摘 要：本文主要針對(duì)超臨界循環(huán)流化床鍋爐機(jī)組協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與優(yōu)化展開深入的研究，根據(jù)循環(huán)硫化床鍋爐燃燒技術(shù)的概念，闡述了CFB鍋爐燃燒控制系統(tǒng)的任務(wù)和目標(biāo)等，然后又提出了幾點(diǎn)切實(shí)可行的設(shè)計(jì)優(yōu)化措施，主要包括超臨界CFB鍋爐機(jī)組預(yù)測(cè)控制協(xié)調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)、超臨界CFB鍋爐機(jī)組MPC協(xié)調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)，進(jìn)而使其能實(shí)現(xiàn)超臨界循環(huán)流化床鍋爐機(jī)組協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。

關(guān)鍵詞：超臨界循環(huán)硫化床鍋爐;機(jī)組協(xié)調(diào)控制性系統(tǒng);設(shè)計(jì);優(yōu)化

引言：循環(huán)硫化床鍋爐還可稱為CFB鍋爐，且循環(huán)硫化床鍋爐技術(shù)這種燃燒技術(shù)近年來已經(jīng)得到了發(fā)展，而且在鍋爐燃燒這方面由于以燃油燃?xì)鉃橹鳎偌由涎h(huán)硫化床鍋爐技術(shù)具有非常的多的特點(diǎn)其作為高效清潔燃煤技術(shù)，其中這主要由于是具有污染小、安全可靠的優(yōu)點(diǎn)，且具有的效應(yīng)已經(jīng)得到人們的關(guān)注，在燃煤技術(shù)中已經(jīng)占據(jù)一定地位。在超臨界循環(huán)流化床鍋爐商業(yè)化發(fā)展下，對(duì)于循環(huán)硫化床鍋爐技術(shù)人們提供自動(dòng)化運(yùn)行的概念。所以加強(qiáng)對(duì)超臨界硫化床鍋爐機(jī)組協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)，并積極的優(yōu)化，進(jìn)而促使該系統(tǒng)更好地運(yùn)行。

一、循環(huán)硫化床鍋爐燃燒技術(shù)的概念

循環(huán)流化床鍋爐技術(shù)具有非常多的特點(diǎn)，如不僅污染小還安全可靠，最重要的一點(diǎn)就是具有燃燒適應(yīng)性，而且由于自身的優(yōu)勢(shì)已經(jīng)逐漸的滲透在工業(yè)鍋爐和廢棄物處理領(lǐng)域中，并得到了應(yīng)用，同時(shí)對(duì)于這種循環(huán)硫化床鍋爐技術(shù)而言具有非常大的發(fā)展空間，但燃燒系統(tǒng)所涉及的方面比較多，且具有一定的復(fù)雜性，燃料燃燒形成飛灰始終在鍋爐燃燒系統(tǒng)中流動(dòng)，流動(dòng)狀態(tài)燃燒飛灰濃度很有可能關(guān)系到其他控制技術(shù)起到的應(yīng)用價(jià)值的展現(xiàn)，所以在循環(huán)硫化床鍋爐工作中其操作這方面還應(yīng)以人工形式為主加以調(diào)節(jié)。

所以就當(dāng)前的情況來看必須要將以下問題充分的考慮好解決好，其中該問題為如何實(shí)現(xiàn)對(duì)各個(gè)參數(shù)之間的影響調(diào)節(jié)，讓控制系統(tǒng)操作變得不再?gòu)?fù)雜化，使其能更加簡(jiǎn)單，還有就是通過全面的分析循環(huán)硫化床鍋爐控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)超臨界循環(huán)流化床鍋爐機(jī)組協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)優(yōu)化。

二、CFB鍋爐燃燒控制系統(tǒng)的任務(wù)和目標(biāo)

CFB鍋爐燃燒控制系統(tǒng)的任務(wù)和目標(biāo)為：鑒于鍋爐負(fù)荷的實(shí)際需求，不僅要充分的滿足，還應(yīng)穩(wěn)定主汽壓力，實(shí)現(xiàn)對(duì)床溫和床壓的控制，并合理維持好合理的風(fēng)煤比，不斷的提升燃燒效率控制污染物排放等。但由于床溫和主汽壓力兩者之間具有較強(qiáng)的耦合，為更好的控制通過控制量與被控制量一一配對(duì)的單回路分別的控制難以獲得良好的效果，與此同時(shí)這在CFB鍋爐燃燒系統(tǒng)控制這方面作為一項(xiàng)難點(diǎn)，而且這點(diǎn)還是CFB建模必須要考慮的。

一方面床溫控制。床溫這一變量是CFB鍋爐必要關(guān)注的，它指的就是爐膛中密相區(qū)固體物料的溫度，其中這一獲取主要就是由爐膛內(nèi)部熱電偶測(cè)量出來的溫度求平均值。根據(jù)CFB鍋爐控制參數(shù)的耦合特征得知，一次風(fēng)量、燃料量以及石灰石量作為影響床溫最主要的因素。而且在調(diào)節(jié)床溫這方面當(dāng)以燃料量為主，那么這從某種程度上來看會(huì)出現(xiàn)鍋爐主汽壓力的波動(dòng)，且對(duì)于床溫調(diào)節(jié)通過燃料量這種方式比較滯后;而通過石灰量加強(qiáng)對(duì)床溫的調(diào)節(jié)會(huì)關(guān)系到整個(gè)床壓，最重要的一點(diǎn)就是還不利于實(shí)現(xiàn)污染物排放;為此在控制床溫這方面，調(diào)節(jié)一次風(fēng)量成為最重要手段，但由于調(diào)節(jié)的范圍有限，難以提高控制的水平。

