摘要：电站的锅炉使用想要实现成本控制和资源节约，需要深刻研究锅炉需求，合理配备风煤比例，最终实现最优指导量的计算。本文以能源节约和炉膛燃烧量和实际热量的实现为根本目的，通过对实验数据的研究和分析，来实现风煤配比的最优控制，提升煤炭燃烧能力，有效控制电站成本。
关键词：资源节约；风煤配比优化；炉膛热量；电站锅炉
前言：在现阶段，电站锅炉在进行炉膛煤研究时，除了应当注意入煤量的大小，还需要对煤炭原料的成分进行分析。为了实现煤的组成成分分析，需要对煤展开元素分析和工业分析，并在抽样实验室完成。实验过程繁琐复杂，操作性能也较低，同时还无法实施获取。因此相关工作人员会根据工作经验，对炉膛风煤比例进行调整，从而实现经济最优，避免巨大资源浪费。
一、设备信息的研究
本文在进行电站锅炉风煤配比的最优控制研究时，前往市级某发电厂进行调研，该电厂所采用的设备较多，在为了保证研究效率的情况下，本文选择了2#锅炉设备进行研究，并且对相关关联设备进行了统计。该电站锅炉容量为600MW，制粉磨煤机则为中速ZGM-123型号，该制粉机的制粉方式为直吹式进粉。选用的送风机为动叶调节轴流式鼓风机，拥有较强的送风能力，引风机则为配套的动叶调节轴流式引风机，型号为ANN-3600B。该电站为本文提供了相关的数据支持和平台支持，本文在进行分析研究的过程中，数据计算、风煤配比优化计算等复杂计算内容倚赖机组自带的SIS系统完成，能够保证数据的真实有效。
二、分析热量生成情况
根据门捷列夫公式，锅炉炉膛内的煤所蕴含的化学能可以通过总燃烧量乘以单位煤的低位发热量来求得，从而最终获得炉膛内热量的理想值。其中，总燃烧量用F指代，低位发热量则表示为Qar.net。则有公式1：
公式1：Q=F•Qar.net
在对锅炉的数据进行全面统计后，可以计算出锅炉的低位发热量Qar.net，则有公式2：
公式2：Qar.net=1.032H+0.334C-0.103S-0.103O-0.022M
再借助煤种特征数字，排烟氧量，可以在氧化锆氧量传感器中完成对锅炉实际产生热量和排烟氧量的关系计算，从而在计算之后分别获得理想值和有效热量值两个可以进行燃烧过程经济衡量的参数。
三、实验数据统计
本文在SIS系统的数据库当中，对该2#锅炉的一个月内排烟数据进行了全面的统计，并对排烟当中含有未能够全部燃烧的二氧化硫的变化曲线进行了分析，从而更加直观地了解到锅炉在一个月内的具体燃烧过程和燃烧情况。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆通过曲线图分析，本文看出，在一百小时以内，二氧化硫的排放量保持稳定，大概维持在总排气量的0.3%左右，在一百小时至二百小时之间发生两次波动，于二百小时时猛增至1.5%，此后迅速回落至0.61%，又在三百小时出激增至1.8%，再然后回落至0.54，此后趋于平稳下滑趋势[1]。与之相对应的，排气中氧含量的变化波动较大，在一个月内持续波动，且幅度巨大。在进行了灰分信号和总燃料信号的采集之后，将所有数据带回到门捷列夫公式当中，就可以求得一个月内锅炉单位质量煤的热量理想值。再从数据库当中提取剩余的总风量信号和氧量信号，并结合热量理想值的计算结果，可以获得有效热量，并在对比理想值和有效热量之后，计算得出单位质量燃料在完成燃烧后所浪费的化学能。
四、实验结果分析
再通过实验数据的统计之后，运用公式计算可以得出有效热量和理想热量之间所存在的比例关系，而这一比例关系代表着化学能损耗的大小。本文对2#锅炉机进行计算，所得到的结果为波动值在58%-93%之间波动，这一比例不具有稳定性，因此可以推断得知，该电站所使用的2#锅炉在数据库的一个月调研当中，不具有经济性，其中未能够充分利用的化学能，在0.8-4.9MJ/kg之间也出现了巨幅的波动。在进行数据研究的过程中，本文发现，2#锅炉机的燃烧量和风量之间的变化规律大致相同，在计算完成之后，二者之间的相关系数超过0.9，表明相关性极强[2]。在进行拟合函数的研究后，本文对其进行了数学关系公式3的列举：
公式3：V=-0.016F2+9.73F+96.88
因此，为了实现2#锅炉机的燃烧优化，需要利用风量控制使有效热量逼近理想热量值。在数据计算当中，总风量和理想热量值之间相关系数约为0.807，与前者两个变量所存有的相关性相比，这组相关性较差，为了表示拟合关系，建立数学关系公式4：
公式4：V=0.000138Q2+0.822Q+488.6
在该电厂进行燃煤操作时，部分员工无法对单位质量的煤所蕴含的化学能变化进行全面的判断，最终将热量理想值等同于燃烧量的简单比例关系，导致了风量和热量不协调。为了实现理想热量，需要在编制的过程中考虑空气过量系数、风量指导量的不同，通过空气过量系数公式计算，来最终求得进风量指导值区县。员工在实际操作中，根据曲线，来确定具体的风煤配比。在完成计算后，该电厂的2#锅炉机，过量空气指数约为1.25，对象锅炉三条风量指导曲线分别为0.82、0.73、0.65。由此可以断定，动态超调量的风量拥有20%左右的调整空间，控制系统拥有较好的鲁棒性能。
结论
在控制系统当中，SIS显示出负荷扰动和燃烧率扰动具有闭环相应过程，在多变量PDI的控制下，模型参数随机设动拥有较好的鲁棒性，因此在进行控制策略的选择时，可以依照本文所进行的动态数据计算来操作，并制定风煤配比最优的方案。
参考文献
[1]慕东东. 基于智能轨迹导引算法的锅炉燃烧控制研究[D].大连海事大学,2015.
[2]曾光,赵志强,张戟. 循环流化床锅炉NO_x排放特性的试验研究[J]. 东北电力技术,2012,33(03):12-14.
论文作者:马孝纯
论文发表刊物:《电力设备》2017年第26期
论文发表时间:2017/12/23
标签：锅炉论文; 热量论文; 风量论文; 公式论文; 电站论文; 炉膛论文; 本文论文; 《电力设备》2017年第26期论文;