火電廠鍋爐燃燒優(yōu)化關鍵技術研究

作者/費振偉 、俞華、熊建文，中機國能電力工程有限公司

火電廠鍋爐燃燒優(yōu)化關鍵技術研究

作者/費振偉 、俞華、熊建文，中機國能電力工程有限公司

隨著社會經(jīng)濟的飛速發(fā)展和不斷進步，人們的物質(zhì)生活水平不斷的提高，這就使得對于電力的需求量也變得越來越大，火電廠作為我國電力發(fā)展建設中的重要組成部分，要時刻保障人們的學習、生活和工作的正常進行。但是由于我國對于電力資源需求量不斷地增長，促進了電力企業(yè)對于發(fā)電設備的更新和維護,同時也需要對于火電廠的鍋爐燃燒進行相應的性能優(yōu)化，從而促進鍋爐燃燒過程中的原料使用效率，并且通過調(diào)整鍋爐的操作變量還可以使得鍋爐在運行的過程中實現(xiàn)經(jīng)濟、環(huán)保、安全運行的目的，有利于提高火電廠鍋爐燃燒效率，減少鍋爐燃燒造成的污染影響，對于火電廠的發(fā)展具有積極作用和意義。

火電廠；鍋爐燃燒；關鍵技術；運行優(yōu)化

引言

鍋爐是在火電廠的運行過程中非常重要的運行設備之一，其燃燒工作的好壞直接會關系到整個鍋爐運行的效率和火電廠的發(fā)電效率，為了能夠提高鍋爐的運行效率，并且有效地降低鍋爐燃燒帶來的環(huán)境污染，相關的技術人員就需要對火電廠的鍋爐燃燒進行一定的優(yōu)化，從而推動火電廠健康、持續(xù)的發(fā)展，大大提升燃料燃燒的優(yōu)化空間，使得燃料利用效率得以提升。本文就主要對火電廠鍋爐燃燒優(yōu)化的主要技術進行了分析，并進一步對火電廠鍋爐燃燒優(yōu)化主要技術的應用發(fā)展進行了具體的闡述。

1.火電廠鍋爐燃燒優(yōu)化

通常情況下，鍋爐在燃燒的過程中要想保持其穩(wěn)定性和持續(xù)性就必須對鍋爐運行中的燃料配比和送風的參數(shù)進行相應的調(diào)整，并且，想要使得鍋爐膛內(nèi)的燃料一直保持最優(yōu)化的燃燒狀態(tài)，就需要改變鍋爐燃燒的控制方式，從而能夠承載整個鍋爐機組負荷的變動情況，進而達到鍋爐燃燒的一個最佳狀態(tài)。因此，對于火電廠鍋爐燃燒的優(yōu)化和調(diào)整主要是保證鍋爐燃燒的系統(tǒng)內(nèi)部能夠保持穩(wěn)定的壓力、溫度和蒸發(fā)量，這樣才能夠保證燃料的充分燃燒和燃料輸出的安全穩(wěn)定，防止出現(xiàn)燃料結渣以及燃燒器被燒毀的情況發(fā)生，提高機組的運行經(jīng)濟性，降低污染物的排放量，減少對大氣環(huán)境的污染。

2.火電廠鍋爐燃燒優(yōu)化主要技術

■2.1 通過試驗調(diào)整優(yōu)化鍋爐燃燒的技術

在火電廠鍋爐燃燒運行的過程中，可以通過試驗來調(diào)整優(yōu)化鍋爐的燃燒情況，根據(jù)試驗得到的數(shù)據(jù)科學的調(diào)整風煤比例，并且對鍋爐燃燒過程中的最佳參數(shù)進行科學合理的設置，除此之外，還能夠通過計算機技術制定合理的計算機控制曲線，根據(jù)控制曲線的變動和反映情況來對鍋爐的燃燒運行進行相應的分析和指導。需要注意的是，在試驗中需要專業(yè)的技術人員進行大量重復的調(diào)整試驗，然后根據(jù)試驗的數(shù)據(jù)結果進行整合和分析從而得出優(yōu)化的方案。但是由于這種方式會消耗大量的人力、時間和精力，所以一般就是應用在新機組的試運行，或是對燃料種類、機組操作方式進行改變時進行的參數(shù)優(yōu)化配置。

