BCS技术在650t/h循环流化床高压锅炉中的应用
1 项目概况
该厂拥有200MW循环流化床锅炉3台，150MW汽机一台以及100MW汽机一台。
在改造之前，该公司锅炉燃烧的自动化控制水平始终很低，燃烧效果不佳，同时存在下列问题：
1)锅炉长期处于手动操作状态，对不断变化的工况调节有滞后并且不够平滑，造成锅炉运行不稳定，锅炉热效率较低，同时还对设备特别是汽机造成不利影响，不利于机组长期运行；
2)运行操作人员多、劳动强度大，并增加了人为失误的可能性，系统安全性差，不利于机组经济安全运行；
3)手动操作方式大起大落，使得机组运行严重依赖于操作人员的操作水平及劳动态度，不利于科学管理；
4)手动操作无法克服频繁发生的工况扰动，运行状态的不稳定使锅炉根本无法达到优化燃烧状态，对于节能降耗缺乏实施平台，无法实现经济运行。
2 所用核心技术
1) 有限条件正确相关技术
2) 燃烧效果软测量技术
3) 最佳运行工况的自寻优技术及滚动优化技术
4) 故障诊断与安全控制技术
5) 智能调节技术
6) 多炉多机大系统协调优化控制技术
7) 快速升降负荷技术
8) 氧量纠偏技术
3 项目投入的全自动优化控制回路
1) 基本控制回路
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带燃烧因素前馈算法的汽包水位三冲量控制回路；
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带专家知识前馈算法的主汽温度控制回路；
2) CFB锅炉燃烧优化控制
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一次风优化控制回路；
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二次风优化控制回路；
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炉膛负压优化控制回路；
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给煤优化控制回路；
3)安全控制技术（安全联锁、安全限幅、智能语音报警等）
4)床压及排渣自动控制回路
5) 锅炉经济运行统计技术
6)大幅度快速升降负荷自动控制回路
7) 氧量纠偏功能回路
4 技术应用效果
1)炉膛负压控制对比图
BCS控制炉膛负压
DCS控制炉膛负压
2)汽包水位控制对比图
BCS控制汽包水位
DCS控制汽包水位
3)主汽温度控制对比图
BCS控制主汽温度
DCS控制主汽温度
4)主汽压力控制对比图
BCS控制主汽压力
DCS控制主汽压力
5)煤量优化曲线图
24小时优化图
单次优化图
6)风量优化曲线图
24小时优化图
单次优化图
7)大幅度快速升降负荷曲线图(100t/h/15分钟)
大幅度快速升降负荷曲线图
8)氧量纠偏运行曲线图
氧量纠偏运行曲线图
5 节能分析
1）BCS与DCS控制数据统计
表1 BCS系统控制下锅炉吨汽耗标煤数据统计;（单位：kg/t）
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日 期
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12月;17日
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12月;18日
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12月;19日
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12月;20日
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12月;21日
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12月;22日
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12月;23日
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时间
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0:00-24:00
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0:00-24:00
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0:00-24:00
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0:00-24:00
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0:00-24:00
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0:00-24:00
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0:00-24:00
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煤量
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1258.81
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1217.59
|
1086.35
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1101.44
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1140.01
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1095.65
|
1144.92
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蒸汽量
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11042.44
|
10597.46
|
9959.05
|
10529.81
|
10522.88
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10095.35
|
10123.98
|
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吨汽煤耗
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113.9974498
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114.8945125
|
109.0816895
|
104.6020773
|
108.336311
|
108.5301649
|
113.0899113
|
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发热值
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17982.33333
|
18138.66667
|
17881.33333
|
18993.33333
|
18901.33333
|
19059.33333
|
18291
|
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吨汽标煤耗
|
69.94472984
|
71.10799998
|
66.5526836
|
67.7883896
|
69.86832011
|
70.57842873
|
70.57893979
|
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七天吨汽标煤耗平均值（kg/t）
|
69.4884988
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说明：例如显示的12月17日的数据燃料低位发热值用的是12月17日0：00至12月8日0：00三班煤样的平均值数据。
表2原DCS系统控制下锅炉吨汽耗标煤数据统计;（单位：kg/t）
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日 期
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12月28~29日
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12月29~30日
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12月30~31日
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12月31~1月1日
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1月1~2日
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1月2~3日
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1月3~4日
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时间
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16:00-16:00
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16:00-16:00
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16:00-16:00
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16:00-16:00
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16:00-16:00
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16:00-16:00
|
16:00-16:00
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煤量
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1199.47
|
1265.97
|
1294.23
|
1247.68
|
1199.93
|
1186.9
|
1203.39
|
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蒸汽量
|
10956.91
|
10674.41
|
10826.11
|
10882.28
|
10964.39
|
11087.62
|
11068.31
|
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吨汽煤耗
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109.4715572
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118.5985923
|
119.5470949
|
114.6524442
|
109.4388288
|
107.0473194
|
108.7239154
|
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发热值
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19197.66667
|
17960
|
17041.66667
|
17916
|
18822.33333
|
18853.66667
|
19425.33333
|
|
吨汽标煤耗
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71.70733127
|
72.67745047
|
69.51282049
|
70.08711579
|
70.28436315
|
68.86292065
|
72.06217749
|
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七天吨汽标煤耗平均值（kg/t）
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70.74202561
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说明：例如显示的12月28~29日的数据，燃料低位发热值用的是12月28日16：00至12月29日16：00三班煤样的平均值数据。
2）BCS与DCS控制数据对比
表3 BCS与DCS节能数据比较表
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总计
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BCS（kg/t）
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DCS（kg/t）
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节约（kg/t）
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节能效率
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七天吨汽标煤耗平均值
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69.4884988
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70.74202561
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1.253526815
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1.77%
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由上述数据得出， 在BCS控制下，吨汽标煤耗降低了1.254 kg/t，节能率1.77%。
3）经济效益核算
以考核期间日均产汽量10000吨计算，锅炉年产汽量（按每年正常运行250天计）为2500000吨。使用BCS技术后按照煤耗降低1.254kg/t、标煤价格按900元/吨计算，则年节煤效益为：
（2500000×1.254/1000）×900 =282万元
以常年运行2台锅炉计算年效益：282×2=564万元。