火電廠鍋爐燃燒優化技術分析

劉法志

[摘 要]火電廠作為一項重要的項目，在我國經濟社會發展中發揮中重要作用。目前，一些發達國家發電已經由火力發電向核發電轉變，但是，我國依舊以火力發電為主。在火力發電結構中，煤炭是主要的燃料，在燃燒過程中就會排放大量的二氧化碳和二氧化硫，就會污染環境。這樣，火電廠在保證發電量的同時還面臨著嚴峻的環保問題。近年來，隨著經濟社會的發展，生態發展已經被提上日程，越來越受到社會各界的關注。在這種形勢背景下，火電廠在運行過程中提高節能減排能力勢在必行。但是，從目前火電廠鍋爐燃燒優化現狀來看，當前的狀況還沒有達到相關標準和要求。因此，我們還需要改進設備和技術，進一步優化火電廠鍋爐燃燒，確保火電廠安全經濟環保地運行。本文分析了火電廠鍋爐燃燒優化現狀，探討了火電廠鍋爐燃燒優化的主要技術，并以某電廠為例介紹了該技術的應用和實施成果。

[關鍵詞]火電廠；鍋爐燃燒；優化技術；

中圖分類號：TM621.2 文獻標識碼：A 文章編號：1009-914X（2016）02-0083-01

鍋爐作為火電廠運行中極為重要的設備之一，其燃燒的好壞直接關系到鍋爐運行的效率，所以通過對火電廠鍋爐燃燒進行優化，在降低鍋爐運行所給環境帶來污染的同時，也能夠更好的提高鍋爐運行的效率，這對于加快推動火電廠健康、持續的發展具有極其重要的意義。

一、火電廠鍋爐燃燒優化現狀

1.科學技術的發展進步為火電廠鍋爐燃燒的優化提供了技術支撐。在火電廠運行過程中，先進科學技術的運用不僅可以提高火電廠運作的自動化水平，而且也為火電廠鍋爐燃燒的優化提供了條件。比如，各種監測設備和技術在火電廠鍋爐燃燒中的應用，它對火電廠中的各種設備的運行狀況進行監控；DCS 系統和數據庫的應用，為火電廠各種設備的調整提供了數據信息參考，方便了對火電廠運行的管理。總之，這些技術在火電廠管理中的應用不僅提高了火電廠的工作效率，而且也在一定程度上降低了有害物質的排放，使鍋爐燃燒優化成為了可能。

2.當前的火電廠鍋爐燃燒優化方法和技術中還存在一些缺陷，影響了鍋爐燃燒的優化效率和優化程度。比如，要達到充分優化鍋爐燃燒的優化效果，我們必須把火電廠火鍋的運行狀態調整到最佳，但是，目前使用的一些優化方法只改善了鍋爐燃燒的部分特性，考慮因素還不太全面，只能在一定程度上暫時解決了鍋爐燃燒中的問題，并不能從根本上對問題進行徹底解決。又如，在鍋爐燃燒優化過程中，鍋爐燃燒優化中使用的正交試驗只有在一些特定的環境條件下才可以獲得較高的效率，但是，由于受到設備工作狀態、煤炭的質量以及測試工況的數量等因素的影響，它并不能達到最佳的工況。并且，又加之它的試驗時間相對較長，很有可能導致邊界發生一些變化，就更難對火電廠鍋爐的運行進行有效的指導。

二、火電廠鍋爐燃燒優化的主要技術

1.火電廠鍋爐燃燒優化。鍋爐的燃燒要想確保其穩定性和持續性，則需要對鍋爐燃料的供給和配風參數進行合理調整，對鍋爐燃燒的控制方式進行改變，確保爐膛內的燃料時刻保持燃燒的最優化，能夠有效的承載機組負荷的變動。通過對鍋爐燃燒的調整優化，不僅可以有效的確保鍋爐設備內具有穩定的汽壓和汽溫，同時還使其具有足夠的蒸發量，鍋膛內的著火要具有較好的穩定性和安全性，火焰均勻并充滿爐膛，避免出現結渣或是燒毀燃燒器及過熱器的情況發生。對鍋爐燃燒進行優化調整還可以使發電機組運行的經濟性得以保證，能夠有效的降低污染物排放，有利于對環境的保護。

