本世紀以來，國內中小型循環流化床鍋爐的設計生產制造技術已趨成熟，循環流化床燃燒CFBC (Circulating Fluid-ized Bed Combustion)技術也作為一種新型，成熟、高效、低污染的清潔燃燒技術，具有許多其它燃燒方式不具備的優點。循環流化床鍋爐的自動控制，尤其是燃燒控制是過程控制研究領域的一個研究重點。目前我國自主開發具有獨立知識產權的循環流化床燃燒技術基本上占領了爐內市場。本文以130t/h循環流化床鍋爐在流化床燃燒系統中配置水冷方形分離器設計為例，解析自動控制理論，此應用也可擴展為常壓和增壓鍋爐。爐內溫度因受最佳脫硫溫度的限制，一般保持在850℃左右。在燃燒過程中，可較好地從燃燒煙氣中脫除S02，并且NOx排放量低，富通新能源銷售生物質鍋爐，生物質鍋爐主要燃燒木屑顆粒機壓制的木屑生物質顆粒燃料。
1、循環流化床鍋爐燃燒控制系統機理
循環流化床燃燒是介于層燃燃燒與煤粉燃燒之間的一種燃燒方式，是現代鍋爐燃燒方式中一項先進技術。流化床燃燒爐內蓄熱量很大，混合又十分強烈，著火和燃燒都很穩定，能夠強化燃燒及傳熱，煤種適應性廣，適合各種劣質燃料，如煤矸石、石煤、褐煤、劣質煙煤、高硫煤。大大減少硫和氮氧化合物的生成，并且能使爐內灰渣中的可燃物含量降到1%以下，顆粒中大于∮lmm的顆粒不易被氣流帶走，只有少量細粉被煙氣帶至懸浮段內燃燒，減輕環境污染等優點。CFBC是一種很有競爭力和優勢的潔凈燃燒技術，專家估計：本世紀流化床燃燒技術將在大型電站鍋爐、工業鍋爐和各種廢物焚燒爐等方面得到廣泛應用。流化床燃燒技術在我國將有極為廣闊的應用前景。
1.1循環流化床鍋爐分散控制系統
循環流化床鍋爐分散控制系統DCS是一種基于控制技術、計算機技術以及通信技術基礎的綜合控制系統。在循環流化床鍋爐與汽輪機機組運行中．DCS主要表現出五大功能：數據采集處理系統(DAS)；模擬量調節控制系統(MCS)；輔機順序控制系統(SCS)；爐膛安全監控保護系統(FSSS)；汽輪機緊急跳閘保護系統ETS。
1.2爐膛安全監控系統FSSS
爐膛安全監控系統包括了燃燒器控制系統(BCS)和燃料安全系統(FSS)。FSSS提供了與運行人員的人機接口，防止可燃物積聚引發爐膛爆炸，緊急事故停爐保護設備，對燃料和空氣進行管理和控制，燃燒優化指導燃燒事故分析。FSSS的重要輸入信號冗余設置，采用三取二方式，FSSS的處理器模件按1:1冗余配置。FSSS提供了燃油快關閥，給煤機等的緊急跳閘手段，跳閘功能硬接線完成。FSSS通過數據通訊系統及硬接線與DCS其它部分進行信息交換，其中用于控制和保護的重要信號應采用硬接線方式連接。
2建立鍋爐燃燒控制系統模型
鍋爐燃燒控制系統由機組主控制器發出的鍋爐燃燒率指令協調燃料量、送風量V和引風量Q，在保證鍋爐安全、經濟燃燒的前提下，使燃料燃燒所產生的熱量適應鍋爐蒸汽負荷需要。鍋爐燃料量控制系統基本結構如圖1所示。
