循環流化床鍋爐(CFBB)是新一代高效、低污染的清潔燃煤鍋爐，它的最大特點是燃燒過程處于流化狀態，燃料及脫硫劑需經多次循環進行低溫燃燒和脫硫反應。循環流化床鍋爐由于爐膛體積小，床內傳熱系數高、燃燒熱度強、負荷調節性能好，并且燃料適應性廣、燃燒效率高、脫硫效率高等優勢備受國內外自備熱電廠青睞。我們依據國內某自備熱電廠機組原型研發了一套170t/h流化床仿真機組。該仿真機采用SIMSEVER作為仿真引擎，并采用激勵式的虛擬DPU技術作為DCS的全仿真技術，采用國內外廣泛使用的流化床鍋爐 小室燃燒算法作為仿真核心算法。整套仿真機投運后運行良好，并在該自備熱電廠投運前員工培訓中取得滿意的效果，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生物質顆粒燃料。
1、仿真機的技術特點
1.1基于OPC標準的分布式仿真引擎SIMSEVER
SIMSEVER的吸收了DCS系統開發的分布式數據處理優勢，并吸收了國內外仿真機的技術優點，自行開發的一套具有多種拓撲識別能力的高水平仿真引擎。SIMSEVER的采用圖形拓撲識別技術分別實現熱力系統的流體網絡、電網系統的電網絡、工藝流程的有向圖、控制系統的SAMA圖的識別，模型工程師可以利用廠家的一些原始技術資料直接生成仿真對象機、爐、電、控以及相關管理系統，大幅度降低了模型工程師的二次開發的勞動強度以及系統調試的勞動強度。SIMSEVER全面依循微軟.Net、OPC、DCOM等技術標準，全方位打造了SIMSEVER的接口規范性、數據開放性、數據兼容性以及代碼可移植性等技術特點。
SIMSEVER的功能包括仿真處理單元(SDU)管理、虛擬控制單元管理(VDPU)、實時數據管理、實時數據發布、教練員終端功能、歷史數據分析、OPC服務器等功能。仿真引擎SIMSEVER的功能架構如圖1、圖2所示。
1.2全范圍的DCS仿真系統
依據用戶需求，系統實現了與現場DCS操作員站相同的操作員站軟件，提供現場所有功能，包括畫面顯示、操作和報警記錄顯示、多屏顯示、曲線和趨勢圖顯示等功能。
1.2.1工程師站軟件實現功能
使用現場工程師站完全相同的工程師站軟件，工程師站提供功能有：
1)建立、修改、刪除組態，上裝、下裝控制邏輯組態文件；
2)對組態進行實時讀取和查找，可以查看組態中各個功能塊當前的輸入輸出接口及其內部參數的實時值；
3)對操作員畫面進行配置和修改：
4)在線調試修改組態，包括重新搭建某一功能的組態，添加或刪減功能模塊，對功能塊凍結并對其輸出進行置值，對功能模塊的輸入輸出接口進行改變，對功能塊的內部參數進行調整，并且修改產生的變化應能夠立刻反映在仿真虛擬DPU的環境中；能夠保存修改后的組態文件；
5)能夠查找某一單個10點，并查看該點的實時值及狀態值等，能夠對10點進行凍結，并對其實時值和狀態值進行置值；
1.2.2虛擬DPU軟件的功能
系統實現了與現場真實DPU基本一致的功能，包括：
1)虛擬DPU使用與現場真實DPU相同的DPU組態文件。現場的組態文件不需要經過修改即可應用到虛擬DPU中。
2)虛擬DPU提供與現場真實DPU相同的運算功能。即：同樣的組態文件，在虛擬DPU和現場真實DPU上運行的結果完全相同。
虛擬DPU功能開發應包括標簽量訪問、組態文件讀取、組態文件解析與解釋、數據通訊等功能。實現虛擬DCS的技術關鍵，就是開發智能編譯轉換軟件和建立虛擬運行技術平臺。圖3給出了本文實現虛擬DPU技術的關鍵流程。
2、流化床鍋爐仿真對象
某鋁熱電廠以供氧化鋁生產用汽為主，考慮到燃料的適應性及清潔燃燒、有害物質的排放等因素，工程安裝2臺額定蒸發量為170t/h的中溫、次高壓循環流化床鍋爐，二臺同時運行，不設備用鍋爐（仿真仿l臺）。項目同時安裝一臺B15-4.9/0.8型背壓式汽輪發電機組，一臺C15-4.9/0.8型抽汽凝汽式汽輪發電機組（仿真用）。
鍋爐總體結構型式：中溫中壓循環流化床、單鍋筒橫置式自然循環單汽包、旋風分離器、膜式壁爐膛、全懸吊、全鋼架Ⅱ型結構、室外布置型鍋爐。
給水系統采用切換母管制系統。每臺機配容量大于額定給水量110%的電動給水泵。設置三臺電動給水泵，二臺使用，一臺備用。
點火燃油采用輕柴油，由熱電廠內設置的油庫及油泵房里的油泵把燃油送至爐前，鍋爐水冷風室后側設置2臺燃油啟動點火燃燒器，啟動燃燒器采用機械霧化，其容量為鍋爐額定負荷時所需熱量的35%。
爐內燃燒加石灰石粉脫硫(碳酸鈣含量大于90%)技術。循環流化床鍋爐爐內脫硫，當Ca／S=2.3時，脫硫效率可達90%左右。實際運行中項目燃煤含硫約為0.6%（最大0.8%），排煙S02濃度達到中國的排放標準≤400 mg/m3，脫硫效率n>85%即可。
3、仿真機實現功能
3.1運行培訓功能
1)仿真機可以實現冷態啟動、溫態啟動、熱態啟動、常見事故處理等典型機組啟動操作仿真功能。
2)仿真機可以實現機組從滿負荷正常停機至熱備用直至冷態停機狀態。
3)仿真機可以實現任意工況下的負荷調整或者機組的啟、停操作。
4)仿真機配有詳盡的就地功能，滿足小機組自動化水平相對較差的培訓要求。
3.2控制系統培訓、改造試驗功能
1)全DCS仿真為熱工人員提供了最大范圍逼真的DCS學習、研究環境。
2)熱工人員可以在仿真機上作大量的測試試
驗來驗證DCS的完整性，甚至DCS的一些設計缺陷。
3)可以作熱工改造、鍘試的試驗平臺。由于仿真機的DCS是全態DCS仿真，仿真機上的DCS操作環境與實際操作環境基本一致，使用的組態文件以及數據標簽是完全一致，因此在仿真機上驗證無誤的組態上裝到現場即可適用。
4)運行人員可在仿真機上作運行方式的探討，由于仿真機采用了高精度仿真算法，機爐模型有著非常逼真的數據響應效果，因此運行人員可以在仿真機上驗證各種運行方式下的設備狀況，或對設備改進提出改進的意見。
4、結束語
本文介紹的170t/h流化床鍋爐全范圍DCS仿真系統由于采用了激勵式虛擬DPU技術以及流化床小室燃燒算法等先進仿真技術，使得仿真機重要參數如主汽溫、主汽壓、給水壓力、給水流量、凝汽器真空、機組功率、主蒸汽流量等動靜態精度完全符合仿真技術的要求，并且翔實的就地操作與逼真的DCS環境奠定了為培訓的順利進行提供了保障，富通新能源銷售生物質鍋爐，同時我們還大量銷售木屑顆粒機壓制的生物質顆粒燃料專供生物質鍋爐燃燒使用。
相關生物質鍋爐顆粒機產品：
1、生物質熱風空調
2、木屑顆粒機
2、秸稈顆粒機
