產(chǎn)品詳情
發(fā)電廠鍋爐燃燒調(diào)節(jié)問題及解決路徑思考
【摘要】隨著我國現(xiàn)代化發(fā)展進(jìn)程的逐漸加快，國內(nèi)各行各業(yè)都取得了較大程度的發(fā)展，而這也使得我國的電力需求量不斷提升，給供電部門帶來了巨大的壓力?；鹆Πl(fā)電廠作為我國主要的供電單位，其承擔(dān)著我國大部分地區(qū)的電力供應(yīng)，而在發(fā)電過程中鍋爐是主要設(shè)備之一。本文即是對發(fā)電廠鍋爐燃燒調(diào)節(jié)問題及解決路徑進(jìn)行研究，探討了鍋爐燃燒調(diào)節(jié)的主要內(nèi)容，同時(shí)對目前我國發(fā)電廠鍋爐燃燒優(yōu)化技術(shù)進(jìn)行闡述，以期能為相關(guān)工作提供參考。
發(fā)電廠是一個(gè)地區(qū)的產(chǎn)電和供電地點(diǎn)，其負(fù)責(zé)管轄內(nèi)所有用電用戶的電力供應(yīng)，隨著現(xiàn)代人對于電能需求量的不斷增加，使得發(fā)電廠的壓力越來越大，而作為其中最常見的火電廠，其鍋爐的燃燒效率決定了其產(chǎn)電和供電的效率，必須采用現(xiàn)代科技進(jìn)行優(yōu)化，才能夠不斷滿足日益增長的用電需求。
1發(fā)電廠鍋爐燃燒調(diào)節(jié)的主要內(nèi)容
在現(xiàn)代發(fā)電廠鍋爐運(yùn)行和燃燒過程中，其調(diào)節(jié)工作內(nèi)容主要包括對風(fēng)量的調(diào)節(jié)、對燃料量的調(diào)節(jié)以及對鍋爐爐膛內(nèi)負(fù)壓的調(diào)節(jié)。發(fā)電廠鍋爐燃燒系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)如下囹所示：
爐膛內(nèi)的負(fù)壓是影響鍋爐燃燒安全穩(wěn)定的重要因素，其數(shù)值的變化能反映出爐膛內(nèi)燃燒工況的優(yōu)劣。大多數(shù)鍋爐采用平衡通風(fēng)，其爐膛壓力為負(fù)壓，在運(yùn)行中維持在一定數(shù)值。如果鍋爐爐膛內(nèi)的負(fù)壓較高，可能會引發(fā)爐膛漏風(fēng)情況，使得排煙損失，引風(fēng)機(jī)電耗增加，并可能導(dǎo)致滅火情況；而如果爐膛內(nèi)的負(fù)壓冒正時(shí)，就可能導(dǎo)致煙氣外漏或火焰外漏的情況，對人身設(shè)備造成威脅，并且嚴(yán)重污染周圍的環(huán)境。實(shí)際調(diào)整中，負(fù)壓的穩(wěn)定主要靠調(diào)節(jié)引風(fēng)機(jī)和送風(fēng)機(jī)的風(fēng)量平衡關(guān)系來實(shí)現(xiàn)。
2我國現(xiàn)代應(yīng)用的發(fā)電廠鍋爐燃燒系統(tǒng)優(yōu)化技術(shù)
2.1DCS控制模塊
鍋爐燃燒自動化技術(shù)是現(xiàn)代發(fā)電廠鍋爐燃燒優(yōu)化技術(shù)當(dāng)中應(yīng)用最廣的，其主要就是使燃燒過程中產(chǎn)生的熱能能夠適應(yīng)鍋爐本身的負(fù)荷，保證鍋爐運(yùn)行的安全性和穩(wěn)定性。其調(diào)節(jié)燃燒的系統(tǒng)主要分為燃料控制、送風(fēng)控制和引風(fēng)控制三個(gè)系統(tǒng)，各系統(tǒng)之間協(xié)同運(yùn)行。目前我國應(yīng)用較為廣泛的自動化技術(shù)為DCS控制模塊，其具有邏輯修改功能，能夠根據(jù)燃燒過程中實(shí)際需求調(diào)整部分回路。舉例說明，某地發(fā)電廠的3號鍋爐增加了風(fēng)壓控制回路，可以有效提高鍋爐的運(yùn)行效率，同時(shí)DCS系
