迴圈流化床鍋爐（circulating fludized bed boiler，以下簡稱cfb鍋爐）作為一種煤的清潔、高效燃燒技術自八十年代初進入燃煤鍋爐的商業市場以來，在中小型鍋爐中已占有了相當的份額。並在技術日趨成熟的同時逐漸向更大容量發展。
cfb鍋爐的研究始於七十年代，它是從鼓泡床沸騰爐和化工行業的迴圈流化床工藝發展而來的。2023年，德國魯奇（lurgi）公司的第一台50t/h迴圈流化床鍋爐投入執行宣告了迴圈流化床鍋爐的誕生。此後，世界上的主要鍋爐製造商均投入了cfb鍋爐的研究和產品開發工作。
國外在cfb鍋爐的發展過程中也形成了幾種技術流派，比較有代表性的有芬蘭奧斯龍公司（ahlstrom，現被福斯特·惠勒公司併購）的pyroflow型迴圈流化床鍋爐；德國魯奇公司開發的lurgi型迴圈流化床鍋爐；德國巴布科克公司的circofluid型迴圈流化床鍋爐；福斯特·惠勒公司的整體化換熱床（intrex）；美國貝特爾實驗室（battele）的多固體型（multisolid）迴圈流化床鍋爐等等。
圖一、迴圈流化床鍋爐示意圖
國內從八十年代開始研究開發cfb鍋爐，中科院工程物理所、清華大學、浙江大學、華中理工大學和有關鍋爐廠合作先後研製開發了10t/h、20t/h、35t/h、75t/h迴圈流化床鍋爐。通過這些鍋爐的研製、生產和執行，積累了不少經驗。
進入九十年代後，東方鍋爐廠、哈爾濱鍋爐廠和上海鍋爐廠等又分別通過與美國福斯特·惠勒公司和美國ppc公司引進技術或合作生產的方式，開始生產製造130t/h、220t/h的迴圈流化床鍋爐。並具備了生產更大容量cfb鍋爐的能力。國內「八五」重點能源環保科研專案內江迴圈流化床示範電站從芬蘭奧斯龍公司引進的410t/h迴圈流化床也已經投入執行。
從cfb鍋爐的控制方面看，這些年國內大多數已投運的中小型迴圈流化床的自動化水平同大型電站煤粉鍋爐相比，仍相當落後。有的甚至還完全依賴手動操作。一些設計採用了計算機控制系統的75t/h迴圈流化床鍋爐也只是將其作為常規調節系統的輔助監控手段。
僅設計了少量的汽壓、給水、汽溫等常規模擬控制迴路。輸入／輸出點數僅100～300點左右。同時，由於cfb鍋爐本身在本體設計和執行實踐（尤其是在執行的可靠性和可控性方面）仍有許多需完善之處，所以造成了人們對其控制機理和自動控制系統設計的一些畏難和模糊認識。
隨著國內安裝投運的迴圈流化床鍋爐容量增大和中小熱電廠自動化水平的提高，計算機分散控制系統dcs開始真正應用於整個cfb鍋爐的控制。一些引進的大型cfb鍋爐，如新華控制工程****承擔的金陵石化熱電廠引進芬蘭奧斯龍公司2×220t/h迴圈流化床鍋爐dcs等專案即採用dcs實現了整個cfb鍋爐的監視、控制和聯鎖保護功能。單台鍋爐的輸入／輸出點數超過1000點。
相當於一台100mw等級煤粉鍋爐的控制點數。
同時，新華控制工程****也採用xdps-400分散控制系統成功完成了大屯煤礦自備電廠2×75t/h和江蘇沛縣熱電公司2×75t/h cfb鍋爐的資料採集、模擬量控制和順序控制系統。鍋爐分別為北京巴布科克公司和唐山巴高公司生產的７5t/h circofluid型迴圈流化床鍋爐。整個dcs系統的輸入／輸出點數達到2000點。
2023年，新華公司又陸續承接完成了湖北松木坪電廠和河南南陽電廠等cfb專案的dcs系統，其中cfb鍋爐分別為上海鍋爐廠生產的130t/h迴圈流化床鍋爐和東方鍋爐廠生產的120t/h迴圈流化床鍋爐的dcs系統。功能更為完整，覆蓋了資料採集、模擬量控制、順序控制和爐膛安全保護系統。
