電廠鍋爐燃燒控制系統優化

秦立國

摘 要：為了提升我國當中電廠鍋爐設備的運行效果，應認識到鍋爐設備在運行中的特點，并能結合各電廠中鍋爐設備的具體型號以及特征，制定相應的鍋爐設備系統優化方案。本文就我國電廠鍋爐設備管理方面的燃燒系統優化進行了分析。關鍵詞：電鍋爐；燃燒控制；優化在現代發電領域當中，仍以火力發電技術為主，這種發電技術在發電中需要依靠鍋爐設備將熱能轉化為電能。過去電廠中的鍋爐由于設備結構以及運行模式方面的缺陷，導致鍋爐運行效率較低，燃料利用率較低。因此需要對鍋爐設備的燃燒控制系統進行優化，提升鍋爐系統的運行效率，創造出更多的電能，促進社會發展。1 燃燒控制系統方面的優化1.1 燃燒系統分析現代鍋爐設備從結構方面看較為復雜，為了保證鍋爐設備在燃燒效果、設備送風量、設備燃燒殘渣處理方面的效果，鍋爐設備當中通常會包括鍋爐設備的燃燒室結構、設備送風裝置、鍋爐燃燒殘渣處理裝置等組成部分，正是通過這些部分的協作才保證鍋爐設備的正常運行。從功能方面看，燃燒系統主要負責燃料的燃燒處理，通過燃燒系統的作用將燃料中所含有能量完全釋放出來，并運用這些熱量加熱鍋爐設備當中水資源。在燃燒系統運行的時候所含有的流程通常包括煙氣流程、設備通風流程、設備排灰除渣流程。在燃燒系統運行的時候，需要這一系統能保持較高的燃料利用率，通常需要能保證鍋爐的利用率在百分之九十以。其次，鍋爐設備在運行的時候還會排除大量的煙塵，要能對煙塵進行處理保證煙塵中各物質的含量符合相應的排放標準要求。而在整個熱力系統運行當中，最核心任務是要能協調好熱力系統所產生的總熱量和鍋爐設備對于蒸汽負荷的具體要求。而在強化鍋爐設備運行效果的階段中，還要能注意不同類型鍋爐設備在燃料種類、燃煤粉碎系統以及燃燒設備具體型號方面的差異，從而制定出最合適的優化方案，燃燒系統的運行效果。1.2 燃燒系統優化措施分析（1）保證鍋爐設備壓力穩定在電廠當中鍋爐設備運行當中，鍋爐設備的壓數值是衡量鍋爐設備運行狀態的關鍵參數，通過對鍋爐設備中壓力數值的檢測就能更為詳細的掌握鍋爐設備在運行階段中的安全性。其次，壓力的變化情況也能反應燃燒系統和加熱水系統之間的熱量轉化關系。因此在優化燃燒系統運行狀態的階段中要能注意對設備壓力的管理，從而制定出最為科學的設備運行方案。（2）保證鍋爐設備運行經濟性在對鍋爐運行經濟性進行優化的時候要能找到其中的關鍵，在實際提升設備效率的階段中，要能控制好鍋爐設備運行階段當中燃料的送入效率以及設備的實際風量，只有在兩者達成良好協調的時候才能保證設備運行最佳的經濟性。對于不同類型的鍋爐設備而言，這一平衡點也存在差別，需要在反復的調試最終確定下來。而兩者達成良好協調性的標志就是設備運行中的蒸汽壓力數值能保持穩定。（3）保證鍋爐設備爐膛內部壓力的穩定鍋爐設備運行中爐膛壓力也是反應設備運行狀態的關鍵指標，通過對爐膛內部壓力數值的測定也能了解鍋爐設備的運行狀態。爐膛內部的壓力參數通常反映出了爐膛當中引風量和爐膛中燃料量之間的關系，爐膛內部壓力參數過大或者過小都會對鍋爐設備運行造成不利影響。如果鍋爐設備運行當中的設備送風量超出了設備的引風量，就會由于壓力方面的變化導致爐膛中的火焰噴出爐膛外；相反的，如果鍋爐設備的送風量要比引風量小，那么爐膛當中的壓力就會降低，在爐膛結構內部壓力參數過低的影響下可能會出現漏風的情況，導致爐膛內部的溫度發生下降，影響燃煤的燃燒效果。