电站锅炉燃烧优化技术发展与应用

包满都呼

摘要电站锅炉燃烧优化技术作为实现高效燃烧、控制污染的最经济、最有效的方法之一，在电站中发挥着重要的作用。笔者主要探讨了电站锅炉燃烧优化系统，并总结归纳了我国常见的锅炉燃烧优化技术,最后就电站锅炉燃烧优化技术未来的发展方向进行了预测，希望为相关领域的研究者和工作者提供参考和借鉴。

关键词电站；锅炉燃烧；优化及时；发展；应用分析

中图分类号：TM621.2 文献标识码：A 文章编号：1671-7597（2014）12-0069-01

当前，我国的火力电站锅炉主要是以亚临界和超临界大容量锅炉为主，但是因为锅炉本身以及操作管理方面的因素，导致锅炉的性能指标跟国家的标准还存在很大的差距，主要存在着煤耗高或者是热效率低等问题，因此研究电站锅炉的燃烧优化技术的发展和应用具有重要意义，不仅可以有效节约资源，提高热效率，还能够降低煤在燃烧过程中产生的污染。

1锅炉燃烧优化系统分析

1）电站锅炉燃烧优化系统分析。从目前我国的锅炉燃烧优化系统来看，主要分为开环和闭环。对于开环系统主要是在人工参与控制的一种方式，操作人员可以根据优化结果对DCS控制参数进行适当的修改，因此这也被成为专家指导系统；而闭环系统则主要是一种没有人工参与的一种封闭系统，该系统可以自动完成跟DCS之间的通讯功能，并对控制参数进行修改等。跟开环系统相比而言，闭环系统的工作效率和稳定型更高，并且受到关注的程度也更高。在很多国外的大型电厂，特别是欧美等地区，自动化控制技术发展较为成熟，锅炉燃烧闭环控制系统已经得到了充分的利用，但是我国因为各个方面的现状，目前依然处于起步的阶段。

最近几年，随着市场竞争的不断加剧，对于新建的电厂普遍采用的是DCS等先进的控制设备和检测仪器，而一些老电厂为了提高自身的市场竞争力，也试图购买一些先进设备等。随着DCS系统的广泛引用，电站的自动化水平有了很大程度的提高，再加上一系列先进的监测装置的使用为实现锅炉燃烧优化系统打下了牢固的基础。

2）工业锅炉燃烧优化系统分析。对于工业锅炉燃烧优化系统的基本原理是在保证机组安全运行的基础上以及运行可控参数的优化范围内，通过找出最佳的操作参数组合，实现燃烧优化目标的最大化。工业燃烧优化系统主要是通过人工神经网络模型得到目前情况下的最佳运行参数，然后通过DCS相应运行参数设定值偏差补偿的方式输入DCS，并在其中为那种补偿相加，这样就可以让最后运行参数的实际设定值跟最优运行参数一致，最终实现燃烧优化的目的。

2目前常见的锅炉燃烧优化技术

1）调整实验的应用。实现对电站锅炉的优化调整可以找到最为合理的风煤比例，从而在实验中确定锅炉燃烧设备应该设置的最佳运行参数，与此同时通过制定出科学的计算机控制曲线，能够有效的借助这个曲线控制锅炉的燃烧和运行。但是在实验过程中，要求技术人员在保障在新机组试运行之前就进行大量正交以及单因素等的实验。

2）在燃烧理论的基础上的建模技术的应用。这种方式需要在充分理解燃烧理论的基础上并根据理论建立模型探讨求解的方法，通过采用数值的方式对锅炉的燃烧情况进行大概的模拟，对于在燃烧理论的基础上的建模技术在运用最近两年在我国取得了一定的成效。但是因为这种方法涉及的计算过程复杂、耗时长，在一些燃烧机理不够明确的情况下没有办法建立相对完善的模型，因此这种方法主要是运用在离线分析以及高仿真研究领域中。

