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，由汽輪驅(qū)動進(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

我國經(jīng)濟發(fā)展逐漸從粗放型轉(zhuǎn)入集約型，對電站鍋爐的燃燒不僅要追求經(jīng)濟效益還要實現(xiàn)安全性及環(huán)保性。目前，我國電站鍋爐燃燒優(yōu)化技術(shù)取得了長足的進(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供應(yīng)，燃煤機組及燃煤技術(shù)得到迅速的發(fā)展，但電站鍋爐的自動化水平仍然非常低。20世紀(jì)70年代測量技術(shù)的改進(jìn)有效促進(jìn)煤炭燃燒效率的提高。氧化鋯氧量計大大提高了鍋爐燃燒后釋放的煙氣內(nèi)氧氣含量檢測的準(zhǔn)確性，在我國各個電站得到普遍應(yīng)用，另外風(fēng)速監(jiān)測技術(shù)也是誕生在20世紀(jì)70年代的優(yōu)化技術(shù)。

我國在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。我國在這一時期燃燒優(yōu)化技術(shù)主要表現(xiàn)在對爐膛及燃燒器等的優(yōu)化設(shè)計上。這一時期研究人員重點分析了鍋爐燃燒器的運行方式來實現(xiàn)燃燒的優(yōu)化，主要有燃燒器的運行及鍋爐燃燒器的射流存在的偏轉(zhuǎn)問題。

我國在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，主要是因為濃淡燃燒器引發(fā)了煤粉分離形式的穩(wěn)燃器。這個時期各大火力發(fā)電站使用的機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。這一時期評價煤炭燃燒性質(zhì)的研究方法及實驗設(shè)備和測試手段等都取得了非常大的進(jìn)步。伴隨著我國信息技術(shù)、電子技術(shù)及人工智能技術(shù)的進(jìn)步，我國電站鍋爐燃燒優(yōu)化技術(shù)進(jìn)入了新的發(fā)展時期。主要有煤炭燃燒煙氣的檢測裝置、煤粉的濃度檢測和煤質(zhì)成分的檢測及鍋爐爐膛內(nèi)火焰檢測系統(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)整試驗的應(yīng)用

科學(xué)的鍋爐燃燒優(yōu)化的調(diào)整試驗可以找到最合理的風(fēng)煤比例，在實驗中確定鍋爐燃燒設(shè)備應(yīng)該設(shè)置的運行最佳參數(shù)，同時制定合理科學(xué)的計算機控制曲線，這樣就可以采用這個控制曲線來指導(dǎo)鍋爐燃燒的運行與操作。在實驗的過程中專業(yè)人員要保證大量正交及單因素等的實驗，這種調(diào)整實驗消耗大量的時間與精力，所以這種實驗一般就是應(yīng)用在新機組的試運行及舊機組的燃燒設(shè)備及所用燃料的種類和機組的操作方式的改變時。

2.2在燃燒理論的基礎(chǔ)上的建模技術(shù)的運用

這種方法主要是深入理解燃燒理論并根據(jù)這個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，近兩年我國這種研究技術(shù)取得了非?？上驳某晒?。但這種方法的計算比較復(fù)雜，所需要的時間也比較長，在一些燃燒機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。主要是對燃燒器等實行優(yōu)化設(shè)計和改造。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)計及改造等還會受到煤種及燃燒制粉系統(tǒng)的影響。

2.4在檢測技術(shù)基礎(chǔ)上的燃燒優(yōu)化研究

利用檢測技術(shù)實現(xiàn)燃燒優(yōu)化主要是指能夠利用鍋爐爐膛內(nèi)的火焰檢測技術(shù)、風(fēng)煤測量技術(shù)、媒分析技術(shù)及鍋爐燃燒排放物實時檢測技術(shù)等來分析影響鍋爐燃燒的相關(guān)參數(shù)最終實現(xiàn)燃燒優(yōu)化。運行人員及工作人員通過實時監(jiān)測煙氣的含氧量、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，最終實現(xiàn)煤炭的高效與經(jīng)濟燃燒。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電廠安裝的相關(guān)參數(shù)的測量儀的精確性不夠高，測量的數(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火焰檢測技術(shù)的應(yīng)用

以往電站主要應(yīng)用火焰檢測技術(shù)進(jìn)行鍋爐內(nèi)燃燒情況的監(jiān)測，避免因為點火不當(dāng)或者是長時間在低負(fù)荷的狀況下發(fā)生鍋爐爐膛的爆炸。這個技術(shù)也是鍋爐爐膛安全監(jiān)測技術(shù)的重要組成部分。近年來隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，國內(nèi)外的爐膛火焰檢測技術(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)更是取得了長足的進(jìn)步?，F(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做好檢測技術(shù)的改進(jìn)

電站鍋爐燃燒相關(guān)參數(shù)的檢測是燃燒優(yōu)化技術(shù)最基本的內(nèi)容，目前應(yīng)用的檢測裝置及技術(shù)存在品質(zhì)不夠高及測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)這種檢測技術(shù)。軟測量技術(shù)能夠有效解決這類問題。軟測量建模主要有基于工藝機理、回歸分析法及模式識別的方法?，F(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)燃燒主要是針對我國煤炭質(zhì)量較差來說的，我國火力發(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。機組的溫燃是滿足電力需求的重要措施，要實現(xiàn)機組的溫燃主要是發(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行并提高煤炭的燃燒效率。

參考文獻(xiàn)：

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