在調試當中要注意到爐膛內部壓力和鍋爐設備運行狀態之間的關系，通過調節壓力數值變化而保證鍋爐設備運行的經濟性。在調節鍋爐設備燃燒系統穩定性的階段中，要注意這三個方面之間的關系，通過從多個方面一起動手而實現鍋爐設備燃燒系統的優化。2 送、引風控制系統優化的具體措施2.1 控制系統現狀國內發電機組送、引風控制系統的投運效果往往不是很理想，由人為因素造成。正常情況下運行人員對送、引風的操作很少，即使在機組升、降負荷過程中對送、引風的操作也較簡單，因此，除非送、引風控制系統投得十分理想，否則，運行人員不太愿意投入送、引風控制系統。另外，爐膛負壓過于靈敏。爐膛負壓的靈敏體現在2方面，一是對擾動量主要是對送風量的改變相當靈敏。當送風控制系統投入運行后，風量必須根據機組負荷和氧量情況加以調節，送風量的改變會對爐膛負壓產生很大且很快的影響，若引風控制系統不及時調節，爐膛負壓必定會超出允許范圍。在目前的設計中，送風控制系統一般對引風控制系統設有前饋環節，其目的是為了在送風量變化后能及時調節引風量，以使爐膛負壓變化較小。一方面，不要破壞引風控制系統中的信號平衡，否則，即使引風在起始時動作了也會回調，反而影響引風系統的正常調節；送風動作后引風要盡快動作。由于目前大多數DCS用軟件實現了伺放功能，軟伺放的動作依據是輸入能量的積累，這往往需要一定時間，正是這1到2秒的滯后，使爐膛負壓超出了正常范圍。第2個問題是液力耦合器位置的變化對爐膛負壓過于靈敏。由于很多DCS掃描時間較長，導致各次液力耦合器位置的改變量太大，若引風機液力耦合器的位置改變量太大，則會造成引風控制系統過調，從而造成引風執行機構振蕩，嚴重時導致鍋爐熄火。解決好上述問題是投入送、引風控制系統的關鍵。2.2 控制策略優化由于各臺鍋爐的送、引風控制系統存在的問題不同，這里僅給出一般性送、引風控制系統的優化思想。（1）由于送、引風被控對象一般是一個一階慣性環節，從動態特性來說，這是一個較好控制的對象。對這2個控制系統不必采用如模糊控制等復雜算法來完全替代常規PID控制系統。較可行方法是在常規PID控制系統基礎上適當增加運行人員的操作經驗，以解決鍋爐爐膛負壓的靈敏性問題；對送風控制系統的設計應力求簡單，氧量校正必須緩慢，必須嚴禁送風控制系統在變負荷過程中的回調，否則爐膛負壓難以控制在正常范圍內。（2）必須重視風、煤交叉限制回路設計，保證升負荷時送風控制系統先增加風量，實際風量升高后才增加煤量指令；減負荷時煤量控制系統先減煤量，實際煤量減少后風量指令才減少。但目前很多DCS中采用的風、煤交叉回路大多存在一定問題，只好直接解除風、煤交叉回路，不利于鍋爐優化燃燒。3 結束語針對電廠鍋爐燃燒控制系統優化問題，本文首先闡釋了電廠鍋爐設備燃燒系統的主要技術原理，之后圍繞電廠鍋爐燃燒控制系統的優化實現路徑選取兩個具體的技術方面展開了具體分析，想要做好電廠鍋爐設備燃燒控制系統的優化工作，必須從具體技術細節切入，探究有針對性的技術實踐路徑。參考文獻[1]胡俊.600MW火力發電廠鍋爐燃燒調節系統控制優化探討[J].中國高新區，2017（13X）.[2]趙剛.面向電站鍋爐燃燒優化控制的規則模型方法研究[D].華北電力大學，2016.[3]宋佳寧.火電廠鍋爐燃燒優化技術探析[J].自然科學：全文版，2016（2）：00079-00079.[4]趙秦杰.電廠鍋爐燃燒運行優化策略分析[J].低碳世界，2017（27）：72-73.