3）燃烧设备的设计的改造。对电站锅炉的改造过程是充分建立在燃烧理论的基础上，主要是实现对燃烧器的优化设计和改造过程。在锅炉燃烧中，设备也是影响燃烧效率的重要原因，因此提高设备的水平是提高锅炉燃烧率的前提，但是这里笔者要强调的是燃烧设备的设计和改造还会在很大程度上受到煤种类和燃烧制粉系统等方面的影响。

4）在检测技术基础上的燃烧优化研究。在检测技术基础上的燃烧优化研究主要指的是通过检测技术实现锅炉燃烧的优化，具体来说主要是利用锅炉炉膛内的火焰检测技术、煤分析技术、风煤测量技术等对跟锅炉燃烧相关的参数进行分析，最终实现优化锅炉燃烧的目的。工作人员通过对锅炉的烟气含氧量、煤粉燃烧以后的浓度以及飞灰中的含碳量等通过火线图像的方式进行描述，最终提高锅炉的燃烧效率。从当前来看，这项技术在我国应用较为广泛，但是因为我国的电厂安装的相关参数的测量仪器的精确性还不够高，测量到的数据存在一定误差，这就降低了燃烧优化设备发挥自身的作用。

5）火焰检测技术的应用。从我国传统的电站来看，主要采用的是火焰检测技术去监测锅炉中的燃烧情况，这样就可以成功避免因为点火不正确或者长时间在低负荷状况下发生锅炉爆炸的现象。火焰检测技术也是锅炉安全检测技术的重要组成部分。最近几年，随着我国科学的不断发展，很多西方发达国家在炉膛火焰检测技术方面都取得了重大的成就，特别是在火焰图像处理技术方面更是发展迅速。虽然现在绝大部分的电厂都将火焰检测技术作为炉膛安全监测关键技术，但是因为各个方面的因素依然存在很多问题。

3电站锅炉燃烧优化技术未来的发展方向

当前，我国电厂在安装过程中存在着安装的燃烧参数测量仪表运行不稳定、不可靠以及测量不准确等问题，这些问题严重阻碍了锅炉燃烧优化产品功能的实现，因此提高我国电站锅炉燃烧特种参数测量的准确性、稳定性以及稳定性是该领域研究者和工作者关注的重点。根据相关资料显示，我国火电厂安装的氧化锆氧量计普遍存在着测量误差大、维护工作难度大等问题，另外对于飞灰含碳量的检测装置运行的可靠性以及测量的准确性也有待进一步提高。特别是最近几年，随着煤质成分在线检测装置在我国电厂的广泛运用，一是在很大程度上能够推动我国锅炉燃烧的优化；二是对于煤质成分在线监测装置的可靠性、准确性以及稳定型也需要得到开发商的高度重视；三是煤粉浓度细度在线监测产品已经逐渐流入市场中，这些仪器的产生和改造都将对我国的电站锅炉燃烧优化技术发挥一定的推动作用。除此之外，人工智能控制算法也逐渐在工业中得到广泛运用，虽然我国对人工智能控制算法的研究起步较晚，但是在广大研究者的不懈努力下，也取得了不少的研究成功，但是能够被运用在工业上的却不是很多，绝大部分的人工智能控制算法依然停留在研究和试验的阶段。

笔者认为，电站锅炉燃烧优化技术未来将朝着两个方面发展：一是电站锅炉燃烧涉及的各种特种参数和人工智能控制算法将在以后的电站锅炉燃烧优化中实现结合；二是电站锅炉燃烧优化目标相信会从目前单纯的将效率为目的逐渐转变成效率和环保并重的目标上来。

参考文献

[1]刘军，朱杰.复杂热工过程智能复合控制与应用[M].北京：兵器工业出版社，2005（09）：123-125.

[2]周昊.大型电站锅炉氮氧化物控制和燃烧优化中若干关键性问题的研究[D].杭州：浙江大学，2004：452-453.

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