电站锅炉燃烧优化技术的发展趋势

王少飞 张朝晖

摘 要：现代社会为了能够实现可持续的长远发展，对于环保问题的重视日益加重，电厂作为社会上主要消耗资源的部门，在燃烧技术上进行优化研究是一项十分必要的事情，燃烧优化技术是实现电厂锅炉高效燃烧和污染物控制的最经济、最有效的方法之一，为了优化不可再生资源的利用效率，文章笔者对电站锅炉燃烧优化技术的发展趋势进行了展望，提出了自己的观点。

关键词：电站；锅炉燃烧；优化技术；发展趋势

1 电站锅炉燃烧优化技术的发展现状和存在的主要问题

在以往，电站锅炉的燃烧优化目的最早是将提高锅炉的燃烧安全性和经济性作为目的，但是这样的锅炉燃烧优化技术并不能提高资源的利用效率，对于城市内生态环境的改善也造成了一定的消极影响，由此可见，电站锅炉燃烧优化技术存在着很大的提升空间，电站锅炉燃烧优化技术目标应当改为安全性、经济性以及环保并存。

1.1 电站锅炉燃烧优化技术的发展现状

电站锅炉在实际燃烧的过程是一个十分复杂的物理化学过程，也同时与多个学科相互交叉，例如在燃烧的过程中使用到的燃烧学、流体力学、热力学、传热传质学等学术领域内的知识，学科的交叉性使得电站锅炉在燃烧的过程中存在着很多的可变因素，影响锅炉燃烧效率的相关参数增加，每个影响参数之间存在的关系是非常复杂的，任何与燃烧相关的参数检测以及与燃烧相关的设备的改造等问题都对电站锅炉燃烧优化有着密不可分的关系。目前锅炉燃烧优化技术可以分为三类，一类是在线检测影响锅炉燃烧的重要参数，例如燃烧过程中对风量风速的测量、锅炉烟气含氧量数据、煤粉浓度细度、煤质成分等问题都是影响电站锅炉燃烧优化进展的重要因素。例如现阶段，我国很多火电厂都安装了一次风量风速、飞灰含碳量检测装置等，工作人员可以以非常直观的方式得到电站的燃烧数据，并且可以根据实际数据反映的状况调节锅炉燃烧状况，实现锅炉高效燃烧和最低的燃烧成本。另外一类是在DCS层面上实现电站锅炉燃烧优化技术，采用理论超前的控制逻辑、控制算法甚至是人工智能技术，在这样的背景下进一步提高电站锅炉燃烧优化技术。最后，对于电站锅炉燃烧技术的优化，最基本的优化层面就是基于电站锅炉设备的改善，通过对燃烧器的优化设计以及改造，在物理层面上进行优化技术创新。

综上所说，我国电站锅炉燃烧优化技术已经逐渐走向了成熟、稳定以及可靠的发展趋势，但是仍存在着一定的问题，下文介绍一下锅炉燃烧优化技术存在的问题。

1.2 电站锅炉燃烧优化技术发展存在的问题

电站锅炉燃烧优化技术的发展过程中，由于材料技术、测量技术、电站设计或者是在电厂管理等方面种种原因，在电站锅炉燃烧优化技术的研究过程中，仍存在着一定的问题，例如：电站锅炉燃烧给用户带来的经济效益并不非常的明显，由于材料技术的限制，电站锅炉装置的可靠性也存在一定问题。主要有以下几个问题：

第一，锅炉燃烧优化系统虽然在燃烧优化技术上占据了一定的领先地位，使用的装置也是比较安全可靠的，即便如此，闭环的运行流程并没有实现，也就是说，我国在电站锅炉上安装的燃烧参数测量表只是被电站内的工作人员用作简单的检测数据，实际并没有参与到生产的过程中，此外，检测装置的稳定性以及测量数据的准确性也存在着一定的问题。

