摘要：大气中氮氧化物90％来自于燃烧产物，这样不仅加剧火电锅炉燃烧能源的消耗，也加大了污染物排放量，成为我国乃至全球关注的重点。在我国十一五的规划中，我国企业贯彻落实科学发展观不仅从火电锅炉燃烧时节约能源、减少排放的入手，在技术上进行优化，成为当前我国企业发展的重点。
关键词：火电锅炉；燃烧优化；技术研究
目前节能环保、绿色工业已经成为我国经济可持续发展的主要目标。如何保证在满足负荷不变动的情况下提升火电锅炉的燃烧效率、减少污染物的排放成为当前的一个重要的问题。火电燃煤锅炉燃烧优化技术就是在保证锅炉高效运行、减少排放的有效手段。
一、关于火电锅炉燃烧优化的现状
1节省能源技术的现状
现在资源的过度开发，电厂的自动化水平也在不断提高，例如DCS系统以及实时数据库的应用等。在科学研究人员的努力下，技术和设备方面在一定程度上得到了很大的提高。随着新进技术的使用，先进的监测装置为其设备提供了准确的参考数据。
2有关火电锅炉锅炉优化三种技术
燃烧设备的更新改造和在DCS的技术下对火电锅炉技术优化。燃烧设备的更新，是通过对燃烧器、受热面等改造来实现火电锅炉技术的优化。最后，DCS技术，是利用其监督调控系统来控制算法，或者利用其人工智能技术、先进控制技术，进而实现对火电锅炉燃烧的优化。我相信在我们的不断努力下，最后一定会改进DCS技术中的缺陷，使此技术变得更加完善和先进。
3火电锅炉燃烧优化的几大注意事项
在进行火电锅炉燃烧时，煤的使用也至关重要。首先我们要选择品质好的煤炭，从而来实现最优的火电锅炉燃烧。然后就是要有恰到好处的掌控力，在风速的控制和燃料的供应上达到完美结合点，在炉膛中燃料快要燃尽还未燃尽的状态下，进行下一块燃料的更替。最后也是最主要的，在降级污染物释放的同时使机组运作费用最节省。
二、火电燃煤锅炉燃烧特性
1.热力型。火电燃煤锅炉燃烧时产生热力，而这种热力也同时有一部分转化成为氮氧化物。热力型主要是指在火电燃煤锅炉燃烧时在高温下氧化而生成的氮氧化物。空气和高温下氮的氧化成为一氧化氮的机理反应的产物，火电锅炉煤粉燃烧过程中产生的热力型氮氧化物只占总排放量的20%-30%。主要因素还是温度、氧气浓度和在高温停留的时间。其中温度是影响热力型氮氧化物的重要因素。因此，降低热力型氮氧化物的有效措施是降低燃烧温度水平，避免产生局部高温，降低氧气浓度，缩短在高温区内的停留时间等。
2.燃料型。燃料型是火电燃煤锅炉燃烧时所用燃料中的有机氮化合物，在燃烧过程中氧化生成的氮氧化物，其主要在燃料燃烧的初始阶段生成。燃料型氮氧化物的生成机理十分复杂，到目前为止我们还尚未完全掌握。主要原理是在一定的燃烧条件下，燃料中的杂环氮化物受热分解，并在脱挥发过程中大量的气相燃料氮随之挥发而释放出来，从而被氧化。燃料型氮氧化物的形成不仅与煤种的特性、煤的结构、燃料中的氮受热分解后在挥发和焦氮中的比例、成分和分布有关，而且与燃烧状况主要包括氧的浓度、燃烧温度及空气的混合状况相关，氧的浓度越高，燃烧温度越高，生成量越大。此外还与烟气在高温区滞留时间有关，滞留时间越长，生成量就越大。
3.快速型。快速型是由于火电燃煤锅炉燃烧时燃料中碳氢化合物分解生成的原子团，与空气进行反应生成氮氧化物，此类氮氧化物主要在富燃料火焰中生成量比较多，也比较快。
三、火电厂锅炉燃烧优化主要技术
1.通过试验调整优化锅炉燃烧的技术
在火电厂锅炉燃烧运行中，科学的锅炉燃烧优化的调整试验，可以找到最合理的风煤比例，在实验中确定锅炉燃烧设备应该设置的运行最佳参数，同时制定合理科学的计算机控制曲线，这样就可以采用这个控制曲线来指导锅炉燃烧的运行与操作。在实验的过程中，专业人员要保证大量正交以及单因素等的实验，这种调整实验消耗大量的时间与精力，所以这种实验一般就是应用在新机组的试运行以及旧机组的燃烧设备以及所用燃料的种类和机组的操作方式的改变时。
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2.基于燃烧理论的锅炉燃烧建模优化技术