2023年，新華公司又有多個cfb鍋爐dcs專案中標。其中，河北保定熱電廠採用的東方鍋爐廠按福斯特·惠勒公司技術生產的dg450/9.81-1型迴圈流化床鍋爐是目前國內容量最大的cfb鍋爐。
整個2×450t/h迴圈流化床、2×100mw雙抽汽輪發電機組xdps-400系統包括了資料採集、模擬量控制、順序控制、爐膛安全保護、電氣控制、廠用公用控制、熱網控制，單台機組的i/o接近5000點，與新建300mw燃煤機組dcs規模相當，並和新華公司deh-iiia構成一體化控制。
至此，新華公司已經通過消化吸收和實際應用國外成熟的大型cfb鍋爐控制技術，採用xdps-400實現了國內外幾種主要的大中小型cfb鍋爐完整的熱控系統。
下面就結合已工程的實際情況對cfb鍋爐的控制系統特點作一些簡單的分析。
2迴圈流化床鍋爐的控制特點
從cfb鍋爐的工藝特性來看，它與常規煤粉鍋爐（pulverize coal boiler）一樣，具有多引數、非線性、時變和多變數緊密耦合的特點，而且，cfb煤粉鍋爐比普通鍋爐具有更多的輸入/輸出變數，耦合關係也更為複雜。
圖二、cfb鍋爐控制物件的耦合特性
乙個典型的迴圈流化床鍋爐的模擬量調節系統包括以下功能：
負荷指令迴路
主汽壓調節
床溫調節
給煤量調節
總風量調節
石灰石量調節
一次風量調節
二次風量調節
二次風壓調節
高壓風壓力調節
主汽溫調節
汽包水位調節
燃油母管壓力調節
啟動燃燒器風量調節
啟動燃燒器燃油壓力/流量調節
床槍燃油壓力/流量調節
爐膛壓力調節
料床差壓調節
底灰壓力、溫度調節（採用流化床冷灰器）
其中，cfb鍋爐的汽水系統與常規煤粉爐差異不大，因此，控制系統的設計也大同小異。給水控制系統也採用汽包水位、蒸汽流量和給水流量三衝量控制，通過調節給水幫浦轉速或給水調節閥開度，維持汽包水位的平衡；鍋爐出口主蒸汽溫度採用噴水減溫調節。
但是，cfb鍋爐的燃燒系統及其控制和常規煤粉爐有較大的差異，同時，根據其工藝系統的特點，還設計有其它一些獨特的控制迴路。
2.2.1 cfb鍋爐燃燒控制
cfb鍋爐的燃燒裝置主要由給煤系統、
燃燒室、分離器和返料系統組成。其燃燒過程與常規煤粉爐有很大區別，突出表現在迴圈和流化兩方面。
cfb鍋爐的燃料一般由煤和石灰石兩部分組成，物料（煤粒和石灰石）由給料口進入爐膛密相區下部後，被高溫物料包圍而迅速著火，並在燃燒室中伴以高速風流在沸騰懸浮狀態下進行燃燒。同時，高溫煙氣攜帶爐料和大部分未燃燼的煤粒飛逸出燃燒室頂部，經旋風分離器分離出的未燃燼燃料由返料器返送回爐膛底部，再次進入爐膛迴圈燃燒。
與煤粉鍋爐不同，cfb鍋爐不需要製粉系統，經破碎符合一定粒度要求（粒徑0~15mm）的煤從前牆和／或回料閥的多處給料點直接送入爐膛。由於煤倉一般布置在鍋爐的前部或側部，所以給煤系統又往往分為兩個給料子系統。分別採用2級或3級給煤機串聯布置。
給煤機的型式可採用稱重式給煤機、刮板給煤機或螺旋式給煤機串聯，將煤送入給料點進入爐膛。
給煤量主要受負荷指令和風－燃料交叉聯鎖訊號的控制。首先根據負荷指令計算出要求的燃料量，然後，根據風－燃料比要求，從實際風量計算出允許的最大燃料量，二者低選訊號再作為燃料主調節器的輸出分別控制各台給煤機速度控制迴路。這樣也就保證了動態過程中先加風後加煤，先減煤後減風。
這和常規煤粉爐的控制機理是相同的。
給煤機的轉速控制一般推薦採用線性較好的變頻調節方式。多台給煤機也設計有增益自校正迴路，可以無擾動的任意切投不同給煤機的手動和自動。
2.2.2 石灰石量控制
