探討燃燒優(yōu)化系統(tǒng)在600MW機(jī)組鍋爐控制中的應(yīng)用

張震

摘 要：隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展與進(jìn)步，為我國(guó)工業(yè)的發(fā)展帶來了極大的推動(dòng)作用。但是，在工業(yè)制造和生產(chǎn)的過程中，難免會(huì)帶來一定的污染源，因此，為了能夠在保證生產(chǎn)的基礎(chǔ)上，將污染降到最低，是當(dāng)前相關(guān)行業(yè)在發(fā)展中需要高度重視起來的工作。燃燒優(yōu)化系統(tǒng)就是為了能夠節(jié)能減排而形成的一種系統(tǒng)模式，其在600MW機(jī)組鍋爐控制中應(yīng)用會(huì)發(fā)揮的巨大作用，值得有關(guān)單位及部門予以借鑒。該文針對(duì)燃燒優(yōu)化系統(tǒng)在600MW鍋爐控制中的應(yīng)用展開分析，希望能夠?yàn)橄嚓P(guān)人員提供參考。

關(guān)鍵詞：燃燒優(yōu)化系統(tǒng) 600MW機(jī)組鍋爐 控制應(yīng)用 節(jié)能減排

中圖分類號(hào)：TK3 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2015）02（a）-0097-02

對(duì)機(jī)組DCS和鍋爐的運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行應(yīng)用，通過優(yōu)化和建模對(duì)鍋爐燃燒優(yōu)化的閉環(huán)控制上能夠很好的給予實(shí)現(xiàn)，在一些600MW機(jī)組中，對(duì)燃燒優(yōu)化系統(tǒng)進(jìn)行應(yīng)用發(fā)揮了極大的作用，效果十分的明顯，在此種負(fù)荷之下，燃燒優(yōu)化系統(tǒng)能夠提升鍋爐熱效率，降低氧化物的排放濃度。因此，為了能夠確保燃燒優(yōu)化系統(tǒng)在600MW鍋爐控制中能夠更好發(fā)展下去，該文通過下文對(duì)相關(guān)方面內(nèi)容進(jìn)行了闡述，具體如下。

1 燃燒優(yōu)化系統(tǒng)簡(jiǎn)介

在燃燒優(yōu)化方面，國(guó)內(nèi)對(duì)其的研究稍晚，并且這種研究情況也不夠迅速，在上個(gè)世紀(jì)中，大大的提升了我國(guó)鍋爐控制系統(tǒng)的發(fā)展速度，但是和其進(jìn)行比較，鍋爐控制自動(dòng)化程度上還存在較大的差距，鍋爐用燃燒調(diào)整試驗(yàn)，為鍋爐燃燒優(yōu)化的主要途徑所在，在以前的優(yōu)化過程中也主要是應(yīng)用這種方法，鍋爐測(cè)量技術(shù)的精確性和先進(jìn)性為其帶來了一定的保證，當(dāng)測(cè)量技術(shù)不斷的改進(jìn)和創(chuàng)新的過程中，也在很大程度上提升了我國(guó)鍋爐燃燒的優(yōu)化效果。

鍋爐中的燃燒優(yōu)化系統(tǒng)按照燃用煤種和鍋爐負(fù)荷，采用配煤和優(yōu)化配風(fēng)等運(yùn)行策略，將鍋爐燃燒的效率進(jìn)而提升上來，將煙氣NO2的排放量進(jìn)而能夠有效的降低下來，對(duì)鍋爐的環(huán)保經(jīng)濟(jì)運(yùn)行目標(biāo)上給予實(shí)現(xiàn)。遺傳尋優(yōu)算法、動(dòng)態(tài)過程控制和穩(wěn)態(tài)及動(dòng)態(tài)模型三大部分一同構(gòu)成了該系統(tǒng)。在鍋爐正交性能試驗(yàn)數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，將Kriging模型和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型一同建立起來，將優(yōu)化操作量約束條件、優(yōu)化目標(biāo)和實(shí)施數(shù)據(jù)向Kriging模型和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型中帶入，在最優(yōu)遺傳算法的基礎(chǔ)上，將每個(gè)控制量的最優(yōu)化目標(biāo)予以獲取，并對(duì)動(dòng)態(tài)控制措施上進(jìn)行使用，對(duì)優(yōu)化調(diào)整鍋爐狀態(tài)的目標(biāo)上給予實(shí)現(xiàn)。

在鍋爐運(yùn)行的過程中，將同燃煤發(fā)熱量關(guān)系密切的信息及時(shí)有效的提取出來，將燃煤熱值的辨識(shí)模型有效的建立起來，進(jìn)而在工況穩(wěn)定運(yùn)行的基礎(chǔ)上，在按照運(yùn)行的基本數(shù)據(jù)，將目前燃煤的熱值能夠辨識(shí)出來，將煤質(zhì)擾動(dòng)的參數(shù)為燃燒優(yōu)化控制提供出來，在煤質(zhì)波動(dòng)下，確?？刂葡到y(tǒng)對(duì)鍋爐的燃燒狀態(tài)能夠適時(shí)的進(jìn)行調(diào)整。

