對于電站鍋爐燃燒經濟性診斷模型的研究

邱子龍 謝建兵

摘 要：電站鍋爐燃燒的經濟性一直是熱能工程中十分重視的問題，運行中會受到較多因素的影響，相對比較復雜，因此需要深入研究。電站鍋爐燃燒的經濟性及優化運行需要準確的鍋爐診斷模型。本文通過對電站鍋爐燃燒經濟性進行研究，從燃燒優劣的評價指標分析入手，結合電站鍋爐燃燒的實際情況進行探究，以求為電站鍋爐燃燒指明方法。

關鍵詞：電站鍋爐；燃燒；經濟性；診斷模型

國民經濟的發展以及人類的生存發展需要能源，因此，電站鍋爐燃燒的經濟性能實現能源的節約。但是，我國煤種變化頻繁、劣質較多，同時還受到一些市場、經濟和人為因素等的影響，使得電站鍋爐燃燒在實際運行中和設計煤種有些出入，這必然給鍋爐運行的經濟性來一些影響。

1 電站鍋爐燃燒經濟性概述

電站鍋爐燃燒是和劇烈放熱化學反應相關的流動現象。其中主要包括流動、傳熱、傳質，它們之間會相互影響，相互作用。判斷電站鍋爐燃燒狀態，可以通過燃燒火焰進行分析。對火焰的檢測及安全的監測，主要是根據火焰檢測器和安全監測系統的完善。電站鍋爐燃燒經濟性是電廠之間需要競爭的，在保障機組安全的前提下經濟性運行，可以使發電成本降低。使燃煤發電機組的熱效率提高，盡可能的節約寶貴的煤炭資源，采取一定的措施使電站鍋爐燃燒過程中所產生的污染減少。能夠對能源的可持續發展起到一定的作用。實現電站鍋爐燃燒經濟性，可以通過調整煤質狀況和鍋爐燃燒的運行來完成。對混煤進行燃燒能夠使煤種的適應能力變好，會使煤種的燃燒特性變得更好，有效地避免結渣，防止運行發生狀況，減少污染排放物等。對燃料成本的減少更是功不可沒。很大程度上提高了電站鍋爐燃燒的經濟性。

2 電站鍋爐燃燒經濟性的優劣評價指標

電站鍋爐燃燒經濟性的評價指標建立在其燃燒的經濟性診斷模型基礎之上。電站鍋爐燃燒有優劣之分，而評價指標為正、反平衡熱效率。（1）正平衡熱效率如果出現燃料量計量不夠精準，燃燒反應不能達到要求，都會影響準確性，便不可成為直接評價燃燒優劣的指標。（2）反平衡效率主要將出各項損失進行計算，通過對引起效率變化原因的了解，為燃燒的調整找到新的辦法，能夠成為評價燃燒優劣的指標。也可用對電站鍋爐燃燒評價有輔助作用的在線測量排煙溫度和飛灰、爐渣含碳量等。

3 電站鍋爐燃燒經濟性診斷模型的研究

（一）提高電站鍋爐燃燒經濟性的研究

電站鍋爐燃燒的經濟性要想有所突顯，首先要使電站鍋爐燃燒的效率得到提高，其次還要使電站鍋爐燃燒所排放的污染物減少。但是要想完成是比較困難的，由于煤的種類、鍋爐爐型、負荷、配風方式等一些原因都會使其特性受到影響，簡單的公式很難對這些進行估算。一般情況下需要對實爐進行測試，才能有所結論。通過試驗，可以尋求到更好的燃燒優化方式。但是這種方式工作量很大也比較有限，運行中的參數對電站鍋爐燃燒也會有所影響，如果疊加在一起，會讓數據難以分析。通過測試結果難以獲得估算公式和計算模型。電站鍋爐燃燒使用的煤種多變，操作參數不同，很難確保鍋爐一直處于試驗工況下，無法得到燃燒特性。需對電站鍋爐燃燒經濟性診斷模型進行研究，建立相對精確的數學模型，對電站鍋爐燃燒的效率及運行參數進行實時監測，使電站鍋爐燃燒得到優化。

基于電站鍋爐燃燒具有復雜性，可以通過模擬人腦結構功能的人工神經網絡進行解決。人工神經網絡的非線性映射比較厲害，也有著可靠近任意連續函數的本事，具備并行解決、容錯性強等優勢。很多高校和科研所用這種方法建立燃燒預測模型，對電站鍋爐燃燒優化進行深入探索。結合鍋爐運行時的數據以及實驗數據進行結合分析，將熱效率和氮氧化物、一氧化碳的排放量作為研究目標，優化燃燒，最后把這些數據給操作人員參考，通過對燃燒方式的調整，電站鍋爐燃燒參數與污染物排放量以及鍋爐效率間的相互關系以及影響因素，提出更適用于運行煤種及運行負荷的優化方式。

（二）確定運行參數基準值的原因

電站鍋爐燃燒經濟性診斷模型的建立，首先需要確定運行參數基準值的原因。從確定鍋爐到環境，再到燃料和負荷參數等前提下，使鍋爐在設備完好的情況下，運行人員盡所能達到的參數，就是運行參數的基準值。運行參數使燃燒工況得到形成。通過額定負荷而設計出的鍋爐機組，在實際中難以和設計工況吻合，鍋爐會在非設計工況下運行。實時的經濟指標能夠給電站鍋爐燃燒經濟性帶來一些影響。在提供鍋爐在正常運行水平下的基準值的前提下，對鍋爐的運行水平作定量描述。基準值是衡量電站鍋爐燃燒經濟性的基礎，要以拉近當前值和基準值為目標，對其進行調整，使其優化。

鍋爐運行參數的基準值一直以來是以設計值、運行經驗值或統計值作為參考的，但是實際與設計間總會存在一些差距。經驗值比較局限性，統計值只能代表過去某段時間的統計結果，不能以偏概全對現有的運行有效地指導。所以，提高鍋爐運行的經濟性十分重要。正確選擇應工況下的基準值，并對運行水平加以評判和探究對電站鍋爐燃燒經濟性有很大的影響。

（三）運行參數的基準值確定

電站鍋爐燃燒經濟性的基準值一般為負荷、環境及煤質等參數的函數，而非其它運行參數的函數。指定鍋爐，受熱面結構和布置一般不會變，以最初的設計工況為前提，如果確定的工況做變工況的校核熱力計算，如果負荷、環境及煤質等參數確定，其它運行參數也便確定了。校核熱力計算所得出的值就是可以應用在此種工況下的基準值。通過理論的計算，能夠得到在不同情況下的基準值。對基準值進行整理，可得到運行參數的基準值和原始工況之間的形成關系。

4 結束語

目前電站鍋爐燃燒優化的相關研究在不斷地發展和進步，嘗試和擴展的方法也變多。電站鍋爐燃燒優化需要精確有效的診斷模型，可利用人工神經網絡的方法與生產實際結合。對于電站鍋爐燃燒所用混煤時的品質問題、煤種變化較多、鍋爐及設備缺陷等需要相關優化調整。因此，在確保鍋爐燃燒穩定的基礎上，建立電站鍋爐燃燒經濟性診斷模型。需從提高鍋爐熱效率開始，從燃燒調整的角度著手，判斷出最合適的燃燒情況、參數，建立很好的燃燒效率的診斷模型，并優化鍋爐運行。

參考文獻：

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