锅炉控制原理说明书.doc

可修改可编辑WGF480/13.9-1型锅炉锅炉控制原理说明书SS470-22编制： 校对： 标检： 审核： 审批： 武汉锅炉股份有限公司2005年7月欢迎下载前 言山西潞安坑口电厂2480t/h 循环流化床锅炉是由武汉锅炉股份有限公司设计制造的超高压一次中间再热、平衡通风、自然循环锅炉。该锅炉采用引进的ALSTOM公司循环流化床技术设计制造。本说明书根据锅炉设计特点，介绍了在锅炉启停及正常运行过程中的注意事项，并针对该炉型的循环流化床锅炉，给出了锅炉主要控制参数的报警值、MFT动作值，供电厂和设计院在DCS编程、编写锅炉运行规程和锅炉运行控制作参考。阅读本说明书时，请同时参考下列有关说明书：1 锅炉产品说明书（SS4701）；2 锅炉运行说明书（SS4707）；3 其它说明书类（如点火、吹灰、定期排污等）；由于锅炉运行经验有限，因此本说明书难免有不足和不妥之处，在运行中出现问题，请用户及时与我公司技术人员联系。本说明书仅供山西潞安坑口电厂用户和设计院使用，且只能用于该项目，任何单位及个人不得复制、摘录本说明书中的内容。会 签专 业签 名日 期本 体燃 烧目 录1总则12运行的安全措施12.1基本要求12.2测点说明12.3炉膛负压的限制12.4锅筒水位及温差的要求22.5过量空气的要求22.6炉膛床温的限制22.7炉膛风室风量和风压的限制32.8再热器管子的保护32.9安全阀的调整32.10 汽温的控制43锅炉运行控制43.1炉膛安全监控系统的策略和要求43.2调节控制的策略和要求104锅炉功能曲线141 总则（1） 以下各章节的内容不能视为锅炉机组的运行规程，电厂在编制和完善其运行规程时，有关锅炉、辅助设备和锅炉初次运行的说明可作为指导性资料以供参考。（2） 必须重视锅炉运行操作的安全性。循环流化床燃烧技术不同于煤粉燃烧等其它燃烧技术，循环流化床锅炉炉内没有明显的火球，并含有携带大量热能的循环物料颗粒。（3） 在锅炉机组启动运行之前，运行人员应充分熟悉锅炉的结构和功能、组（部）件、控制系统和辅助设备。（4） 运行人员应清楚锅炉各部件和锅炉辅机的使用条件，并应注意在锅炉启动和按照系统要求运行期间的实际运行状况。2 运行的安全措施2.1 基本要求（1） 运行人员在机组运行的各个阶段，都必须遵循和实施本章所述的预防和安全措施。（2） 锅炉运行时，炉膛下部和回料器等正压区域的炉门绝不允许打开，以免热烟气和热态颗粒溢出伤人。2.2 测点说明本工程测点布置见锅炉测点布置图，测点运行值、测量范围、最大值、动作值等见表1“测点说明”，测点说明中的数值为设计燃料锅炉B-MCR工况下的数值，可根据运行经验进行调整2.3 炉膛负压的限制炉膛负压过大或正压过高都会引起机组和辅助设备的严重损坏，因此在运行中必须对炉膛压力进行控制，并要求在锅炉启动前下列自动控制系统必须能够可靠地投入使用： （1） 炉膛负压（在炉膛出口压力平衡点测量）应进行监视，并且该负压应自动控制在 200Pa。（2） 运行人员不得允许炉膛平衡点压力超过500Pa（报警值）。（3） 主燃料切除（MFT）应设定在炉膛出口压力值2500Pa，并具有5秒延时。（4） 送、引风机切除应设定在炉膛出口压力值3500Pa（无延时）。（5） 在送、引风机和所有回料风机停用后（风机停用时将使“主燃料切除”动作），塌落的床料仍会发生燃烧，因此人孔门必须保持关闭。当锅炉再次启动时，风量须缓慢地重新投入，以将炉内的可燃物从机组内吹扫出去。2.4 锅筒水位及温差的要求（1） 锅筒正常水位在锅筒中心线以下150mm处，报警水位整定在相对于正常水位100mm处，停炉水位整定在相对于正常水位175mm和-200mm处。