燃燒量控制能消除燃料側內部的自發擾動，改善系統調節品質。送風量控制子系統能使鍋爐送風量和燃燒量相協調，達到鍋爐最高的熱效率，保證機組的經濟性。引風控制子系統保證穩定的爐膛負壓力，爐膛負壓太小會變成正壓，會使爐膛內火焰和煙氣從測點孔洞和爐墻縫隙外溢，影響設備和人員安全；爐膛負壓太大會使大量冷空氣進入爐內，增大引風機負荷和排煙熱損失，嚴重時甚至引起爐膛爆炸。
2.1循環流化床鍋爐燃燒控制系統設計
循環流化床鍋爐不需要制粉系統，經破碎符合粒徑0—15mm的煤符合粒度要求，從多處給料點前墻和回料閥直接送人爐膛。由于在鍋爐的前部煤倉布置范圍內，要求給煤系統將進入爐膛煤送入給料點。循環流化床鍋爐采用熱煙氣床下點火方式燃燒控制系統油燃燒器控制操作。油燃燒器投入運行前需燃料引燃，由點火器引燃燃料，點燃點火器火焰，用火焰檢測器探測火焰是否出現，然后用點火器火焰引燃燃燒器火焰，同時，在密相區和二次風口還可設置助燃用的啟動燃燒器和床槍。鍋爐啟動采用床料循環加熱，即冷床料在流化并循環的條件下加熱升溫。啟動時，最先投運風道燃燒器，以熱煙氣和空氣混合物加熱床料；之后投運啟動燃燒器，使溫度按照升溫升壓曲線上升，當床溫達到soo'c時，可根據需要投運床槍，使床溫進一步升高至600℃，這時便可開始逐步投煤，啟動流程如圖2所示。
負荷指令和風一燃料交叉聯鎖信號控制給煤量。依據負荷指令計算出要求的燃料量，從實際風量計算出允許的最大燃料量，根據風一燃料比要求，選二者信號低值作為燃料主調節器的輸出，分別控制給煤機速度和控制回路。進而保證了先加風后加煤，先減煤后減風的動態過程。正常運行時，有大量的作為恒定的點火源的高溫床料，混合物不恰當地積聚不會因滅火具有爆炸性，進而引發爆燃或爆炸。在正常運行時鍋爐也不需要根據負荷或運行情況投切各層或各角的煤或油燃燒器。CF-BB僅在啟動或床溫較低時才需投入油燃燒器，所耗燃料低，燃油控制數據如圖3所示。
2.2循環流化床鍋爐燃燒器控制
循環流化床鍋爐燃燒控制系統煤燃燒器啟停控制操作時為了避免床內積聚過多的可燃物而引起結焦或爆燃，CF'B鍋爐的初始給煤采用間歇加入方式。在油燃燒器負荷不變的情況下，啟動第一臺給煤機，開始以較低給煤量運行，延時1～2分鐘后停給煤機，在給煤機停止時仔細觀測床溫和爐膛出口煙氣氧量的變化，如確定床溫上升，氧量下降，則再次啟動給煤機，重復三次上述過程。再次啟動給煤機，并確認給人煤己燃燒時，就可啟動其它給煤機，進而根據燃燒及負荷需求，減油加煤，逐步轉換為全燃煤運行。此時床溫度大于800℃如圖4所示。
當鍋爐各參數都達額定值并平穩運行時，鍋爐由手動轉為自動方式運行。在自動控制狀態下，給煤機給煤量自動地對應于主蒸汽壓力而變化。
2.3循環流化床鍋爐床溫控制
床溫控制系統是循環流化床鍋爐特有的也是至關重要的控制系統，床溫調節目的是優化和減少煙氣中S02含量，煤等燃料中的硫在燃燒過程中形成硫化物，石灰石再吸收硫化物形成干的硫酸鈣固體，從而降低硫化物排放量，能有效地去除S0：和NOx。床溫的控制直接影響著爐內的脫硫和脫硝，需保持850℃—950℃的最佳床溫，但在實際運行中將床溫控制在某一確定溫度是相當困難的，幾乎不可能，而只是將床溫度控制在一定范圍內。
