對(duì)于電站鍋爐燃燒經(jīng)濟(jì)性診斷模型的研究

邱子龍 謝建兵

摘 要：電站鍋爐燃燒的經(jīng)濟(jì)性一直是熱能工程中十分重視的問題，運(yùn)行中會(huì)受到較多因素的影響，相對(duì)比較復(fù)雜，因此需要深入研究。電站鍋爐燃燒的經(jīng)濟(jì)性及優(yōu)化運(yùn)行需要準(zhǔn)確的鍋爐診斷模型。本文通過對(duì)電站鍋爐燃燒經(jīng)濟(jì)性進(jìn)行研究，從燃燒優(yōu)劣的評(píng)價(jià)指標(biāo)分析入手，結(jié)合電站鍋爐燃燒的實(shí)際情況進(jìn)行探究，以求為電站鍋爐燃燒指明方法。

關(guān)鍵詞：電站鍋爐；燃燒；經(jīng)濟(jì)性；診斷模型

國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展以及人類的生存發(fā)展需要能源，因此，電站鍋爐燃燒的經(jīng)濟(jì)性能實(shí)現(xiàn)能源的節(jié)約。但是，我國煤種變化頻繁、劣質(zhì)較多，同時(shí)還受到一些市場(chǎng)、經(jīng)濟(jì)和人為因素等的影響，使得電站鍋爐燃燒在實(shí)際運(yùn)行中和設(shè)計(jì)煤種有些出入，這必然給鍋爐運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性來一些影響。

1 電站鍋爐燃燒經(jīng)濟(jì)性概述

電站鍋爐燃燒是和劇烈放熱化學(xué)反應(yīng)相關(guān)的流動(dòng)現(xiàn)象。其中主要包括流動(dòng)、傳熱、傳質(zhì)，它們之間會(huì)相互影響，相互作用。判斷電站鍋爐燃燒狀態(tài)，可以通過燃燒火焰進(jìn)行分析。對(duì)火焰的檢測(cè)及安全的監(jiān)測(cè)，主要是根據(jù)火焰檢測(cè)器和安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的完善。電站鍋爐燃燒經(jīng)濟(jì)性是電廠之間需要競(jìng)爭(zhēng)的，在保障機(jī)組安全的前提下經(jīng)濟(jì)性運(yùn)行，可以使發(fā)電成本降低。使燃煤發(fā)電機(jī)組的熱效率提高，盡可能的節(jié)約寶貴的煤炭資源，采取一定的措施使電站鍋爐燃燒過程中所產(chǎn)生的污染減少。能夠?qū)δ茉吹目沙掷m(xù)發(fā)展起到一定的作用。實(shí)現(xiàn)電站鍋爐燃燒經(jīng)濟(jì)性，可以通過調(diào)整煤質(zhì)狀況和鍋爐燃燒的運(yùn)行來完成。對(duì)混煤進(jìn)行燃燒能夠使煤種的適應(yīng)能力變好，會(huì)使煤種的燃燒特性變得更好，有效地避免結(jié)渣，防止運(yùn)行發(fā)生狀況，減少污染排放物等。對(duì)燃料成本的減少更是功不可沒。很大程度上提高了電站鍋爐燃燒的經(jīng)濟(jì)性。

2 電站鍋爐燃燒經(jīng)濟(jì)性的優(yōu)劣評(píng)價(jià)指標(biāo)

電站鍋爐燃燒經(jīng)濟(jì)性的評(píng)價(jià)指標(biāo)建立在其燃燒的經(jīng)濟(jì)性診斷模型基礎(chǔ)之上。電站鍋爐燃燒有優(yōu)劣之分，而評(píng)價(jià)指標(biāo)為正、反平衡熱效率。（1）正平衡熱效率如果出現(xiàn)燃料量計(jì)量不夠精準(zhǔn)，燃燒反應(yīng)不能達(dá)到要求，都會(huì)影響準(zhǔn)確性，便不可成為直接評(píng)價(jià)燃燒優(yōu)劣的指標(biāo)。（2）反平衡效率主要將出各項(xiàng)損失進(jìn)行計(jì)算，通過對(duì)引起效率變化原因的了解，為燃燒的調(diào)整找到新的辦法，能夠成為評(píng)價(jià)燃燒優(yōu)劣的指標(biāo)。也可用對(duì)電站鍋爐燃燒評(píng)價(jià)有輔助作用的在線測(cè)量排煙溫度和飛灰、爐渣含碳量等。

3 電站鍋爐燃燒經(jīng)濟(jì)性診斷模型的研究

（一）提高電站鍋爐燃燒經(jīng)濟(jì)性的研究

電站鍋爐燃燒的經(jīng)濟(jì)性要想有所突顯，首先要使電站鍋爐燃燒的效率得到提高，其次還要使電站鍋爐燃燒所排放的污染物減少。但是要想完成是比較困難的，由于煤的種類、鍋爐爐型、負(fù)荷、配風(fēng)方式等一些原因都會(huì)使其特性受到影響，簡(jiǎn)單的公式很難對(duì)這些進(jìn)行估算。一般情況下需要對(duì)實(shí)爐進(jìn)行測(cè)試，才能有所結(jié)論。通過試驗(yàn)，可以尋求到更好的燃燒優(yōu)化方式。但是這種方式工作量很大也比較有限，運(yùn)行中的參數(shù)對(duì)電站鍋爐燃燒也會(huì)有所影響，如果疊加在一起，會(huì)讓數(shù)據(jù)難以分析。通過測(cè)試結(jié)果難以獲得估算公式和計(jì)算模型。電站鍋爐燃燒使用的煤種多變，操作參數(shù)不同，很難確保鍋爐一直處于試驗(yàn)工況下，無法得到燃燒特性。需對(duì)電站鍋爐燃燒經(jīng)濟(jì)性診斷模型進(jìn)行研究，建立相對(duì)精確的數(shù)學(xué)模型，對(duì)電站鍋爐燃燒的效率及運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，使電站鍋爐燃燒得到優(yōu)化。

