電力鍋爐燃燒優化策略探討

王欣

（國網吉林省電力有限公司電力科學研究院，吉林 長春 130021）

鍋爐是電廠中的重要設備，火電鍋爐在電廠運行中的損耗占比達到1/5，鍋爐燃燒的效率關系著電廠的市場競爭力及國家能源安全。隨著技術的不斷發展，電力鍋爐的設計及使用水平也在不斷進步，電力鍋爐燃燒效率作為評價鍋爐性能的重要指標，探討優化電力鍋爐燃燒策略具有重要的經濟價值及工程價值。因此，本課題主要對電力鍋爐燃燒優化策略進行探討。

隨著國家環境的重視程度逐漸加大，電力鍋爐燃燒效率也逐漸受到人們的關注，它對環境產生直接的影響，電力鍋爐燃燒效率已成為制約發電廠快速發展的重要因素，針對電力鍋爐燃燒優化策略的研究已成了重要的研究課題。所以，需要對影響電力鍋爐燃燒效率的因素進行分析，探尋出科學的策略，促進電力鍋爐燃燒方法的順利開展。

電力鍋爐燃燒效率受多種因素的影響，需要我們對電力鍋爐燃燒策略不斷進行研究。本文從電力鍋爐燃燒效率的意義、電力鍋爐燃燒的現狀入手，探索出合理的燃燒優化策略，以提高電力鍋爐燃燒的效果，改善鍋爐的燃燒性能，降低電力鍋爐燃燒對于環境的污染，促進火力發電行業健康、持續、快速的發展。因此，本研究具有重要的意義。

1 電力鍋爐

目前，火力發電廠進行發電過程中，煤炭依然是主要的原材料，煤炭在電力鍋爐燃燒的中排放出大量的一氧化碳、二氧化碳、二氧化硫及其他有害氣體，給生態環境造成了嚴重的污染，導致大氣的質量變差，嚴重影響了人類的生存環境。另外，電力鍋爐燃燒性能嚴重影響了火電廠的發電效率，對電廠的市場競爭力帶來一定的影響，關系著電廠的生存與發展。

隨著綠色生態發展理念的推出、鍋爐燃燒工藝的創新，降低發電廠電力鍋爐燃燒過程中的污染物排放量成了必然趨勢，電力鍋爐燃燒的優化是火電廠持續發展的重要手段。電力鍋爐燃燒的效率關系著我國能源的利用率及能源的可持續發展，它是一個復雜的給定量時變非線性系統，受到環境、工人及煤炭品質等多種因素的影響。

隨著自動控制技術的快速發展，為電力鍋爐燃燒優化策略提供了新的方法。

2 電力鍋爐燃燒現狀

2.1 鍋爐燃燒控制研究情況

隨著電力的不斷發展，國家電力行業也逐漸進入智能電網的時代，可以實現電廠發電的智能化控制，出現了一批無人值守的變電站、配電站、輸電站及發電站，電力自動化程度的提高也對發電廠電力鍋爐提出了新的要求。隨著自動控制技術在電力鍋爐中的應用，我國電力鍋爐的燃燒效率取得了較大的進步，我國電力鍋爐熱效率接近80%，當電網處在削峰填谷階段時，發電廠電力鍋爐工作在非額定功率，鍋爐的參數偏離最優狀態，造成燃燒效率下降，污染氣體的排放量增加。隨著自動控制技術的發展，通過將鍋爐工作過程中的參數、圖形、狀態、氣體情況等進行實時分析，利用網絡、智能化控制、信息化傳輸及最優控制實現鍋爐工作狀態的穩定，提高鍋爐燃燒效率。

2.2 電力鍋爐燃燒控制存在的問題

電力鍋爐進行控制過程中，涉及的參數測量設備存在一定的誤差、通信延遲、誤碼等情況，含碳量、排氣溫度及排氣成分占比等關鍵參數偏差較大，且這些參數之間相互影響，導致時變調節準確度下降，讓鍋爐燃燒的效率降低。目前，很多電廠采用的控制技術是PID 控制，其具有原理簡單、速度快等優點，針對簡單的被控系統效果明顯，但電力鍋爐燃燒屬于多變的復雜系統，包含大量的非線性、滯后性及延遲性器件，難以精準搭建數學模型，在出現擾動或給定量變化的情況下，可能導致控制策略失效。

