寶鋼電廠新建的4號發(fā)電機(jī)組裝機(jī)容量350MW，于2008年7月成功并網(wǎng)發(fā)電。鍋爐由Bab-cock-Hitachi Europe制造，可單燒低熱值高爐煤氣( BFG)，并可混燒焦?fàn)t煤氣(COG)、輕油(LFO)、天然氣(NG)等燃料；采用塔式布置、強(qiáng)制通風(fēng)、微正壓、亞臨界、一次再熱、本生型直流鍋爐；汽輪機(jī)由西門子制造，為亞臨界、單軸、雙缸、雙排汽、中間再熱、反動凝汽式汽輪機(jī)；發(fā)電機(jī)由西門子制造，為臥式、全氫內(nèi)冷、隱極、靜態(tài)勵磁汽輪發(fā)電機(jī)；控制系統(tǒng)(DCS)采用愛默生OVATION系統(tǒng)。
    該鍋爐為大容量多燃?xì)饣鞜�鍋爐，燃料種類繁多，燃燒系統(tǒng)復(fù)雜，其控制策略與常規(guī)鍋爐相比有很大不同。
1、燃燒系統(tǒng)
    鍋爐設(shè)置2臺軸流式送風(fēng)機(jī)、2臺回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器、2臺煙氣再循環(huán)風(fēng)機(jī)和2臺點火冷卻風(fēng)機(jī)，不設(shè)引風(fēng)機(jī)。
    鍋爐可燃用5種燃料：LFO、NG、BFG、COG及CRG（COREX熔融還原煉鐵爐煤氣）。其中BFG為主要燃料；LFO和NG為點火和助燃燒料；COG和CRG為輔助燃料。富通新能源生產(chǎn)銷售生物質(zhì)鍋爐，生物質(zhì)鍋爐主要燃燒顆粒機(jī)、木屑顆粒機(jī)壓制的生物質(zhì)顆粒燃料，同時我們還有大量的楊木木屑顆粒燃料和玉米秸稈顆粒燃料出售。
    BFG系統(tǒng)設(shè)置3臺50%葉片可調(diào)、雙速、離心式增壓風(fēng)機(jī)；COG系統(tǒng)設(shè)置了1臺100%葉片可調(diào)、定速、離心式增壓風(fēng)機(jī)iCRG沒有單獨(dú)的燃燒系統(tǒng)，或借用COG系統(tǒng)，或按比例在BFG中摻燒。
    燃燒器采用左、右墻對沖布置。每墻布置3層，每層6只燃燒器（下層為11～16，中層為21～26，上層為31～36）。每只燃燒器均設(shè)有輕油點火槍，點火槍首先點燃NG、LFO或COG，后者再點燃BFG。圖1為單只燃燒器示意圖（圖中BFG+CRG表示CRG與BFG摻燒；CRG／COG表示CRG通過COG系統(tǒng)燃燒）。
2、燃燒控制方案
    燃燒系統(tǒng)控制主要任務(wù)是：根據(jù)負(fù)荷或者主汽壓變化，適當(dāng)改變進(jìn)入爐膛的燃料量和風(fēng)量，保證鍋爐穩(wěn)定燃燒；同時在事故情況下緊急切斷相應(yīng)的燃料總閥及快關(guān)閥，使鍋爐安全滅火。
    燃燒系統(tǒng)控制對象有：l8只燃燒器(BFG調(diào)節(jié)閥、COG調(diào)節(jié)閥、NG調(diào)節(jié)閥、LFO調(diào)節(jié)閥及燃料風(fēng)調(diào)節(jié)閥）、BFG增壓風(fēng)機(jī)擋板（調(diào)節(jié)BFG壓力）、COG增壓風(fēng)機(jī)擋板（調(diào)節(jié)COG壓力）、送風(fēng)機(jī)擋板（調(diào)節(jié)燃燒空氣壓力）、燃盡風(fēng)擋板（調(diào)節(jié)燃盡風(fēng)以控制爐膛內(nèi)氧含量）。
2.1燃燒選擇與燃燒器保護(hù)
    根據(jù)燃燒器設(shè)計原則，每只燃燒器最多同時燃用兩種燃料；針對每種燃料，燃燒器負(fù)荷必須在一定范圍內(nèi)。
    表1、表2為燃燒器燃料選擇表，為燃料選擇，和閉鎖的邏輯基礎(chǔ)。表中每列代表一種燃料組合方式。由于高熱值燃料LFO和NG不能混燒，分為兩種情況。
    表3為燃燒器主要參數(shù)，為燃燒器保護(hù)的邏輯基礎(chǔ)。