（2） 当锅筒处于最低水位工况时（低于正常水位200mm）或最高水位工况（高于正常水位175mm）时，主燃料切除（MFT）并切除送、引风机。（3） 为防止锅筒承受过大的热应力，应控制锅筒上、下壁温差不得超过50。应在主控室内监视锅筒上、下壁温，并且主控室内应设有该温差指示。（4） 操作人员必须注意到，在锅炉运行时，炉内贮蓄着大量的热量，即使在主燃料切除（MFT）之后也是如此。因此，必须始终保持住锅筒水位在正常运行范围之内，并维持锅炉用于控制汽压变化的合适的产汽量。2.5 过量空气的要求为了维持良好的燃烧工况，应注意通过控制炉膛出口的过量空气系数来保证燃烧中合适的风煤配比。在锅炉正常运行的过程中，炉膛出口过量空气系数是通过测量锅炉尾部烟道出口处烟气的含氧量来进行控制的。在最大连续运行负荷工况下，此相应的氧量值应控制在3.5%左右（容积比，以湿烟气为基准）。下图是推荐的氧量监测值仅作为运行参考用，最终还需要通过燃烧调整确定其最佳值。但是，在低于上述推荐值的情况下运行，对组织良好的燃烧工况是不利的。2.6 炉膛床温的限制床温由布置在炉膛中下部的14只热电偶测得。锅炉正常的床温运行范围为800920，运行时应严密监视床温，并使锅炉运行在这一温度范围内。床温的高值报警点为980；温度达到1000时，应自动进行主燃料切除（MFT）。最低运行床温为680，在无助燃的情况下，不允许床温低于这一水平；床温低值报警点为650；当床温低至600时，应自动切除主燃料或投入床上辅助燃烧器/床下点火燃烧器；但当床温降至550以下时，无论辅助燃烧器和风道点火燃烧器是否运行，都应执行主燃料切除（MFT）程序。电厂根据运行经验的积累，以及对锅炉燃烧效率和脱硫/氮效率侧重的不同，在保证锅炉不发生结渣的前提下，可以对锅炉实际的运行床温进行适当地调整。锅炉运行中，若局部床温出现升高趋势时，应加大炉底一次风量，改善局部流化不良状态。2.7 炉膛风室风量和风压的限制（1） 锅炉正常运行时，炉膛布风板下的风室静压维持在800018500Pa之间。当风室静压低于4500Pa时，发出风压低限报警；风室静压高于27800Pa时，发出风压高限报警；（2） 布风板一次风流量低于88600Nm3/h时，发出风量低限报警；（3） 下述情况下主燃料切除程序动作：1） 炉膛风室压力高于23000Pa、延时10秒钟；2） 风室风压低于4000Pa、延时10秒钟；3） 到炉底主风道的一次风量低于66500Nm3/h、延时10秒钟；2.8 再热器管子的保护锅炉启动时，当再热器没有蒸汽时，应尽量控制炉膛出口烟温不超过600，以免屏式再热器管子烧坏。锅炉停炉时，如再热器无流量，应开启高压旁路系统，保护再热器。直至床温低于530，才允许关闭高压旁路系统在锅炉跳闸（MFT）时，应开启高压旁路系统，一部分蒸汽通过再热器管子进行冷却，使其不被烧坏。2.9 安全阀的调整安全阀的调整、校验按安全阀说明书。锅炉各安全阀的整定压力、排放量见下表：安装位置及名称整定压力 MPa排放量 t/h锅筒安全阀1#16.03208.841锅筒安全阀2#16.27212.706过热器安全阀1#14.4134.7过热器安全阀2#14.6335.229再热器进口安全阀1#3.179174.143再热器进口安全阀2#3.221175.843再热器出口安全阀1#2.98150.097再热器出口安全阀2#3.0150.5082.10 汽温的控制为了监视启动工况，在蒸汽回路的有关部件上设置了测量蒸汽温度的壁面热电偶，用以确定容许的升温速率。上述这些热电偶布置在不受烟气冲刷的区域，因此得到的温度可以代表受压件内的介质温度，这些热电偶以及所有其它的热电偶（包括控制室的指示器）都应进行检查，并保证能随时投入使用。