提高電站鍋爐燃燒效率的優(yōu)化技術(shù)

呂林英

摘 要：燃料在鍋爐的爐膛中燃燒釋放熱能，經(jīng)過金屬壁面?zhèn)鳠崾瑰仩t中的水轉(zhuǎn)化成具有一定壓力和溫度的過熱蒸汽，隨后把蒸汽送入汽輪機(jī)，由汽輪驅(qū)動(dòng)進(jìn)行發(fā)電。燃燒優(yōu)化技術(shù)能夠有效提高鍋爐燃燒的效率并減少污染。本文重點(diǎn)分析能夠提高電站鍋爐燃燒效率的優(yōu)化技術(shù)。

關(guān)鍵詞：電站鍋爐；燃燒；優(yōu)化技術(shù)；提高效率

1、電站鍋爐燃燒優(yōu)化技術(shù)發(fā)展

我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展逐漸從粗放型轉(zhuǎn)入集約型，對(duì)電站鍋爐的燃燒不僅要追求經(jīng)濟(jì)效益還要實(shí)現(xiàn)安全性及環(huán)保性。目前，我國(guó)電站鍋爐燃燒優(yōu)化技術(shù)取得了長(zhǎng)足的進(jìn)步但還存在一些比較嚴(yán)重的問題。為了保證電能的及時(shí)供應(yīng)，燃煤機(jī)組及燃煤技術(shù)得到迅速的發(fā)展，但電站鍋爐的自動(dòng)化水平仍然非常低。20世紀(jì)70年代測(cè)量技術(shù)的改進(jìn)有效促進(jìn)煤炭燃燒效率的提高。氧化鋯氧量計(jì)大大提高了鍋爐燃燒后釋放的煙氣內(nèi)氧氣含量檢測(cè)的準(zhǔn)確性，在我國(guó)各個(gè)電站得到普遍應(yīng)用，另外風(fēng)速監(jiān)測(cè)技術(shù)也是誕生在20世紀(jì)70年代的優(yōu)化技術(shù)。

我國(guó)在20世紀(jì)80年代進(jìn)行了技術(shù)改進(jìn)，平均煤炭消耗大大降低，先進(jìn)的燃燒優(yōu)化技術(shù)是煤炭消耗降低的重要原因之一。我國(guó)在這一時(shí)期燃燒優(yōu)化技術(shù)主要表現(xiàn)在對(duì)爐膛及燃燒器等的優(yōu)化設(shè)計(jì)上。這一時(shí)期研究人員重點(diǎn)分析了鍋爐燃燒器的運(yùn)行方式來實(shí)現(xiàn)燃燒的優(yōu)化，主要有燃燒器的運(yùn)行及鍋爐燃燒器的射流存在的偏轉(zhuǎn)問題。

我國(guó)在20世紀(jì)90年代電站鍋爐燃燒技術(shù)得到更好地提高，降低了污染，主要是因?yàn)闈獾紵饕l(fā)了煤粉分離形式的穩(wěn)燃器。這個(gè)時(shí)期各大火力發(fā)電站使用的機(jī)組采用了效率比較高的NOx燃燒器，比如帶有頂部燃燼風(fēng)或者是存在偏轉(zhuǎn)式二次風(fēng)的直流式的燃燒器、PM形式的燃燒器等。這一時(shí)期評(píng)價(jià)煤炭燃燒性質(zhì)的研究方法及實(shí)驗(yàn)設(shè)備和測(cè)試手段等都取得了非常大的進(jìn)步。伴隨著我國(guó)信息技術(shù)、電子技術(shù)及人工智能技術(shù)的進(jìn)步，我國(guó)電站鍋爐燃燒優(yōu)化技術(shù)進(jìn)入了新的發(fā)展時(shí)期。主要有煤炭燃燒煙氣的檢測(cè)裝置、煤粉的濃度檢測(cè)和煤質(zhì)成分的檢測(cè)及鍋爐爐膛內(nèi)火焰檢測(cè)系統(tǒng)的誕生及優(yōu)化。

2、電站鍋爐燃燒優(yōu)化主要技術(shù)

2.1調(diào)整試驗(yàn)的應(yīng)用

科學(xué)的鍋爐燃燒優(yōu)化的調(diào)整試驗(yàn)可以找到最合理的風(fēng)煤比例，在實(shí)驗(yàn)中確定鍋爐燃燒設(shè)備應(yīng)該設(shè)置的運(yùn)行最佳參數(shù)，同時(shí)制定合理科學(xué)的計(jì)算機(jī)控制曲線，這樣就可以采用這個(gè)控制曲線來指導(dǎo)鍋爐燃燒的運(yùn)行與操作。在實(shí)驗(yàn)的過程中專業(yè)人員要保證大量正交及單因素等的實(shí)驗(yàn)，這種調(diào)整實(shí)驗(yàn)消耗大量的時(shí)間與精力，所以這種實(shí)驗(yàn)一般就是應(yīng)用在新機(jī)組的試運(yùn)行及舊機(jī)組的燃燒設(shè)備及所用燃料的種類和機(jī)組的操作方式的改變時(shí)。

2.2在燃燒理論的基礎(chǔ)上的建模技術(shù)的運(yùn)用

這種方法主要是深入理解燃燒理論并根據(jù)這個(gè)理論建立模型探討求解的方法，數(shù)值模擬鍋爐的燃燒情況，近兩年我國(guó)這種研究技術(shù)取得了非常可喜的成果。但這種方法的計(jì)算比較復(fù)雜，所需要的時(shí)間也比較長(zhǎng)，在一些燃燒機(jī)理不夠明確的情況下無法建立完善及比較正確地鍋爐模型。在燃燒過程中進(jìn)行在線建模和燃燒優(yōu)化還存在很大的問題，所以說這種方法主要應(yīng)用在離線分析及高仿真研究上。

