戴一洪 危利锋 张春磊
中国电建集团江西省电力建设有限公司，江西省南昌市 330001
[摘 要] 生物质电站的生物质燃料因其密度、湿度、物理特性，往往采用往复炉排进行送料，为保证燃料燃烧充分必须控制燃料在炉膛的时间，本文分析泰国PTG 1×24MW生物质发电工程调试运行过程中往复炉排出现的问题，通过热控控制逻辑优化，使往复炉排运行安全可靠。
[关键词] 往复炉排；逻辑优化；燃烧
1 引言
泰国PTG 1×24MW生物质发电工程采用无锡华光锅炉厂制造的生物质直燃技术的100t/h高温高压蒸汽锅炉。本锅炉设计燃料为橡胶木片、棕榈叶、棕榈果壳，也可掺烧部份其它种类的生物质燃料等。汽轮机采用杭汽股份有限公司制造的高温高压凝汽式汽轮机，并配套505数字电液控制系统，实现汽轮机本身控制。发电机采用法国利莱森玛公司制造的发电机组，DCS系统采用提供横河工程有限公司（YOKOGAWA）开发的CENTUM VP控制系统，汽机监视仪表TSI采用 BENTLY NEVADA的 3500系列汽轮机组安全监测仪表。炉排采用安徽金马热能设备有限公司生产的倾斜式风冷往复炉排，共5组。
本文主要介绍了往复炉排在调试运行过程中出现的故障，通过热控控制逻辑优化，使故障得到解决。
2往复炉排控制原理
本项目整套的往复炉排系统主要由往复炉排、燃烧室、推料系统、上料机、液压站、出渣机等设备组成。往复炉排采用液压驱动，以往复运动方式周期性的加入燃料和排出灰渣，采用倾斜式风冷设计，此结构相对稳定，便于调节，增大了炉膛的容积，有利于挥发分的燃尽。可以实现每个区域单独控制燃料的翻滚、运行速度，更加精准的控制各个区域燃料在炉排上的停留时间，确保生物质燃料彻底燃尽。一般燃料在炉膛内分为预热区、燃烧区、灰渣区。根据用热负荷的变化及燃料燃烧状况的变化，适当调节液压站上油缸推进速度来控制炉排的运行速度，使燃料在炉膛内达到最佳的燃烧状态。
3 调试运行过程中出现的问题及逻辑优化
针对往复炉排在调试运行过程中出现的问题，通过热控控制逻辑优化，提高往复炉排运行的安全可靠性。
3.1给料系统变频器控制优化
生物质燃料进入炉膛采用变频器控制，实现给料的可调。实际运行时发现变频器给料机的设计给料能力远远大于实际需要燃料，在满负荷运行时，给料机频率设定0-50Hz，但实际给料运行频率仅仅在3.8Hz左右，其可调节余地过小，不能更精准的控制进入炉膛的燃料量，因此，造成燃烧过程中主蒸汽压力及温度波动比较大。特别是更换燃料过程中，主汽压力和温度波动会更加剧烈。生物质燃料调节控制能力不足，造成锅炉运行过程中很难稳定燃烧，当主蒸汽压力过大时，需要经常打开对空排汽来释放蒸汽压力，同时造成锅炉燃烧不稳定，对一级过热器的温度调节造成很大干扰，比较难以维持锅炉的蒸汽压力和蒸汽温度的稳定，同时也无法实现锅炉蒸汽压力自动控制的要求。
针对给料机出力过大，最佳方案是调整给料机的出力，实现满负荷时给料机在比较高的频率，比如35Hz--45Hz之间，现场实际情况给料机不能更换和调整，将给料机频率设定0-100%对应变频器输出0-50Hz，修改为0-100%对应变频器输出0-8Hz，相对提高变频器的控制精度，改善了给料的调节品质。
3.2炉排系统循环模式逻辑优化
本项目，往复炉排共有5组，初始设计为5组往复炉排依次循环推进退出，即A（推进/后退）→B（推进/后退）→C（推进/后退）→D（推进/后退）→E（推进/后退）→A（推进/后退）...循环往复。实际运行过程中发现，单循环模式由于5组往复炉排依次推进、后退，单次循环时间过长，造成炉排前部落料口附近燃料堆积过多，炉排推不动，炉排中部燃烧过旺，而炉排后部区域燃料已经燃烧殆尽，造成锅炉燃烧不均匀。
对往复炉排循环模式进行优化，将5组往复炉排依次循环推进/后退的循环模式，优化为各组往复炉排各自循环推进/后退，通过增加人机接口，每组往复炉排的循环时间由锅炉运行人员根据燃烧情况分别进行调整设置。控制逻辑优化后，对往复炉排的控制更加灵活，靠近落料区可适当加快炉排的循环时间，而远离落料口区可适当加长循环时间，尽量使锅炉燃烧区域分布均衡。
3.3炉排动作时间逻辑优化
炉排系统循环模式逻辑优化后，由于炉排油系统油泵出力是按照单循环油压需求设计的，其中A/B/C三组炉排设计共用一台油泵系统，C/D两组炉排设计共用另一台油泵系统；控制逻辑优化后，当5组往复炉排单排循环时，在机组运行时发生过三组/两组炉排同时推进/后退的情况，造成油系统油泵出力不足，引起部分炉排无法推进到位或后退到位的情况。
增加5组往复炉排循环时间设置判断条件，闭锁同一油泵系统内三组/两组炉排同时推进/后退的循环时间设置，同时增加同一油泵系统内当一组往复炉排推进/后退时，闭锁另一组往复炉排推进/后退的逻辑。逻辑优化后，未发生过三组/两组炉排同时推进/后退的情况，提高了往复炉排运行的安全稳定性。
4 结束语
本文分析往复炉排在调试运行过程中出现的问题，找到故障点，通过热控控制逻辑的优化，提高了往复炉排运行的安全可靠性，增加了锅炉燃烧效率，对生物质往复炉排的调试具有较好的借鉴价值。
参考文献
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［3］李宣,赵绪平,霍光,王中原 垃圾焚烧炉排液压控制系统的可靠性预测 中国环保产业 1006-5377 (2019) 04-0046-03
作者简介
戴一洪（1966-），男、汉族，江苏溧阳人，职称：无（高级技师），现就职于中国电建集团江西省电力建设有限公司，研究方向为：火力发电热控调试。E-mail：634947437@qq.com
危利锋（1975-），男，汉族，江西抚州人，职称：高级工程师，现就职于中国电建集团江西省电力建设有限公司，研究方向为：火力发电、光热发电热控调试。E-mail：37797955@qq.com
张春磊（1981-），男，汉族，河南禹州人，职称：工程师，现就职于中国电建集团江西省电力建设有限公司，研究方向为：火力发电、光热发电热控调试。E-mail：zeling1674@163.com