黃新平（中國能源建設集團華中電力試驗研究院有限公司，湖南長沙410000）

電站鍋爐燃燒優(yōu)化調整分析

黃新平（中國能源建設集團華中電力試驗研究院有限公司，湖南長沙410000）

在電站中鍋爐的運行直接影響著整個電站的運行，近年來，隨著能源的緊張，我國開始提倡可持續(xù)發(fā)展，在發(fā)展中降低能源的消耗，提高對環(huán)境的保護力度。電站鍋爐在燃燒過程中如果燃燒不充分，不僅會造成大量的能源浪費，還會造成嚴重的環(huán)境污染，因此對電站鍋爐的燃燒進行優(yōu)化調整具有極其特殊的意義。本文就此詳細的分析了電站鍋爐燃燒的優(yōu)化調整，以期促進我國社會的可持續(xù)發(fā)展。

電站；鍋爐；燃燒；優(yōu)化調整；分析

1 電站鍋爐燃燒優(yōu)化調整的意義

在電站運行的過程中，鍋爐起著十分重要的作用，可以說其與整個電站系統(tǒng)有著十分緊密的聯(lián)系。電站運行的過程中鍋爐的燃燒會消耗大量的能源，但是這部分能源并沒有能夠得到最大化的利用。在火力發(fā)電成本中，燃料費用一般占70%以上，因此，提高鍋爐燃燒系統(tǒng)的運行水平對機組的節(jié)能降耗具有重要意義。再加上火電廠是全球NOx排放的主要來源，隨著可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的實施和國家對環(huán)境保護的日益重視，電廠的低NOx排放已經逐漸提到議事日程，能夠降低煙氣NOx排放和提高電廠經濟性的燃燒優(yōu)化控制技術成為電廠當前關注的熱點。

2 電站鍋爐燃燒優(yōu)化調整試驗

2.1 氧量標定試驗

在鍋爐燃燒的過程中，氧氣發(fā)揮了十分重要的作用，通過調整氧氣的含量能夠有效的對燃燒方式進行調整。圖1分別顯示了不同工況條件下氧量實測數據與DCS數據對比趨勢，圖（a）為左側氧氣量對比圖，圖（b）為右側氧氣量對比圖，在氧量高于4.0%時，實際DCS左右側顯示氧量較標定氧量偏低，而在氧量低于3.5%時，實際DCS顯式氧量比標定氧量偏高，DCS氧量表呈非線性變化。呈現(xiàn)出實際氧量高時，氧量表顯示氧量低；而實際氧量低時，氧量表顯示氧量高。

圖1 氧氣量數據對比圖

2.2 排煙溫度標定試驗

在鍋爐燃燒過程中，通過對鍋爐排煙情況進行具體的測量分析，能有效的觀測鍋爐的燃燒情況。圖2為表盤排煙溫度數據與實測排煙溫度數據對比曲線，由圖2可見，表盤排煙溫度與實測排煙溫度相差不大，變化趨勢基本一致，表盤排煙溫度比實測排煙溫度平均低0.38℃。

圖2 表盤排煙溫度數據與實測排煙溫度數據對比曲線

2.3 燃煤平均粒徑測試試驗

在鍋爐燃燒的過程中，燃煤的平均粒徑大小也會對于鍋爐的燃燒產生一定的影響，對此進行了相應的實驗，為了能夠具體的觀測出最適宜燃燒的燃煤粒徑數據，設計了燃煤平均粒徑測試試驗。鍋爐燃煤粒度分布特性對爐內燃燒狀況有較大影響，煤粒過粗與過細都不利于鍋爐的運行。燃煤中大顆粒比例增大，停留在燃燒室密相區(qū)的顆粒量增加，從而使密相區(qū)的燃燒份額增加，同時燃燒破碎產生大量不易燃盡的焦碳粒子，使飛灰中可燃物含量增加。燃煤中細小顆粒的比例增大，爐膛上部的燃燒份額增加，一次燃燒通過爐膛的顆粒比例增大，停留在爐膛內的燃燒時間縮短，也會對飛灰可燃物含量造成影響。

