电站锅炉燃烧优化调整分析

黄新平（中国能源建设集团华中电力试验研究院有限公司，湖南长沙410000）

电站锅炉燃烧优化调整分析

黄新平（中国能源建设集团华中电力试验研究院有限公司，湖南长沙410000）

在电站中锅炉的运行直接影响着整个电站的运行，近年来，随着能源的紧张，我国开始提倡可持续发展，在发展中降低能源的消耗，提高对环境的保护力度。电站锅炉在燃烧过程中如果燃烧不充分，不仅会造成大量的能源浪费，还会造成严重的环境污染，因此对电站锅炉的燃烧进行优化调整具有极其特殊的意义。本文就此详细的分析了电站锅炉燃烧的优化调整，以期促进我国社会的可持续发展。

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1 电站锅炉燃烧优化调整的意义

在电站运行的过程中，锅炉起着十分重要的作用，可以说其与整个电站系统有着十分紧密的联系。电站运行的过程中锅炉的燃烧会消耗大量的能源，但是这部分能源并没有能够得到最大化的利用。在火力发电成本中，燃料费用一般占70%以上，因此，提高锅炉燃烧系统的运行水平对机组的节能降耗具有重要意义。再加上火电厂是全球NOx排放的主要来源，随着可持续发展战略的实施和国家对环境保护的日益重视，电厂的低NOx排放已经逐渐提到议事日程，能够降低烟气NOx排放和提高电厂经济性的燃烧优化控制技术成为电厂当前关注的热点。

2 电站锅炉燃烧优化调整试验

2.1 氧量标定试验

在锅炉燃烧的过程中，氧气发挥了十分重要的作用，通过调整氧气的含量能够有效的对燃烧方式进行调整。图1分别显示了不同工况条件下氧量实测数据与DCS数据对比趋势，图（a）为左侧氧气量对比图，图（b）为右侧氧气量对比图，在氧量高于4.0%时，实际DCS左右侧显示氧量较标定氧量偏低，而在氧量低于3.5%时，实际DCS显式氧量比标定氧量偏高，DCS氧量表呈非线性变化。呈现出实际氧量高时，氧量表显示氧量低；而实际氧量低时，氧量表显示氧量高。

图1 氧气量数据对比图

2.2 排烟温度标定试验

在锅炉燃烧过程中，通过对锅炉排烟情况进行具体的测量分析，能有效的观测锅炉的燃烧情况。图2为表盘排烟温度数据与实测排烟温度数据对比曲线，由图2可见，表盘排烟温度与实测排烟温度相差不大，变化趋势基本一致，表盘排烟温度比实测排烟温度平均低0.38℃。

图2 表盘排烟温度数据与实测排烟温度数据对比曲线

2.3 燃煤平均粒径测试试验

在锅炉燃烧的过程中，燃煤的平均粒径大小也会对于锅炉的燃烧产生一定的影响，对此进行了相应的实验，为了能够具体的观测出最适宜燃烧的燃煤粒径数据，设计了燃煤平均粒径测试试验。锅炉燃煤粒度分布特性对炉内燃烧状况有较大影响，煤粒过粗与过细都不利于锅炉的运行。燃煤中大颗粒比例增大，停留在燃烧室密相区的颗粒量增加，从而使密相区的燃烧份额增加，同时燃烧破碎产生大量不易燃尽的焦碳粒子，使飞灰中可燃物含量增加。燃煤中细小颗粒的比例增大，炉膛上部的燃烧份额增加，一次燃烧通过炉膛的颗粒比例增大，停留在炉膛内的燃烧时间缩短，也会对飞灰可燃物含量造成影响。

2.4 不同风率配比试验

在锅炉燃烧过程中改变风率也能够实现对于锅炉燃烧方式的改变，对此设计了相应的实验，一、二次风配比调整试验选取三种工况，不同工况主要通过改变一次风机和二次风机入口挡板开度，从而改变一、二次风率。分析发现，工况2条件下锅炉效率较高，较工况1和工况3锅炉效率分别提高了2.22和2.61个百分点。由于一、二次风风量DCS数据不准确，不能定量分析一、二次风风率对锅炉燃烧效率的影响，由试验结果可见，在工况2条件下，一、二次风风率配比比较合理，有利于炉内燃烧，工况1和工况3一次风率较工况2要高，过高的一次风率会降低密相区温度，使细小的焦炭颗粒在密相区停留时间缩短，燃烧效率降低；而过低的一次风率会影响床层流化，对锅炉安全运行造成影响。

3 电站锅炉燃烧优化结果

通过对实验数据的分析发现，在进行氧气含量进行改变时锅炉的燃烧方式也发生了极大的变化，过量空气系数由1.14增至1.3时，锅炉效率由84.06%增至88.15%，提高4.09个百分点，飞灰可燃物降低11.68%，大渣可燃物降低1.25%；高负荷时，炉膛出口氧量建议保持在4.0～4.5%。而不同风率配比试验结果表明，二次风量增加可使锅炉效率提高，飞灰可燃物含量随着二次风率增加有所降低；推荐高负荷下一、二次风入口挡板开度均在50%左右。通过对于锅炉燃烧方式的各种条件进行优化调整，使得锅炉热效率平均提高了0.506个百分点，NOx排放浓度平均下降了11.39%，风机用电率平均下降了0.07个百分点。

4 常见的锅炉燃烧优化控制技术

在锅炉的优化调整时，可以应用一系列的锅炉燃烧优化控制技术来实现对于锅炉燃烧的充分控制，确保锅炉燃烧的效率最大化。

4.1 贝叶斯概率统计法

锅炉燃烧采用贝叶斯统计法进行优化，可以辨识出锅炉燃烧过程的特性（即目标函数），快速寻找到最佳的调整参数，达到优化燃烧的目的。这种方法既可以为运行人员提供锅炉燃烧调整的参数，也可以直接接入DCS形成闭环控制。

4.2 神经网络法

神经网络技术也是燃烧优化中经常使用的手段，燃烧过程的闭环控制，抑或燃烧操作的指导均可通过它来实现。神经网络的参数通常来自锅炉燃烧系统的相关数据，利用动态反馈、回路控制、智能化监控等手段，达到多目标优化的目的。为了使误差对优化的影响降到最低，也会采取各种相应的措施。

5 结束语

随着我国能源的日益紧张，政府加大了能源结构调整的力度，开始倡导绿色低碳生活，倡导可持续发展。在电站运行的过程中，因为锅炉燃烧方式的落后，每年都会导致大量的能源浪费，产生大量的环境污染。在进行电站锅炉燃烧方式优化改进时应当同时加强对锅炉控制人员个人素质的提升，并且加强对锅炉燃烧让是优化调整的宣传，使人们充分的认识到锅炉燃烧方式优化调整所具有的意义，充分的锅炉能源消耗的降低。

[1]孔 亮，张 毅，丁艳军，等.电站锅炉燃烧优化控制技术综述[J].电力设备，2006，7（2）：19～22.

[2]潘世新.电站锅炉燃烧优化技术研究发展综述[J].科技创新与应用，2014，15（4）：93.

TK227.1

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2095-2066（2016）36-0073-02

2016-12-9