在實(shí)際工作當(dāng)中，對發(fā)電廠鍋爐燃燒的調(diào)節(jié)一般都是在外界因素發(fā)生異常變化下開展的，其中最重要的調(diào)節(jié)內(nèi)容就是對風(fēng)量的調(diào)節(jié)。從發(fā)電廠的收益角度出發(fā)，在為鍋爐提供風(fēng)力的過程中，隨著鍋爐工況的變化，必須要及時(shí)對鍋爐內(nèi)燃料和空氣的比例進(jìn)行調(diào)整，這樣才能夠保證燃燒的安全性和穩(wěn)定性，提高燃燒效率，降低經(jīng)濟(jì)損失。而從安全角度出發(fā)，如果鍋爐內(nèi)風(fēng)量過剩則會導(dǎo)致過量空氣系數(shù)增加，導(dǎo)致爐膛溫度降低，壁溫易超限，尾部煙道磨損加劇，進(jìn)而影響設(shè)備的使用壽命和安全性。反之，如果鍋爐內(nèi)的風(fēng)量較小，則不僅會導(dǎo)致煤炭燃燒不夠充分，還會產(chǎn)生還原性氣氛，使灰分的熔點(diǎn)降低，鍋爐結(jié)渣嚴(yán)重，效率降低，并對設(shè)備本身造成傷害。
1.2對鍋爐燃料量的控制
燃料的調(diào)整和風(fēng)量的調(diào)整是相輔相成的，在外界負(fù)荷的變化時(shí)，其總量也隨之變化，最終達(dá)到與外界負(fù)荷相匹配。在調(diào)整中，燃料的性質(zhì)及種類對鍋爐的影響非常重要，對不不同性質(zhì)的燃料，需要不同的調(diào)整方法才能保證燃燒工況的穩(wěn)定。實(shí)際操作過程時(shí)，要了解各種燃料的成分變化及相應(yīng)調(diào)整揩施，保證燃料揮發(fā)分、灰分、水分等大幅變化后能及時(shí)做出針對性調(diào)整，使燃燒安全經(jīng)濟(jì)。
1.3對鍋爐負(fù)壓的調(diào)節(jié)統(tǒng)還可以對風(fēng)量的數(shù)據(jù)進(jìn)行及時(shí)的處理和分析，增加了鍋爐運(yùn)行的穩(wěn)定性，使得發(fā)電廠整體效率得到了極大提升。
2.2常規(guī)優(yōu)化調(diào)整實(shí)驗(yàn)
在實(shí)際工作當(dāng)中會遇到各種突發(fā)問題，而這主要是因?yàn)楦黝惪陀^因素的影響而產(chǎn)生的，因此在對鍋爐燃燒進(jìn)行優(yōu)化時(shí)還應(yīng)該開展常規(guī)優(yōu)化調(diào)整實(shí)驗(yàn)。這一技術(shù)主要是通過不同型號的生物質(zhì)燃燒機(jī)和不同燃燒方法所產(chǎn)生的數(shù)據(jù)和參數(shù)繼續(xù)進(jìn)行分析，并以此作為模擬實(shí)驗(yàn)的參考，根據(jù)機(jī)組的實(shí)際情況和工作人員經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行調(diào)整。例如我國某地發(fā)電廠采用的是上海鍋爐廠生產(chǎn)的420噸級鍋爐，干2000年投放運(yùn)行，每隔3個(gè)月開展以此模擬優(yōu)化調(diào)整實(shí)驗(yàn)，共發(fā)現(xiàn)再熱蒸汽溫度過低、飛灰可燃物含量較高、排煙溫度較高這三類問題，并根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整，穩(wěn)定了鍋爐的運(yùn)行。
3在線監(jiān)測設(shè)備的優(yōu)化
