工业燃气锅炉燃烧优化与污染物排放控制技术研究

孙棕榈

安徽安利材料科技股份有限公司 安徽省合肥市 230000

摘要：工业生产中，锅炉行业不可缺少，但是耗能大、破坏生态环境的基本特点，更加需要不断优化锅炉排污问题，具有更好的节能、环保效果，维护社会经济的良好发展。本文主要分析了燃气锅炉燃烧控制系统的工作原理、控制目标和燃气锅炉燃烧优化技术、控制锅炉污染物排放的具体措施三部分，希望能够为工业燃气锅炉燃烧优化技术和污染物排放控制技术的创新完善有所助益。

关键词：工业燃气锅炉；燃烧优化技术；污染物排放控制技术

工业锅炉在生产过程中危险系数高、能源消耗量大，属于工业发展中的基础性硬件设施。随着国家对低碳经济、绿色经济的日益重视，燃气锅炉技术的应用受到很大支持，使能源使用量和节能环保效果方面有了较好的改善，值得进一步研究和推广。

1燃气锅炉燃烧控制系统的原理和目标

1.1工作原理

    燃烧控制系统属于燃气锅炉的核心系统，支撑燃气锅炉的运行，对出水温度、信息采集、管道压力、鼓风机运转等进行控制，并且因系统功能和性能上的不同，决定了控制过程中的差异性。具体来说，控制鼓风机的过程中，算法技术的运用十分必要，以便于鼓风机运转频率的及时调整；信息采集控制过程中，数据的采集、读取和LCD显示都必须预先完成设备安装。而设备运转中的参数设定，必须以系统压力的变化为基础，对比例阀、传感器、压力开关等部件灵活采取手动或自动控制方式，全面增强实际控制能力。

1.2控制目标

一是燃烧效率提高。锅炉系统的燃烧效率一般会因空燃比而发生变化，直接影响到供热效果。而燃烧控制系统的设计，大大提升了空燃比控制的精准度，改善了锅炉的燃烧效率，符合节能环保要求。

二是锅炉稳定性改善。锅炉运行过程中，外部环境变化会引起运行负荷的改变，进而对供热效率和资源浪费量产生直接影响，不利于锅炉系统保持原有的稳定性。而依靠燃烧控制系统控制各个运行环节，是较好地应对方式。

三是锅炉安全性提升。天然气燃烧过程中，安全隐患很大，必须通过燃烧系统来提高锅炉运行中的安全性，必须首先将警报装置和启动装置等完善化。

2燃气锅炉燃烧优化技术

2.1利用先进的检测技术

    锅炉燃烧优化，需要借助于先进检测技术，对NOx浓度、飞灰含碳量、烟气含氧量、炉膛火焰温度等参数实时在线监测，在分析处理后，为运行人员提供指导，以便于及时调整，提高燃烧效率，降低对外排放量。火电技术研究者现阶段常以煤质分析或风煤、炉膛火焰检测方式来优化锅炉燃烧。具体来说，火焰检测技术的适用范围较广；炉膛火焰检测是锅炉内各区域温度检测的重要方式，方便确定火焰中心位置、确定煤粉燃烧状态，有利于污染物排放的有效控制。火力发电技术人员的研究方向多年来也倾向于炉内温度检测、温度场重建。红外热像技术可以在炉膛水冷壁亮点监测方面发挥作用，为冷壁结焦的判断提供参考，以便于煤粉燃烧状态的调整；在红外辐射测温原理指导下，温度场重建一次设计了无接触式炉内二维技术、应用上位机展示系统，使火焰中心位置直观反映出来，加强了火焰的控制力，避免发生偏移，并且在锅炉SCR、SNCR脱销技术应用中提供准确的分区温度，更好地控制了炉膛燃烧中的NOx排放量。

2.2利用智能控制算法

    锅炉智能燃烧优化，主要依托于先进监测装置，通过对锅炉运行参数的实时分析处理、AI控制优化算法指导参数调整的方式，维护锅炉运行参数的状态，使其处于最佳水平；是以DCH控制系统为基础，在不改造锅炉的条件下，成本投资、安全风险等优势明显。智能燃烧优化控制系统结构决定了其具体有两种优化方式，即开环操作指导、闭环监控。开环方式采取了向运行人员提供调节值、运行人员准确手动调节DCS系统的方式；而闭环方式是直接上传调节值于DCS系统、自动调节被控量的方式。

