CFBB燃烧系统耦合分析与DMC控制器设计

循环流化床锅炉(CFBB)燃烧系统耦合关系复杂且难以控制,该文将CFBB燃烧过程简化为一个二入二出对象,并针对其中最难控制工况下的标称参数模型进行控制。采用逆奈氏阵列法(INA方法)对CFBB系统的耦合性进行分析,得出利用单位矩阵静态解耦法对系统进行初步解耦的结论。考虑最小化CFBB系统的ITSE指标,提出一种基于遗传算法的CFBB系统DMC控制器参数寻优方法。仿真表明,提出的DMC参数寻优方法能快速响应主汽压和床层温度的变化,具有不错的鲁棒性和跟踪性能。

CFBB燃烧过程变经济性能多目标预测控制

针对具有非线性、耦合和约束等复杂特性的循环流化床锅炉(CFBB)燃烧过程,考虑经济性能指标可变情况下其多目标优化控制问题,提出一种变经济性能多目标经济模型预测控制(MPC)策略。为了保证经济性能指标发生改变后CFBB燃烧过程在稳态工况下的稳定性和燃烧经济性,首先引入关于最优经济稳态点的正定辅助函数作为最高优先级目标,其次考虑床温设定值跟踪目标和经济性目标。进一步,应用广义终端约束、字典序多目标优化和滚动时域控制原理,设计CFBB燃烧过程变经济性能多目标经济预测控制器。最后,通过仿真验证了本文提出策略的可行性和有效性。

二次风配比对CFBB飞灰含碳量的影响试验

本文对上下二次风比对循环流化床锅炉烟气飞灰含碳量的影响做了大量实验研究。实验中针对不同挥发分的煤种,分别采取上下二次风由各开50%状态与上二次风全开、下二次风全关两种运行状态。实验数据表明,上二次风量增加将会降低飞灰含碳量,并且根据煤种挥发分含量的不同,上二次风量对飞灰含碳量的影响也不同:对于高挥发分的煤影响不明显,对于低挥发分的煤种则效果非常显著,特别是对于挥发分在15%以下的煤种,效果尤为突出。

基于粒子群优化的生物质燃烧过程环保经济预测控制

考虑包含状态约束与控制约束的生物质非线性循环流化床锅炉(CFBB)燃烧过程的多目标控制问题,提出一种环保经济模型预测控制(EMPC)算法。采用机理建模方法建立约束生物质非线性燃烧过程模型。为了在系统稳定的前提下,优化生物质燃烧过程经济性能和环保性能,结合字典序方法与收缩约束关联优化问题,通过粒子群优化算法(PSO)求解优化问题,并结合滚动时域控制原理,设计CFBB燃烧过程环保型经济模型预测控制算法。最后仿真验证本文控制算法的有效性与优越性。

循环流化床锅炉脱硫技术改造实践

我公司循环流化床锅炉烟气处理设施采用双碱法脱硫,在运行过程中脱硫设施经常出现故障,且随着新环保标准的出台,现有的环保设施已满足不了使用要求。本文介绍了循环流化床锅炉在由双碱法脱硫技改为石灰-石膏法脱硫过程中,对部分利旧设备、设施的技术改造,以及石灰-石膏法脱硫法关键技术的创新,改造完成后,不仅大大节约了投资,而且达到了预期的环保效益。

循环流化床锅炉床温动态建模与仿真

在分析了循环流化床锅炉床内温度动态特性的基础上,通过对循环流化床锅炉动态特性的主导过程-动态物料平衡,动态残碳量平衡以及动态能量平衡以及辅助过程-氧气浓度平衡,焦炭颗粒能量平衡的描述,建立了以给煤、一次风、二次风和排渣为输入变量的动态模型.结合某220 t/h循环流化床锅炉的现场数据,采用MATLAB 6.5软件对所建模型进行了连续脉冲动态仿真和实时仿真,连续脉冲动态仿真结果可以很好地反映输入脉冲变量发生变化时床温的动态响应情况,实时仿真结果与现场采集到的数据能够很好吻合.