在線監(jiān)測設(shè)備主要是采用實(shí)時(shí)監(jiān)測手段，對鍋爐燃燒過程中的關(guān)鍵性參數(shù)進(jìn)行檢測，包括煤粉的濃度、送風(fēng)的風(fēng)量、煙氣當(dāng)中氧量、飛灰含碳量、爐渣含碳量、煙氣的溫度、煙氣的成分等。這一技術(shù)能夠?qū)﹀仩t燃燒的動態(tài)情況進(jìn)行分析，為操作者提供了準(zhǔn)確和靈活的參考數(shù)據(jù)。麗在現(xiàn)代計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展下，將系統(tǒng)引入到了在線監(jiān)測工作當(dāng)中，這樣就實(shí)現(xiàn)了對鍋爐燃燒的智能監(jiān)控，同時(shí)也實(shí)現(xiàn)了自動化檢測，一旦鍋爐內(nèi)的燃燒情況出現(xiàn)異常，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)就可以進(jìn)行報(bào)，并標(biāo)示出故障發(fā)生位置，為維修工作提供便利。
4閉環(huán)控制系統(tǒng)的優(yōu)化
閉環(huán)控制系統(tǒng)是目前國內(nèi)應(yīng)用的多項(xiàng)目化管理系統(tǒng)，其本身具有模型預(yù)測功能和優(yōu)化搜索功能，將二者結(jié)合在一起就能夠?qū)Σ糠职l(fā)電廠鍋爐燃燒問題進(jìn)行解決，并設(shè)計(jì)出化的改進(jìn)措施其中模型預(yù)測系統(tǒng)可以將抽象的問題轉(zhuǎn)化為具象的數(shù)學(xué)公式來進(jìn)行表達(dá)，對于多種復(fù)雜的過程還可以依靠神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)和概率模糊統(tǒng)計(jì)技術(shù)來進(jìn)行分析。其將鍋爐的燃燒過程當(dāng)做一種“訓(xùn)練”，通過大量訓(xùn)練的累積獲得各有效數(shù)據(jù)，同時(shí)利用在線學(xué)習(xí)系統(tǒng)，對數(shù)據(jù)庫內(nèi)的有效數(shù)據(jù)進(jìn)行調(diào)整引導(dǎo)整個(gè)系統(tǒng)向更加正確的方向進(jìn)行優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)自我完善、自我優(yōu)化的目的。目前，國際上應(yīng)用比較廣泛的閉環(huán)控制優(yōu)化系統(tǒng)是歐美等發(fā)達(dá)研發(fā)的，其中主要包括美國Pegasus公司研發(fā)的NeuSIGHT系統(tǒng)和Power Perfecter TM系統(tǒng)，而英國Powergen公司則研發(fā)了GNOCIS PLUS等軟件。
5風(fēng)量風(fēng)速優(yōu)化調(diào)整技術(shù)
在鍋爐燃燒時(shí)加強(qiáng)優(yōu)化配風(fēng)技術(shù)。其中，在調(diào)整一次風(fēng)量和風(fēng)速時(shí)，根據(jù)不同煤種的情況進(jìn)行調(diào)整，在滿足其著火所需氧量和輸送煤粉的條件下，進(jìn)一步優(yōu)化，減少結(jié)渣及燃燒不完全現(xiàn)象，特別在燃燒劣質(zhì)煤時(shí)，低負(fù)荷維摶較低的一次風(fēng)速有助于燃燒的穩(wěn)定。同時(shí)二次風(fēng)的調(diào)整優(yōu)化可以保證燃燒的完全經(jīng)濟(jì)，其為燃燒提供了充足的氧氣，加強(qiáng)了氣流擾動和高溫?zé)煔獾木砦?，如中間層風(fēng)門關(guān)小，提高二次風(fēng)壓等，并且對煙氣中NOx排放的減少也有著積極的作用。
6結(jié)語
發(fā)電廠鍋爐燃燒的調(diào)節(jié)和優(yōu)化至關(guān)重要，其直接影響著發(fā)電廠的產(chǎn)電和供電效率，同時(shí)也能夠控制發(fā)電過程中各類不安全因素，保證工作人員的安全。
