一、引言
近年，随着我国对能源的需求迅速增加，煤炭资源作为我国主要能源，供应越来越紧张。此外，我国煤炭资源的一个重要特点就是高硫煤占相当大比例，2003年我国受酸雨侵害面积已扩大到国土面积的30%以上，如何解决劣质煤炭燃烧降低NOx/SO2等大气污染物的排放、改善环保、降低设备投资成本、提高能源利用效率之间所存在的矛盾，成为煤炭燃烧与综合利用发展应用的关键所在，循环流化锅炉以其优良的环保特征(低排放)、卓越的适应性(煤种、负荷)和突出的节能效果受到越来越多企业的青睐。随自动控制技术的飞速发展，尤其是火电厂DCS等控制技术的成熟应用，使越来越高的控制要求得以实现。
二、结构及控制原理
2.1结构
2.1.1循环化床锅炉结构
循环流化床锅炉主要由燃烧系统、气固分离循环系统、对流烟道、石灰石加料系统组成。其中燃烧系统包括风室、布风板、燃烧室、炉膛、给煤系统等几部分;气固分离循环系统包括物料分离装置和返料装置两部分;对流烟道包括过热器、省煤器、空气预热器等几部分。
2.1.2 热控系统结构
白马CFB锅炉采用的是ABB公司的symphony DCS控制系统，分为MCS(模拟量控制系统)、SCS(B/T)(锅炉、汽机顺序控制系统)、SCS(G/A)(发变组-厂用电顺序控制系统)、DAS(数据采集系统)、FSSS(燃烧管理及炉膛安全监控系统)等;整个系统采用VDK/KB方式，设置大屏幕监视器，无任何后备仪表盘;就地辅助系统采用小型PLC顺序控制器(如给煤机顺控、吹灰程控);测量以压力、温度、风量、SO2、O2为主，压力和风量均以ABB的变送器为一次检测设备(风量另配威力巴流量装置);温度以耐高温、耐磨不锈钢热电偶为主;SO2、O2、NOx测量以德国SIEMENS和日本FUJI为主;就地执行器以ABB气动执行器为主(除疏水有少量电动执行器)。
2.2 工作原理及控制
循环流化床锅炉工作原理：煤和脱硫剂被送入炉膛后，迅速被炉膛内存在的大量惰性高温物料(床料)包围，着火燃烧。燃烧所需的一次风和二次风分别从炉膛的底部和侧墙送入，物料在炉膛内呈流态化沸腾燃烧。在上升气流的作用下向炉膛上部运动，对水冷壁和炉内布置的其他受热面放热。大颗物料被上升气流带入悬浮区后，在重力及其他外力作用下减速偏离主气流，并最终形成附壁下降粒子流，被气流夹带出炉膛的固体物料在气固分离装置中被收集并通过返料装置送回炉膛循环燃烧直至燃尽。未被分离的极细粒子随烟气进入尾部烟道，进一步对受热面、空气预热器等放热冷却，进入除尘器。
燃料燃烧气固流体对受热面放热、再循环灰与补充物料及排渣的热量带入与带出，形成热平衡，使炉膛温度维持在一定温度水平上。大量的循环灰的存在，较好地维持了炉膛温度均化性，增大了传热。而燃料成灰、脱硫与补充物料以及粗渣排除维持了炉膛的物料平衡。
加入石灰石的目的，是为了在炉内进行脱硫。石灰石的主要化学成份是CaO，而煤粉燃烧后产生的SO2、SO3等，若直接通过烟囱排入大气层，必然会造成污染。加入石灰石后，石灰石中的CaO与烟气中的SO2、SO3等起化学反应，生成固态的CaSO3、CaSO4(即石膏)。从而减少了空气中硫酸类酸性气体的污染。另外，由于流化床锅炉的燃烧温度被控制在800~900℃范围内。煤粉燃烧后产生的NOx气体也会大大减少硝酸类酸性气体。
热控就是将整个热力生产过程进行检测与控制，使之每一个设备及系统参数维持在正常范围内，尽可能运行在最佳工况，减少设备的磨损，延长使用寿命，最大限度降低环境污染，保证最佳出力。
三、热控主要安装设计特点
3.1测量设计
3.1.1温度设计
本项目温度设计优点有两个方面：一，测点定位较好，既考虑了测量的准确性，又考虑了安装维护的方便。如汽包上下温差测量一改以前的贴壁焊接式，采用螺纹护套插入面接触式。炉膛、外置床、返料器及点火风道均采用法兰式侧面安装，并尽可能靠近建筑平台，无障碍物;二，设计点位少，全面监测，重点突出。整个锅炉本体温度监测(包括汽包、炉膛、外置床、返料器、点火风道、后竖井过热器、底冷器)不到两百点。