2.3燃燒設(shè)備的設(shè)計(jì)與改造

在燃燒理論研究的基礎(chǔ)上進(jìn)行電站鍋爐的改造。主要是對(duì)燃燒器等實(shí)行優(yōu)化設(shè)計(jì)和改造。燃燒設(shè)備也是影響燃燒效率的重要原因，提高燃燒設(shè)備的水平能夠保證燃燒效率的提高，這種技術(shù)取得了良好的成果，已經(jīng)進(jìn)入了比較穩(wěn)定的階段。但需要注意的是燃燒器的設(shè)計(jì)及改造等還會(huì)受到煤種及燃燒制粉系統(tǒng)的影響。

2.4在檢測(cè)技術(shù)基礎(chǔ)上的燃燒優(yōu)化研究

利用檢測(cè)技術(shù)實(shí)現(xiàn)燃燒優(yōu)化主要是指能夠利用鍋爐爐膛內(nèi)的火焰檢測(cè)技術(shù)、風(fēng)煤測(cè)量技術(shù)、媒分析技術(shù)及鍋爐燃燒排放物實(shí)時(shí)檢測(cè)技術(shù)等來分析影響鍋爐燃燒的相關(guān)參數(shù)最終實(shí)現(xiàn)燃燒優(yōu)化。運(yùn)行人員及工作人員通過實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)煙氣的含氧量、燃燒之后煤粉的濃度、媒質(zhì)非江西及飛灰的含碳量及火線圖像等相關(guān)參數(shù)來調(diào)節(jié)鍋爐的燃燒，最終實(shí)現(xiàn)煤炭的高效與經(jīng)濟(jì)燃燒。目前，這是應(yīng)用最為廣泛的燃燒優(yōu)化技術(shù)。不過需要注意的是我國(guó)電廠安裝的相關(guān)參數(shù)的測(cè)量?jī)x的精確性不夠高，測(cè)量的數(shù)值不夠準(zhǔn)確，這就降低了燃燒優(yōu)化設(shè)備作用的發(fā)揮。

2.5火焰檢測(cè)技術(shù)的應(yīng)用

以往電站主要應(yīng)用火焰檢測(cè)技術(shù)進(jìn)行鍋爐內(nèi)燃燒情況的監(jiān)測(cè)，避免因?yàn)辄c(diǎn)火不當(dāng)或者是長(zhǎng)時(shí)間在低負(fù)荷的狀況下發(fā)生鍋爐爐膛的爆炸。這個(gè)技術(shù)也是鍋爐爐膛安全監(jiān)測(cè)技術(shù)的重要組成部分。近年來隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，國(guó)內(nèi)外的爐膛火焰檢測(cè)技術(shù)都取得了重大的發(fā)展成果尤其是火焰圖像處理技術(shù)更是取得了長(zhǎng)足的進(jìn)步。現(xiàn)在應(yīng)用比較廣泛的火檢技術(shù)主要是數(shù)字式火檢技術(shù)及圖像式火檢技術(shù)。雖然很多電廠主要把火檢技術(shù)應(yīng)用在爐膛的安全監(jiān)視上但還存在非常多的問題，不過隨著研究的深入及科學(xué)技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，這類技術(shù)必將取得更好的成果，在燃燒優(yōu)化上將會(huì)有更好的前景。

3、電站鍋爐燃燒優(yōu)化技術(shù)前景

3.1做好檢測(cè)技術(shù)的改進(jìn)

電站鍋爐燃燒相關(guān)參數(shù)的檢測(cè)是燃燒優(yōu)化技術(shù)最基本的內(nèi)容，目前應(yīng)用的檢測(cè)裝置及技術(shù)存在品質(zhì)不夠高及測(cè)量精確性不夠等問題，這大大降低了鍋爐燃燒的優(yōu)化。相關(guān)企業(yè)及研究人員開始改進(jìn)這種檢測(cè)技術(shù)。軟測(cè)量技術(shù)能夠有效解決這類問題。軟測(cè)量建模主要有基于工藝機(jī)理、回歸分析法及模式識(shí)別的方法。現(xiàn)在使用最為廣泛的是人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)。

3.2燃燒器的優(yōu)化設(shè)計(jì)及繼續(xù)燃燒技術(shù)的發(fā)展

做好煤炭繼續(xù)燃燒主要是針對(duì)我國(guó)煤炭質(zhì)量較差來說的，我國(guó)火力發(fā)電廠使用的煤炭質(zhì)量比較差，所以在使用過程中一定要做好煤炭繼續(xù)燃燒。機(jī)組的溫燃是滿足電力需求的重要措施，要實(shí)現(xiàn)機(jī)組的溫燃主要是發(fā)展溫燃技術(shù)并促進(jìn)燃燒器的使用。另外做好煤炭潔凈也可以很好地促進(jìn)煤炭的燃燒，主要是煙氣凈化技術(shù)及低污染燃燒。

4、結(jié)語

燃燒優(yōu)化是一個(gè)非常復(fù)雜的系統(tǒng)性工作，主要的研究理論有燃燒理論、檢測(cè)技術(shù)及控制技術(shù)等。雖然這些技術(shù)取得了很大的進(jìn)步，但還存在一些問題，在日后的發(fā)展中要結(jié)合電站鍋爐燃燒的特性改進(jìn)相關(guān)技術(shù)。經(jīng)過總結(jié)可以看出，燃燒優(yōu)化技術(shù)可以有效保證鍋爐安全低污染地運(yùn)行并提高煤炭的燃燒效率。

參考文獻(xiàn)：

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