基于電站鍋爐燃燒具有復(fù)雜性，可以通過模擬人腦結(jié)構(gòu)功能的人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行解決。人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的非線性映射比較厲害，也有著可靠近任意連續(xù)函數(shù)的本事，具備并行解決、容錯(cuò)性強(qiáng)等優(yōu)勢(shì)。很多高校和科研所用這種方法建立燃燒預(yù)測(cè)模型，對(duì)電站鍋爐燃燒優(yōu)化進(jìn)行深入探索。結(jié)合鍋爐運(yùn)行時(shí)的數(shù)據(jù)以及實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行結(jié)合分析，將熱效率和氮氧化物、一氧化碳的排放量作為研究目標(biāo)，優(yōu)化燃燒，最后把這些數(shù)據(jù)給操作人員參考，通過對(duì)燃燒方式的調(diào)整，電站鍋爐燃燒參數(shù)與污染物排放量以及鍋爐效率間的相互關(guān)系以及影響因素，提出更適用于運(yùn)行煤種及運(yùn)行負(fù)荷的優(yōu)化方式。

（二）確定運(yùn)行參數(shù)基準(zhǔn)值的原因

電站鍋爐燃燒經(jīng)濟(jì)性診斷模型的建立，首先需要確定運(yùn)行參數(shù)基準(zhǔn)值的原因。從確定鍋爐到環(huán)境，再到燃料和負(fù)荷參數(shù)等前提下，使鍋爐在設(shè)備完好的情況下，運(yùn)行人員盡所能達(dá)到的參數(shù)，就是運(yùn)行參數(shù)的基準(zhǔn)值。運(yùn)行參數(shù)使燃燒工況得到形成。通過額定負(fù)荷而設(shè)計(jì)出的鍋爐機(jī)組，在實(shí)際中難以和設(shè)計(jì)工況吻合，鍋爐會(huì)在非設(shè)計(jì)工況下運(yùn)行。實(shí)時(shí)的經(jīng)濟(jì)指標(biāo)能夠給電站鍋爐燃燒經(jīng)濟(jì)性帶來一些影響。在提供鍋爐在正常運(yùn)行水平下的基準(zhǔn)值的前提下，對(duì)鍋爐的運(yùn)行水平作定量描述?；鶞?zhǔn)值是衡量電站鍋爐燃燒經(jīng)濟(jì)性的基礎(chǔ)，要以拉近當(dāng)前值和基準(zhǔn)值為目標(biāo)，對(duì)其進(jìn)行調(diào)整，使其優(yōu)化。

鍋爐運(yùn)行參數(shù)的基準(zhǔn)值一直以來是以設(shè)計(jì)值、運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)值或統(tǒng)計(jì)值作為參考的，但是實(shí)際與設(shè)計(jì)間總會(huì)存在一些差距。經(jīng)驗(yàn)值比較局限性，統(tǒng)計(jì)值只能代表過去某段時(shí)間的統(tǒng)計(jì)結(jié)果，不能以偏概全對(duì)現(xiàn)有的運(yùn)行有效地指導(dǎo)。所以，提高鍋爐運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性十分重要。正確選擇應(yīng)工況下的基準(zhǔn)值，并對(duì)運(yùn)行水平加以評(píng)判和探究對(duì)電站鍋爐燃燒經(jīng)濟(jì)性有很大的影響。

（三）運(yùn)行參數(shù)的基準(zhǔn)值確定

電站鍋爐燃燒經(jīng)濟(jì)性的基準(zhǔn)值一般為負(fù)荷、環(huán)境及煤質(zhì)等參數(shù)的函數(shù)，而非其它運(yùn)行參數(shù)的函數(shù)。指定鍋爐，受熱面結(jié)構(gòu)和布置一般不會(huì)變，以最初的設(shè)計(jì)工況為前提，如果確定的工況做變工況的校核熱力計(jì)算，如果負(fù)荷、環(huán)境及煤質(zhì)等參數(shù)確定，其它運(yùn)行參數(shù)也便確定了。校核熱力計(jì)算所得出的值就是可以應(yīng)用在此種工況下的基準(zhǔn)值。通過理論的計(jì)算，能夠得到在不同情況下的基準(zhǔn)值。對(duì)基準(zhǔn)值進(jìn)行整理，可得到運(yùn)行參數(shù)的基準(zhǔn)值和原始工況之間的形成關(guān)系。

4 結(jié)束語

目前電站鍋爐燃燒優(yōu)化的相關(guān)研究在不斷地發(fā)展和進(jìn)步，嘗試和擴(kuò)展的方法也變多。電站鍋爐燃燒優(yōu)化需要精確有效的診斷模型，可利用人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的方法與生產(chǎn)實(shí)際結(jié)合。對(duì)于電站鍋爐燃燒所用混煤時(shí)的品質(zhì)問題、煤種變化較多、鍋爐及設(shè)備缺陷等需要相關(guān)優(yōu)化調(diào)整。因此，在確保鍋爐燃燒穩(wěn)定的基礎(chǔ)上，建立電站鍋爐燃燒經(jīng)濟(jì)性診斷模型。需從提高鍋爐熱效率開始，從燃燒調(diào)整的角度著手，判斷出最合適的燃燒情況、參數(shù)，建立很好的燃燒效率的診斷模型，并優(yōu)化鍋爐運(yùn)行。

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