cfb鍋爐的燃料以一定的迴圈倍率在爐膛內不停地迴圈燃燒，所以cfb鍋爐能夠燃用各種劣質煤，適用範圍廣。而且，在燃燒過程中加入的石灰石可以與燃燒中產生so2進行化學反應，生成caso4，起到脫硫的作用。
調節給石灰石量的目的是滿足鍋爐so2排放量的要求。控制迴路一般設計採用串級調節方式。上級調節器為so2調節器，下級調節器為石灰石量調節器，當so2變化時，調節給石灰石旋轉給料機的轉速，使進入爐膛石灰石量相應變化。
在這個調節迴路中，總給煤量作為前饋訊號加入給石灰石量調節器。鍋爐入爐煤量變化時，so2肯定也要相應變化。如果僅根據so2訊號調石灰石量，則延遲比較大。
將給煤量作為前饋訊號，使石灰石量先根據煤量變化，然後再根據so2訊號進行校正，可以減少調節延遲。
2.2.3 風量控制
cfb鍋爐的風系統比一般常規煤粉爐複雜。主要由
一、二次風、返料風和播煤風等組成。根據鍋爐的型式不同，設計有一次、二次風機，高壓羅茨風機等，對採用氣力播煤的鍋爐，還設計有播煤風機。
一次風可分為兩路。在燃燒過程中，一路一次風由爐膛下部的一次風箱進入，通過布風板進入燃燒室，擾動由煤和石灰石組成的床料使之流化，並攜帶床料向上移動通過整個燃燒室。這是cfb鍋爐特有的送風方式。
另一路一次風（又稱為下二次風，也可以由二次風總管送入）和二次風分別從爐膛的不同高度上進入燃燒室，補充懸浮區燃燒需用的空氣量。使燃料在上公升的過程中實現分級燃燒。
燃燒所需的
一、二次風從不同高度進入爐膛助燃，形成分級燃燒，使得cfb鍋爐爐膛內的溫度比較低，減少了nox的排放，同時也減少了結渣的機會。
二次風由爐膛密相區上部四周爐牆分層給入，確保煤粒在懸浮段充分燃燒。同時為啟動燃燒器提供燃燒風。一部分二次風（一般為一次風的3～5%）還可作為播煤風和正壓輸煤系統的密封風。
一次、二次風率一般設計為1:1~6:4。
而一次風壓一般為10～13kpa，二次風壓為6～8.5kpa。
風量控制包括總風量控制和
一、二次風比率的控制。總風量根據燃料指令獲得，並根據過剩空氣係數校正，形成總風量指令。這與常規煤粉爐是一樣的。
所不同的是一次風和二次風的分配。為了保證正常流化，一次風的流量一般有乙個設定的下限值。而且，一、二次風的比例還要受到床溫控制迴路的校正（如圖三所示）。
圖三迴圈流化床鍋爐風量控制系統框圖
2.2.4. 返料風控制
cfb的返料器多採用非機械密封閥，鍋爐物料迴圈系統的迴圈動力**於返料器進口側立管中的物料差壓，為了保證物料的可靠迴圈，cfb鍋爐還設定有一路高壓的返料風。返料風可以從一次風管引出，或來自高壓羅茨風機。
返料風壓力高但風量較小，一般小於2%。返料風壓與返料閥形式、鍋爐布置方式等密切相關。中、小cfb為13～20kpa，大型cfb為50～60kpa。
在不參與床溫調節時，返料風壓的控制是乙個單迴路控制系統，通過返料風－一次風聯通管檔板控制返料閥的流化風壓。
一些大型的cfb鍋爐還設計有專門的播煤風機，播煤風壓為9～12kpa。也有相應的風量或風壓控制迴路。
2.2.5 床溫控制系統
床溫控制系統是迴圈流化床鍋爐特有的，也是至關重要的控制系統，床溫的控制直接影響著爐內的脫硫和脫硝。
煤等燃料中的硫在燃燒過程中形成硫化物，石灰石再吸收硫化物形成幹的硫酸鈣固體，從而降低硫化物排放量。能有效地去除so2和nox的最佳床溫是850℃～950℃。但在實際執行中，要將床溫控制在某一確定溫度是相當困難的，幾乎不可能。
而只是將床溫度控制在一定範圍內。
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