摘要：随着我国电力行业的快速发展，对电站锅炉系统的性能也提出更高的要求。尤其针在锅炉燃烧系统方面，受较低的技术应用水平以及相关的管理因素限制，使锅炉设备存在较多的缺陷问题，具体表现为过多的消耗燃料且难以提高热效率。因此在本文之中，主要是针对了电站锅炉燃烧系统的优化运行策略做出了全面的分析研究，并且在这个基础之上提出了下文中的一些内容，希望能够给与同行业工作的人员提供一定价值的参考。
关键词：电站锅炉；燃烧系统；优化运行；策略分析
1 导言
作为目前发电企业的重要设备，电厂锅炉在结构上显示出非常复杂的特性，在运行期间难以有效控制。以其燃烧系统为代表的自身性能是系统整体运行的关键，如何保证其安全运行和更经济成为电力行业目前关注的重要内容，再加上近期能源需求的增加和煤价持续上涨，都要求做好锅炉燃烧系统的优化，因此，分析锅炉燃烧系统的优化运行策略非常重要。
2 电站锅炉系统的相关介绍
目前，电站锅炉系统可以细化为三个方面：一是燃烧控制；二是供水控制；三是过热蒸汽温度控制。一个最难控制的主要燃烧系统，其中不仅性能的许多参数和自己的结构也很复杂等等，从燃烧系统的整体运行情况看，主要体现在第一次燃料煤通过给煤机送到磨煤机进行运输，并通过磨煤加工满足系统的运行要求。其次，锅炉系统中冷空气的流入主要是由于鼓风机，但该过程需要起到空气预热器的作用，预热器处理后的热空气分为两股，其中之一称为热空气，其将在煤磨机中通过煤管输出加热煤和煤，并最终输送到锅炉燃烧器。而另一种可以称为二次空气，这将在炉中与煤一体化，但请注意，如果剩余空气的燃烧容易失去太多的热量。最后，在燃料燃烧中产生的热量可以在供应循环水的同时储存在炉烟道中。此时可以起到吸热装置的作用，以交换烟气流，确保热量可以有效利用，同时减少对环境污染的烟雾。此外，在该阶段的燃烧系统中引用的集尘器和结渣装置还可以处理残余灰分，以避免由于浪费对环境的过度污染。
3 系统优化中DCS系统的应用
3.1 运行控制中DCS应用的基本概述
DCS也称为分布式控制系统，是许多工业领域中用于系统操作控制的最重要的系统之一。它可以执行诸如收集和处理数据的功能，如DCS在电厂锅炉系统中从数据采集、序列控制以及运行监控等方面对系统进行总体控制。对于燃烧系统的实际特性和具体结构，通过DCS系统主要用于使燃烧过程更安全和经济，并且在蒸汽压力方面保持平稳，具体优化控制策略主要表现为煤炭质量或单位负荷等外部因素。可以利用以往学者的相关燃烧模型来研究如风、空气供应以及燃料等操作的操作，并且这些量在控制系统的操作状态下被引入，并且可以引入操作中的控制量，例如炉的压力和蒸汽。在此基础上，通过系统的效率采取适当的优化措施。然而，应该注意的是，为了实现操作控制的实际结果，还需要结合预测以及模糊PID等控制方法，达到参数优化目标的目的。
3.2 DCS用于燃烧系统中的设计思路
DCS系统应用的价值主要体现在有效控制燃烧系统的运行流程、HMI显示以及处理仪器仪表等。DCS系统用于燃烧系统中的具体设计思路主要表现在：
第一，从硬件平台的角度。优化燃烧系统运行的关键是建立硬件平台，如计算机系统、传感器设备以及PLC等。其中在系统管理中，相关操作人员将使用DCS系统来监控设备的操作，对于异常操作问题需要使用计算机发出适当的指令来解决问题。在控制层中，主要为系统运行数据进行管理传输，并执行运营商的具体说明，还需要使用现场总线上的远程结构和控制层设备进行连接，使两个数据传输。
第二，从软件设计方面，其作用在于支持硬件技术。设计过程中主要保证软件平台对燃烧系统可实现控制、监控以及管理等方面的功能。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆
第三，从系统运行的角度来看，主要是在自动和手动两种控制方法。自动控制，主要是由于PLC的引入，可以从仪表信号处理，进入相应的控制变量，只有在燃烧系统中才能将这些变量实现自动控制的目的。在手动控制中，主要由操作人员对设备数据进行观察的信息，结合炉内和蒸汽压力或蒸汽温度等信息对进料泵或鼓风机等设备参数进行保证，以确保设备频率满足系统操作要求。
4 燃烧系统优化控制的具体方法
燃烧系统运行优化过程中除保证DCS系统作用得以发挥的基础上，还需将模糊PID设计引入其中，通过两种控制方法的有效结合能够获得良好的优化控制效果。具体优化方法主要体现在以下几方面。
4.1 从炉膛压力角度
炉子压力的有效控制是确保系统安全运行的关键。目前，大部分电站对炉的压力控制主要是由于空气量，通过输入空气量减少炉膛扰动。但这种方式在控制一个非常单一的方面，很难与当前阶段的经济效率以及环境效益等目标相适应。其中将需要引入模糊控制模式，使用PID控制的通风量可以计算得到相应的控制。通过以往的实践研究总结，如果在炉内压力控制中简单使用PID控制方法，整个系统的过冲会更多，进入稳定运行的时间更长。而在PID控制系统和模糊控制模式下常用，无论是在过冲还是稳定运行的时间都需要改进。
4.2 从蒸汽压力角度
为了确保系统运行符合生产要求，设计过程需要将蒸汽压力控制在一定范围内。通常当蒸汽压力控制多于引入煤流和蒸汽流量时，两者结合蒸汽压力形成相应的控制系统。这种方法很难实现良好的控制效果，而且更多地显示出压力参数值的巨大变化，并达到控制要求需要花费很长时间。在这种情况下，通过分析相关的控制方法可以绘制出来，如果单独使用PID控制，可以提高上升时间的速度，但会出现较大的过冲，整个系统会显示一个清晰的冲击现象。在模糊控制模式中，过冲较小，上升时间较慢，进入稳定操作所需的时间减少。此外，在模糊预测控制方法的应用下，它可能影响上升时间，但前两个问题，如冲击问题，过冲问题等可以解决。
4.3 从烟气含氧量角度
应该改进燃烧系统的工作效率以控制烟道气的氧含量。在现代电站锅炉系统的应用中，判断燃烧经济性的指标以氧含量为主。但是，为了获得氧含量经常表现出一定的滞后状态，需要对空气量，氧含量调节等方面采取双闭环控制措施。内环控制主要基于风量调节，而外环控制反映在氧含量调节装置中。然而，应注意的是，这两者应与常规PID控制模式和模糊PID控制器结合使用，以便将氧含量保持在标准范围内。
5 结论
通过对上述的内容进行分析研究之后可以得出，优化策略在燃烧系统中的应用是确保电厂生产目标的重要途径。在实际优化过程中，应考虑燃烧系统的运行原理和具体结构，充分发挥燃烧系统运行中DCS系统的功能，在锅炉压力，蒸汽压力和烟气氧等方面采取相应的控制策略，模糊PID控制和模糊预测控制作为燃烧系统的典型代表，在优化电力行业满足现代生产要求方面发挥至关重要的作用，并且也能够促进我国社会经济水平不断的提高以及带动人们生活质量的提升。
参考文献
[1]顾燕萍,赵文杰,吴占松.基于最小二乘支持向量机的电站锅炉燃烧优化[J].中国电机工程学报,2010,12（24）120-124
[2]应剑,徐旭,王兴龙.电站锅炉燃烧优化技术的发展与应用[J].能源工程,2006,12（24）114-117
[3]常太华,刘焕章,刘吉臻,田亮,杨光军.基于发电绩效标准的电站锅炉综合效率指标探讨[J].中国电机工程学报,2006,12（24）155-158
[4]李永华,杨卧龙,常建刚,魏刚,郑立国.电站锅炉经济煤粉细度的选择与优化分析[J].锅炉技术,2011,12（24）189-192
论文作者:史新武
论文发表刊物:《电力设备》2017年第2期
论文发表时间:2017/4/7
标签：系统论文; 锅炉论文; 电站论文; 蒸汽论文; 压力论文; 操作论文; 模糊论文; 《电力设备》2017年第2期论文;