3控制锅炉污染物排放的具体措施

3.1优化炉拱

    炉拱以提高炉膛内气流混合度为前提，满足合理传热、燃烧的基本要求，大氛围前拱、中拱、后拱三部分。前拱具有传递火床燃烧产生的辐射热至火区的基本功能，敞开度充分、控制合理；后拱对于覆盖率的要求较高，以保障烟气流速。锅炉设计要控制前后拱处于适当距离，以燃料特性决定调整方式，进而提高燃料的燃烧效率、降低资源消耗，缩减排放量。

3.2正确选择新型袋式除尘设备

    旋风、离心式水膜、冲击式几类除尘器，是国内锅炉常用的除尘设备类型。设备的环保性一般不符合环保理念的客观标准，需要在不断地改革创新中，扩大新产品的应用范围，提高环保节能效果。低压脉冲喷吹长袋除尘器，是现今环保效果较高的新型除尘设备，具有效率高、寿命长、可靠性强、阻力小、装拆方便等明显优势，能够对排烟内烟尘含量起到良好的控制作用，确保烟尘量处于规定标准以内。

3.3加强锅炉运行人员的培训

    锅炉运行人员的专业技能水平低、知识理论薄弱、操作流程不熟练，都不利于节能环保标准的落实。这就需要加强锅炉运行人员的专业培训，以节能环保形势、法律法规政策的全面了解为前提，熟练掌握锅炉的各个操作环节，以更好的调节锅炉燃烧状态，确保燃料和空气充分接触后燃烧，严格遵循规范化操作标准，使排烟温度、二氧化碳等含量参数处于最佳状态。

3.4控制系统改造

信息技术、网络技术逐渐深入到各行各业，与锅炉控制系统结合后，改造控制系统具备更高的自动化、智能化水平，以锅炉负荷决定是否调整，确保锅炉处于良好的运行状态。供暖锅炉要求室温充足，以户外温度变化确定调节方式，确保锅炉运行的节能环保效果，使日常生产消耗限定在20%左右。

3.5排污热量的回收利用

    锅炉排污率保持在锅炉容量中占到3%-10%，为了有效回收这部分的排水热量，锅炉房的定期排污设置、排污碰撞器安装都是必要的处理方式。锅炉降压形成汽水，需要分开后再利用。大气式热力除氧器在通入蒸汽后，可以起到给水除氧的良好作用，以换热器降温方式进行污水热量的再使用，之后安全排入地沟。

3.6锅炉排污的注意事项

3.6.1锅炉水位稍高、低负荷、高气压状态更适宜排污

炉的水循环会在低负荷状态下速度缓慢，锅筒、集液箱底都是污垢的聚集地；排污水速会在高气压状态下偏高，排污更为通畅。锅炉的排污水位一般需要保持在60%左右的液位，由专人负责排污操作，以水位变化的实时监控来避免缺水问题。

3.6.2排污阀开启要短促、有间隔

排污阀的快速开关会不同程度地扰动渣垢在多次重复后迅速汇聚沉淀物于排污口、集中排出。排污时间要限定在30m以内，过长的排污时间可降低炉水中的污垢浓度，影响到排污效果，是浪费热能、水循环能力下降，甚至爆管运行出现故障的直接因素。

3.6.3观察定排扩容器出汽口

    排污管结束排污后，触摸确定温度、观察定排扩容器出汽口和排污阀开关状态，是必要的防控措施。在阀芯处发生杂物卡泄漏问题时，再次快速地开启、关闭可以有效缓解，同时关注由此引起的阀芯磨损关闭受阻问题，实时监控十分必要，以便于后期的修理、更换。注意完整记录各项信息，方便查阅和使用。

结束语

锅炉行业是支撑工业现代化进程的重要行业，但是日常生产存在能耗量大、环境污染严重等问题，与国家广泛提倡的绿色节能理念相违背。所以，锅炉生产要更加注重先进技术的合理应用，全面提升锅炉运行人员素质，保障锅炉排污状况的合理性，符合节能环保标准的具体要求。

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