【摘要】隨著我國現(xiàn)代化發(fā)展進(jìn)程的逐漸加快，國內(nèi)各行各業(yè)都取得了較大程度的發(fā)展，而這也使得我國的電力需求量不斷提升，給供電部門帶來了巨大的壓力?；鹆Πl(fā)電廠作為我國主要的供電單位，其承擔(dān)著我國大部分地區(qū)的電力供應(yīng)，而在發(fā)電過程中鍋爐是主要設(shè)備之一。本文即是對發(fā)電廠鍋爐燃燒調(diào)節(jié)問題及解決路徑進(jìn)行研究，探討了鍋爐燃燒調(diào)節(jié)的主要內(nèi)容，同時(shí)對目前我國發(fā)電廠鍋爐燃燒優(yōu)化技術(shù)進(jìn)行闡述，以期能為相關(guān)工作提供參考。
發(fā)電廠是一個(gè)地區(qū)的產(chǎn)電和供電地點(diǎn)，其負(fù)責(zé)管轄內(nèi)所有用電用戶的電力供應(yīng)，隨著現(xiàn)代人對于電能需求量的不斷增加，使得發(fā)電廠的壓力越來越大，而作為其中最常見的火電廠，其鍋爐的燃燒效率決定了其產(chǎn)電和供電的效率，必須采用現(xiàn)代科技進(jìn)行優(yōu)化，才能夠不斷滿足日益增長的用電需求。
1發(fā)電廠鍋爐燃燒調(diào)節(jié)的主要內(nèi)容
在現(xiàn)代發(fā)電廠鍋爐運(yùn)行和燃燒過程中，其調(diào)節(jié)工作內(nèi)容主要包括對風(fēng)量的調(diào)節(jié)、對燃料量的調(diào)節(jié)以及對鍋爐爐膛內(nèi)負(fù)壓的調(diào)節(jié)。發(fā)電廠鍋爐燃燒系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)如下囹所示：
爐膛內(nèi)的負(fù)壓是影響鍋爐燃燒安全穩(wěn)定的重要因素，其數(shù)值的變化能反映出爐膛內(nèi)燃燒工況的優(yōu)劣。大多數(shù)鍋爐采用平衡通風(fēng)，其爐膛壓力為負(fù)壓，在運(yùn)行中維持在一定數(shù)值。如果鍋爐爐膛內(nèi)的負(fù)壓較高，可能會引發(fā)爐膛漏風(fēng)情況，使得排煙損失，引風(fēng)機(jī)電耗增加，并可能導(dǎo)致滅火情況；而如果爐膛內(nèi)的負(fù)壓冒正時(shí)，就可能導(dǎo)致煙氣外漏或火焰外漏的情況，對人身設(shè)備造成威脅，并且嚴(yán)重污染周圍的環(huán)境。實(shí)際調(diào)整中，負(fù)壓的穩(wěn)定主要靠調(diào)節(jié)引風(fēng)機(jī)和送風(fēng)機(jī)的風(fēng)量平衡關(guān)系來實(shí)現(xiàn)。
2我國現(xiàn)代應(yīng)用的發(fā)電廠鍋爐燃燒系統(tǒng)優(yōu)化技術(shù)
2.1DCS控制模塊
鍋爐燃燒自動化技術(shù)是現(xiàn)代發(fā)電廠鍋爐燃燒優(yōu)化技術(shù)當(dāng)中應(yīng)用最廣的，其主要就是使燃燒過程中產(chǎn)生的熱能能夠適應(yīng)鍋爐本身的負(fù)荷，保證鍋爐運(yùn)行的安全性和穩(wěn)定性。其調(diào)節(jié)燃燒的系統(tǒng)主要分為燃料控制、送風(fēng)控制和引風(fēng)控制三個(gè)系統(tǒng)，各系統(tǒng)之間協(xié)同運(yùn)行。目前我國應(yīng)用較為廣泛的自動化技術(shù)為DCS控制模塊，其具有邏輯修改功能，能夠根據(jù)燃燒過程中實(shí)際需求調(diào)整部分回路。舉例說明，某地發(fā)電廠的3號鍋爐增加了風(fēng)壓控制回路，可以有效提高鍋爐的運(yùn)行效率，同時(shí)DCS系