锅炉在运行过程中，只要各处汽温不超过上表1所示的极限报警范围，锅炉就可以持续运行。当出现报警时，操作人员应对运行工况进行调整，以确保设备的安全。3 锅炉运行控制由于DCS等锅炉的运行控制系统不是锅炉供应商的供货范围，且锅炉厂的运行经验有限，下列内容，仅是锅炉厂的建议3.1 炉膛安全监控系统的策略和要求炉膛安全监控系统主要作用是实现锅炉燃烧系统的有序管理。当各允许条件满足时，程序控制燃烧器启动和停止以及保持燃烧器稳定运行。当允许条件不满足时，执行预先设计的保护逻辑，对锅炉实施必要的保护性措施，以确保人员、设备的安全，这些保护措施包括迅速降负荷、停炉及停炉后炉膛内的吹扫等。炉膛安全监控系统的主要功能有：1) 火焰监测；2) 炉膛压力监测；3) 燃烧器管理；4) MFT（主燃料跳闸）；5) 炉膛吹扫；6) 其它联锁及监视项目。参与锅炉保护联锁的条件主要有：1) 锅炉温度允许；2) 汽包水位不低；3) 汽包水位不高；4) 高压风压头不低；5) 仪表风压力不低；6) 炉膛压力不高；7) 二次风机运行；8) 引风机运行；9) 一次风机运行；10) 无BMS故障；11) 风/燃比正常；12) 无“失去过热器保护”信号；13) 无“紧急跳闸”信号；14) 去布风板的一次风量合适；15) 无DCS故障；16) 炉膛备好。以上条件中的任何一个失去，就会产生锅炉主燃烧跳闸（MFT）。锅炉发生主燃料跳闸后，要进行5分钟的炉膛吹扫，主要吹扫条件如下：1) 锅炉总风量大于吹扫风量；2) 所有挡板打开；3) 无燃料进给；4) 床温小于760。当MFT发生时，有下列动作出现：1) 停风道燃烧器（床下）；2) 停床上启动燃烧器；3) 停给煤机及旋转阀；4) 停石灰石给料机及旋转阀；5) 关一、二两级喷水闭锁阀；6) 关主油跳闸阀；7) 置总风量到最小；8) 二次风喷嘴风量控制转手动；9) 促动风控制转手动。参与风道及床上燃烧器联锁的条件主要有：1) 油母管跳闸阀开；2) 油母管跳闸阀关；3) 油母管压力低；4) 油母管压力高；5) 点火允许；6) 油母管跳闸阀条件满足；7) 单支燃烧器点火允许；8) 单支燃烧器风量大于最小；9) 单支燃烧器油压低；10) 单支燃烧器油枪就位；11) 单支燃烧器油阀开；12) 单支燃烧器油阀关；13) 燃烧器在就地方式；14) 单支燃烧器点火器投入；15) 单支燃烧器有火；16) 单支燃烧器火焰丧失；17) 单支燃烧器油调节阀在最小位；18) 单支燃烧器吹扫闭锁；19) 单支燃烧器在吹扫；20) 单支燃烧器备好；21) 单支燃烧器吹扫请求；22) 单支燃烧器在运行；23) 单支燃烧器拒绝关闭；24) 单支燃烧器拒绝打开。逻辑框图：3.2 调节控制的策略和要求调节控制系统的主要功能有（不属于锅炉厂的设计范围）：1) 锅炉主控；2) 给水控制；3) 汽温控制；4) 二次风控制；5) 一次风控制；6) 暖风器（一次风温）控制；7) 床温控制；8) 引风控制；9) 燃料控制；10) 石灰石控制；11) 底灰控制；12) 燃烧器及其风控制；控制回路的描述1) 锅炉负荷控制回路锅炉负荷信号是由主汽集箱压力和实际蒸汽流量的测量信号组合形成的。锅炉负荷需求信号使燃料量（油和煤）和所需的空气量加以改变，在维持主汽压力在予定的设定值的前提下，从而改变所需蒸汽流量、燃料放热值以及整个传热过程。2) 热量补偿控制回路总燃料流量（煤和燃油）测量值作为煤流量控制回路的反馈信号，以及空气流量控制回路的需求量信号必须虑到锅炉传热状况和燃料热值的某些改变，因此，总燃料流量必须加以补偿。