超临界循环流化床锅炉一次风量阶跃动态特性试验研究

随着循环流化床技术的发展,流化床机组在电网中占比越来越高。为了研究超临界流化床锅炉的运行特点,对某350 MW超临界循环流化床发电机组进行一次风量阶跃扰动试验,并分析了一次风量阶跃下床温、床压、主汽压力和负荷的动态响应过程。试验结果显示,超临界循环流化床锅炉在一次风变化时,床压变化较快,响应时间约为4 min,床温、主汽压力和负荷变化较慢,响应时间在10 min左右。     

循环流化床锅炉燃烧系统的动态特性研究

依据于大量变工况试验所获得的75t/h循环流化床锅炉固体物料浓度沿炉膛高度的分布曲线,在分析不同负荷下各流动区域出口固体物料浓度及其平均固体物料浓度随运行主导因素(运行风速)变化规律的基础上,建立了数学模型并研究循环流化床锅炉燃烧系统的动态特性,仿真研究了主蒸汽压力、床温、炉膛出口烟气含氧量、料层差压随给煤量、一次风量、二次风量、排渣率及燃烧率的阶跃响应,其结果和试验及相关研究成果基本一致。同时仿真研究了主蒸汽压力随汽机调门开度的阶跃响应。文中给出了可用于控制系统设计的燃烧系统的传递函数阵,分析了影响动态特性的因素,为循环流化床锅炉燃烧系统的控制策略研究建立了平台。     

大型循环流化床锅炉炉膛仿真模型

根据循环流化床锅炉的特点,通过适当的简化,采用集中参数法进行了数学建模和仿真。将锅炉炉膛分为上、中、下3个小室,并对各段采用集中参数法建立模型。模型包括固体物料质量平衡、残碳质量平衡、能量平衡、氧量计算式等主要模型,及气固两相流动、碳的燃烧、流化床传热和其他经验公式等子模型。对仿真模型进行运行调试,并进行给煤量扰动实验,计算结果表明所建模型可以准确反映锅炉的动态特性。     

基于证据理论的循环流化床锅炉煤质扰动识别

燃烧扰动是循环流化床锅炉常见扰动之一,基于人工判断很难将煤质变化引起的燃烧扰动与其他因素导致的燃烧扰动正确区分。针对以上问题,提出一种基于证据理论的煤质好坏在线识别方法。首先对锅炉燃烧过程进行机理分析,构造了机组负荷/给煤量、热量/给煤量、给水流量/给煤量这3个可以反映当前煤质的证据;然后用典型样本法建立置信函数;最后用D-S融合法则将这3个证据进行融合,得出最终的诊断结论。取电厂实际运行数据对该方法进行验证,诊断结果表明该方法可有效区分煤质正常和煤质变差两种燃烧状况;相比单一证据诊断结果,对目标模式的支持度增加,不确定性减小,提高了识别的准确性。     

循环流化床燃煤锅炉炉内密相区动态特性改进模型

提出了基于稳态平衡的循环流化床锅炉密相区燃烧动态特性的算法,改进了以往动态模型存在的不完善之处。该模型可以方便合理地考虑宽筛分原煤颗粒加热升温所造成的时间迟延、挥发分释放和着火、焦炭燃烧等物理与化学过程,计算出在给煤扰动发生后密相区热量及床温的变化。给出并比较了某热电厂国产220t／h循环流化床锅炉给煤量扰动的床温实测运行数据和动态特性预测结果。     

一种基于比例切换的滑模控制器

针对火电厂循环流化床锅炉主汽压力被控对象的大迟延、模型不确定性,提出一种改进的基于比例切换的滑模控制器。仿真结果表明,该系统能很好地克服机组工况变化对系统的扰动,达到循环流化床锅炉主汽压力的控制要求,体现了滑模控制系统在控制品质、鲁棒性方面所特有的优越性。     

660MW直流机组动态特性仿真研究

依据守恒定律建立机组设备的数学模型,基于Cyber Sim平台得到仿真算法,建立660 MW超临界仿真模型[1]。在此基础上进行了机组不同负荷下的扰动试验,结果表明:不同扰动对于机组压力、温度的动态响应特性不同,在机组动态特性给水流量扰动条件下,随着机组负荷升高,水动力稳定性提高;在给煤量扰动条件下,随着机组负荷升高,主汽温度波动幅度逐渐增大;在负荷扰动条件下,主汽压力、温度波动都比较剧烈,应防止超温爆管现象的发生。     

基于炉膛辐射能信号的电站燃煤机组燃烧控制研究

采用基于火焰图象处理的炉膛辐射能信号检测系统对湘潭电厂300MW燃机组进行了现场检测，并对机组进行了锅炉燃料量扰动和汽动调门开度扰动的开环试验，获得机组的动态特性，在此基础上，采用炉膛辐射能信号代替机组原有的热量信号，对入炉燃料量进行反馈控制，试验结果表明，该控制方案不仅可以有效克服燃料量内扰和负荷外扰对主汽压力的影响，维持主汽压力的稳定，还可以提高锅炉效率，降低NOx的生成。     

450t/h循环流化床锅炉机组动态仿真模型研究

采用模块化建模方法建立了我国设计制造的首台450t/h循环流化床锅炉机组实时仿真数学模型,介绍了锅炉机组模型的各子系统构成及其性能.以循环流化床燃烧系统为例,详细介绍了其主要仿真模块的数学模型,并据此仿真模块搭建了该子系统的仿真模型.仿真试验表明所建模型能够正确反映循环流化床锅炉机组的动态和静态特性,模型运算稳定可靠.所建锅炉机组仿真模型已用于多期仿真机培训,并可为循环流化床锅炉机组控制系统设计与分析提供对象模型.     