富氧燃烧循环流化床锅炉炉内传热特性

针对富氧燃烧循环流化床锅炉(circulating fluidized bed boiler,CFBB)炉内传热特性进行了研究。考虑气体辐射对传热系数的影响,建立了CFBB富氧燃烧下的传热模型。以一台440 t/h循环流化床锅炉为例,通过模型分析了炉内传热情况,并和空气燃烧模式下的传热特性进行比较。进行了氧气浓度在30%、50%、70%气氛下的CFBB炉膛概念性设计。在循环流化床锅炉炉内传热中,灰占主导作用,烟气成分变化对传热系数影响不大。氧气浓度越高,越有必要设置外置换热器来维持炉膛正常运行。

循环流化床锅炉燃烧福建无烟煤炉内脱硫的工业试验研究

为检验针对于燃烧福建无烟煤的循环流化床(circulating fluidized bed,CFB)锅炉炉内脱硫效果、获得同时满足高效脱硫和高效燃尽要求的最佳运行参数,在一台75 t/h的工业热态循环流化床锅炉上进行了炉内添加石灰石脱硫试验,研究钙硫比、床温、二次风率、脱硫剂粒径等对燃烧福建无烟煤CFB锅炉炉内脱硫效果的影响,以及脱硫对锅炉氮氧化物排放、飞灰含碳量等的影响。试验表明:添加石灰石后,烟气中SO2的排放浓度迅速下降,而后随时间的推移在一定水平上小幅度的波动变化,振荡下降。脱硫效率随着[Ca]/[S]比的增大而提高。但当钙硫比小于2.4和大于4.1时,脱硫效率随钙硫比的变化不明显;脱硫效率随[Ca]/[S]比呈"S"型曲线规律变化,炉内脱硫存在有一个最佳[Ca]/[S]比。石灰石的平均颗粒粒径越细,炉内燃烧脱硫效率越高;随着炉床温度的上升,脱硫效率呈线性下降。脱硫效率随着二次风率的提高先缓慢增大,而后急剧下降,呈开口向下的抛物线分布特征,存在有一个最佳的二次风率。炉内添加石灰石脱硫对锅炉氮氧化物排放的影响很微弱;随着钙硫比的增加,NOx的排放浓度有轻微的下降。飞灰烧失量随着[Ca]/[S]比的增加而下降,但当[Ca]/[S]比大于3.5后,飞灰烧失量不再随[Ca]/[S]比的变化而变化。

大型电厂循环流化床锅炉控制技术的研究

分析大型电厂循环流化床锅炉（CFBB）的控制特性，给出CFBB的整体控制方案，尤其是对控制难点和与常规电厂锅炉控制的不同点进行了详细说明。指出控制系统设计时应注意的问题。

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，结合循环回路压力平衡特性，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动态模型。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。

CFB锅炉燃烧福建无烟煤的工业性试验

用石灰石做脱硫剂 ,在一台 35 t/h循环流化床 ( CFB)锅炉上进行工业试验 .采用炉内添加石灰石混烧的脱硫工艺 ,测试钙硫比和石灰石颗粒径变化对脱硫及锅炉运行效果的影响 .试验结果表明 :( 1 )时均脱硫效率与瞬态最高脱硫效率均随 Ca/S比的增加而增大 ,但在 Ca/S<2 .5时增加缓慢 .当 Ca/S摩尔比为 3.1 5时 ,时均脱硫效率有 5 3.5 % ,瞬态最高脱硫效率可达 77% ;( 2 )石灰石的平均颗粒径越细 ,脱硫效率越高 .当平均颗粒径为 0 .36mm时 ,时均脱硫效率接近于5 0 % ;( 3)加入石灰石脱硫会引起炉床温度波动 ,但波动幅度不大 .当钙硫比较小时 ,炉床温度先升后降 ;而在钙硫比较大情况下 ,炉床温度则是先降后升 ;( 4 )在 Ca/S比较小的情况下 ,添加石灰石混烧会使锅炉炉床平均温度下降 ,而使炉膛中部、上部和出口处的温度上升 ;在高 Ca/S比情况下 ( >3.0 )却使锅炉整体的运行温度都下降 .从试验结果推断 ,当钙硫比取 2 .5～ 3.0 ,石灰石平均粒径取 0 .2 mm～ 1 .0 mm时 。

大型循环流化床锅炉深度脱硫探讨

介绍了世界首套"300 MW循环流化床(CFB)锅炉+石灰石/石膏湿法烟气脱硫(FGD)系统"的设计情况,对CFB锅炉和FGD系统的实际运行参数进行了分析。实践表明:CFB锅炉深度脱硫可达到比传统炉内脱硫更高的脱硫效率,能满足日益严格的环保要求,并且燃料适用性更为广泛,石灰石消耗量更少。同时CFB锅炉深度脱硫(脱硝)可实现高效的不以炉内脱硫和低NOx排放为目的的"高温CFB锅炉",这更有利于充分发挥CFB锅炉燃用劣质、高硫燃料的独特优势,是今后大型CFB锅炉的发展方向。

