電站鍋爐優化運行影響因素分析

楊 松，付大偉，楊 靜，任曉平

長春工程學院能源與動力工程學院，吉林長春 130012

燃料消耗量是電站鍋爐的主要經濟指標之一，影響燃料消耗量的運行參數很多，如主蒸汽溫度、主蒸汽壓力、再熱蒸汽溫度、再熱蒸汽壓力、煙氣含氧量、過量空氣系數、排煙溫度、飛灰含碳量等。在鍋爐的實際運行當中可以通過在線監測、調整這些參數來保證鍋爐的安全和經濟運行。目前參數調整涉及種類廣，技術復雜，本文致力于利用層次分析理論，找到影響運行經濟性的主要指標之間的權重關系，為電廠運行優化提出指導性建議。

1 運行參數分類

電站鍋爐在運行調整過程中根據是否可以直接控制參數的變化，使鍋爐安全經濟運行，把運行參數分為可控參數和不可控參數兩類。

1.1 可控參數

可控參數主要包括以下幾項：主蒸汽溫度，主蒸汽壓力，再熱蒸汽溫度，再熱蒸汽壓力，煤粉細度，過量空氣系數等。這類參數的運行特點是在鍋爐的運行過程中可以直接控制，從而達到鍋爐安全經濟運行的目的。按照參數是否與負荷有關，可控參數又可分為與負荷有關的運行參數和與負荷無關的運行參數。

1.2 不可控參數

不可控參數又稱為被控參數。這類參數包括排煙溫度、煤質、爐渣含碳量、飛灰含碳量、漏風系數、減溫水溫度、給水溫度等。此類參數的特點是不能通過直接控制參數的變化來調整鍋爐燃燒工況，也可分為與負荷有關的不可控參數和與負荷無關的不可控參數。

與負荷有關的不可控參數包括排煙溫度、爐渣含碳量、灰渣含碳量、漏風系數、減溫水量、給水溫度等。由現場的運行經驗可知，漏風量隨著鍋爐負荷的增加而增加，不同負荷下蒸汽參數不同，導致給水溫度也不同。在運行中，可以調節減溫水量以保持蒸汽溫度穩定，減溫水量隨著負荷的增加而增加。

與負荷無關的不可控參數包括煤的成分。對于國內的大多數火電廠，可供選擇的煤種有限，所以電廠運行的其它參數必須由電廠來煤的性質確定。

2 AHP（層次分析法）

AHP 法是系統工程中對非定量事件作定量分析的一種簡便方法，也是對人們主觀判斷做出客觀描述的一種有效方法。AHP 本質上是一種決策思維方式，體現了人們決策思維的基本特征，即分解、判斷、綜合。

用AHP 法作系統分析，首先，要把問題層次化。根據問題的性質和要達到的總目標，將問題分解為不同的組成因素，并按照因素間的相互影響以及隸屬關系將因素按不同層次聚集組合，形成一個多層次的分析結構模型。并最終把系統分析歸結為最底層（供解決的方案、措施等），相對于最高層（總目標層）的相對重要性權值的確定或相對優劣次序的排序問題[3]。

3 基于AHP 法的電站鍋爐優化運行影響因素分析

3.1 利益相關者分類體系構建

針對影響鍋爐燃料消耗量的幾個主要可控參數，假設煤粉細度一定，現在分別從安全性、經濟性、穩定性三個維度，將它們的影響進行定量分析。

3.2 建立判斷矩陣

按照AHP 理論，利用MATLAB 軟件[4]，將在鍋爐運行中所獲數據輸入，詳細計算各要素權重，進行層次單排序。

首先，對準則層各要素進行權重分析，即分析安全性、經濟性、穩定性的權重，獲得數據列入，經計算可知：此時，檢驗通過，具有滿意的一致性。

依據“安全性”準則對方案層各要素進行權重分析，獲得數據列入，經計算可知：此時，檢驗通過，具有滿意的一致性。

依據“經濟性”準則對方案層各要素進行權重分析，獲得數據列入，經計算可知：此時檢驗通過，具有滿意的一致性。

依據“穩定性”準則對方案層各要素進行權重分析，獲得數據列入，經計算可知：此時，檢驗通過，具有滿意的一致性。

在進行完上述層次單排序之后，要進行層次總排序及層次總排序的檢驗。層次總排序，層次總排序如下：

檢驗通過，具有滿意的一致性。

3.3 分析結果

綜合各要素在三種屬性中的權重排序，得到如下最終結果：煙氣含氧量（0.333）＞主蒸汽參數變化（0.189）＞主蒸汽溫度（0.184）＞鍋爐負荷（0.165）＞再熱蒸汽流量（0.128）

所以，在鍋爐運行調整時應先使權重較大的影響因素滿足最佳值或接近最佳值，再調節相對權重較低的影響因素。從而達到鍋爐的優化運行。

4 結論

本文首先對電站鍋爐的主要運行參數進行了分類，將其分為可控參數和不可控參數。針對可控參數利用AHP 法進行分析，把非定量的參數定量化，利用層次分析理論找出各可控參數影響權重的大小。在鍋爐運行調整時應先調節權重較大的影響因素使其達到或接近最佳值，然后再調節相對權重較低的影響因素，從而實現鍋爐運行的優化。利用本文所采取的分析方法，同樣可以拓展到鍋爐運行的其它參數分析中去，具有廣泛的工程推廣價值。

[1]葉江明.電廠鍋爐原理.北京：中國電力出版社，2010.

[2]閻順林，張斌，劉 帥，焦世超.負荷對電站鍋爐運行參數影響特性分析及應達值的確定.2009，6：32-36.

[3]趙煥臣，許樹柏，金生.層次分析原理.北京：科學出版社，1986.

[4]賀超英，王少喻.MATLAB應用與教程.北京：電子工業出版社，2013.