环保与经济相协调的锅炉运行优化控制分析

安玉峰

摘 要： 在绿色、环保理念大力提倡的时代背景下，通过加强对发电厂锅炉运行状态的优化控制，使锅炉生产阶段创造更大的经济效益、生态效益。文章从技术、设备极服务体制方面探究锅炉运行期间存在的问题，提出几点优化控制方案，以期能促进环保与经济协调、和谐发展。

关键词： 发电厂;锅炉;环境保护;经济效益;优化控制

【中图分类号】TK32 【文献标识码】A 【DOI】10.12215/j.issn.1674-3733.2020.28.262

引言：锅炉排放处的废气不达标是近些年国内空气成分内氮氧化合物含量居高不下的主要原因，深究后认为其和锅炉的运行效率有关，由于运行效率偏低，导致不能充分利用燃料。国内燃料生产量有不断减少趋势，在这样的背景下国家及社会中很多行业逐渐认识到加强环境保护的必要性，加大锅炉运行状态的管理、控制，规避设备低效运行、污染物超标排放及燃料浪费等问题，促进环保与经济协调发展过程。

1 发电厂锅炉运行存在的不足

1.1 技术风险

科技是第一生产力，只有在先进技术的支撑下，锅炉设备方能安稳运行，逐渐落实运行目标。但当下很多发电厂过度重视经济指标，对设备性能未能做到定时升级改造，增加锅炉运行阶段事故发生率，增加发电厂的运营成本，以上均是由技术风险引起的。

1.2 设备优势不足

传统发电生产模式无法满足时代需求，现存的锅炉设备控制系数偏小，以上均会对锅炉系统运行状态形成不良影响。为规避现存设备引起的故障性风险，应有规划调整锅炉设备的工作状态，落实有关测评及调控工作[1]。但因当下发电厂设备结构单一化，早期购置的设备优势逐渐丧失了竞争优势，锅炉设备优化控制的难度相应增加。

1.3 服务体制尚未建设

锅炉设备运转状态和服务机制之间存在密切相关性，既往建设的服务模式在事实过程中和高负荷设备作业标准之间存在较大出入，不利于生产实践中有效控制锅炉。与此同时，部分发电厂内部未建设和锅炉状态相配套的考评标准，难以动态监测锅炉结构的控制情况，也会对设备运行状态形成一定影响。

2 优化控制方法

2.1 我国早期的优化控制技术

锅炉生产运行阶段，空气污染是其破坏环境的主要表现之一。针对锅炉燃烧过程的控制，我国早期研究主要集中在控制烟气氧含量方面，主要是因烟气含氧量能间接的呈现出锅炉燃烧的风煤比例，其是影响污染物排放量高低的主要因素。通常情况下，为提升锅炉的运行效率，要使锅炉的效率与烟气含氧量两者建设凸性二次次函数曲线的关系[2]。在初始阶段，基本上是通过解读烟气内CO含量和锅炉效率的关系，间接的获得烟气内含氧量指标。以上方法进展迟缓，尽管可以间接地测量出烟气中的含氧量，优化锅炉的运行状态及提升效率，但站在经济效益可持续发展的角度分析，还是很难全面推广的，主要是因为国内工业锅炉还处于初步发展阶段，设备的可控性偏差，很多仪表性能尚不成熟，故而难以确保锅炉运行状态信息反馈的时效性，造成锅炉运行阶段产出的现实经济效益偏低。

2.2 闭环均衡调控系统

在科学技术日新月异的大背景下，我国和锅炉相关的控制技术也有很多完善，闭环均衡燃烧控制是常用的技术手段。既往针对燃烧过程的控制以确保炉膛中的燃料总量与机组所需燃料总量等同为主，以上控制期间很可能导致燃料无法平均配置到锅炉设备各个燃烧器，造成炉膛内燃烧过程欠缺稳定性，甚至滋生出水冷壁结焦等严重现象，一方面浪费了部分燃料，另一方面也会增加NOx的排放量。而锅炉运行时采用闭环均衡燃烧调控系统后，以上问题将会迎刃而解，本文以四角切圆煤粉锅炉为实例进行分析，调控系统应用后，能确保煤粉流经同层各个燃烧器时维持浓度一致，还可以精准控制不同生产工况下粉尘在各燃烧器内的比例。

该系统的运行机理主要是调控主蒸汽压力指标，主调节系统的功能以调控煤粉总供给量为主，并且还配置了数个副调节系统，主、副调节系统共同构成了闭环控制系统，将风管煤浓度设定为反馈量，单独控制煤粉浓度。以上回路在运行阶段不仅能规避既往生产过程中煤粉浓度波动形成的负面影响，还能明显强化主蒸汽压力控制系统运行的安稳，维持各层燃烧器的风速、煤浓度的均衡状态，在这样的工况下锅炉设备运转效率显著提升，污染物排放量减少，煤粉有效率势必相应提高。但当下该项优化控制技术尚不完善，主要是因为其以燃烧器内煤粉浓度为主，故而当下应用对象多为送粉锅炉设备，外加系统运行可靠性偏低，故而对系统的现实应用效果、大范围推广使用可能均形成一定影响。

2.3 以数据挖掘技术为基础，优化锅炉的运行参数

数据挖掘技术是近些年发展起来的一种新技术，其主要是在海量数据中探寻潜在规律。站在数据挖掘的视角分析，锅炉设备是一个运行流程繁杂的多输入、多输出型热力系统，除了专门规划设计的控制参数，机组负荷、煤质及环境温度均对锅炉设备的真实运行状态形成一定影响，数据挖掘技术应用阶段能精准处理锅炉运行的过往数据，探析不同工况下设备运转的最优参数、经济运转性能的改变规律，对锅炉设备电热优化控制过程能做出更科学的指导[3]。

在现实应用阶段，应建设一个完善化的输入、输出参数数据库，把锅炉设备的特点、

工况、操作以及性能参数整合至历史數据库内，以数据库为基础建设锅炉运转最优模式规则库，因其运行阶段需处理大量数据，故而需在计算机设备的协助下建设最优规则库，对锅炉的历史运转数据加以分析，探寻到不同工况下最优运行状态，建设对应的状态曲线，借此方式动态监测锅炉的运行状态，测评其是否抵达最经济的运转方式，逐渐朝向最优解靠拢。以数据挖掘技术对锅炉优化控制伴随锅炉的不断运转，累积下的数据不断增加，由数据挖掘技术获取的最优规格质量相应提高，设备经济运行控制效果也更为理想化。

3 结束语

伴随着各项技术、各种仪器性能不断发展进步，锅炉的运行效益也由很大提升，在完善锅炉运行阶段燃烧控制系统，减少污染物的排放量，提升燃煤利用效率的基础上，还需合理应用燃烧时排放出的渣滓，净化处置“三废”，或循环使用部分废料等。充分集合锅炉运行效率、环保及经济效益，在确保锅炉运行效率及中式环保基础上，力争使用锅炉设备低成本运行，取得最大的运行效益。

参考文献

[1] 孙美枝.给水温度对循环流化床锅炉运行的影响[J].山西冶金，2020，43（04）：137-138.

[2] 许瑞杰.火电厂锅炉低氮燃烧改造与运行优化调整分析[J].化工管理，2020，10（24）：147-148.

[3] 徐璐.工业锅炉能效测试与管理问题分析[J].化工管理，2020，14（24）：155-156.