提高电站锅炉燃烧效率的优化技术

摘 要：燃料在锅炉的炉膛中燃烧释放热能，经过金属壁面传热使锅炉中的水转化成具有一定压力和温度的过热蒸汽，随后把蒸汽送入汽轮机，由汽轮驱动进行发电。燃烧优化技术能够有效提高锅炉燃烧的效率并减少污染。本文重点分析能够提高电站锅炉燃烧效率的优化技术。

关键词：电站锅炉；燃烧；优化技术；提高效率

1、电站锅炉燃烧优化技术发展

我国经济发展逐渐从粗放型转入集约型，对电站锅炉的燃烧不仅要追求经济效益还要实现安全性及环保性。目前，我国电站锅炉燃烧优化技术取得了长足的进步但还存在一些比较严重的问题。为了保证电能的及时供应，燃煤机组及燃煤技术得到迅速的发展，但电站锅炉的自动化水平仍然非常低。20世纪70年代测量技术的改进有效促进煤炭燃烧效率的提高。氧化锆氧量计大大提高了锅炉燃烧后释放的烟气内氧气含量检测的准确性，在我国各个电站得到普遍应用，另外风速监测技术也是诞生在20世纪70年代的优化技术。

我国在20世纪80年代进行了技术改进，平均煤炭消耗大大降低，先进的燃烧优化技术是煤炭消耗降低的重要原因之一。我国在这一时期燃烧优化技术主要表现在对炉膛及燃烧器等的优化设计上。这一时期研究人员重点分析了锅炉燃烧器的运行方式来实现燃烧的优化，主要有燃烧器的运行及锅炉燃烧器的射流存在的偏转问题。

我国在20世纪90年代电站锅炉燃烧技术得到更好地提高，降低了污染，主要是因为浓淡燃烧器引发了煤粉分离形式的稳燃器。这个时期各大火力发电站使用的机组采用了效率比较高的NOx燃烧器，比如带有顶部燃烬风或者是存在偏转式二次风的直流式的燃烧器、PM形式的燃烧器等。这一时期评价煤炭燃烧性质的研究方法及实验设备和测试手段等都取得了非常大的进步。伴随着我国信息技术、电子技术及人工智能技术的进步，我国电站锅炉燃烧优化技术进入了新的发展时期。主要有煤炭燃烧烟气的检测装置、煤粉的浓度检测和煤质成分的检测及锅炉炉膛内火焰检测系统的诞生及优化。

2、电站锅炉燃烧优化主要技术

2.1调整试验的应用

科学的锅炉燃烧优化的调整试验可以找到最合理的风煤比例，在实验中确定锅炉燃烧设备应该设置的运行最佳参数，同时制定合理科学的计算机控制曲线，这样就可以采用这个控制曲线来指导锅炉燃烧的运行与操作。在实验的过程中专业人员要保证大量正交及单因素等的实验，这种调整实验消耗大量的时间与精力，所以这种实验一般就是应用在新机组的试运行及旧机组的燃烧设备及所用燃料的种类和机组的操作方式的改变时。

2.2在燃烧理论的基础上的建模技术的运用

这种方法主要是深入理解燃烧理论并根据这个理论建立模型探讨求解的方法，数值模拟锅炉的燃烧情况，近两年我国这种研究技术取得了非常可喜的成果。但这种方法的计算比较复杂，所需要的时间也比较长，在一些燃烧机理不够明确的情况下无法建立完善及比较正确地锅炉模型。在燃烧过程中进行在线建模和燃烧优化还存在很大的问题，所以说这种方法主要应用在离线分析及高仿真研究上。

2.3燃烧设备的设计与改造

在燃烧理论研究的基础上进行电站锅炉的改造。主要是对燃烧器等实行优化设计和改造。燃烧设备也是影响燃烧效率的重要原因，提高燃烧设备的水平能够保证燃烧效率的提高，这种技术取得了良好的成果，已经进入了比较稳定的阶段。但需要注意的是燃烧器的设计及改造等还会受到煤种及燃烧制粉系统的影响。

2.4在检测技术基础上的燃烧优化研究

利用检测技术实现燃烧优化主要是指能够利用锅炉炉膛内的火焰检测技术、风煤测量技术、媒分析技术及锅炉燃烧排放物实时检测技术等来分析影响锅炉燃烧的相关参数最终实现燃烧优化。运行人员及工作人员通过实时监测烟气的含氧量、燃烧之后煤粉的浓度、媒质非江西及飞灰的含碳量及火线图像等相关参数来调节锅炉的燃烧，最终实现煤炭的高效与经济燃烧。目前，这是应用最为广泛的燃烧优化技术。不过需要注意的是我国电厂安装的相关参数的测量仪的精确性不够高，测量的数值不够准确，这就降低了燃烧优化设备作用的发挥。

2.5火焰检测技术的应用

以往电站主要应用火焰检测技术进行锅炉内燃烧情况的监测，避免因为点火不当或者是长时间在低负荷的状况下发生锅炉炉膛的爆炸。这个技术也是锅炉炉膛安全监测技术的重要组成部分。近年来随着科学技术的发展，国内外的炉膛火焰检测技术都取得了重大的发展成果尤其是火焰图像处理技术更是取得了长足的进步。现在应用比较广泛的火检技术主要是数字式火检技术及图像式火检技术。虽然很多电厂主要把火检技术应用在炉膛的安全监视上但还存在非常多的问题，不过随着研究的深入及科学技术的进一步发展，这类技术必将取得更好的成果，在燃烧优化上将会有更好的前景。

3、电站锅炉燃烧优化技术前景

3.1做好检测技术的改进

电站锅炉燃烧相关参数的检测是燃烧优化技术最基本的内容，目前应用的检测装置及技术存在品质不够高及测量精确性不够等问题，这大大降低了锅炉燃烧的优化。相关企业及研究人员开始改进这种检测技术。软测量技术能够有效解决这类问题。软测量建模主要有基于工艺机理、回归分析法及模式识别的方法。现在使用最为广泛的是人工神经网络。

3.2燃烧器的优化设计及继续燃烧技术的发展

做好煤炭继续燃烧主要是针对我国煤炭质量较差来说的，我国火力发电厂使用的煤炭质量比较差，所以在使用过程中一定要做好煤炭继续燃烧。机组的温燃是满足电力需求的重要措施，要实现机组的温燃主要是发展温燃技术并促进燃烧器的使用。另外做好煤炭洁净也可以很好地促进煤炭的燃烧，主要是烟气净化技术及低污染燃烧。

4、结语

燃烧优化是一个非常复杂的系统性工作，主要的研究理论有燃烧理论、检测技术及控制技术等。虽然这些技术取得了很大的进步，但还存在一些问题，在日后的发展中要结合电站锅炉燃烧的特性改进相关技术。经过总结可以看出，燃烧优化技术可以有效保证锅炉安全低污染地运行并提高煤炭的燃烧效率。

参考文献：

[1]贾润平：《燃煤锅炉运行稳燃措施》[J]中国城市经济，2010（10）

[2]国凤和：《工业锅炉能效定期检验技术研究》[J]科技创新导报，2010（12）

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