■2.2 基于燃燒設備設計改造的燃燒優(yōu)化技術

電廠鍋爐的燃燒優(yōu)化，可以通過對燃燒設備進行設計和改造來實現(xiàn)，尤其是對鍋爐燃燒器進行優(yōu)化改造可以有效的提高鍋爐的工作效率。對于鍋爐的燃燒設備的優(yōu)化改造是在燃燒理論研究的基礎上實現(xiàn)鍋爐優(yōu)化的一種非常簡便的技術，但是在具體實施的過程中需要考慮燃料的種類以及對制粉系統(tǒng)可能產(chǎn)生的影響和應對的措施，這些都是鍋爐設備改造中需要考慮的因素。燃燒設備的優(yōu)化能夠保證燃料燃燒的更加充分，使鍋爐達到比較穩(wěn)定的使用效果，因此在鍋爐的優(yōu)化改造中應用較為廣泛。

■2.3 基于燃燒理論的鍋爐燃燒建模優(yōu)化技術

鍋爐燃燒建模優(yōu)化技術是進行火電廠鍋爐燃燒優(yōu)化過程中，在燃燒理論的基礎上利用數(shù)值模擬鍋爐的燃燒情況，從而進一步實現(xiàn)鍋爐燃燒的優(yōu)化。在實際的優(yōu)化調(diào)整中，相關的技術人員會根據(jù)燃燒理論建立鍋爐燃燒模型，并且使用數(shù)值模擬的方式對火電廠鍋爐燃燒的情況進行模擬和分析，根據(jù)實際的模型數(shù)據(jù)來探討求解的方法，進而得到鍋爐優(yōu)化的方案。但是在多大量的建模優(yōu)化過程中，其表現(xiàn)出的特點是計算較為復雜，且整個建模優(yōu)化的時間較長，并且在燃燒機理不夠明確的情況下無法建立較為完善成熟的鍋爐燃燒模型，因此這種鍋爐優(yōu)化的方法還存在著一定的技術問題，不能夠適用于所有的鍋爐燃燒情況，只是在離線分析及高仿真研究上進行較為廣泛的應用。

■2.4 基于檢測技術的鍋爐燃燒優(yōu)化技術

在進行鍋爐燃燒優(yōu)化的過程中，可以利用檢測技術來分析影響鍋爐燃燒的相關參數(shù)，最終實現(xiàn)鍋爐的燃燒優(yōu)化。其原理是在鍋爐的運行中，相關的技術人員通過對煙氣的含氧量、燃燒之后煤粉的濃度、飛灰的含碳量等的實時監(jiān)控以及火線圖像等相關參數(shù)的整合和控制等對鍋爐的燃燒進行相應的調(diào)節(jié)，進而實現(xiàn)燃料的經(jīng)濟燃燒，減少污染物的排放的目的。除此之外，還要利用鍋爐爐膛內(nèi)的火焰檢測技術、煤分析技術、風煤測量技術以及鍋爐燃燒排放物實時檢測技術等對鍋爐燃燒的相關參數(shù)進行測定，保證鍋爐燃燒中的經(jīng)濟優(yōu)化，但是由于我國電廠安裝的測量儀準確度不夠，就使得火電廠鍋爐燃燒優(yōu)化設備的工作效率降低，從而影響整個鍋爐燃燒優(yōu)化的進程。