安全燃燒的一個主要指標是控制爐膛溫度分布，防止床溫過高出現結焦或床溫過低出現熄火。控制難點為增給煤或減風則升床溫，燃燒處于還原區時反而降床溫，二次返料量的增減會引起床溫的明顯升降。煤質，煤濕度變化影響床溫變化。料床（密相區）高度，特別是間歇放渣引起床溫變化。負荷變化引起爐膛溫度分布變化。
影響床溫的主要因素比較多，如煤種、燃料的粒徑、床料量、一、二次風量、返料量和冷灰循環等等。采用調整一、二次風比例、調節給煤量、控制灰循環流量的床溫控制方式。130t/h循環流化床鍋爐除灰采用手動方式，在一、二次風門設計中可采用自動和手動方式，床溫控制系統設計是床溫一燃料串級調節系統，通過調節給煤量來調整床溫，采用高壓羅茨風機轉速或返料風調節擋板調節返料量，調節床溫通過改變料層厚度的方法。經常采用改變一、二次風比率的方法來調節循環流化床鍋爐床溫如圖5所示。除塵器的冷灰也可以通過所設置的飛灰再循環回路重新進入爐膛，通過改變床料的粒徑分布調整爐膛溫度。
3、循環流化床鍋爐燃燒控制調整及故障處理規則
循環流化床鍋爐燃燒調整主要是適應鍋爐負荷變化，在正常運行時關鍵是建立穩定的物料循環，大量的循環物料起到傳遞質量和傳遞熱量的作用，將大量熱量帶到整個爐膛，從而使爐膛上下溫度梯度減少，增大了負荷調節的范圍。鍋爐負荷調節主要是通過風與煤的搭配，來實現鍋爐循環量的改變，以達到調節鍋爐負荷的目的。
正常運行中，燃燒室出口壓力保持在-100—Opa，流化床溫度控制在850—990℃，通過調整給煤量、一次風量、控制流化床溫度。在床溫正常范圍內盡量保持在上限運行。風量的調節主要是以二次風作為變量調節的，可參照省煤器后煙氣含氧量，使之保持在2.8～4.2%范圍內。運行中返料溫度的監視與控制要加強對返料溫度監視限定返料器人口煙氣溫度不超過1000℃，當返料溫度升得太高可適當減少給煤量和負荷，及時調整至正常范圍。反應流化床料層厚度的量為料層阻力，一定的料層厚度對應一定的料層阻力，料層太薄，流化床上爐料量少、易造成流化質量不良燃燒不穩定，同時爐渣含碳量高造成不經濟。料層太厚，使料層阻力增大，電耗損失增加，料層阻力應由排渣量來控制，排渣量大，料阻小，反之亦然，如排渣管堵，要盡快疏通；如園排渣系統故障，應用事故排渣，并適當減負荷。
循環流化床燃燒過程正常控制狀態下，按照料床溫度（高、中、低）、爐膛出口溫度（高、中、低）、床溫變化率（快升、慢升、平穩、慢降、快降）、出口溫度變化率（快升、慢升、平穩、慢降、快降）如表1，表格中每項代表燃燒過程的一個狀態。表示料床溫度、爐膛出口溫度、床溫變化率平穩、出口溫度變率平穩。每個控制輸出值包括輸出暫時量和長期量，用于分別克服堵煤等意外暫時擾動和煤質變化等偏離平衡位置的擾動。暫時添加的暫時量，狀態改變時必須恢復}調整平衡狀態各輸出值長期量，不必恢復既避免意外擾動后引起控制量太大的不穩定，又避免了不敢加控制量導致無法調整穩定。
循環流化床燃燒過程故障主要應付工藝設計不佳帶來的堵煤、堵灰及意外工況可能帶來的熄火和結焦，處理規則如表2描述。規則處理一般為計算機控制加報警，以引起操作人員的足夠重視，記載歷史故障報警信息進行存檔。