3) 给水流量控制回路该回路的设计要保证输入到锅炉的给水量与输出的蒸汽流量平衡，以维持汽包中所要求的水位。在启动期间是靠控制启动给水调节阀的开度，而在正常运行时是靠控制主给水调节阀的开度来实现上述过程，这两个阀分别从单冲量或三冲量控制器中得到它们的控制信号，单冲量控制既可以是自动运行，也可以是手动运行，三冲量控制既可以是级联控制运行，也可以是手动控制运行。单冲量控制只观察汽包水位是在启动期间使用的；而三冲量控制是观察汽包水位、蒸汽流量及给水流量，具有较高的控制水平，在稳定的大负荷下使用。4) 一次风暖风器控制回路该控制系统用于控制空气预热器冷端温度，以保证这一温度高于烟气中硫酸的露点，从而防止空予器冷端金属腐蚀。在风进入一次风预热器前，调整进入暖风器的蒸汽量以保证进入空气预热器的一次风要足够高，使其与空气预热器出口烟气温度平均值尽量高于酸露点，这个平均温度称为冷端温度，冷端温度的设定值，要根据燃料中的含硫量而定。除了降低空予器冷端可能的腐蚀外，在启动及低负荷运行直到达到正常的烟气出口温度前，预热参加燃烧的空气可降低燃用的燃料量。5) 过热器蒸汽温度控制回路 整个蒸汽温度控制分两段完成。在第一段进行喷水，以控制离开一级过热器（SH）的蒸汽温度。此控制是基于串级调节，主调节器响应二级过热器（SH）出口和手动调节的主设定值之间的温差。副调节器响应由主调节器修改的温度和一级过热器（SH）出口温度之间的温差。使离开二级过热器（SH）的温度控制到486。在第二段进行喷水，以控制离开二级过热器（SH）的蒸汽温度。控制是基于串级调节，主调节器响应三级过热器（SH）出口和手动调节设定值之间的温差。副调节器响应由主调节器修改的温度和二级过热器（SH）出口温度之间的温差。最终的离开锅炉的主蒸汽温度控制到540。6) 再热器蒸汽温度控制回路整个蒸汽温度控制是通过减温器喷水以便控制离开再热器得蒸汽温度来实现的。控制是基于串级调节主调节器响应二级再热器（RH）出口和手动调节设定值之间的温差。副调节器响应由主调节器修改的温度和一级再热器（RH）出口温度之间的温差。最终的离开再热器的再热蒸汽温度控制到540。7) 床温控制回路该回路的目的是根据负荷的要求维持床温在规定值，这个规定值为890。在这一温度条件下运行可以保证锅炉最佳的燃烧效率及最佳脱硫度，为了控制床温在这一需要值，一、二次风的比率要随床温度而变化。8) 一次风流量控制回路一次风机提供的空气具有以下作用：l 流经布风板的一次风用于流化燃烧室内的床料；l 送入两支床下启动用油燃烧器作为燃烧配风，以产生足够高温的烟气。l 作为播煤风9) 二次风流量控制回路二次风机提供的预热空气有以下几个作用：l 作为给煤机的密封风。l 到给煤风环的空气，可以促使煤进入炉膛，防止给煤线路中烟气的回流。l 位于燃烧室四壁的总共有16个二次风喷嘴，提供到这些喷嘴的二次风可用于燃料的完全燃烧，帮助控制床温以及调整燃烧室的过剩空气量。10) 风量挡板的控制方式及要求供货范围内的二次风门是手动调节风门，不需参与控制，在现场试运及机组投入运行后，根据运行工况进行适当调整，以使锅炉获得最佳的燃烧效果。启动燃烧器的配风需要加以控制，每只启动燃烧器配有一个电动调节挡板，通过计算将该燃烧器的油流量折算成风量，再与实测的风量进行比较，进而控制风挡板的开度。启动燃烧器退出运行期间，该挡板被设定在一个固定的开度上。11) 炉膛通风（负压）控制回路该锅炉是平衡通风锅炉，定义为通过控制燃烧产物的排出量及相对于给料的过剩空气量，维持炉膛内某一特征点压力恒定。引风机从除尘器吸入烟气，并将清洁的烟气排到烟囱。12) 石灰石给料控制回路该回路的作用是向床中提供足够的石灰石以维持二氧化硫的排放量低于允许的环保要求值并提供床料。