3.優(yōu)化火電廠鍋爐燃燒技術的發(fā)展方向與發(fā)展前景

■3.1 燃燒控制系統(tǒng)向閉環(huán)與智能控制方向發(fā)展

近年來，隨著科學技術的不斷發(fā)展，鍋爐燃燒優(yōu)化指導系統(tǒng)在電站得到了非常廣泛的應用，在這種技術不斷更新的新形勢下，燃燒優(yōu)化實現(xiàn)閉環(huán)控制已經(jīng)成為研究人員探討的新領域，通過這種控制方式可以有效的解決當前火電廠鍋爐燃燒的相關問題，因而成為當前鍋爐燃燒優(yōu)化發(fā)展的主要控制方向。燃燒控制系統(tǒng)的費用較低，且維護系統(tǒng)的工作量小、可靠性高、軟件組態(tài)靈活方便，可以有效的控制鍋爐燃燒優(yōu)化的方向，提升鍋爐的整體性能，因此可以綜合智能的控制復雜的鍋爐燃燒系統(tǒng)。

■3.2 鍋爐燃燒優(yōu)化技術的應用發(fā)展

就我國目前的形勢來看，火電廠的發(fā)電形式仍然是發(fā)電行業(yè)的主力，因此相關的技術人員和生產(chǎn)企業(yè)必須對鍋爐的燃燒改造給予高度重視，不斷地改進和加強技術的檢測，通過合理、先進的技術手段，對于鍋爐燃燒運行中存在的問題進行解決控制，進而提高火電廠鍋爐燃燒的工作效率，降低對于環(huán)境的污染，保證企業(yè)的效益。因此，鍋爐燃燒優(yōu)化技術的應用發(fā)展必須要對鍋爐燃燒的相關參數(shù)進行嚴格的檢測，通過其工藝機理、回歸分析法以及模式識別的方法實現(xiàn)鍋爐燃燒運行的軟測量，并且要使用計算機技術對其進行科學的整合和數(shù)據(jù)的統(tǒng)計分析，除此之外，目前使用最多的就是基于人工神經(jīng)網(wǎng)絡的檢測技術，通過這些方式可以有效的實現(xiàn)火電廠鍋爐燃燒的優(yōu)化，滿足社會現(xiàn)實發(fā)展的需要，促進電力企業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，確保鍋爐燃燒的高效性、可靠性、穩(wěn)定性和節(jié)能性，使其能夠更好地服務于社會經(jīng)濟的發(fā)展。

4.結語

就目前來說，火電廠仍是我國發(fā)電行業(yè)的主力，社會發(fā)展過程中所需的大部分電能都是由火電廠供給的。鍋爐作為火電廠發(fā)電過程中的重要生產(chǎn)設備，在整個的設備運行中保證其高效平穩(wěn)運行對于整個機組的工作有著非常重要的意義。由于火電廠在燃料燃燒時會產(chǎn)生一定的環(huán)境污染，因此對于鍋爐燃燒的優(yōu)化是必不可少的，并且采取一定的優(yōu)化還可以提高燃料的燃燒效率，保證火電廠的正常供電，降低燃燒過程中帶來的環(huán)境污染，滿足社會發(fā)展的需要。

＊ [1] 徐創(chuàng)學，王智微. 基于SAP的火電廠數(shù)字化煤場管理系統(tǒng)的開發(fā)及應用[J].熱力發(fā)電.2011（8）.

＊ [2] 王頂輝. 煤粉鍋爐燃燒特性及降低氮氧化物生成的技術研究[D]. 華北電力大學 ,2014.

＊ [3] 武志飛. 超（超）臨界鍋爐燃燒系統(tǒng)設計選型與運行優(yōu)化 [D].河北聯(lián)合大學 ,2012..

＊ [4] 趙敏，顏文俊.基于廣義動態(tài)模糊神經(jīng)網(wǎng)絡的電廠鍋爐燃燒優(yōu)化建模[J]. 熱力發(fā)電. 2010（3）.

＊ [5] 蔣子陽，呼鈺雙. 探討電廠鍋爐燃燒優(yōu)化控制系統(tǒng)的設計[J].黑龍江科技信息 ,2012,25:22.