第二，电站锅炉燃烧优化系统中，已经实现自动控制的电站锅炉在燃烧的过程中在参数调节以及控制的环节上还是完全的依赖于最初的锅炉燃烧优化参数，也就是风以及煤这两个变量，也就是说，电站锅炉燃烧优化技术在优化的空间上表现的并不明显，经济效益的提高也不是很高。

第三，在电站锅炉燃烧技术优化的过程中，电站内的工作人员的专业素质也是一项很大的问题，国内的工作人员对于电站锅炉燃烧的相关理论知识并不是十分的熟悉，工作人员对于人工智能控制技术也还停留在研究以及实验的阶段，并没有完全的实现工业化应用。

2 电站锅炉燃烧技术发展趋势

锅炉燃烧优化技术在很多方面存在着很多问题，面临着不少的困难，因此电站锅炉燃烧优化技术的发展方向应当通过不断的解决其中出现的问题，结合燃烧、控制等方面的先进的理论知识和技术，使得燃烧优化技术能够走向最佳的方向。

2.1 在电站检测技术上进行不断地改进

锅炉燃烧参数检测技术是电站锅炉燃烧优化技术优化的基础，目前的检测装置和技术也存在着很多问题，导致锅炉燃烧参数的准确性受到了很大的质疑，为了促进电站锅炉燃烧技术的长久发展，研究人员应当投入大量的关注，开展大量的工作进行研究。

在电站检测技术之中，软测量技术是最新的解决办法。在软测量建模的过程中提高在线测量系统的精度，否则测量的不准确或者是测量滞后都将导致锅炉效率下降或者是NOx气体的排放检测不准确的状况。在发展过程中，也可以使用智能复合测量进行控制，将先进的理论引入到其中，提高在线检测的性能，并且能够参与到系统的优化控制中。

2.2 應用电站锅炉燃烧优化技术的专家系统

电站锅炉燃烧优化专家系统是对锅炉燃烧的过程进行监视，并对其中的问题进行分析，提出适当的解决思路、方法、经验和策略的模拟，专家系统的组成有理论知识库，推理机、动态数据库和过程输入输出接口等基本组成部分，为了保障专辑系统的良好的进行目标控制，在规划电站锅炉燃烧优化技术的时候应当注意关注理论知识库中的知识的数量以及质量问题。

2.3 使用非线性动态方法建模，改善锅炉内部燃烧机理的复杂性

电站锅炉燃烧的过程是一个相当复杂的物理化学过程，影响因素也是非线性和多元性，在这种情况下，非线性建模处理这类问题非常的准确，非线性建模方法主要是数值模拟法、人工智能方法、统计学方法。

其中数值建模法使得电站内的工作人员能够较清晰的了解燃烧过程，并有效的将研究的方法与试验、数值模拟结合在一起，但是在实际的应用过程中，数值模拟法只能描述控制微分方程组，在获得精准结果的问题上还是存在着一定的难度。而人工智能方法建立的数学模型在燃烧优化领域可以很好的将锅炉运行数据与燃烧试验数据结合，关注试验的输入与输出数据之间的关系，建立和测试针对机组的数学模型，将仿真的测试模型投入到实际的电站锅炉燃烧优化过程中。

3 结束语

燃烧优化技术的目的是实现资源的最优利用，降低对环境的污染，在实际燃烧过程中，采用在线监测、目非线性动态建模方法、专家系统等技术方法对锅炉燃烧技术进行优化，大大提升燃料燃烧的优化空间，使得燃料利用效率大大的提高。

参考文献

[1]张毅，丁艳军，张鸿泉，等.环保与经济相协调的锅炉运行优化控制[J].动力工程，2005，25（5）.

[2]王军，章正林，姜书敏.SmartProcess燃烧优化系统及其应用[J].电力设备，2006，7（2）.

[3]刘军，朱杰.复杂热工过程智能复合控制与应用[M].北京：兵器工业出版社，2005.