煤质燃烧特性与炉膛性能关系研究

煤质燃烧特性与炉膛性能有很大相关性，建立恰当的耦合关系是锅炉按煤种选型工作的前提。文章着重介绍多无非线性数学模型建立煤质燃烧特性与炉膛性能参数的耦合关系体系，建立可靠的煤质燃烧特性—炉膛性能耦合关系数学模型，该模型为锅炉选型提供了一种新的高效、可靠方法。     

循环流化床锅炉循环回路流体流动过程动态模型

根据循环流化床锅炉循环回路各段的运行特点和流体动力特性,结合循环顺路压力平衡特性,建立了适用于宽筛分床料粒径分布的循环回路的整体过程过程模型。结合数值计算方法,对所建立的循环流化床锅炉燃烧循环回路的整体过程动态模型进行了求解,获得了当锅炉给料量、风量等控制因素变化时,循化流化床锅炉一些主要参数随时间的动态变化过程,计算结果表明,该整体过程动态模型可较好地反映循环回路的过程动态变化行为。     

基于广义预测控制的循环流化床锅炉燃烧过程多目标优化控制策略

针对循环流化床锅炉(circulating fluidized bedboiler,CFBB)燃烧过程的非线性、时变、大滞后、多变量耦合等过程特性,提出了一种基于广义预测控制的燃烧过程多目标优化控制策略。在分析循环流化床锅炉燃烧过程动态模型的基础上,构建了2层结构的燃烧优化控制结构,分别实现料床温度与主蒸汽压力的区域动态控制和经济性能指标的稳态优化。仿真研究结果表明,与区域控制方法相比,2层优化控制策略在保证料床温度和主蒸汽压力稳定的前提下,能够有效地将煤耗降低2%左右。     

循环流化床锅炉的控制现状

分析了循环流化床锅炉燃烧系统控制的特点及其现有的循环床锅炉的先进控制策略，着重比较了针对两个强耦合变量主汽压与床温所采取的控制手段，提出了从深刻理解循环运动机理出发，进一步改善循环流化床锅炉控制品质的设想。     

65 t/h煤粉炉改造技术及其运行

改造为循环流化床锅炉是电厂小型煤粉炉的出路之一,解决锅炉布置的问题是改造中技术难点之一。保持锅炉厂房不动,充分利用原有钢架,将65t/h煤粉炉改造为水冷异型分离循环流化床锅炉,改造后锅炉结构紧凑,保持原有“п”型布置。改造后运行实践表明,锅炉出力提高到70t/h,蒸汽参数达到预期值,物料循环系统工作正常,床温合理,锅炉密封性能好,受热面无磨损,燃烧效率有所提高。     

负荷分配对流化床-煤粉复合燃烧锅炉热力特性的影响

针对树皮流化床－煤粉复合燃烧锅炉的特点,提出了流化床按基本蒸汽负荷设计的思路。以７５ｔ／ｈ树皮流化床－煤粉复合燃烧锅炉为例,预测了总蒸汽负荷一定条件下,燃树皮产汽负荷与燃煤产汽负荷变化时锅炉的热力特性。计算表明,随着燃树皮产汽负荷的增加,煤粉炉膛的绝热燃烧温度和流化床温度降低;而炉膛出口烟温、排烟温度、空气预热器出口风温和高温风风量、减温水量等热力参数升高,但变化幅度不大,证明了前述设计思路的可行性。在一定的基本蒸汽负荷下,燃树皮产汽负荷的上限值可根据流化床中树皮的稳定燃烧温度和减温系统的工作能力来确定。     

循环流化床锅炉解耦模型的自适应控制研究

CFBB是一个多参数、非线性、时变及多变量紧密耦合的复杂系统,很难建立精确的数学模型,从而使得单纯用常规的控制理论解决这一自动控制问题变得非常困难.针对CFBB控制难点--汽压-床温耦合系统控制问题,根据其具有强耦合、大迟延、慢时变的特性,采用预测控制和在线辨识自适应控制的方法,致力于实现CFBB的汽压-床温解耦模型的自适应控制.     

循环双流化床汽水系统数学建模及动态仿真

建立了采用上下锅筒自然循环蒸发方式的循环双流化床的汽水系统的数学模型,考虑了双流化床的汽水的质量平衡、能量平衡、传热及介质状态方程,反映了双流化床内部汽包压力、产汽量、过热蒸汽温度等关键参数的动态变化,能够满足实时仿真的要求。     

流化床燃烧系统模糊-神经元PID解耦补偿控制

依据神经元控制和解耦补偿的思想,引入了一种自适应神经元解耦补偿器,给出了神经元权系数的在线学习方法。在此基础上,通过将模糊控制技术和神经元自适应PID控制技术相结合,提出了一种不依赖于被控对象精确数学模型的多变量解耦控制方案。将该种方法应用于流化床燃烧系统控制,对耦合强烈的流化床锅炉床温、主汽压力、烟气含氧量三维传递函数矩阵进行解耦控制。仿真研究表明,该方案解耦效果良好,并且可以有效克服流化床燃烧对象的大滞后和非线性,获得良好的控制品质。