電站鍋爐燃燒優(yōu)化技術(shù)發(fā)展與應(yīng)用

包滿都呼

摘要電站鍋爐燃燒優(yōu)化技術(shù)作為實(shí)現(xiàn)高效燃燒、控制污染的最經(jīng)濟(jì)、最有效的方法之一，在電站中發(fā)揮著重要的作用。筆者主要探討了電站鍋爐燃燒優(yōu)化系統(tǒng)，并總結(jié)歸納了我國常見的鍋爐燃燒優(yōu)化技術(shù),最后就電站鍋爐燃燒優(yōu)化技術(shù)未來的發(fā)展方向進(jìn)行了預(yù)測，希望為相關(guān)領(lǐng)域的研究者和工作者提供參考和借鑒。

關(guān)鍵詞電站；鍋爐燃燒；優(yōu)化及時；發(fā)展；應(yīng)用分析

中圖分類號：TM621.2 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1671-7597（2014）12-0069-01

當(dāng)前，我國的火力電站鍋爐主要是以亞臨界和超臨界大容量鍋爐為主，但是因?yàn)殄仩t本身以及操作管理方面的因素，導(dǎo)致鍋爐的性能指標(biāo)跟國家的標(biāo)準(zhǔn)還存在很大的差距，主要存在著煤耗高或者是熱效率低等問題，因此研究電站鍋爐的燃燒優(yōu)化技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用具有重要意義，不僅可以有效節(jié)約資源，提高熱效率，還能夠降低煤在燃燒過程中產(chǎn)生的污染。

1鍋爐燃燒優(yōu)化系統(tǒng)分析

1）電站鍋爐燃燒優(yōu)化系統(tǒng)分析。從目前我國的鍋爐燃燒優(yōu)化系統(tǒng)來看，主要分為開環(huán)和閉環(huán)。對于開環(huán)系統(tǒng)主要是在人工參與控制的一種方式，操作人員可以根據(jù)優(yōu)化結(jié)果對DCS控制參數(shù)進(jìn)行適當(dāng)?shù)男薷?，因此這也被成為專家指導(dǎo)系統(tǒng)；而閉環(huán)系統(tǒng)則主要是一種沒有人工參與的一種封閉系統(tǒng)，該系統(tǒng)可以自動完成跟DCS之間的通訊功能，并對控制參數(shù)進(jìn)行修改等。跟開環(huán)系統(tǒng)相比而言，閉環(huán)系統(tǒng)的工作效率和穩(wěn)定型更高，并且受到關(guān)注的程度也更高。在很多國外的大型電廠，特別是歐美等地區(qū)，自動化控制技術(shù)發(fā)展較為成熟，鍋爐燃燒閉環(huán)控制系統(tǒng)已經(jīng)得到了充分的利用，但是我國因?yàn)楦鱾€方面的現(xiàn)狀，目前依然處于起步的階段。

最近幾年，隨著市場競爭的不斷加劇，對于新建的電廠普遍采用的是DCS等先進(jìn)的控制設(shè)備和檢測儀器，而一些老電廠為了提高自身的市場競爭力，也試圖購買一些先進(jìn)設(shè)備等。隨著DCS系統(tǒng)的廣泛引用，電站的自動化水平有了很大程度的提高，再加上一系列先進(jìn)的監(jiān)測裝置的使用為實(shí)現(xiàn)鍋爐燃燒優(yōu)化系統(tǒng)打下了牢固的基礎(chǔ)。

2）工業(yè)鍋爐燃燒優(yōu)化系統(tǒng)分析。對于工業(yè)鍋爐燃燒優(yōu)化系統(tǒng)的基本原理是在保證機(jī)組安全運(yùn)行的基礎(chǔ)上以及運(yùn)行可控參數(shù)的優(yōu)化范圍內(nèi)，通過找出最佳的操作參數(shù)組合，實(shí)現(xiàn)燃燒優(yōu)化目標(biāo)的最大化。工業(yè)燃燒優(yōu)化系統(tǒng)主要是通過人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型得到目前情況下的最佳運(yùn)行參數(shù)，然后通過DCS相應(yīng)運(yùn)行參數(shù)設(shè)定值偏差補(bǔ)償?shù)姆绞捷斎隓CS，并在其中為那種補(bǔ)償相加，這樣就可以讓最后運(yùn)行參數(shù)的實(shí)際設(shè)定值跟最優(yōu)運(yùn)行參數(shù)一致，最終實(shí)現(xiàn)燃燒優(yōu)化的目的。

2目前常見的鍋爐燃燒優(yōu)化技術(shù)

1）調(diào)整實(shí)驗(yàn)的應(yīng)用。實(shí)現(xiàn)對電站鍋爐的優(yōu)化調(diào)整可以找到最為合理的風(fēng)煤比例，從而在實(shí)驗(yàn)中確定鍋爐燃燒設(shè)備應(yīng)該設(shè)置的最佳運(yùn)行參數(shù)，與此同時通過制定出科學(xué)的計算機(jī)控制曲線，能夠有效的借助這個曲線控制鍋爐的燃燒和運(yùn)行。但是在實(shí)驗(yàn)過程中，要求技術(shù)人員在保障在新機(jī)組試運(yùn)行之前就進(jìn)行大量正交以及單因素等的實(shí)驗(yàn)。

2）在燃燒理論的基礎(chǔ)上的建模技術(shù)的應(yīng)用。這種方式需要在充分理解燃燒理論的基礎(chǔ)上并根據(jù)理論建立模型探討求解的方法，通過采用數(shù)值的方式對鍋爐的燃燒情況進(jìn)行大概的模擬，對于在燃燒理論的基礎(chǔ)上的建模技術(shù)在運(yùn)用最近兩年在我國取得了一定的成效。但是因?yàn)檫@種方法涉及的計算過程復(fù)雜、耗時長，在一些燃燒機(jī)理不夠明確的情況下沒有辦法建立相對完善的模型，因此這種方法主要是運(yùn)用在離線分析以及高仿真研究領(lǐng)域中。

