電站鍋爐燃燒優(yōu)化在線控制策略探討

王進(jìn)

摘 要： 在發(fā)電站運(yùn)行中，鍋爐是非常重要的動(dòng)力設(shè)備，鍋爐燃燒成效會(huì)對(duì)電鏟生產(chǎn)安全性、經(jīng)濟(jì)效益等產(chǎn)生直接影響。當(dāng)前電力企業(yè)之間的競(jìng)爭(zhēng)形式日愈激烈，基于對(duì)鍋爐燃燒系統(tǒng)優(yōu)化的在線管控，減少電站實(shí)際運(yùn)營(yíng)的成本資金，降低能源消耗，同時(shí)監(jiān)測(cè)污染物的排放。基于對(duì)鍋爐燃燒優(yōu)化的在線管控，確保蒸汽壓力的穩(wěn)定性。文中著重探析電站鍋爐燃燒優(yōu)化的在線管控措施，希望能夠?yàn)殡娬粳F(xiàn)代化發(fā)展提供一些幫助。

關(guān)鍵詞： 發(fā)電站;鍋爐;燃燒;優(yōu)化;在線控制

【中圖分類(lèi)號(hào)】TM621 ? ? 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A ? ? 【DOI】10.12215/j.issn.1674-3733.2020.35.127

引言：隨著全球氣候的逐步升溫，世界各國(guó)開(kāi)始漸漸注重環(huán)境對(duì)氣候的影響。全球氣候峰會(huì)的如期舉行，總是會(huì)給我們一些警醒。環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展已經(jīng)是每個(gè)國(guó)家重視的話題。近幾年，我國(guó)一直在強(qiáng)調(diào)發(fā)展綠色環(huán)保工業(yè)，尤其是一些能源消耗量巨大的電站企業(yè)更要減少二氧化碳等溫室氣體的排放量，響應(yīng)環(huán)保式發(fā)展的政策。因此，在未來(lái)的時(shí)間里，怎樣提高鍋爐燃燒的效率，減少一氧化碳、二氧化碳等污染物的排放將是國(guó)家和企業(yè)需要慎重考慮的重要問(wèn)題。

1 電站鍋爐燃燒系統(tǒng)運(yùn)行原理

電廠鍋爐燃燒系統(tǒng)可以將熱能轉(zhuǎn)化為電能，鍋爐是整個(gè)電站的核心設(shè)備，鍋爐燃燒系統(tǒng)就是整個(gè)火電站的核心系統(tǒng)。整個(gè)系統(tǒng)詳細(xì)的運(yùn)行過(guò)程如下：送料機(jī)先將煤塊送進(jìn)碎煤機(jī)進(jìn)行一次粉碎，完了再將碎成小塊的煤塊送進(jìn)磨煤機(jī)進(jìn)行二次研磨，經(jīng)過(guò)兩道細(xì)化加工后，煤塊被制成了細(xì)煤粉，這時(shí)我們就可以將其吹入鍋爐的膛爐進(jìn)行燃燒了。在燃燒的過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生大量的熱量，我們可以將鍋爐用水浸沒(méi)，這樣水與鍋爐相接觸之后，兩個(gè)媒介之間進(jìn)行熱量的傳遞，能把煤粉燃燒產(chǎn)生的熱量傳遞給水，使其由液態(tài)的水變成了氣態(tài)的水蒸氣，再對(duì)水蒸汽進(jìn)行熱處理變成過(guò)熱蒸汽。過(guò)熱蒸汽攜帶者大量的熱能推動(dòng)汽輪機(jī)，踏上了將熱能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能的路程。再依靠這動(dòng)能進(jìn)行發(fā)電，就完成了熱能向電能的轉(zhuǎn)化。鍋爐燃燒系統(tǒng)的穩(wěn)定性決定了火電站的固定產(chǎn)電量，它的穩(wěn)定性主要決定于以下三個(gè)指標(biāo)，蒸汽壓力、爐膛負(fù)壓和煙氣含氧量。要保證保輪機(jī)所需動(dòng)能充足，那蒸汽壓力就必須平衡;爐膛負(fù)壓的穩(wěn)定，可以確保爐膛煤粉的充分燃燒，防止氣溫過(guò)高導(dǎo)致的設(shè)備老化問(wèn)題;煙氣含氧量是判斷煤粉充分燃燒的指標(biāo)，如果含量比較小，則表示煤粉燃燒不充分，沒(méi)有達(dá)到最佳利用效率。