缺点也有两个方面：一，点火风道温度设计选型及典型设计安装方式存在问题。首先点火风道的作用是将轻油燃烧后的热量加热炉膛底部的床料，点火风道末段温度正常情况在800～900℃之间，而点火风道温度计测量的正好是这里的温度，因此应选用带耐高温(1200℃以上)、大直径(Φ≥32mm)、厚壁(δ≥4mm)、刚性好的不锈钢保护套管热电偶;其次选型不宜太长，点火风道温度计L=1600mm，因为太长，自重大，受热后变形弯曲成直角，造成元件损坏，也无法抽出更换，宜选L≤800mm，插入风道500 mm即可准确测量;二，锅炉后竖井屏吊杆温度测点引出线的典型设计安装方式不妥，测量的目的是监测锅炉承重刚性吊杆是否因不锈钢保护套损坏烟尘颗粒直接冲刷磨损导致断裂危险的发生。该温度计是不锈钢K分度铠装热电偶，引出线L≥15m，温度计装在吊杆不锈钢保护套内，引出线在保护套顶端再由不锈钢保护管转弯穿出锅炉顶棚经锁紧装置引至接线盒。因所有的不锈钢保护套考虑到热膨胀不可能完全采用刚性连接，磨损是必然的，只是尽可能降到最低限度。事实已证明：因不锈钢保护套受热(正常工况后竖井温度在800℃以上)变形下沉拉裂温度计保护管和烟尘冲刷，已导致温度计损坏两次，因都是刚性材料又转两个弯，更换非常困难。一个吊杆上下两个测点，更换一只往往损坏另一只，因此必须两只同时更换。我们的建议是在吊杆不锈钢保护套内直接用一根不锈钢保护管将温度计垂直穿出锅炉顶棚，顶端加保温材料并用封头封住，防止热量外传和烟尘泄露，温度计引出线处于自由状态，这样就不会因膨胀、冲刷等损坏温度计，更换也非常方便。
3.1.2 压力测量
压力测量采用就地就近控制箱布置方式，变送器安装在控制箱内，布置合理，节省管路材料，减少压降损失，保证测量精度。尤其锅炉汽包水位仪表管管径短，不到10m。且比其它锅炉汽包水位仪表管管径大50%，这提高了汽包水位测量精度，减少了时滞。
但缺点也有两个方面：一，仪表保护箱内接头太多，给正常运行、维护带来了极大不便;另外，接头太多容易泄漏。汽水系统没设计排污门，无法进行正常排污，从变送器上排容易造成设备损坏，建议以后增加;二，许多压力设计是水平取样，然后倒直角弯垂直向上，尤其是烟风系统，容易造成积灰堵塞，影响测量，这在运行中已多次出现。建议取样以≥45度倾角向上，即使积灰也会因自重掉下。
3.1.3 风量测量
CFB锅炉测量的典型测点是需要监测的风量特别多，常规锅炉就一、二次流量，而CFB锅炉则多达四十多点，这也是测量较麻烦的。典型一次元件是威力巴，典型安装方式沿风道中心线垂直贯穿。因威力巴是靠正负压侧差压来计算流量的，而正负压侧开孔很小，尤其是风道竖直安装，而威力巴必须与之垂直，且正侧必须迎着风向，因此极易造成堵灰，无法测量。设计有风量防堵监测装置，实际上无法使用。原因是吹扫风直接进入取样管路，影响测量精度，再则吹扫压力低，根本无法将灰清除。这是本台CFB锅炉风量测量最不理想的地方。
建议采用加装电磁阀控制经减压后的仪用气源定时吹扫，在吹扫的时间间隔内停止采样，以免采集错误信息，这在DCS是容易做到的。另外在威力巴的末端不宜垂直连接，应有一定坡度倾斜，以免造成堵灰死角。
3.1.4 其他测量
其他测量包括振动、物位、SO2、O2等设计安装方式与传统锅炉没有多大差别，都是比较成熟的，测量也比较准确。
3.2 DCS系统接线及电缆设计
3.2.1 DCS接线
DCS接线采用中间转接端子柜，所有就地电缆(除热电偶补偿导线)均接到中间端子柜。中间端子柜再通过64*1*0.5mm2的控制电缆连接到DCS模件。在中间端子柜里再用跳线将就地来的控制与连盘电缆连接起来。这种设计的好处是各自独立施工，互不影响，电缆排布整洁，接线正确率高，工艺良好。由于工作的独立性，提前敷设了DCS至就地电缆，以及DCS与中间端子柜间电缆，这为DCS带电及调试争取了时间，赢取了工作主动。
缺点是跳线连盘电缆多，接口点太多(大约有18000多根线，36000多个接口点)，出现故障的可能性较大。
3.2.2 锅炉电缆设计及施工
锅炉岛本体的电缆和以往的工程有所不同，它是由DCS敷设至就地接线盒或者是就地小型控制箱，再由接线盒或控制箱敷设至就地设备。这种方式有一定的优越性，首先DCS的电缆排线整齐、均匀有序(均为12*2*0.75的控制电缆)，采用预定的颜色顺序后，接线就相对简单，不易出错，接线人员可以通过颜色的排列进行自检，为调试查线打下良好基础。其次，减少长电缆的敷设根数，这样大大减少了电缆经费和节约电缆敷设时间，同时由于电缆均匀，这使得电缆敷设整齐、美观。当然这种方式也存在不足，由于增加了中间端子箱，增加了中间环节，往往会导致就地接线盒错误接线的增加，这就要求施工人员在工作中必须一丝不苟，责任到位，提高接线正确率。
3.3 热控其他部分安装设计
下面从锅炉部分热工方面与常规锅炉做比较，存在以下几个方面的不同：
3.3.1 电缆桥架的设计安装方面
在以往的工程中，一般是镀锌钢制桥架，而在白马CFB锅炉采用的是铝合金桥架。受锅炉纵横交措的设备及配套不协调影响，ALSTOM设计深度不够，锅炉电缆桥架通道弯道众多，且无任何设计，通道走向、标高、容量许多与现场不和，导致<
