真 第11页/共44页300MW CFB机组特殊控制机组特殊控制应用技术简介应用技术简介n n变参数调节在燃料等控制系统中的应用变参数调节在燃料等控制系统中的应用燃料控制系统燃料控制系统 一、二次风量设定值对煤质的修正一、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机组自动控制系统控制策略的策略的研究与应用研究与应用 n nDCS自动控制开关量逻辑设计特点 跟踪和无扰跟踪
6、和无扰 自动调节完善的开关量逻辑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机组自动控制系统控制策略的策略的研究与应用研究与应用 n n机炉协调控制系统 直接能量平衡(直接能量平衡(DEBDEB)协调控制方式)协调控制方式 汽机侧与锅炉侧的负荷表示汽机侧与锅炉侧的负荷表示 与联系与联系一种新的锅炉蓄热系数算法一种新的锅炉蓄热系数算法经典经典DEB400DEB400协调控制的锅炉指令算法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机组自动控制系统控制策略的策略的研究与应用研究与应用 n n机炉
7、协调控制系统 经典经典DEB400DEB400协调控制的不足协调控制的不足经典经典DEB400DEB400协调控制的改进协调控制的改进基于基于DEBDEB的首台国产化的首台国产化300MW CFB300MW CFB机组的协调控制机组的协调控制第15页/共44页机组自动控制系统控制策略的机组自动控制系统控制策略的研究与应用研究与应用 n n机炉协调控制系统机炉协调控制系统 300MW CFB300MW CFB锅炉自动控制的特点锅炉自动控制的特点蓄热量大、滞后大,动态响应慢蓄热量大、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
8、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机组自动控制系统控制策略的策略的研究与应用研究与应用 n n协调控制在协调控制在300MW CFB300MW CFB机组大范围连续滑压变负荷曲线机组大范围连续滑压变负荷曲线1 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机组自动控制系统控制策略的策略的研究与应用研究与应用 n n协调控制在协调控制在300MW CFB300MW CF
9、B机组大范围连续滑压变负荷曲线机组大范围连续滑压变负荷曲线2 2负荷从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300MW300MW CFB CFB机组机组机组机组协调控制系统协调控制系统协调控制系统协调控制系统n n第二类协调控制方式的协调方式以第二类协调控制方式的协调方式以3%ECR/MIN3%ECR/MIN设定负荷变化率、设定负荷变化率、15%ECR15%ECR的负荷变动曲线记录。实际负荷变化率达的负荷变动曲线记录。实际负
10、荷变化率达2.9%ECR/min2.9%ECR/min,压力偏,压力偏差为差为-0.57-0.57,0.01MPa0.01MPa,各项指标满足要求,各项指标满足要求第19页/共44页300MW300MW CFB CFB机组机组机组机组协调控制系统协调控制系统协调控制系统协调控制系统第二类协调控制方式的在协调方式做第二类协调控制方式的在协调方式做18MW18MW的一次调频动态试验曲线,的一次调频动态试验曲线,此时锅炉指令采用原经典的此时锅炉指令采用原经典的DEB400DEB400算法,且在定压方式下试验,煤量算法,且在定压方式下试验,煤量变化了变化了120t/h120t/h,若为滑压方式会变化会
11、更多。主汽压力变化了,若为滑压方式会变化会更多。主汽压力变化了0.4MPa0.4MPa 第20页/共44页300MW300MW CFB CFB机组机组机组机组协调控制系统协调控制系统协调控制系统协调控制系统第二类协调控制方式的在协调方式做第二类协调控制方式的在协调方式做18MW18MW的一次调频动态试验曲线,此时锅炉指令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,煤量变化了采用改进的算法,且在滑压方式下试验,煤量变化了60t/h60t/h,主汽压力变化了,主汽压力变化了0.5MPa0.5MPa 第21页/共44页300MW300MW CFB CFB机组机组机组机组协
12、调控制系统协调控制系统协调控制系统协调控制系统n n双床床压偏差自动控制特点双床床压偏差自动控制特点300MW CFB300MW CFB锅炉采用裤叉型双燃烧室(常简称床),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,降低厂用电率消耗,为保证锅炉的安全、经济燃烧,降低厂用电率消耗,必须要控制好燃烧室下部差压(床压)在合适值必须要控制
13、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,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,形成正反馈的一侧的一次风量增大使物料吹离本侧,形成正反馈的“雪崩雪崩”现象,发生所谓的现象,发生所谓的“翻床翻床”为防止翻床必须控制双床的入口一次风量,根据双床为
14、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零,同时要保证总一次风量与负荷相适应第22页/共44页300MW300MW CFB CFB机组机组机组机组协调控制系统协调控制系统协调控制系统协调控制系统n n第一类双床床压偏差自动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风量偏差压和两侧一次风量偏差运行时需人工不断设置压力定值和风量偏差定
15、值,若设置不当或调整不及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300MW300MW CFB CFB机组机组机组机组协调控制系统协调控制系统协调控制系统协调控制系统n n第二类双床床压偏差自动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,压之差,两侧燃烧室入口一次风门构成串级调节,主
16、调量为两床床压偏差,副调量为各自的一次风量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,只要排渣及时不使床压过高,就可长期稳定运行可长期稳定运行第24页/共44页分配控制分配控制分配控制分配控制n n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,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。互相间的协作控制。a.a.系统自动控制状态下手动偏置的无扰设置。系统自动控制状态下手动偏置的无扰设置。b.b.自动适应同类设备共同
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