火电厂锅炉燃烧优化技术探讨

杜二鹏

杭州临江环境能源有限公司   浙江省杭州市   311200

摘要：火电厂是我国电力系统的重要组成部分，锅炉燃烧优化技术是提高火电厂经济效益和环保水平的关键。燃烧优化技术能够提高燃料的燃烧效率，降低污染物排放，减少能源消耗，对火电厂的可持续发展具有重要意义。发电厂锅炉作为火力发电厂的重要核心关键部件，若燃烧状况不佳，会造成耗煤量较高，发电效率低，污染物排放严重，对经济和环境造成严重影响。因此，对锅炉燃烧状态进行优化是十分必要的。

关键词：火电厂锅炉；燃烧优化技术

引言

火力发电厂正在追求企业的升级转型，力求在能源生产和使用上实现绿色与低碳。伴随钢铁产量的增加，高炉、转炉和焦炉产生的煤气超出轧钢用的需求，形成煤气富余。这些富余煤气可通过燃烧发电，此举不仅降低了传统能源排放，还能提升能源的整体效率，同时还能有效降低生产成本，增强能源转换的效率。

1.火电厂锅炉燃烧优化技术的定义

火电厂的燃烧优化技术是一门综合性的技术，它不仅包括燃烧器的改进设计，还包括燃烧控制的实时调整，燃烧状态的监测与问题诊断，排放控制的严格实施以及能源回收技术的应用等多个方面。燃烧器的改进设计是为了提高燃烧效率，使燃料得到更充分的燃烧，从而提高发电效率。燃烧控制的实时调整是为了使燃烧过程始终处于最佳状态，以提高燃烧效率，降低污染物的排放。燃烧状态的监测与问题诊断是为了及时发现和解决燃烧过程中出现的问题，以保证燃烧过程的稳定和高效。排放控制的严格实施是为了确保污染物排放达到国家标准，保护环境。能源回收技术的应用是为了将燃烧过程中产生的热能转化为电能，提高能源的利用效率。通过对燃烧过程的精确调控，不仅可以提高发电效率，降低能源消耗，还可以减少污染物的排放，提高环保水平。通过这些方法的综合运用，火电厂能够更高效地利用燃料，减少对环境的影响，并符合国家节能减排的发展目标[1]。

2.火电厂锅炉燃烧运行中存在的问题

2.1设备技术存在的问题

锅炉的燃烧效率受到诸多因素的影响，其中主要的因素包括燃料的品质、送风量、空气分配以及炉内温度等。在这些因素中，燃料和送风量对燃烧效率起着决定性的作用。高质量的燃料、充足的送风量和较高的炉膛温度有助于提高锅炉的燃烧效率。但是，如果在实际的运行过程中，燃料和风量不能有效地进行控制，则会对锅炉的燃烧效率造成较大的影响。因此，在实际的运行过程中，一定要采取有效的措施控制燃料和风量。

2.2电厂锅炉运行市场竞争方面存在的问题

市场竞争犹如一把锋利的工具，既有助于促进电厂锅炉运行管理技术的革新，又能激励管理人员提升操作水平。同时，在激烈的市场竞争中也会产生一些消极的影响。在市场竞争中，有些电厂锅炉运行管理人员的素质不高、缺乏必要的经验，不能适应新形势下发电企业生产管理和节能降耗工作的要求。他们把精力主要放在如何获得更多的煤、油、气资源上，而忽视了对用户需求变化、政策法规变化和市场竞争状况等方面情况的分析，对竞争对手情况知之甚少，对用户需求变化趋势把握不准，难以制定出行之有效的策略。

2.3电厂锅炉运行管理方面存在的问题

在某些电厂中，锅炉运行人员的思想观念尚停留在过去，未能紧跟时代步伐，掌握先进的设备技术和管理理念。这导致在日常工作中，他们难以有效地利用现代化管理工具对锅炉设备进行实时监控，有时甚至无法及时发现并解决设备故障，从而影响了锅炉的稳定运行。此外，电厂锅炉运行人员对锅炉设备的性能和功能理解不够全面，未能将安全和经济运行的理念深入融入到生产过程中。这不仅限制了锅炉运行效率的提升，还可能增加安全风险，对电厂的经济效益和声誉造成不利影响[2]。