2.4 不同風率配比試驗

在鍋爐燃燒過程中改變風率也能夠實現(xiàn)對于鍋爐燃燒方式的改變，對此設計了相應的實驗，一、二次風配比調整試驗選取三種工況，不同工況主要通過改變一次風機和二次風機入口擋板開度，從而改變一、二次風率。分析發(fā)現(xiàn)，工況2條件下鍋爐效率較高，較工況1和工況3鍋爐效率分別提高了2.22和2.61個百分點。由于一、二次風風量DCS數據不準確，不能定量分析一、二次風風率對鍋爐燃燒效率的影響，由試驗結果可見，在工況2條件下，一、二次風風率配比比較合理，有利于爐內燃燒，工況1和工況3一次風率較工況2要高，過高的一次風率會降低密相區(qū)溫度，使細小的焦炭顆粒在密相區(qū)停留時間縮短，燃燒效率降低；而過低的一次風率會影響床層流化，對鍋爐安全運行造成影響。

3 電站鍋爐燃燒優(yōu)化結果

通過對實驗數據的分析發(fā)現(xiàn)，在進行氧氣含量進行改變時鍋爐的燃燒方式也發(fā)生了極大的變化，過量空氣系數由1.14增至1.3時，鍋爐效率由84.06%增至88.15%，提高4.09個百分點，飛灰可燃物降低11.68%，大渣可燃物降低1.25%；高負荷時，爐膛出口氧量建議保持在4.0～4.5%。而不同風率配比試驗結果表明，二次風量增加可使鍋爐效率提高，飛灰可燃物含量隨著二次風率增加有所降低；推薦高負荷下一、二次風入口擋板開度均在50%左右。通過對于鍋爐燃燒方式的各種條件進行優(yōu)化調整，使得鍋爐熱效率平均提高了0.506個百分點，NOx排放濃度平均下降了11.39%，風機用電率平均下降了0.07個百分點。

4 常見的鍋爐燃燒優(yōu)化控制技術

在鍋爐的優(yōu)化調整時，可以應用一系列的鍋爐燃燒優(yōu)化控制技術來實現(xiàn)對于鍋爐燃燒的充分控制，確保鍋爐燃燒的效率最大化。

4.1 貝葉斯概率統(tǒng)計法

鍋爐燃燒采用貝葉斯統(tǒng)計法進行優(yōu)化，可以辨識出鍋爐燃燒過程的特性（即目標函數），快速尋找到最佳的調整參數，達到優(yōu)化燃燒的目的。這種方法既可以為運行人員提供鍋爐燃燒調整的參數，也可以直接接入DCS形成閉環(huán)控制。

4.2 神經網絡法

神經網絡技術也是燃燒優(yōu)化中經常使用的手段，燃燒過程的閉環(huán)控制，抑或燃燒操作的指導均可通過它來實現(xiàn)。神經網絡的參數通常來自鍋爐燃燒系統(tǒng)的相關數據，利用動態(tài)反饋、回路控制、智能化監(jiān)控等手段，達到多目標優(yōu)化的目的。為了使誤差對優(yōu)化的影響降到最低，也會采取各種相應的措施。

5 結束語

隨著我國能源的日益緊張，政府加大了能源結構調整的力度，開始倡導綠色低碳生活，倡導可持續(xù)發(fā)展。在電站運行的過程中，因為鍋爐燃燒方式的落后，每年都會導致大量的能源浪費，產生大量的環(huán)境污染。在進行電站鍋爐燃燒方式優(yōu)化改進時應當同時加強對鍋爐控制人員個人素質的提升，并且加強對鍋爐燃燒讓是優(yōu)化調整的宣傳，使人們充分的認識到鍋爐燃燒方式優(yōu)化調整所具有的意義，充分的鍋爐能源消耗的降低。

[1]孔 亮，張 毅，丁艷軍，等.電站鍋爐燃燒優(yōu)化控制技術綜述[J].電力設備，2006，7（2）：19～22.

[2]潘世新.電站鍋爐燃燒優(yōu)化技術研究發(fā)展綜述[J].科技創(chuàng)新與應用，2014，15（4）：93.

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