2.2燃燒控制策略
    燃燒系統(tǒng)控制采用分層結(jié)構(gòu)，控制框圖見圖2。
2.2.1鍋爐主控
鍋爐主控方塊圖見圖3。
    鍋爐主控位于燃燒控制最上層，接受主汽壓反饋和機(jī)組負(fù)荷前饋信號，形成鍋爐主控指令（熱量），送至各燃料主控。
    當(dāng)下層各燃料主控均手動時，鍋爐主控禁止投自動，其輸出將跟蹤鍋爐總?cè)剂狭浚�熱量）�?br /> 2.2.2燃料主控
    燃料主控分為BFG主控、COG主控、NG主控、LFO主控。COG主控僅為定值控制，由操作人員手動設(shè)定流量；BFG主控、NG主控、LFO主控有自動和手動兩種方式。手動方式時由操作人員手動設(shè)定流量；自動方式時接受鍋爐主控輸出信號。同一時刻只能有一種燃料主控位于自動狀態(tài)，參與鍋爐主控調(diào)節(jié)，其他燃料均為定值控制。各燃料主控根據(jù)每只燃燒器狀態(tài)將其輸出送至相應(yīng)的燃燒器控制回路。
    BFG主控見圖4。鍋爐主控輸出（熱量）減去其他處于手動狀態(tài)的燃料主控?zé)崃浚�流�?times;熱值），形成BFG熱量需求，再除以該燃料熱值，得出BFG主控設(shè)定值（流量），經(jīng)PID運(yùn)算為BFG主控輸出指令。由于煤氣熱值波動較大、滯后比較嚴(yán)重，對測量值進(jìn)行了動態(tài)補(bǔ)償，以提高鍋爐汽壓的動態(tài)調(diào)節(jié)品質(zhì)。
2.2.3燃燒器控制
    燃燒器控制同樣分為BFG、COG、NG、LFO四種類型。
    每只燃燒器控制可以選擇手動或自動方式。手動方式時，由操作員手動設(shè)定；自動方式時，接受對應(yīng)燃料主控輸出。
    在燃燒器點火時，燃燒器控制只能位于手動方式，由程控實施點火。當(dāng)燃燒器不燃用某種燃料時，對應(yīng)閥門強(qiáng)制全關(guān)。
    為了保證爐內(nèi)燃燒始終處于富氧狀態(tài)，必須“加燃料先加風(fēng)，減燃料后減風(fēng)”。為此，在燃燒器控制中，設(shè)定值必須先和燃燒器實際風(fēng)量進(jìn)行“低選”后，再生成燃料流量設(shè)定值。需要注意的是，在進(jìn)行風(fēng)量“低選”時，必須首先根據(jù)當(dāng)前各種燃料消耗風(fēng)量百分比，由總風(fēng)量折算出對應(yīng)該種燃料的風(fēng)量，然后進(jìn)行“低選”。富通新能源生產(chǎn)銷售的生物質(zhì)鍋爐以及木屑顆粒機(jī)壓制的生物質(zhì)顆粒燃料是客戶們不錯的選擇。
2.2.4燃料風(fēng)控制
    每只燃燒器可以不同混燒比燃用多種燃料，且每種燃料對應(yīng)的空燃比均不相同，所以燃燒風(fēng)控制最為復(fù)雜。AIR11控制見圖6。
    根據(jù)混燒燃料流量指令，乘以對應(yīng)的風(fēng)燃比和過量空氣系數(shù)，相加后作為需求總風(fēng)量。與燃燒器控制類似，需求總風(fēng)量必須先和實際燃料量對應(yīng)的總風(fēng)量進(jìn)行“高選”后，再生成風(fēng)量設(shè)定值。燃燒器停用時，風(fēng)量設(shè)定為最小的冷卻風(fēng)量。
3、結(jié)  語
    目前，機(jī)組已長時間穩(wěn)定運(yùn)行，投運(yùn)效果良好，這說明本機(jī)組所采用的燃燒控制策略是切實可行的，但應(yīng)注意：
    (1)同一層燃燒器必須選擇相同的燃料，且最多只能選擇兩種燃料；
(2) COG、LFO和NG不能互相混燒；
    (3)當(dāng)鍋爐負(fù)荷超過30%時，才可投用低熱值燃料BFG;
    (4)煤氣流量增減速度需在(5～103)×103m3／min；
    (5)應(yīng)根據(jù)煤氣總流量選擇合理的燃燒器投入數(shù)量，以維持合適的煤氣一爐膛差壓。