2006年4月17日．國家重點項目——白馬示范電站引進技術的國內首臺300 MW CFB鍋爐機組順利完成168h滿負荷試運，正式投入商業運行。
白馬示范電站鍋爐島主體部分由ALSTOM公司設計制造．額定蒸發量1025t/h．主參數為17.5 MPa/540。C/540℃，設計脫硫效率為94.15%：汽輪機由東方汽輪機廠生產，主參數為16.7 MPa/537 0C/537℃：主變壓器由東方電機廠生產；分散控制系統(DCS)為德國ABB Symphony Melody系統。
由于鍋爐容量的增大．特別增加了4個外置床來布置受熱面（1）。其中1、4號外置床布置高溫再熱器和低溫過熱器，2、3號外置床布置中溫過熱器一和中溫過熱器二。外置床工作原理為：通過開啟灰控閥引入部分旋風分離器回爐膛的高溫物料( 900~950℃)，對布置在其中的受熱面進行加熱，經過換熱降溫的低溫物料(400～650℃)重新進入爐膛。
由于低溫物料重新進入爐膛后能有效降低床溫，用灰控閥對300 MW CFB鍋爐的床溫進行控制，可取得滿意的結果。現介紹國內首臺300 MW CFB鍋爐床溫自動控制的設計、投運情況和試運中出現的問題及所作的改進，富通新能源生產銷售生物質鍋爐，生物質鍋爐主要燃燒顆粒機、木屑顆粒機壓制的生物質顆粒燃料。
1、床溫測點的布置及作用
1.1床溫測點布置
爐膛分左、右兩側，下部為2個褲衩腿，每個褲衩腿上布置有上、中、下3層床溫測點，每層3支。爐膛的中、上部各布置1支床溫測點。為防止床溫測點在運行中被高速流動的高溫物料沖刷損壞．測點的保護套管均作了特殊的耐磨處理。所有床溫測點均為進口件。
1.2床溫測點作用
爐膛中、上部床溫測點主要反映爐膛內的燃燒工況．供運行人員參考，未參與邏輯運算。爐膛下部的3層床溫測點根據其布置的具體位置．分別具有不同的作用。
1.2.1 下層床溫
下層床溫用于鍋爐點火啟動初期，作為投運床上油槍的判斷條件．決定投油的時機。當下層床溫高于500℃且風道燃燒器運行時，允許投運床上？由槍；當下層床溫高于590℃，可投運床上油槍（與風道燃燒器運行與否無關）。
1.2.2中層床溫
中層床溫用于鍋爐點火啟動后期，作為投運給煤機的判斷條件，決定投煤的時機。當中層床溫高于600℃且床上油槍運行時，允許投運給煤機：當中層床溫高于760℃，可投運給煤機（與床上油槍運行與否無關）。
1.2.3上層床溫
上層床溫用于鍋爐正常運行時的床溫自動控制和保護。用于自動控制時，3個測點取平均值，左側床溫由2號外置床灰控閥進行控制．右側床溫由3號外置床灰控閥進行控制；用于保護時．3個測點進行三取二運算，當任一褲衩腿上層床溫達到980℃時，機組故障減負荷(RB)發生，機組以5%的速率減負荷至40%，當任一褲衩腿上層床溫達到990℃時，主燃料跳閘。
2、鍋爐床溫的自動控制
鍋爐正常運行中必然有部分密封槽的高溫物料要進入外置床對其中的受熱面進行加熱，這樣，灰控閥將會有一定的開度。此時，若關小灰控閥，將增加回爐膛的高溫物料，減少到外置床的高溫物料，也即減少了回爐膛的低溫物料，床溫將隨之升高；相反，若開大灰控閥，床溫將隨之降低。因此，調節灰控閥開度是控制床溫的一個有效方法。
2.1鍋爐床溫設定值的形成
當鍋爐床溫保持在850℃運行時．煙氣中生成的S02量最少。結合不同工況的具體需要，床溫設定值由負荷的函數形成。
在0%～35%負荷時，鍋爐蒸發量需求相對較小，床溫設定值為800℃：在35%—50%負荷時，床溫設定值是一條斜線：在50%負荷以上時，要保證鍋爐有足夠的蒸發量，床溫設定值為890℃。床溫設定值可根據工況的需要，由運行人員進行適當修正。設定值輸出變化率限制在50℃/min。
2.2鍋爐床溫控制方案
鍋爐床溫控制采用單回路PID控制，設定值和測量值的偏差進入PI調節器．經比例積分運算后，其輸出作用于2或3號外置床的灰控閥。為防止調節器的輸出產生不必要的波動。在PI調節器的輸入用了一個死區限制塊．幅度為±l0℃，即偏差在±l0℃范圍內．PI調節器不參與控制。