2.3 電力鍋爐燃燒優化管理情況

目前，鍋爐燃燒優化技術方案及規范中還不完善，讓鍋爐改進優化的效果大打折扣。現狀很多鍋爐燃燒的優化手段僅是對其燃燒的部分特性來說的，存在考慮因素不全，難以在在鍋爐長期工作中體現出效果，沒有解決鍋爐燃燒效率低、污染物排放量大的問題；很多鍋爐燃燒優化的方案只是特定的條件或試驗中才有效，但電廠鍋爐工作受到環境、煤炭品質、操作人員狀態及設備情況等多種因素的影響，且這些因素還處于不斷變化的過程中，優化方案的適用性差。因此，研究人員要對電力鍋爐充分認識才能設計出科學的優化方案，提高鍋爐燃燒的質量。

3 電力鍋爐燃燒優化策略

隨著經濟的快速增長，我國的工業化的逐漸加快，社會對電力的需求也越來越大，可發電行業會帶來重大污染，不僅破壞臭氧層，也會形成酸雨等危害，對我國經濟的可持續發展產生嚴重影響。火電燃煤鍋爐燃燒優化技術提高鍋爐燃燒效率、降低排放的有效措施。

3.1 利用檢測技術優化鍋爐燃燒水平

現代檢測技術可對鍋爐的各項參數進行監控，包括燃后煤粉濃度、氧氣量、排氣飛灰量及排氣成分占比等，為鍋爐燃燒的控制提供依據，對燃燒過程中存在的隱患及時解決，實現電廠節能減排的目標。隨著火焰檢測技術的不斷進步，可將火焰檢測技術應用到鍋爐燃燒方面，降低電力鍋爐燃燒的事故概率，保障電力鍋爐的安全性，提高鍋爐燃燒的經濟性。

3.2 依據先進燃燒理論進行鍋爐建模

電力鍋爐燃燒優化方案的設計，需要利用鍋爐燃燒理論進行鍋爐建模，并通過此模型研究燃燒優化的措施，實現電力鍋爐的燃燒優化設計，提升煤炭的燃燒效率，將鍋爐燃燒排放的氣體污染物降到最低。此方法的應用，需要設計員在大力的離線分析及仿真基礎上進行，將模擬理論與鍋爐燃燒理論充分結合，為電力鍋爐燃燒優化提供技術資料。另外，研究人員要使參數設定與電廠實際情況相符合，以制定較好的技術方案。

3.3 采用現代控制技術

現代科技的進步為鍋爐燃燒優化提供了技術、網絡信息、設備支持，大大提高了電力鍋爐的自動化、智能化、網絡化及信息化水平，通過現代科學技術可以大大改善電力鍋爐燃燒情況。先進的監控設備可實時對鍋爐燃燒相關設備的工作情況、運行參數、環境情況等進行監控，為技術人員優化鍋爐燃燒提供控制依據；通過計算機及DCS 控制系統可以將電力鍋爐的參數設置、檢修狀況及運行狀態等相關信息收集起來，提高鍋爐工作的效率和質量；先進的發電機組控制技術為其運行的可靠性、安全性及運行的高效性提供技術保障，利用先進的控制、管理決策以降低電力鍋爐污染氣體的排放量，優化鍋爐燃燒的效果。

4 結語

隨著國家環境的重視程度逐漸加大，電力鍋爐作為電廠的重要設備，其性能情況也逐漸受到人們的關注，其燃燒效率已成為制約發電廠快速發展的重要因素。隨著技術的不斷發展，電力鍋爐的設計及使用水平也在不斷提高，電力鍋爐燃燒效率作為評價鍋爐性能的重要指標，探討電力鍋爐燃燒策略具有重要的經濟、工程價值。本課題主要對電力鍋爐燃燒優化策略進行分析。本文從電力鍋爐燃燒效率的意義、電力鍋爐燃燒的現狀入手，探索出合理的燃燒優化策略，以提高電力鍋爐燃燒的效果，改善電力鍋爐的燃燒性能，促進火力發電行業健康、持續、快速的發展，為發電廠鍋爐相關研究人員提供詳細的參考資料。因此，本研究具有重要的意義。