另一方面主汽壓力控制。鑒于鍋爐蒸汽負(fù)荷的需求使其燃料所提供熱量能更好地適應(yīng)，與此同時(shí)不斷提高鍋爐經(jīng)濟(jì)運(yùn)行水平，達(dá)到環(huán)保達(dá)標(biāo)，作為CFB鍋爐主蒸汽壓力控制的主要任務(wù)?，F(xiàn)有主蒸汽壓力控制實(shí)現(xiàn)主要就是以加強(qiáng)對(duì)燃料量控制這種方式為主。其中在燃料量控制這主要就是就主汽壓力進(jìn)行實(shí)測(cè)，但由于CFB鍋爐煤粉爐主汽壓力的信息存在滯后性，與此同時(shí)隨著燃料量不斷的變化，會(huì)致使床溫發(fā)生波動(dòng)，往往不利于提升控制水平。

總之，CFB鍋爐燃燒系統(tǒng)相對(duì)而言比較復(fù)雜，要想達(dá)到超臨界CFB鍋爐內(nèi)各項(xiàng)指標(biāo)，如果以傳統(tǒng)煤粉爐燃燒系統(tǒng)的常規(guī)PID單回路控制策略為主難以實(shí)現(xiàn)。為此，有必要從現(xiàn)有的機(jī)組模型結(jié)構(gòu)入手加以完善改進(jìn)，進(jìn)而采取有效的控制措施，不斷的提升現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行控制水平。

三、超臨界循環(huán)流化床鍋爐機(jī)組協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與優(yōu)化

（一）超臨界CFB鍋爐機(jī)組預(yù)測(cè)控制協(xié)調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)

鑒于CFB機(jī)組協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，工程界和學(xué)術(shù)界設(shè)計(jì)了各種的形式，且為迅速相應(yīng)自動(dòng)發(fā)電控制作為協(xié)同控制系統(tǒng)最重要的一項(xiàng)目標(biāo)。強(qiáng)化機(jī)組的AGC負(fù)荷響應(yīng)能力，為機(jī)組的參數(shù)運(yùn)行提供重要的保障，有助于確保機(jī)組的安全。預(yù)測(cè)控制算法非常的重要，其中這主要體現(xiàn)在處理多變量和大遲延對(duì)象控制問題上體現(xiàn)。為此，本文加強(qiáng)對(duì)MPC算法的應(yīng)用逐漸地實(shí)現(xiàn)對(duì)控制系統(tǒng)的控制器協(xié)調(diào)設(shè)計(jì)[1]。

預(yù)測(cè)模型和滾動(dòng)優(yōu)化以及在線校正作為模型預(yù)測(cè)控制算法最主要的特征，且還具有一定的優(yōu)勢(shì)，其中這在實(shí)現(xiàn)對(duì)復(fù)雜多變量控制系統(tǒng)問題處理上就能體現(xiàn)出來，而且由于具有處理約束能力，對(duì)于操作可行性的要求在具體工業(yè)生產(chǎn)的過程中能夠更好地滿足[2]。在控制器設(shè)計(jì)這方面加強(qiáng)對(duì)預(yù)測(cè)控制算法的應(yīng)用主要就是：把已知問題實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)化，并通過實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)滾動(dòng)優(yōu)化，求解出控制量的次優(yōu)解，進(jìn)而對(duì)系統(tǒng)期望值能實(shí)現(xiàn)跟蹤，且偏差波動(dòng)范圍小。

（二）超臨界CFB鍋爐機(jī)組MPC協(xié)調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)

除了鍋爐燃燒系統(tǒng)，超臨界CFB鍋爐機(jī)組不同于超越臨界煤粉爐機(jī)組，但在動(dòng)態(tài)特性這方面兩者非常的相似。為此就當(dāng)前的情況來看，超臨界CFB鍋爐機(jī)組的協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)所采用的結(jié)構(gòu)仍是以直流爐機(jī)組類似的結(jié)構(gòu)為主，其中這主要將主汽閥門和給水量作為具體的輸出量，輸出量就是機(jī)組功率和主汽壓力[3]。

結(jié)束語(yǔ)：總而言之，通過采取有效的措施超臨界循環(huán)流化床鍋爐機(jī)組協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與優(yōu)化，能不斷的提升超臨界循環(huán)流化床鍋爐機(jī)組協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)安全可靠性，進(jìn)一步推動(dòng)該系統(tǒng)的發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

[1]王映奇.天然氣點(diǎn)火系統(tǒng)在超臨界循環(huán)流化床鍋爐中的應(yīng)用[J].山西電力，2021（06）：61-64.

[2]侯益銘，王智微，王晉權(quán).超臨界循環(huán)流化床機(jī)組負(fù)荷快速響應(yīng)的協(xié)調(diào)控制優(yōu)化[J].熱力發(fā)電，2019，48（10）：33-37.

[3]任建立.300MW超臨界循環(huán)流化床自平衡給水控制系統(tǒng)研究[J].電子世界，2019（02）：158-159.

于大鵬，男，漢族，黑龍江省七臺(tái)河市 1994.10.03 本科 動(dòng)力工程助理工程師 廣東華電韶關(guān)熱電有限公司 超臨界循環(huán)流化床鍋爐機(jī)組 集控運(yùn)行