3）燃燒設(shè)備的設(shè)計的改造。對電站鍋爐的改造過程是充分建立在燃燒理論的基礎(chǔ)上，主要是實(shí)現(xiàn)對燃燒器的優(yōu)化設(shè)計和改造過程。在鍋爐燃燒中，設(shè)備也是影響燃燒效率的重要原因，因此提高設(shè)備的水平是提高鍋爐燃燒率的前提，但是這里筆者要強(qiáng)調(diào)的是燃燒設(shè)備的設(shè)計和改造還會在很大程度上受到煤種類和燃燒制粉系統(tǒng)等方面的影響。

4）在檢測技術(shù)基礎(chǔ)上的燃燒優(yōu)化研究。在檢測技術(shù)基礎(chǔ)上的燃燒優(yōu)化研究主要指的是通過檢測技術(shù)實(shí)現(xiàn)鍋爐燃燒的優(yōu)化，具體來說主要是利用鍋爐爐膛內(nèi)的火焰檢測技術(shù)、煤分析技術(shù)、風(fēng)煤測量技術(shù)等對跟鍋爐燃燒相關(guān)的參數(shù)進(jìn)行分析，最終實(shí)現(xiàn)優(yōu)化鍋爐燃燒的目的。工作人員通過對鍋爐的煙氣含氧量、煤粉燃燒以后的濃度以及飛灰中的含碳量等通過火線圖像的方式進(jìn)行描述，最終提高鍋爐的燃燒效率。從當(dāng)前來看，這項(xiàng)技術(shù)在我國應(yīng)用較為廣泛，但是因?yàn)槲覈碾姀S安裝的相關(guān)參數(shù)的測量儀器的精確性還不夠高，測量到的數(shù)據(jù)存在一定誤差，這就降低了燃燒優(yōu)化設(shè)備發(fā)揮自身的作用。

5）火焰檢測技術(shù)的應(yīng)用。從我國傳統(tǒng)的電站來看，主要采用的是火焰檢測技術(shù)去監(jiān)測鍋爐中的燃燒情況，這樣就可以成功避免因?yàn)辄c(diǎn)火不正確或者長時間在低負(fù)荷狀況下發(fā)生鍋爐爆炸的現(xiàn)象?；鹧鏅z測技術(shù)也是鍋爐安全檢測技術(shù)的重要組成部分。最近幾年，隨著我國科學(xué)的不斷發(fā)展，很多西方發(fā)達(dá)國家在爐膛火焰檢測技術(shù)方面都取得了重大的成就，特別是在火焰圖像處理技術(shù)方面更是發(fā)展迅速。雖然現(xiàn)在絕大部分的電廠都將火焰檢測技術(shù)作為爐膛安全監(jiān)測關(guān)鍵技術(shù)，但是因?yàn)楦鱾€方面的因素依然存在很多問題。

3電站鍋爐燃燒優(yōu)化技術(shù)未來的發(fā)展方向

當(dāng)前，我國電廠在安裝過程中存在著安裝的燃燒參數(shù)測量儀表運(yùn)行不穩(wěn)定、不可靠以及測量不準(zhǔn)確等問題，這些問題嚴(yán)重阻礙了鍋爐燃燒優(yōu)化產(chǎn)品功能的實(shí)現(xiàn)，因此提高我國電站鍋爐燃燒特種參數(shù)測量的準(zhǔn)確性、穩(wěn)定性以及穩(wěn)定性是該領(lǐng)域研究者和工作者關(guān)注的重點(diǎn)。根據(jù)相關(guān)資料顯示，我國火電廠安裝的氧化鋯氧量計普遍存在著測量誤差大、維護(hù)工作難度大等問題，另外對于飛灰含碳量的檢測裝置運(yùn)行的可靠性以及測量的準(zhǔn)確性也有待進(jìn)一步提高。特別是最近幾年，隨著煤質(zhì)成分在線檢測裝置在我國電廠的廣泛運(yùn)用，一是在很大程度上能夠推動我國鍋爐燃燒的優(yōu)化；二是對于煤質(zhì)成分在線監(jiān)測裝置的可靠性、準(zhǔn)確性以及穩(wěn)定型也需要得到開發(fā)商的高度重視；三是煤粉濃度細(xì)度在線監(jiān)測產(chǎn)品已經(jīng)逐漸流入市場中，這些儀器的產(chǎn)生和改造都將對我國的電站鍋爐燃燒優(yōu)化技術(shù)發(fā)揮一定的推動作用。除此之外，人工智能控制算法也逐漸在工業(yè)中得到廣泛運(yùn)用，雖然我國對人工智能控制算法的研究起步較晚，但是在廣大研究者的不懈努力下，也取得了不少的研究成功，但是能夠被運(yùn)用在工業(yè)上的卻不是很多，絕大部分的人工智能控制算法依然停留在研究和試驗(yàn)的階段。

筆者認(rèn)為，電站鍋爐燃燒優(yōu)化技術(shù)未來將朝著兩個方面發(fā)展：一是電站鍋爐燃燒涉及的各種特種參數(shù)和人工智能控制算法將在以后的電站鍋爐燃燒優(yōu)化中實(shí)現(xiàn)結(jié)合；二是電站鍋爐燃燒優(yōu)化目標(biāo)相信會從目前單純的將效率為目的逐漸轉(zhuǎn)變成效率和環(huán)保并重的目標(biāo)上來。

參考文獻(xiàn)

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