提高電站鍋爐燃燒效率的優化技術

呂林英

摘 要：燃料在鍋爐的爐膛中燃燒釋放熱能，經過金屬壁面傳熱使鍋爐中的水轉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，由汽輪驅動進行發電。燃燒優化技術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化技術。

關鍵詞：電站鍋爐；燃燒；優化技術；提高效率

1、電站鍋爐燃燒優化技術發展

我國經濟發展逐漸從粗放型轉入集約型，對電站鍋爐的燃燒不僅要追求經濟效益還要實現安全性及環保性。目前，我國電站鍋爐燃燒優化技術取得了長足的進步但還存在一些比較嚴重的問題。為了保證電能的及時供應，燃煤機組及燃煤技術得到迅速的發展，但電站鍋爐的自動化水平仍然非常低。20世紀70年代測量技術的改進有效促進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氧氣含量檢測的準確性，在我國各個電站得到普遍應用，另外風速監測技術也是誕生在20世紀70年代的優化技術。

我國在20世紀80年代進行了技術改進，平均煤炭消耗大大降低，先進的燃燒優化技術是煤炭消耗降低的重要原因之一。我國在這一時期燃燒優化技術主要表現在對爐膛及燃燒器等的優化設計上。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燃燒的優化，主要有燃燒器的運行及鍋爐燃燒器的射流存在的偏轉問題。

我國在20世紀90年代電站鍋爐燃燒技術得到更好地提高，降低了污染，主要是因為濃淡燃燒器引發了煤粉分離形式的穩燃器。這個時期各大火力發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或者是存在偏轉式二次風的直流式的燃燒器、PM形式的燃燒器等。這一時期評價煤炭燃燒性質的研究方法及實驗設備和測試手段等都取得了非常大的進步。伴隨著我國信息技術、電子技術及人工智能技術的進步，我國電站鍋爐燃燒優化技術進入了新的發展時期。主要有煤炭燃燒煙氣的檢測裝置、煤粉的濃度檢測和煤質成分的檢測及鍋爐爐膛內火焰檢測系統的誕生及優化。

2、電站鍋爐燃燒優化主要技術

2.1調整試驗的應用

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

2.2在燃燒理論的基礎上的建模技術的運用

這種方法主要是深入理解燃燒理論并根據這個理論建立模型探討求解的方法，數值模擬鍋爐的燃燒情況，近兩年我國這種研究技術取得了非常可喜的成果。但這種方法的計算比較復雜，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。在燃燒過程中進行在線建模和燃燒優化還存在很大的問題，所以說這種方法主要應用在離線分析及高仿真研究上。

2.3燃燒設備的設計與改造

在燃燒理論研究的基礎上進行電站鍋爐的改造。主要是對燃燒器等實行優化設計和改造。燃燒設備也是影響燃燒效率的重要原因，提高燃燒設備的水平能夠保證燃燒效率的提高，這種技術取得了良好的成果，已經進入了比較穩定的階段。但需要注意的是燃燒器的設計及改造等還會受到煤種及燃燒制粉系統的影響。

2.4在檢測技術基礎上的燃燒優化研究

利用檢測技術實現燃燒優化主要是指能夠利用鍋爐爐膛內的火焰檢測技術、風煤測量技術、媒分析技術及鍋爐燃燒排放物實時檢測技術等來分析影響鍋爐燃燒的相關參數最終實現燃燒優化。運行人員及工作人員通過實時監測煙氣的含氧量、燃燒之后煤粉的濃度、媒質非江西及飛灰的含碳量及火線圖像等相關參數來調節鍋爐的燃燒，最終實現煤炭的高效與經濟燃燒。目前，這是應用最為廣泛的燃燒優化技術。不過需要注意的是我國電廠安裝的相關參數的測量儀的精確性不夠高，測量的數值不夠準確，這就降低了燃燒優化設備作用的發揮。

2.5火焰檢測技術的應用

以往電站主要應用火焰檢測技術進行鍋爐內燃燒情況的監測，避免因為點火不當或者是長時間在低負荷的狀況下發生鍋爐爐膛的爆炸。這個技術也是鍋爐爐膛安全監測技術的重要組成部分。近年來隨著科學技術的發展，國內外的爐膛火焰檢測技術都取得了重大的發展成果尤其是火焰圖像處理技術更是取得了長足的進步。現在應用比較廣泛的火檢技術主要是數字式火檢技術及圖像式火檢技術。雖然很多電廠主要把火檢技術應用在爐膛的安全監視上但還存在非常多的問題，不過隨著研究的深入及科學技術的進一步發展，這類技術必將取得更好的成果，在燃燒優化上將會有更好的前景。

3、電站鍋爐燃燒優化技術前景

3.1做好檢測技術的改進

電站鍋爐燃燒相關參數的檢測是燃燒優化技術最基本的內容，目前應用的檢測裝置及技術存在品質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化。相關企業及研究人員開始改進這種檢測技術。軟測量技術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。現在使用最為廣泛的是人工神經網絡。

3.2燃燒器的優化設計及繼續燃燒技術的發展

做好煤炭繼續燃燒主要是針對我國煤炭質量較差來說的，我國火力發電廠使用的煤炭質量比較差，所以在使用過程中一定要做好煤炭繼續燃燒。機組的溫燃是滿足電力需求的重要措施，要實現機組的溫燃主要是發展溫燃技術并促進燃燒器的使用。另外做好煤炭潔凈也可以很好地促進煤炭的燃燒，主要是煙氣凈化技術及低污染燃燒。

4、結語

燃燒優化是一個非常復雜的系統性工作，主要的研究理論有燃燒理論、檢測技術及控制技術等。雖然這些技術取得了很大的進步，但還存在一些問題，在日后的發展中要結合電站鍋爐燃燒的特性改進相關技術。經過總結可以看出，燃燒優化技術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：

[1]賈潤平：《燃煤鍋爐運行穩燃措施》[J]中國城市經濟，2010（10）

[2]國鳳和：《工業鍋爐能效定期檢驗技術研究》[J]科技創新導報，2010（12）