2 電站鍋爐燃燒存在的問(wèn)題

第一，鍋爐燃燒不穩(wěn)定問(wèn)題。鍋爐用煤大多品質(zhì)不高，燃燒狀態(tài)不好掌控。劣質(zhì)煤煤粉隨氣流四處飄散從而著火易造成安全隱患，而且燃燒不穩(wěn)會(huì)導(dǎo)致動(dòng)力不足;第二，鍋爐結(jié)渣問(wèn)題。這類(lèi)問(wèn)題是最常見(jiàn)的鍋爐燃燒問(wèn)題，主要由燃燒用煤質(zhì)量差和鍋爐管理不當(dāng)引起。鍋爐結(jié)渣輕則導(dǎo)致鍋爐運(yùn)行效率下降，影響傳熱狀態(tài)。重則導(dǎo)致鍋爐無(wú)法運(yùn)行或引發(fā)安全事故;第三，漏管和爆管問(wèn)題。大多由爐管超溫、爐管內(nèi)溫度場(chǎng)分布不均、工質(zhì)壓力過(guò)大引起，很容易造成停爐事故;第四，燃燒浪費(fèi)。我國(guó)平均每度供電的鍋爐燃燒消耗比歐美國(guó)家多二至三成，燃燒效率落后于世界平均水準(zhǔn)，燃燒煤料浪費(fèi)嚴(yán)重，急待提高燃爐的燃燒效率。燃燒浪費(fèi)主要由燃煤和工質(zhì)選擇不當(dāng)、鍋爐設(shè)備落后和發(fā)電系統(tǒng)運(yùn)行不科學(xué)等問(wèn)題引起。

3 優(yōu)化電站鍋爐燃燒在線管控的有效措施

3.1 煙氣的含氧量

電站鍋爐的燃燒運(yùn)行成效想要獲得提升，就一定要對(duì)煙氣含氧量方面進(jìn)行有效管控。鍋爐系統(tǒng)的實(shí)際運(yùn)行中，經(jīng)濟(jì)性燃燒的判斷指標(biāo)通常就是含氧量。由于含氧量的實(shí)際獲取存在滯后的問(wèn)題，所以要從含氧量調(diào)節(jié)和送風(fēng)量等諸多方面著手，相關(guān)工作者一定要對(duì)雙閉環(huán)管控方式進(jìn)行充分應(yīng)用，在內(nèi)環(huán)路層面上對(duì)送風(fēng)量進(jìn)行調(diào)節(jié)與管控，在外環(huán)路上對(duì)含氧量進(jìn)行調(diào)節(jié)與管控。可是這樣的方式在實(shí)際應(yīng)用中一定要注意：在在裝置的實(shí)際應(yīng)用中綜合多種管控方式、設(shè)備等，這樣才能夠確保將煙氣含氧量管控在符合標(biāo)準(zhǔn)要求的范圍之中。用這樣的方式來(lái)對(duì)煙氣含氧量進(jìn)行有效控制，實(shí)現(xiàn)對(duì)電站鍋爐燃燒情況進(jìn)行在線管控的目標(biāo)，全面提升電站實(shí)際運(yùn)行與發(fā)展的經(jīng)濟(jì)效益。

3.2 檢測(cè)技術(shù)的燃燒優(yōu)化技術(shù)