2 燃燒優(yōu)化系統(tǒng)在機(jī)組鍋爐控制中的實(shí)際應(yīng)用

2.1 環(huán)保降耗效果

為了使?fàn)t膛中的燃料能夠完全燒盡，這樣在燃燒優(yōu)化的過程中，可以將更多的空氣投入到其中，因?yàn)闊o法直接的觀察爐膛中的燃燒過程，進(jìn)而盡量減少缺氧區(qū)域，將燃燒區(qū)域局部氧量過高的情況給予解。通過對(duì)燃燒情況的平衡，使配風(fēng)量能夠符合標(biāo)準(zhǔn)，進(jìn)而將鍋爐效率提升上來。

將一次風(fēng)量降低下來，確保有良好的優(yōu)化工況存在于床料中，將大量的氧提供給燃料燃燒，但是對(duì)于引風(fēng)機(jī)負(fù)擔(dān)過重和爐膛受熱面積增加的不良影響上也應(yīng)該予以注意，因此，在應(yīng)用燃燒優(yōu)化系統(tǒng)的過程中應(yīng)該堅(jiān)持燃燒和一次風(fēng)量在滿足流化的基本原則依據(jù)下不封底和循序漸進(jìn)的思路將一次風(fēng)量降低下來。

逐步下調(diào)煙氣含量控制指標(biāo)，鍋爐燃燒氧量是否充分同煙氣含量有著非常密切的聯(lián)系，并且在優(yōu)化的過程中，也要認(rèn)真關(guān)注鍋爐膛進(jìn)風(fēng)量的相關(guān)參數(shù)，要將合理的煙氣含量選擇出來，緊密的聯(lián)系起來燃燒的工況?？梢愿鶕?jù)這樣的方式和步驟來調(diào)整煙氣的具體含量，在調(diào)試機(jī)組的過程中掌控在4%～5%，期初階段掌控在3%～4%，為了能夠?qū)㈠仩t熱效率提升上來、將污染物排放量減低下來、將煙氣的損失進(jìn)一步降低，這樣需要對(duì)低氧燃燒的方式進(jìn)行使用，在調(diào)整燃燒情況之前，可以進(jìn)一步下調(diào)煙氣含量，并且盡量將其維持在1.5%～2.5%之間，這樣就會(huì)有著更為明顯的效果。

將料層的厚度要逐漸的減薄，一旦在爐內(nèi)過長(zhǎng)時(shí)間的停留著燃料，一旦有充分的燃料存在于其中，并且大大的提升燃料的濃度，這樣就會(huì)增加它的傳熱效果，并且會(huì)提升耗電量。因此，需要結(jié)合600MW鍋爐運(yùn)行的基本特征，對(duì)各種因素進(jìn)行綜合的考慮。進(jìn)而有效的調(diào)整料層的厚度。在沒有調(diào)整燃燒之前，在1 000～1 100mm之間控制料層的基本厚度，在該實(shí)驗(yàn)調(diào)整完成了之后，在600～800mm之間來控制調(diào)整試驗(yàn)之后料層的基本厚度，600MW維護(hù)基本的負(fù)荷界限。

對(duì)飛灰燃盡的濃度上也要進(jìn)行考慮，將中下二次風(fēng)門的開度掌控在50%左右，一旦有暗黑的情況出現(xiàn)在了爐底渣中，在30%之內(nèi)控制中下二次風(fēng)門的具體開度，進(jìn)而將粉系統(tǒng)的電耗降低下來，并且暫時(shí)停用相關(guān)系統(tǒng)。

2.2 對(duì)鍋爐的調(diào)節(jié)

在很多的生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)中，鍋爐運(yùn)行動(dòng)態(tài)成本最小、鍋爐燃燒效率最高、NO2等氣體排放量最低是其600MW機(jī)組鍋爐燃燒優(yōu)化控制的總體目標(biāo)所在。用485串行接口來連接DCS和燃燒優(yōu)化系統(tǒng)，在實(shí)施數(shù)據(jù)通信的過程中，對(duì)Modbus協(xié)議進(jìn)行使用，在DCS上，燃燒優(yōu)化系統(tǒng)能夠?qū)㈠仩t運(yùn)行的數(shù)據(jù)獲取出來，在向DCS中將優(yōu)化計(jì)算獲取的優(yōu)化數(shù)據(jù)送至過去，進(jìn)而來調(diào)整燃燒的情況。排放濃度、飛灰含煤量、風(fēng)機(jī)廠用電、鍋爐運(yùn)行成本、NO2、選取鍋爐效率為主要的被掌控變量，校正一次風(fēng)量設(shè)定、校正二次風(fēng)量設(shè)定、校正給煤量、校正煙氣含量、燃燒器擺腳對(duì)變量進(jìn)行操控、校正磨煤機(jī)出口風(fēng)溫；將負(fù)荷、環(huán)境溫度和煤質(zhì)當(dāng)做其中的主要干擾變量。

