1、影響床溫變化的因素
床溫是CFB鍋爐需要重點監視的主要參數之一，它直接影響鍋爐的安全穩定運行，同時也直接影響著爐膛運行中的脫硫效率及NQ的產生量，決定了整個鍋爐的熱負荷和燃燒效果。根據燃用煤種的不同，床溫一般控制在850℃左右，該溫度是實現爐內脫硫的最佳溫度，同時NQ的產生量也比較小。這樣就能在保證較高燃燒效率的同時，降低煙氣污染物的排放量。煤種揮發分較高或較低時可適當調整床溫。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，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。
系統運行中不可避免地存在各種擾動，如負荷升降、煤質變化、給煤量和風量變化（包括一次風量和二次風量）、排渣不暢等都會造成床溫變化，因此需要運行人員根據床溫的變化規律來調整給煤量和一次風量等參數。實際運行中，主要通過調節給煤量調整負荷，而通過調節一次風量調整床溫。
2、原床溫控制系統
原床溫控制系統采用的是上海新華控制工程公司的XDPS - 400分散控制系統，床溫主要通過一次風控制，由二次風補償。
2.1一、二次風系統
大唐保定熱電廠8號、9號鍋爐分別有2臺一次風機，從一次風機出來的空氣分成4路送人爐膛：第1路為一次風，經一次風預熱器加熱后從爐膛底部的水冷風室進入爐膛；第2路為冷渣器選擇倉和前2個冷卻倉的流化風，從一次風預熱器的出口引出；第3路為冷渣器最后一個冷卻倉的冷卻風，從一次風機出口引出；第4路為播煤風，從一次風預熱器出口引出，經增壓風機增壓后進入爐前氣力播煤管。根據現場的調試經驗，調整時應當選擇第1路風而不能選擇從一次風機出來的總風，這樣才會在調節時不影響其它控制參數，較精確地對床溫進行控制，以達到滿意的效果。
8號、9號鍋爐還分別有2臺二次風機，從二次風機出來的空氣分成2路：第1路為二次風，經二次風預熱器加熱后從前后墻進入爐膛；第2路為密封冷卻風，從二次風機出口引出，送到給煤機。由經驗可知，當負荷較低時，二次風對床溫的影響較大。實際運行中，由于上二次風可自動調節煙氣含氧量，因此在不同負荷下可以固定下二次風門開度：低負荷時開度為50%，中負荷時開度為80%，高負荷時開度為100%。
2.2原床溫控制系統
原床溫控制系統采用的是單回路控制，床溫偏差為主控信號，調整量是進入爐膛底部的一次風量。該系統自投入運行后床溫波動一直較大，經常要切到手動調節，原來的設計思想未能得到很好的體現。經分析認為有以下幾點原因：
a.系統存在較大的延遲和慣性，單回路控制存在調節速度慢、動態偏差大的缺點；
b．僅通過調整進入爐膛底部的一次風量來調節床溫，方法單一，當爐膛底部的一次風門滿開度時，床溫控制系統無法再進行調節，只能手動干預；
c．由于只把床溫偏差作為控制信號，所以當燃燒工況發生改變時，不能及時有效地反映床溫變化。
3、床溫控制系統的改造
3.1改造方案
根據上述問題，確定采用負荷分段控制方案，即：低負荷時采用一次風控制；中、高負荷時，考慮到執行機構的調節裕量，當一次風門開度達到最大后，若床溫仍未穩定，可引入二次風補償及給煤量脈動調節，若還未達到預期的效果就報警，切到手動調節。
根據經驗，CFB鍋爐的燃燒過程按照不同負荷可分為3個階段：低負荷階段（70MW以下）、中負荷階段(70～90 MW)、高負荷階段（90 MW以上）。對應不同負荷段可設定床溫的變化范圍：低負荷階段790～850℃，中負荷階段850～900℃，高負荷階段900～922℃。在實際設計時，應當計算出各段的床溫平均值，將其作為設定值，把浮動范圍定為控制死區。以低負荷階段為例：820℃為床溫的設定值，控制死區為±30℃。
若床溫偏差在控制死區內，控制系統不工作；若床溫偏差超出控制死區，控制系統開始工作，調節的幅度可以依據床溫偏差和床溫變化率來確定。為便于實現，不同負荷階段下采用同一個控制器，只是引入偏差時，根據不同的負荷階段，將偏差乘以不同的比例系數。該床溫控制系統的SAMA圖見圖1。
由圖1可知，該方案采用的是主汽流量信號對床溫進行修正，以滿足不同負荷階段下對床溫設定值的要求。
3.2關鍵問題
a．引入給煤量、汽包壓力、主汽流量三者組成的熱量信號為前饋信號，用以消除煤質變化帶來的內擾。
b．設計串級控制，以加快調節速度，減小動態偏差，提高系統穩定性。
c．系統先通過調節進入爐膛底部的一次風量來調節床溫，當爐膛底部的一次風門沒有調節裕量時，引入二次風補償及給煤量的脈動調節。
d．引入床溫變化率信號，作為輔助反饋信號，因為在燃燒工況發生改變時，床溫變化率信號比床溫偏差信號更能及時、有效地反映床溫的變化。
e．由于給煤量主要用于調節負荷，該方案所提出的對給煤量的脈動調節是輔助調節手段，在一次風門沒有調節裕量且床溫控制仍未達到預期效果的前提下，通過脈動地增減給煤量來快速調節床溫，如果一次風門尚有調節裕量，則給煤量由原鍋爐負荷調節子系統控制。
4、仿真試驗及結果分析
圖2為改造前、后系統的仿真曲線。
由圖2可知，改造后的幾個動態性能指標都有所改變：超調量減小，上升時間、峰值時間、調節時間都減短。可見系統改造后比改造前更能符合過渡過程對參數取值變化的要求，有較好的魯棒性和抗干擾能力。經驗證明系統對象的傳遞函數在12%變化范圍內魯棒性良好。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生物質顆粒燃料是客戶們不錯的選擇。
5、投運情況
根據改造方案和仿真試驗結果，對原床溫控制系統進行了改造，并在穩定工況和變工況下進行現場調試，系統連續運行120 d。
對比改造前、后的各項數據，發現不僅系統運行更加穩定，而且調節的精度和快速性都有提高，多項經濟性指標也有改善，主要表現在以下幾個方面：
a.負荷變化時，系統能夠根據不同負荷下床溫的設定值及時、有效地進行調節。由于只是引入給煤量的脈動調節來加快調節速度，進入爐膛的總給煤量變化并不大，因此對原鍋爐負荷調節子系統的影響較小；
b．燃燒狀況良好，排渣量減少，原來冷渣器經常堵塞的問題得到了解決；
c．調節機構的磨損減小，耗電量減少；
d．系統運行穩定，提高了給水壓力，使得給水壓力的波動范圍小于0. 01 MPa，相當于給水溫度提高了2℃，煤耗下降1 g/kWh;
e·汽水損失減小，自動投運率提高，運行人員的勞動強度減小。
6、結論
運行結果表明：一次風調節子系統中床溫變化率信號的引入、給煤量調節子系統中串級控制的設計、熱量信號的引入、床溫設定值的修正等方案在改善系統的動態品質、提高抗干擾能力以及對模型改變時的魯棒性等均比改造前優越，在實際應用中有一定的參考價值。