檢測(cè)技術(shù)是獲取鍋爐燃燒參數(shù)的重要手段，可在鍋爐相應(yīng)位置安裝檢測(cè)裝置來(lái)獲取相關(guān)的參數(shù)。比較常用的檢測(cè)技術(shù)主要有火焰檢測(cè)技術(shù)、煙氣含氧量、飛灰含碳量、污染物在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)等，在獲取每項(xiàng)參數(shù)后通過(guò)對(duì)數(shù)據(jù)的技術(shù)分析，能夠明確影響到鍋爐燃燒的因素以及影響的程度，進(jìn)而通過(guò)合理的手段進(jìn)行調(diào)節(jié)，以提高鍋爐燃燒。因?yàn)闄z測(cè)技術(shù)只能為調(diào)整燃燒提供相關(guān)參數(shù)，所以只能作為鍋爐燃燒優(yōu)化的輔助手段。但是在實(shí)際操作過(guò)程中，為了獲取更為精確的數(shù)據(jù)，使用的檢測(cè)裝置要具有較高的精準(zhǔn)度、可靠性和實(shí)時(shí)性，裝置的選點(diǎn)要合理，能夠客觀全面地反映檢測(cè)參數(shù)的真實(shí)狀態(tài)?；谶@些現(xiàn)實(shí)條件的制約，會(huì)影響到該項(xiàng)技術(shù)在現(xiàn)實(shí)中的使用。

3.3 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)

神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，是基于神經(jīng)生理學(xué)和心理物理學(xué)的研究成果，從應(yīng)用數(shù)學(xué)方法的層面，對(duì)具有大腦功能的信息處理的本質(zhì)和能力進(jìn)行描述。我們可以利用這種技術(shù)對(duì)電站鍋爐燃燒系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化改良，借助人工智能的強(qiáng)大處理能力來(lái)架構(gòu)鍋爐燃燒系統(tǒng)的模型。因?yàn)樯窠?jīng)網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù)需要模仿人的大腦，但是人的大腦構(gòu)造精妙復(fù)雜，在大腦的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)中存在著大量的神經(jīng)元，這些神經(jīng)元構(gòu)架了一個(gè)宏達(dá)的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，每個(gè)神經(jīng)元之間都有節(jié)點(diǎn)進(jìn)行信息傳遞。要架構(gòu)這樣一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)并對(duì)其運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行動(dòng)態(tài)復(fù)制，只有人工智能能做到。利用人工智能強(qiáng)大的運(yùn)算處理能力，在每個(gè)節(jié)點(diǎn)上設(shè)置一個(gè)特定的輸出函，把兩個(gè)節(jié)點(diǎn)之間的信號(hào)稱之為加權(quán)值，通過(guò)對(duì)加權(quán)值的傳遞來(lái)實(shí)現(xiàn)信息的傳輸與處理。目前我國(guó)自主研制出來(lái)的電站鍋爐燃燒系統(tǒng)，可以在系統(tǒng)層面進(jìn)行參數(shù)的調(diào)節(jié)，實(shí)現(xiàn)了閉環(huán)優(yōu)化控制，規(guī)范完成燃燒優(yōu)化軟件平臺(tái)各程序模塊之間的數(shù)據(jù)傳輸。

結(jié)語(yǔ)：綜上所述，在線管控電站鍋爐的燃燒優(yōu)化去確保電站生產(chǎn)目標(biāo)達(dá)成的有效措施，更是達(dá)成國(guó)家可持續(xù)發(fā)展的有效方式。在線管控系統(tǒng)的實(shí)際優(yōu)化中，要將其作用充分發(fā)揮出來(lái)。對(duì)電力企業(yè)現(xiàn)代化電能生產(chǎn)的相關(guān)要求進(jìn)行有效滿足，推動(dòng)個(gè)國(guó)家經(jīng)濟(jì)健康、持續(xù)的發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

[1] 趙加星，潘晴川，劉濤.分析智能控制在火電站鍋爐燃燒系統(tǒng)中的應(yīng)用[J].電子制作，2019（Z1）：145-146+140.

[2] 王然.基于新型測(cè)溫技術(shù)的電站鍋爐燃燒優(yōu)化[J].鍋爐技術(shù)，2020，51（01）：48-52.

[3] 王令存.電廠鍋爐燃燒優(yōu)化控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)[J].光學(xué)精密工程，2004，（2）：33～35.