在穩定工況下，負荷、煤量和灰控閥開度是一一對應的關系．因此引入了鍋爐熱負荷作為前饋信號：當熱負荷增加時，提前開大灰控閥：當熱負荷減小時．提前關小灰控閥。為了防止灰控閥被灰粒堵塞，灰控閥的開度不能長時間保持在同一位置，因此，在調節器之后、手操器之前疊加了一個振蕩器，使灰控閥在給定值的土2%內來回波動。
2.3鍋爐床溫控制手段
外置床共有4個：1、4號外置床內布置有高溫再熱器，其灰控閥用于控制再熱汽溫：2、3號外置床內布置中溫過熱器，其灰控閥用于控制床溫，中溫過熱蒸汽溫度采用噴水減溫進行控制。
灰控閥頂端是一個錐頭，故又稱錐形閥，是ALSTOM公司專利技術，它能在高溫惡劣的環境中，既能保證閥門關嚴，又能有效防止床料堵塞。運行中，閥體內通以冷卻水對錐頭及閥桿進行冷卻，以避免被高溫損壞。
鍋爐一次風量及下二次風量是負荷的函數．不參與床溫控制，這和無外置床的機組有很大區別。
2.4鍋爐床溫控制的參數整定
因床溫對各種擾動的響應過程較慢．故PI調節器的積分時間設置較長。原設計鍋爐熱負荷的前饋信號作用過強．引起床溫波動，因此將此參數進行了適當減小。
原來ALSTOM公司設計方案中PI調節器之前的死區限制塊參數為±20℃．即床溫測量值和給定值之間的偏差在20℃之內都不進行調節．這主要是考慮到2、3號外置床內布置有中溫過熱器，如果灰控閥開度變化太快．將引起中溫過熱蒸汽溫度不必要的波動。投運一段時間后，發現床溫波動有些偏大．因此將死區限制塊的參數作了適當減小，控制品質得到改善，而對中溫過熱蒸汽溫度影響不大。
控制器輸出疊加的脈沖量為2%．脈沖周期原為10 s(50%占空比)。但灰控閥執行器設計為電動執行器，經一段時間運行后，發現執行器電機溫度過高，因此將振蕩周期作了適當延長。
2.5床溫控制效果
經過不斷觀察并進行參數細調．床溫自動控制達到了比較理想的效果。在穩定工況下，床溫波動幅度控制在±20℃內。在變工況下，床溫的實際控制曲線見圖2。
從圖2可看出．機組負荷從265 MW上升到300 MW的過程中．床溫最高升到919℃，最低降到870℃．波動范圍為49℃：機組負荷從300 MW下降到230 MW的過程中，床溫最低降到850℃，最高升到900℃，經2次收斂振蕩后趨于穩定，波動范圍最大為50℃。
從以上分析可知，在機組負荷大幅度變化時，床溫波動幅度能穩定在50℃范圍內．保證了爐膛內燃料的安全燃燒．為整個機組實現協調控制打下了基礎。
3、鍋爐床溫控制中遇到的問題
3.1 床溫測點位置修改
爐膛下部的3層床溫測點原來設計布置于褲衩腿外部側墻，但安裝時發現中、下2層靠近前墻和后墻的4個床溫測點設計安裝位置正好位于鍋爐鋼梁上，若要安裝到原設計位置，必須把鋼梁割開，勢必降低鋼梁強度，使鍋爐整個鋼架結構承重出現問題。經查閱圖紙資料、現場測量及和外方協商．最后將這4個測點移位到了2個褲衩腿中間的側墻上．經運行實踐，對測量準確性沒有影響。
3.2床溫控制方案的修改
最初的床溫控制方案中將變化率限制塊設在PI調節器之后，這樣，投入床溫自動控制時，由于變化率限制塊的限制，調節器輸出變化非常慢．導致床溫無法控制。經研究發現此功能塊位置放錯了，應改到設定值形成的函數后。邏輯修改后，床溫自動控制恢復了正常的調節功能．
4、結語
在白馬示范電站CFB鍋爐機組的啟動調試過程中，對原床溫控制系統進行了大膽的修改：對床溫測點位置進行了調整，對控制方案及參數進行了修改，并在機組運行中不斷調整調節器參數，保證了床溫自動控制能穩定可靠地投入。
目前300 MW CFB鍋爐床溫利用外置床灰控閥進行控制，沒有考慮一次風量及給煤量變化的影響。實際運行中曾遇到機組啟動中燃油質量有問題．床溫上升較慢，很難達到投煤溫度，此時能否減小一次風量及減多少合適，機組正常運行中是否也應考慮風煤對床溫的影響，這些問題有待在今后的運行中繼續探索、實踐，以進一步提高床溫的控制品質，富通新能源生產銷售的生物質鍋爐以及木屑顆粒機壓制的木屑生物質顆粒燃料是客戶們不錯的選擇。