2.火電廠鍋爐燃燒優化主要技術

（1）通過試驗調整優化鍋爐燃燒的技術。為了使鍋爐在燃燒過程中能夠具有最為合理的風煤比例，則可以通過試驗來對鍋爐的燃燒進行優化調整，在試驗過程中，首先需要對鍋爐燃燒設備的最佳運行參數進行設置，然后還要確保所制定的計算機控制曲線具有合理性和科學性，在整個鍋爐燃燒的運行和操作過程中利用這個控制曲線來進行指導。這種對鍋爐燃燒優化技術進行調整的試驗需要消耗大量的人力和物力，所以通常情況下，只有在新機組試運行或是舊機組需要改變操作方式時才會進行。

（2）利用火焰檢測技術實現鍋爐燃燒優化。傳統火電廠發電運行中，主要是通過火焰檢測技術對于火電廠鍋爐燃燒情況進行監測，以對于鍋爐燃燒運行中由于點火不當或者是處于長時間低負荷運行狀況下的鍋爐爐膛爆炸問題進行避免和控制。應用火焰檢測技術實現火電廠鍋爐燃燒優化，也是鍋爐爐膛安全監測技術的重要組成部分。近年來，隨著科學技術的發展，國內外的爐膛火焰檢測技術都取得了重大的發展成果，尤其是火焰圖像處理技術更是取得了長足的進步。現階段，鍋爐燃燒運行優化中，應用比較廣泛的火檢技術主要是數字式火檢技術以及圖像式火檢技術，雖然很多電廠主要把火檢技術應用在爐膛的安全監視上，但是還存在非常多的問題，不過隨著研究的深入以及科學技術的進一步發展，這類技術必將取得更好的成果，在燃燒優化上將會有更好的前景鍋爐燃燒優化技術的發展方向以及前景。

（3）在鍋爐燃燒優化技術中，模型預測技術是個最為關鍵的技術。一般來說，在建立一些優化模型的時候，我們可以采用一些數學公式來表示，比如，函數，通過函數表達式來對優化結果進行預測。但是，如果是一些相對復雜的優化問題，函數表達式就不能明確表示出復雜的反應過程，這時我們還可以概率統計和神經網絡等方式來建立鍋爐燃燒優化模型。這種模型的適應能力很強，我們通過對鍋爐燃燒過程的模擬，輸入不同的數據息，就可以得到不同的結果，做出不同的預測。在鍋爐燃燒優化中，只不過優化的目標不同，約束條件更加復雜，基本原理是一樣的。

三、 實例分析

新型模型預測技術在某廠2號鍋爐上實施了技術應用開發。投運后鍋爐節能減排效果明顯，汽溫控制品質明顯提高，并減輕了運行人員的勞動強度；同時對鍋爐效率和氮氧化物的排放進行閉環優化控制，提高了鍋爐效率，降低了污染物排放，經濟、社會效益顯著。

1.汽溫控制效果。汽溫控制品質提高。新型模型預測技術投運后，過熱度的控制比較平穩，主蒸汽溫度設定值在572℃，在穩定工況基本能夠控制在設定值正負2℃以內，而且在升降負荷和吹灰等工況下也能夠控制在正負3℃以內。系統投運之前，由于沒有采用智能多變量模型預測控制，在變負荷工況下，汽溫波動幅度較大，特別是過熱度在升降負荷過程中波動較大。主蒸汽溫度設定值在570℃主蒸汽溫度控制也不理想，波動范圍在設定值正負5℃左右，控制品質不佳。

2. 燃燒優化效果。電廠為了驗證節能減排的實際效果，進行了2#爐性能測試。試驗采取控制檢測系統投運與不投運對比工況測試，分別在機組負荷600MW、540MW、480MW工況下進行3組平行工況（共6個工況）的對比測試。鍋爐效率平均提高了0.32%，NOX平均下降了22.2%。從歷史統計數據，可以看出，氮氧化物下降非常明顯。以平均主汽溫、再熱汽溫能夠提高3 ℃，鍋爐效率提高0.32%，降低污染物NOX排放22.2%來計算，每年可以幫企業節省約600萬元，節能減排效果顯著。

總之，鍋爐燃燒優化關鍵技術作為實現鍋爐燃燒優化的重要手段，在火電廠鍋爐高效燃燒以及火電廠運行發展中，有著非常重要的作用和影響，進行火電廠鍋爐燃燒優化關鍵技術的分析研究，其作用意義十分突出。

參考文獻

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