13) 床压控制回路该回路的目的是控制燃烧室内床料的数量，燃烧室内床料的数量直接正比于床压，无论是床压还是床料存量都对床温和传热率有直接的影响，另外，它还影响到SO2脱除率。14) 燃烧器燃油流量控制回路该锅炉装置有4个床下启动油燃烧器，这些燃烧器的目的是在启动和停炉期间维持所需的主蒸汽压力，提高床温到达煤的点火温度。通过控制油调节阀的开度改变油枪出力，进而控制床下风箱的风温。15) 控制回路附表控制回路被调量控制变量控制机构锅炉负荷控制主汽压力给煤量、燃油量给煤机转数、燃油调节阀给水流量控制汽包水位给水量给水旁路调节阀主给水调节阀过热汽温控制过热汽温减温水量减温水调节阀燃烧室床温控制床温一、二次风比率一、二次风调节挡板燃烧室床压控制床压排渣量排渣管脉动风电磁阀炉膛负压控制炉膛负压烟气量引风机入口挡板一次风流量控制一次风量、床温一次风量一次风机入口导叶二次风流量控制烟道含氧量、床温二次风量二次风量总挡板送风机出力控制送风机出口压力送风量送风机入口导叶启动油燃烧器燃油流量控制床下风箱风温燃油量、配风量燃油调节阀燃烧器风量挡板一次风暖风器风温控制空予器冷端温度暖风器蒸汽流量暖风器蒸汽流量调节阀4 锅炉功能曲线本届提供锅炉的功能曲线，共锅炉控制系统设计参考主蒸汽温度主蒸汽流量修正系数（）13501.348924001.186035001.038645401.000056000.952367000.889878给水温度给水流量修正系数（）10.01.11512100.01.09153200.01.03914251.01.00005300.00.94726325.00.907578主蒸汽压力主蒸汽流量修正系数（MPa）10.00.081222.00.374334.00.526446.00.646358.00.7500610.00.8434712.00.9300813.71.0000915.01.05091016.01.08941112锅筒压力增益（MPa）10.001.000021.501.120633.001.191844.501.256856.001.321969.001.4648711.001.5786812.001.6444913.001.71811014.001.80251115.071.90861216.002.01921317.002.16591418.002.3570锅筒压力偏差（MPa）（mm）10.000.000021.5038.947133.0060.543444.5079.572856.0098.117069.00137.4645711.00167.8156812.00185.0398913.00204.16401014.00225.79041115.07252.70801216.00280.50721317.00317.03451418.00364.2074总二次风温度风流量修正系数（）10.01.0622210.01.0432320.01.0253435.01.0000540.00.9920650.00.9765760.00.9617865.00.9546970.00.9476一次风温度风流量修正系数（）10.01.36932100.01.17153150.01.10014238.91.00005200.01.04036250.00.98937300.00.94528350.00.90659400.00.8721二次风温度风流量修正系数（）10.01.36932100.01.17153150.01.10014238.91.00005200.01.04036250.00.98937300.00.94528350.00.90659400.00.8