將鍋爐機(jī)組功能的控制何鍋爐的效率當(dāng)作其中的主要調(diào)節(jié)目標(biāo)，將爐膛風(fēng)箱壓差、火焰中心位置、分層風(fēng)量配比何氧量作為主要的調(diào)節(jié)手段，此外，在進(jìn)行調(diào)節(jié)的過程中，需要要高度的重視起來環(huán)境溫度何機(jī)組負(fù)荷因素，將基于預(yù)測(cè)性先進(jìn)理論算法何神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的燃燒優(yōu)化系統(tǒng)模型構(gòu)建起來。在DCS系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，將二級(jí)調(diào)控系統(tǒng)建立起來，并且同鍋爐中傳統(tǒng)的DCS系統(tǒng)要有效的結(jié)合起來，對(duì)以前系統(tǒng)的中的控制策略何控制邏輯絕對(duì)不能夠帶來一定的傷害，對(duì)DCS系統(tǒng)的保護(hù)整定值何保護(hù)關(guān)系絕對(duì)不能改變，這樣就會(huì)有自我協(xié)調(diào)、精確控制何自動(dòng)尋優(yōu)的強(qiáng)大功能存在于整個(gè)控制調(diào)控系統(tǒng)中，對(duì)于鍋爐燃燒狀態(tài)會(huì)帶來影響的一些因素，確保能夠?qū)崟r(shí)的進(jìn)行調(diào)整和控制，確保鍋爐能夠有最高的利用率。

在負(fù)荷變化需求的基礎(chǔ)上，合理的調(diào)節(jié)鍋爐中燃料量，確保能夠在允許的范圍內(nèi)對(duì)壓力進(jìn)行控制。對(duì)燃料的大小利用給煤機(jī)轉(zhuǎn)速進(jìn)行表示，機(jī)前壓力用被調(diào)量進(jìn)行表示，各個(gè)給煤機(jī)的給煤量即為調(diào)節(jié)量。給煤機(jī)的轉(zhuǎn)速總和即為反饋的質(zhì)量，進(jìn)而將串級(jí)的控制系統(tǒng)構(gòu)造出來。為了能夠?qū)⒔o煤量的信息及時(shí)的反映出來，就需要控制燃燒系統(tǒng)的系數(shù)，測(cè)量給煤機(jī)的轉(zhuǎn)速。

3 應(yīng)用結(jié)果分析

通過相關(guān)的案例分析和試驗(yàn)我們能夠清晰的發(fā)現(xiàn)，在機(jī)組400MW和機(jī)組600MW負(fù)荷的狀態(tài)下，將兩組平行工況共四個(gè)測(cè)試工況的對(duì)比性能試驗(yàn)應(yīng)用到了燃燒優(yōu)化控制系統(tǒng)當(dāng)中。機(jī)組在基準(zhǔn)工況下穩(wěn)定運(yùn)行了1h之后，采集出其中的數(shù)據(jù)，向燃燒優(yōu)化系統(tǒng)中投入之后，等到系統(tǒng)平穩(wěn)了之后，可以將一些新工況的數(shù)據(jù)采集出來，將其作為一組數(shù)據(jù)來進(jìn)行比較分析?？梢詫?duì)PTC4.1標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行應(yīng)用來試驗(yàn)，在電站鍋爐性能試驗(yàn)規(guī)程的基礎(chǔ)上，對(duì)于鍋爐熱效率試驗(yàn)結(jié)果、排放測(cè)試數(shù)據(jù)、鍋爐NO2排放情況及鍋爐燃燒優(yōu)化系統(tǒng)偷用前的情況都能夠詳細(xì)的表示出來。

4 結(jié)語

在人們的生活當(dāng)中，鍋爐系統(tǒng)為我們提供了多方面的保證，并且，隨著時(shí)代的發(fā)展與進(jìn)步，一些新的技術(shù)方式也被應(yīng)用到了鍋爐系統(tǒng)當(dāng)中，大大地提升了其發(fā)展空間。在一些單位的600MW鍋爐中，對(duì)于其穩(wěn)定性和安全性的要求都非常的高，但是，單純地依據(jù)以往的控制經(jīng)驗(yàn)和控制的手段對(duì)于以上的目標(biāo)是很難給予實(shí)現(xiàn)，因此，燃燒優(yōu)化系統(tǒng)在其中的應(yīng)用上非常關(guān)鍵的，需要高度的被重視起來，進(jìn)而推動(dòng)600MW鍋爐控制工作順利的進(jìn)行。

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