3.火电厂锅炉燃烧优化技术

3.1采用现代控制技术

随着科技的飞速发展，信息技术、网络数据及技术支持为锅炉技术的升级提供了强大的驱动力。这些进展极大地促进了废热火力发电厂锅炉在自动化、智能化、网络化和信息化方面的全面提升，从而显著提高了锅炉的运行效率和效能。通过应用现代信息技术，废热火力发电厂的锅炉管理和监控水平得到了前所未有的增强。利用新型的监测装置，可及时地对与锅炉燃烧有关装置的运行状态、工作参数、环境状态等实施监测，为技术人员进一步改善锅炉燃烧情况奠定了基础；利用现代计算机技术以及DCS管理系统，能够把废热火力发电厂锅炉的参数设置、检修情况和工作状况等有关数据汇集在一起，从而大大提高了废热火力发电厂锅炉运行的工作效率和服务质量；

3.2炉膛压力

确保锅炉煤仓水压的稳定是维护整体安全运营的关键。目前，众多废热火力发电厂在控制煤仓水压时，普遍采取调节送风量的方法，通过调整送风量输入来降低煤仓内部的干扰，有效减少振荡现象的出现。但是，这样的控制方法相对片面，不适应现代大中型火电厂的发展需要。所以应运用模糊控制的方法，对模糊控制方法的充分利用，掌握和统计引风流量的真实情况，得到的相应的控制流量相关数据。

3.3依据先进燃烧理论进行锅炉建模

为了优化废热火力发电机锅炉燃煤的策略，一种常见的方法是通过建立锅炉燃烧模型进行仿真实验。这种模型可以详细地描述燃烧过程中的各种物理和化学反应，帮助设计员深入了解燃烧效率和污染物排放的情况。基于这些模拟结果，设计员可以对锅炉的结构和操作条件进行优化，以提高燃烧效率，减少污染物的排放。然而，这种方法需要大量的时间和计算资源，因为燃烧过程是非常复杂的，需要考虑多种因素，如燃料的性质、氧气的供应、燃烧温度等。为了克服这个问题，设计员可以采用并行计算和机器学习技术来加速模拟过程。这些技术可以帮助他们更快地得到模拟结果，从而更快地进行优化设计。

3.4优化控制系统对负荷波动的应对策略

锅炉燃烧系统中，串级交叉控制是调节锅炉燃烧风燃比常见的模式。维持汽包压力为主控变量，当系统升负荷时，气泡压力升高，DCS通过高选器选中“先增加进入炉膛的空气量，后增加进入炉膛的煤气量”控制回路；当系统减负荷时，汽包压力降低，DCS通过低选器选中“先降低进入炉膛的煤气量，后降低进入炉膛的空气量”控制回路，以此保证入炉煤气的充分燃烧[3]。

3.5维持进入锅炉燃料的稳定

锅炉燃烧的控制挑战包括燃料输入、送风和引风量的滞后性、变化性和非线性。为了应对这些挑战，通常采用串级PID控制方案，优先确保煤气发电机组的负载稳定，其次控制煤气的流量以维持负载的稳定性。当需要调整机组负载时，通过调整煤气流量的PID调节器输入来修正总燃料量。此外，通过设置混合燃烧煤气，利用PID调节器来保持恒定的煤气流量，主燃料和掺烧燃料通过独立的管道和燃烧器输送，各自流量独立控制，互不干扰。主燃料煤气压力或流量大幅波动时，可通过调整掺烧煤气量来适应。DCS系统应建立精确的煤气热值转换参数模型，以适应入炉煤气成分的变动。

结束语

综上所述，火电厂锅炉燃烧优化技术是实现火电厂高效、清洁运行的关键。随着环保要求的不断提高，燃烧优化技术在火电厂的应用将更加广泛。本文对火电厂锅炉燃烧优化技术的研究现状、应用领域和发展趋势进行了探讨，并对今后的研究重点和方向提出了建议。希望通过本文的研究，能为火电厂锅炉燃烧优化技术的进步和发展提供参考。

参考文献：

[1]宋永胜.电厂锅炉燃烧运行优化策略分析[J].工程建设与设计，2018（4）：22.

[2]熊建文.火电厂锅炉燃烧优化关键技术研究[J].电子制作，2017（28）：11-12.

[3]马楠，由聪.火力发电厂锅炉燃烧优化技术的研究探讨[J].电站系统工程，2017（2）：37-38.