在實(shí)際工作當(dāng)中，對發(fā)電廠鍋爐燃燒的調(diào)節(jié)一般都是在外界因素發(fā)生異常變化下開展的，其中最重要的調(diào)節(jié)內(nèi)容就是對風(fēng)量的調(diào)節(jié)。從發(fā)電廠的收益角度出發(fā)，在為鍋爐提供風(fēng)力的過程中，隨著鍋爐工況的變化，必須要及時(shí)對鍋爐內(nèi)燃料和空氣的比例進(jìn)行調(diào)整，這樣才能夠保證燃燒的安全性和穩(wěn)定性，提高燃燒效率，降低經(jīng)濟(jì)損失。而從安全角度出發(fā)，如果鍋爐內(nèi)風(fēng)量過剩則會導(dǎo)致過量空氣系數(shù)增加，導(dǎo)致爐膛溫度降低，壁溫易超限，尾部煙道磨損加劇，進(jìn)而影響設(shè)備的使用壽命和安全性。反之，如果鍋爐內(nèi)的風(fēng)量較小，則不僅會導(dǎo)致煤炭燃燒不夠充分，還會產(chǎn)生還原性氣氛，使灰分的熔點(diǎn)降低，鍋爐結(jié)渣嚴(yán)重，效率降低，并對設(shè)備本身造成傷害。
1.2對鍋爐燃料量的控制
燃料的調(diào)整和風(fēng)量的調(diào)整是相輔相成的，在外界負(fù)荷的變化時(shí)，其總量也隨之變化，最終達(dá)到與外界負(fù)荷相匹配。在調(diào)整中，燃料的性質(zhì)及種類對鍋爐的影響非常重要，對不不同性質(zhì)的燃料，需要不同的調(diào)整方法才能保證燃燒工況的穩(wěn)定。實(shí)際操作過程時(shí)，要了解各種燃料的成分變化及相應(yīng)調(diào)整揩施，保證燃料揮發(fā)分、灰分、水分等大幅變化后能及時(shí)做出針對性調(diào)整，使燃燒安全經(jīng)濟(jì)。
1.3對鍋爐負(fù)壓的調(diào)節(jié)統(tǒng)還可以對風(fēng)量的數(shù)據(jù)進(jìn)行及時(shí)的處理和分析，增加了鍋爐運(yùn)行的穩(wěn)定性，使得發(fā)電廠整體效率得到了極大提升。
2.2常規(guī)優(yōu)化調(diào)整實(shí)驗(yàn)
在實(shí)際工作當(dāng)中會遇到各種突發(fā)問題，而這主要是因?yàn)楦黝惪陀^因素的影響而產(chǎn)生的，因此在對鍋爐燃燒進(jìn)行優(yōu)化時(shí)還應(yīng)該開展常規(guī)優(yōu)化調(diào)整實(shí)驗(yàn)。這一技術(shù)主要是通過不同型號的生物質(zhì)燃燒機(jī)和不同燃燒方法所產(chǎn)生的數(shù)據(jù)和參數(shù)繼續(xù)進(jìn)行分析，并以此作為模擬實(shí)驗(yàn)的參考，根據(jù)機(jī)組的實(shí)際情況和工作人員經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行調(diào)整。例如我國某地發(fā)電廠采用的是上海鍋爐廠生產(chǎn)的420噸級鍋爐，干2000年投放運(yùn)行，每隔3個(gè)月開展以此模擬優(yōu)化調(diào)整實(shí)驗(yàn)，共發(fā)現(xiàn)再熱蒸汽溫度過低、飛灰可燃物含量較高、排煙溫度較高這三類問題，并根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整，穩(wěn)定了鍋爐的運(yùn)行。
3在線監(jiān)測設(shè)備的優(yōu)化