进行火电厂锅炉燃烧优化中，在燃烧理论的基础上的建模技术的运用，主要是深入理解燃烧理论，并根据这个理论建立模型探讨求解的方法，数值模拟锅炉的燃烧情况，以实现锅炉燃烧优化，近两年我国这种研究技术取得了非常可喜的成果。但是这种方法的计算比较复杂，所需要的时间也比较长，在一些燃烧机理不够明确的情况下无法建立完善比较正确地锅炉模型。在燃烧过程中，进行在线建模和燃烧优化还存在很大的问题，所以说这种方法主要应用在离线分析以及高仿真研究上。
3.基于燃烧设备设计改造的燃烧优化技术
通过对于燃烧设备的设计与改造，实现火电厂锅炉燃烧优化的技术，主要是通关过在燃烧理论研究的基础上，进行电站锅炉燃烧器等的优化设计和改造，以实现锅炉燃烧优化的一种技术方式。在火电厂锅炉燃烧运行中，燃烧设备也是影响燃烧效率的重要原因，提高燃烧设备的水平能够保证燃烧效率的提高，这种技术取得了良好的成果，已经进入了比较稳定的阶段。但是，需要注意的是燃烧器的设计以及改造等，还会受到煤种以及燃烧制粉系统的影响。
4.基于检测技术的锅炉燃烧优化技术
进行锅炉燃烧优化中，利用检测技术实现燃烧优化主要是指能够利用锅炉炉膛内的火焰检测技术、风煤测量技术、煤分析技术以及锅炉燃烧排放物实时检测技术等，来分析影响锅炉燃烧的相关参数，最终实现燃烧优化。锅炉燃烧运行中，运行人员以及工作人员通过实时监测烟气的含氧量、燃烧之后煤粉的浓度、飞灰的含碳量以及火线图像等相关参数，来调节锅炉的燃烧，最终实现煤炭的高效与经济燃烧。目前，在火电厂锅炉燃烧优化中，这是应用最为广泛的燃烧优化技术。值得需要注意的是，我国电厂安装的相关参数的测量仪的精确性不够高，测量的数值不够准确，这就降低了燃烧优化设备作用的发挥。
5.利用火焰检测技术实现锅炉燃烧优化
应用火焰检测技术实现火电厂锅炉燃烧优化，也是锅炉炉膛安全监测技术的重要组成部分。近年来，随着科学技术的发展，国内外的炉膛火焰检测技术都取得了重大的发展成果，尤其是火焰图像处理技术更是取得了长足的进步。现阶段，锅炉燃烧运行优化中，应用比较广泛的火检技术主要是数字式火检技术以及图像式火检技术，虽然很多电厂主要把火检技术应用在炉膛的安全监视上，但是还存在非常多的问题，不过随着研究的深入以及科学技术的进一步发展，这类技术必将取得更好的成果，在燃烧优化上将会有更好的前景锅炉燃烧优化技术的发展方向以及前景。
四、火电锅炉燃烧优化的几个过程
1火电锅炉燃烧优化的预热过程
预热，通俗来说就是事先加热，在燃料燃烧之前对其烘干、挥发和加热处理。进行预热之后，可想而知，燃料之前的水分就会被快速脱除或者蒸发掉，这样燃料就可以进行更好的燃烧，同时也节约了时间。唯一需要注意的就是不要让氧气参与进来。
2火电锅炉燃烧优化的燃烧过程
燃烧过程，我们就和预热恰恰相反，这时我们需要充足的氧气提供。由于之前的预热作用，我们的燃料已经得到有效的挥发，脱去水分的燃料也就是焦炭就会开始燃烧，通过和氧气的紧密接触，从而进入剧烈燃烧状态。
3火电锅炉燃烧优化的燃尽过程
焦炭（燃料）表面上的可燃物燃尽难道就是真的燃尽了吗？焦炭中大部分可燃物都已经燃尽，就是说还有少部分可燃物未燃尽。本着资源充分利用的原则，这时应该投入更大量的氧气，使剩余的可燃物也被燃烧，即使说它没有前期的热量和速度。
结语
环境问题可以说是社会面临的最严峻的问题之一，火电锅炉燃烧优化也是势在必行的，不仅要在成本上减少，更要在环保和节能上优化，这也是响应国家建设环境友好型和资源节约型社会的号召。相信，在我们对火电锅炉燃烧不断优化的过程中，这项技术将会走在世界前沿，同时也为我们国家经济的可持续发展做出贡献。
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[4]陈兆兵，张长友。锅炉燃烧优化调整的试验研究[J].锅炉技术，2003，134（4）
论文作者:刘庆滨
论文发表刊物:《电力设备》2019年第6期
论文发表时间:2019/7/16
标签：锅炉论文; 火电论文; 技术论文; 燃料论文; 氧化物论文; 火电厂论文; 热力论文; 《电力设备》2019年第6期论文;