循环流化床锅炉燃烧系统烟气氧含量控制

循环流化床锅炉燃烧系统烟气氧含量控制摘要：循环流化床锅炉具有脱硫效果好、燃烧效率高、负载调节范围大等诸多优点，在工业生产当中应用非常广泛。本文具体对循环流化床锅炉燃烧系统烟气氧含量的控制方法进行分析研究，以供参考。关键词：循环流化床锅炉；燃烧效率；氧含量；双交叉燃烧控制燃烧控制系统的特点通过对循环流化床锅炉的燃烧系统进行分析，发现其具有多输入、多输出以及滞后性大等非线性时变特征，各个参数在强耦合性的条件下相互作用，具体体现在以下几点。首先，一个参数在控制的过程中往往受各条件变量的因素的影响，比如说在控制烟气含氧量时需要对一级风量、二级风量、燃烧量等多个参数进行共同操作和调节。其次一个参数又可以对其他多个参数产生影响，比如说，对一次风量进行调节时会对床温、烟气含氧量等参数产生影响，所以需要重视加强锅炉燃烧效率，首先需要注意对各参数的强烈耦合性进行重点分析。一般的自动控制系统无法完成该任务，需要注意采取有效的方法对过度负债变化情况进行控制。循环流化床锅炉烟气氧含量控制控制烟气氧含量主要是为了让循环流化床锅炉的燃烧效率提高，这样才能有效的保证节能减排，但是要想让锅炉的燃烧效率提高，首先需要确保燃料量和空气量的最佳配比，如果配比比例过小或者过大，都会导致锅炉的燃烧效率降低。如果空气比例过大，会出现一些额外能量损耗，由于空气当中的氮气比例达到79%，但是氮气无法参与燃烧，燃烧时又会吸收一定的热量向大气当中排放，使这些热量也逐步被带走。尽管这些能量损耗无法避免，但是可以有效的对其进行控制，反之如果运行过程中空气比例较小，无法充分的进行燃烧，不但会导致燃料当中的热量损失，还会出现一定的氢气和一氧化碳等有毒可燃气体。这些气体还会对大气产生污染，所以为了确保炉膛当中燃料可以充分燃烧的条件下需要让锅炉炉膛的总风量得到有效控制，这也是保证循环流化床锅炉燃烧效率重要基础，而烟气氧含量就是对空气是否不足或者过剩进行衡量的一个重要标志。图1能量损失与烟道气成分的关系如果运行过程中出现空气过剩的情况，会产生大量的能量损失，如果空气不足，能量损失也很大，而在此过程中会出现一些有毒可燃气体。为了防止这些工况的出现，一定要具体对循环流化床锅炉的燃烧是否处于最优指标进行衡量，将燃烧不充分出现的可燃气体和烟气氧含量两个参数进行函数叠加之后，就会出现能量损失曲线。这一曲线能够充分的说明调控是否合理，由于锅炉当中的过剩空气量增加，能量损失先变小后增加。当能量损失处于最低点时，也就是锅炉的最佳燃烧点。在实际运行时，因为燃料燃烧是动态变化的，因此无法简单的控制其处于最低点，需要在最佳燃烧点附近划出一个理想区域，在理想区域内燃烧可以获得最高的效率，可以通过氧分析仪对烟气氧含量进行测定，接着将燃空气燃料比计算出来。循环流化床锅炉氧含量控制主要是利用PLC或者DCS以来进行管控，将整个系统的风险比处于理想状态，应用过程中主要通过氧化锆分析仪来进行测定，这样可以大幅度的缩短测定的时间，而后依照测定的数据进行调节。2.1燃料、送风的双交叉燃烧控制在机组实际进行操作过程中，因为燃料系统具有较强耦合性，在负荷变化时要想准确对空气量和燃料量进行匹配是非常困难的，特别是在空气配送不足的条件下，燃料无法进行充分的燃烧，可能会出现冒黑烟等问题，最终造成环境污染和较大的安全风险，因此在负荷变化时一定要注意总风量稍超过燃料量，这样可以通过送风量或燃料双交叉限制等措施进行控制，合理的进行参数的调控。在过度负载增加条件下，首先，对风量进行控制，让总风量增加，然后适当增加自然流量，如果锅炉的负载减小，可以首先将重燃量进行控制，而后减少总送风量。这样在负荷变化时，总风量具有一定的裕度，这样可以防止出现冒黑烟的问题。在实践操作是为了确保系统的安全性，适当添加一个充分燃烧的保护控制措施，可以保证系统的稳定运行。2.2带氧含量校正的送风调节系统在实际操作中主要是对风燃比进行调节来控制燃气氧含量，但是控制风燃比时通常使用的是炉膛的总送风量，循环流化床锅炉的燃料量会由于水蒸气负荷而出现一定的变化，但是在燃料量负荷变化的同时，只是利用氧含量来对总送风量进行调节。另外因为燃烧工况和煤质的变化在燃烧时，往往燃烧系统并非控制最佳风扇比的最优选择。最合理的方案是通过负荷变化指令的方式来对风量比进行间接平衡，接着对烟气氧含量的信号进行有效的微调和修正，以保证入内燃料的经济性。通过现场实践和分析发现在符合不同的条件下，合适的风燃比会出现一定的变化，另外最佳的氧含量值也会产生变化，这时候就需要通过数学模型来匹配各负载下的最佳方案比和氧含量值，通过数学模型来对空燃比进行计算。对总量进行控制的同时，还需要利用氧含量值对后续风量反馈值进行校准。在实际操作过程中，需要进一步对送风控制方案进行改进，增设氧量校正的管控系统。在后续运行过程中，利用pid控制器来最终将总风控量输出，在此过程中需要形成负荷与最佳氧含量关系的运算回路，对调节回路的惯性和延迟进行改善和调节，通过比对分析后提高控制性能。案例分析某热岛中心需要建设一个锅炉，其规模为2x490t/h,另外还需要匹配两个高温高压抽汽凝汽式汽轮发电机组，其中一个型号为c25mw，另一个为cb30mw。在运行过程中，使用氧化锆分析仪来测定烟气氧含量，其精度为1%，响应时间小于10秒，通过法兰进行连接，设定在锅炉烟道低过出口位置，通过二路输入去坏点，取平均值进行计算，现场控制室使用DCS作为控制管理中心。初步风量指令主要来自于锅炉的负荷控制回路，通过一定的函数分析之后，实际总燃料量计算出来的最小允许风量和30%BMCR的风量同时送入到大选器当中，对两个值进行比对依照最大风量值为最终的总风量值。计算之后，将数据送入到pid控制系统当中，进行二次风量的控制，另外还需要将锅炉的负载数据送入到函数器当中，作为控制系统运行计算时的前馈信号。在经过函数去计算之后，获得烟气氧含量的理想值，并且与氧化锆分析的测试偏差进行比对，共同送入到pid控制系统当中，经过控制后输出二次风量值。该系统运行过程中除了使用自动控制模式之外，也可以使用手动方法进行控制，在操作过程中需要注意由操作员手动控制二次风量时，也需要切换总风量控制机构，用手动模式依照实际情况合理进行微调，保证系统稳定运行。结束语当前我国在环保方面的要求逐步提高，在循环流化床的节能减排方面也提出了一定的规范和要求，需要重视加强管控，合理地进