721播煤风温度风流量修正系数（）10.01.36932100.01.17153150.01.10014238.91.00005200.01.04036250.00.98937300.00.94528350.00.90659400.00.8721蒸汽流量过氧量t/h%65.015.10001123.810.50002200.04.85003220.03.50004303.03.50005398.03.50006480.03.50007氧量控制器输出氧量修正系数%10.00.80250.01.003100.01.20456床温手动偏差量一次风量%KNm3/h1-50.0-10.0020.00.00350.010.004床温手动偏差量上二次风量%KNm3/h1-50.0-5.0020.00.00350.05.004床温手动偏差量中、下二次风量%KNm3/h1-50.0-5.0020.00.00350.05.004表1测点说明编号测 点 名 称数量用 途运行值测量范围 (仅供参考)安 装 位 置备 注1给水流量1给水量调节473t/h0600t/h给水管道2过热器总减温水流量1监视11.45t/h055t/h过热器减温水总管道最大值48t/h3给水操纵台前温度1给水流量修正2510300给水管道4省煤器入口压力2就地，远传监视15.5MPa020MPa给水管道5省煤器入口温度1BTU补偿2510300给水管道6省煤器出口温度2监视2820400省煤器出口集箱7锅筒上下壁温测点3对监视342,500400锅筒8锅筒水位报警2联锁保护150300锅筒动作值3.5KPa43燃烧室出口温度2监视89001100燃烧室出口表1测点说明44三级过热器入口烟温1监视83701100三级过热器入口45三级过热器入口出口烟气压差1对监视7.45mmH2O015 mmH2O包墙过热器46一级过热器入口出口烟气压差1对监视14.2mmH2O020 mmH2O包墙过热器47一级过热器入口烟温1监视71501100包墙过热器48一级过热器出口烟温1监视8390700包墙过热器49一级再热器入口出口压差1对监视28.4mmH2O050包墙过热器50一级再热器出口烟温1监视3740500包墙过热器51省煤器入口出口烟气压差1对监视26mmH2O050 mmH2O省煤器护板52省煤器入口烟道压力1试验负58mmH2O负1000 mmH2O省煤器护板53省煤器出口烟道测氧点2风量调节3.50%010%省煤器护板54省煤器出口烟道压力1试验负84mmH2O负1000 mmH2O省煤器护板55空气预热器入口烟温1监视3010400空气预热器护板56空气预热器入口出口烟气压力差1对监视134mmH2O0200 mmH2O空气预热器护板57空气预热器出口烟气压力1试验负353mmH2O负5000 mmH2O空气预热器护板58空气预热器出口烟道测温2监视1390200空气预热器护板表1测点说明59旋风筒出口烟道测温4保护89001100旋风筒出口烟道动作值100060旋风筒入口烟道测温4保护89001100旋风筒入口烟道动作值100061旋风筒入口烟道测温2试验89001100旋风筒入口烟道62回料阀料腿测温2监视89001100回料阀料腿63回料阀压力测点2保护4200mmH2O05000 mmH2O回料阀风箱动作值100068水冷风室压力测点6保护，监视1650mmH2O03000 mmH2O水冷风室动作值2794mmH2O69燃烧器(出口烟温)温度测点4监视，控制95001300燃烧器出口动作值120070燃烧器（出口烟压）压力测点2监视1700mmH2O03000 mmH2O燃烧器出口 . .