在線監(jiān)測設(shè)備主要是采用實(shí)時(shí)監(jiān)測手段，對鍋爐燃燒過程中的關(guān)鍵性參數(shù)進(jìn)行檢測，包括煤粉的濃度、送風(fēng)的風(fēng)量、煙氣當(dāng)中氧量、飛灰含碳量、爐渣含碳量、煙氣的溫度、煙氣的成分等。這一技術(shù)能夠?qū)﹀仩t燃燒的動態(tài)情況進(jìn)行分析，為操作者提供了準(zhǔn)確和靈活的參考數(shù)據(jù)。麗在現(xiàn)代計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展下，將系統(tǒng)引入到了在線監(jiān)測工作當(dāng)中，這樣就實(shí)現(xiàn)了對鍋爐燃燒的智能監(jiān)控，同時(shí)也實(shí)現(xiàn)了自動化檢測，一旦鍋爐內(nèi)的燃燒情況出現(xiàn)異常，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)就可以進(jìn)行報(bào)，并標(biāo)示出故障發(fā)生位置，為維修工作提供便利。
4閉環(huán)控制系統(tǒng)的優(yōu)化
閉環(huán)控制系統(tǒng)是目前國內(nèi)應(yīng)用的多項(xiàng)目化管理系統(tǒng)，其本身具有模型預(yù)測功能和優(yōu)化搜索功能，將二者結(jié)合在一起就能夠?qū)Σ糠职l(fā)電廠鍋爐燃燒問題進(jìn)行解決，并設(shè)計(jì)出化的改進(jìn)措施其中模型預(yù)測系統(tǒng)可以將抽象的問題轉(zhuǎn)化為具象的數(shù)學(xué)公式來進(jìn)行表達(dá)，對于多種復(fù)雜的過程還可以依靠神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)和概率模糊統(tǒng)計(jì)技術(shù)來進(jìn)行分析。其將鍋爐的燃燒過程當(dāng)做一種“訓(xùn)練”，通過大量訓(xùn)練的累積獲得各有效數(shù)據(jù)，同時(shí)利用在線學(xué)習(xí)系統(tǒng)，對數(shù)據(jù)庫內(nèi)的有效數(shù)據(jù)進(jìn)行調(diào)整引導(dǎo)整個(gè)系統(tǒng)向更加正確的方向進(jìn)行優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)自我完善、自我優(yōu)化的目的。目前，國際上應(yīng)用比較廣泛的閉環(huán)控制優(yōu)化系統(tǒng)是歐美等發(fā)達(dá)研發(fā)的，其中主要包括美國Pegasus公司研發(fā)的NeuSIGHT系統(tǒng)和Power Perfecter TM系統(tǒng)，而英國Powergen公司則研發(fā)了GNOCIS PLUS等軟件。
5風(fēng)量風(fēng)速優(yōu)化調(diào)整技術(shù)
在鍋爐燃燒時(shí)加強(qiáng)優(yōu)化配風(fēng)技術(shù)。其中，在調(diào)整一次風(fēng)量和風(fēng)速時(shí)，根據(jù)不同煤種的情況進(jìn)行調(diào)整，在滿足其著火所需氧量和輸送煤粉的條件下，進(jìn)一步優(yōu)化，減少結(jié)渣及燃燒不完全現(xiàn)象，特別在燃燒劣質(zhì)煤時(shí)，低負(fù)荷維摶較低的一次風(fēng)速有助于燃燒的穩(wěn)定。同時(shí)二次風(fēng)的調(diào)整優(yōu)化可以保證燃燒的完全經(jīng)濟(jì)，其為燃燒提供了充足的氧氣，加強(qiáng)了氣流擾動和高溫?zé)煔獾木砦?，如中間層風(fēng)門關(guān)小，提高二次風(fēng)壓等，并且對煙氣中NOx排放的減少也有著積極的作用。
6結(jié)語
發(fā)電廠鍋爐燃燒的調(diào)節(jié)和優(yōu)化至關(guān)重要，其直接影響著發(fā)電廠的產(chǎn)電和供電效率，同時(shí)也能夠控制發(fā)電過程中各類不安全因素，保證工作人員的安全。