230t/h循环流化床锅炉燃烧石油焦的可行性试验研究

为将高硫分石油焦这一化工废料作为动力燃料进行资源回收利用,对循环流化床锅炉燃用石油焦和煤混合燃料、石油焦燃料进行试验研究,得到燃烧不同比例的石油焦和煤混合燃料下锅炉的运行特性。根据试验数据,着重分析燃烧稳定性、锅炉热效率和排放特性及脱硫效果的影响因素。结果表明,用循环流化床燃烧石油焦是完全可行的,对燃烧石油焦的循环流化床锅炉的设计和运行具有指导意义。

燃烧福建无烟煤循环流化床锅炉炉内脱硫二步法反应模型

建立燃烧福建无烟煤循环流化床锅炉炉内脱硫的二步法反应模型,并与一步法反应模型进行比较。计算发现,模型的预测结果与工业实际运行测量数据基本吻合,能够反应脱硫效率随钙硫比的变化趋势:钙硫比较小时变化缓慢,只有当钙硫比较大时(>2.2)才有明显提高。与一步法反应模型相比,在钙硫比较小的情况下,该模型的计算结果与工业实测结果吻合更好;另外,由于考虑了石灰石煅烧的影响,该模型更能反应出负荷变化对脱硫效率的影响。模型计算表明,在保持钙硫比不变的条件下,脱硫效率随流化速度的增加而降低,随物料循环流率的增加而提高,随燃烧温度的升高而增加,但随负荷波动的变化较小。

大型循环流化床锅炉超临界化技术与控制难点分析

分析了循环流化床锅炉适应参数超临界化的特点和自动控制技术的难点及关键技术,介绍了当前国内外超临界循环流化床锅炉的发展现状。认为超临界循环流化床锅炉在我国有良好的发展前景,但要大力解决其参数强耦合下的自动控制问题。

循环流化床锅炉冷态临界流化风量与运行风量的关系分析

利用厄贡准则式和浙江大学提出的计算式计算了宽筛分颗粒的临界流化风速以及冷热态临界流化风速的比值，分析了冷态临界流化风量与热态运行时风量的关系，认为两者基本相当时才能保证热态运行时床料良好流化。

CFB锅炉汽包水位的专家PID控制

讨论了一种专家系统与实时控制相结合的实时专家ＰＩＤ控制方法，并用此方法控制热电厂循环流化床锅炉（Ｃｉｒｃｕｌａｔｉｎｇ Ｆｌｕｉｄｉｚｅｄ Ｂｅｄ Ｂｏｉｌｅｒ，简称 ＣＦＢ锅炉）的汽包水位，使得锅炉水位即使在扰动幅度较大的情况下仍能保持自控，现场投运获得了良好的控制效果。

燃烧福建无烟煤CFB锅炉炉内脱硫模型

建立了燃烧福建无烟煤CFB锅炉炉内脱硫的一步法反应模型.模型的计算结果与工业实际脱硫试验数据吻合较好,能反映出脱硫效率随钙硫物质的量之比的变化且有拐点的现象.数值模拟结果表明,在钙硫物质的量之比保持不变的条件下,脱硫效率随着流化速度的增加而降低,随着物料循环流率的增加而提高,随着燃烧温度的升高而增加;当其他运行参数不变时,负荷波动对脱硫效率的影响很微弱.

循环流化床锅炉炉内脱硫灰渣的水化特性研究

比较循环流化床(CFB)锅炉炉内脱硫灰渣与粉煤灰的性质的差异;分析炉内脱硫灰渣的水化胶凝特性,指出活性的Al2O3和活性的SiO2等无定形物质是CFB锅炉灰渣的活性来源,脱硫灰渣中大量存在的CaO和Ⅱ-CaSO4成分对火山灰活性起到了激发作用,使其具有更加明显的胶凝性质;认为CaO和Ⅱ-CaSO4是参与脱硫灰渣水化反应的主要物质,水化过程形成的钙矾石是引起水化产物膨胀的主要原因,水化后SO24-的浓度对钙矾石的长期稳定性有着关键影响,而灰渣中的CaO对水化过程的体积膨胀则起到间接作用.

循环流化床锅炉深度脱硫的经济性研究

随着火电厂大气污染物排放标准要求日益严格,循环流化床锅炉采用炉内加钙脱硫已很难达到排放标准。针对循环流化床,提出深度脱硫方案,即炉内脱硫加尾部湿法脱硫。针对不同含硫量煤种,进行深度脱硫的经济性分析,选择合理的脱硫分配比例,实现最佳的脱硫运行,即以最低脱硫总成本达到环境保护排放标准要求。