摘要：在火力发电厂中，锅炉的燃料成本占总成本的 70%以上，污染物的排放，尤其是燃烧不充分污染物排放所带来一系列环境问题成为制约火力发电产业发展的重要因素。锅炉燃烧优化技术对火力发电厂的节能降耗、节能减排等工作具有重大的意义。目前火电厂面临巨大的竞争压力，一方面，国家从政策层面严格控制新建火力发电项目，积极发展太阳能、风能、水能、核能等新能源项目，另一方面，由于出现供求关系不平衡，很难保证实际燃用煤种为设计煤种，直接影响了锅炉运行的经济型、安全性以及环保性。
关键词：现状 目的 存在问题 优化技术 技术运用
1 火力发电厂锅炉燃烧优化技术概述
1.1 火力发电厂锅炉燃烧优化技术发展现状
我国火力发电厂锅炉实际运行中，由于煤种多变，监控参数存在差异，设备存在缺陷，长期变负荷运行等原因，使得锅炉燃烧普遍达不到最佳状态，因此，迫切需要通过燃烧优化调整试验，提高锅炉运行的安全性、经济性以及环保性。目前，在实际工作中普遍采用单因素法和通过锅炉燃烧系统监测仪表来进行优化调整。在采用单因素法进行燃烧优化调整时，通过锅炉燃烧优化调整试验，寻求合理的一、二次风配比、以及过剩空气系数等，通过倒换不同燃烧器调整火焰中心，使得锅炉燃烧系统处于最佳运行工况，优化锅炉燃烧系统运行。在采用锅炉燃烧系统检测仪表优化调整时，试验人员通过在线仪表监控给煤量、煤质成份、飞灰含碳量、一二次风速、风温等参数来调整锅炉燃烧。这种优化调整方式虽然更加系统、高效，但是在实际应用中，常常由于监测仪表可靠性较低，准确性、稳定性较差，试验人员水平参差不齐等因素导致锅炉燃烧优化系统不能被准确校核。
1.2 火力发电厂锅炉燃烧优化技术实施目的
目前，火力发电厂主要承担了电网调峰的任务，这对火力发电厂变参数运行的要求越来越高，尤其是低负荷运行状态下，锅炉效率普遍较低，厂用电率较高，直接导致了机组运行的经济性下降，各种动力设备处于非设计工况，对机组的安全性也造成很大的影响。
通过锅炉燃烧优化技术，提高锅炉运行的稳定、经济性，使锅炉燃烧完全、防止炉膛内部火焰偏斜，防止烧损燃烧器，火焰均匀充满炉膛，消除热偏差，使水冷壁周围产生还原性气氛，防止炉膛内部积灰，水冷壁结渣，可以有效避免水冷壁、过热器、再热器超温，锅炉爆管情况的发生。
2 火力发电厂锅炉燃烧调节系统存在的问题
2.1 磨煤机出力不足
磨煤分离器是锅炉制粉系统的主要设备，磨煤机的混合物经过分离器进入炉膛，但是当燃烧煤质较差、煤中杂物太多、分离器回粉不畅等情况时，分离器就会出现堵塞现象，导致分离器分离效果不佳，煤粉大小不均，制粉系统出现电耗量大，磨煤机出力不足，从而影响着整个锅炉机组的安全运行。
2.2 风机转换率低、耗能大
由于风机的流量、运行压力和吸收轴功率的运算公式是非常复杂的，在实际运作过程中，大部分火力发电厂磨煤机煤量与风量之间配比关系存在粗放调节的现象，这样会导致风机会出现内部压力过大的现象，这样会导致风机压力消耗大量的无效轴功率，极大的降低了风机的转换功率，浪费了大量的能源，无法起到节能作用。
3 火力发电厂燃煤锅炉燃烧优化技术
3.1 实现飞灰含碳量的在线监测
要对锅炉中的飞灰含碳量实施在线监测形式，就要对该现象建立相关装置。因为在火力电厂中，锅炉烟气中的飞灰量是连续性的、实时性的扩散形式的，所以该设备的建立是它专用的一项技术研究。飞灰含碳量监测装置在设计期间，主要是由现场的检测系统以及系统的主控单元进行操作的来实现的。各个系统与现场总线实施连接形式。对于现场系统来说，在安装期间，它主要是对锅炉尾部的烟道进行收集形式，将锅炉中的灰在类型、数量上进行收集，并等待检测形式。然后利用介质微波传感器，将已经收集的灰样本中的含碳量进行转换，形成电压信号形式，并在微机中实施处理以及单元计算等行为。
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3.2 优化水冷壁传热
锅炉最主要的目的就是传热，在火力大电厂中，主要的传热方式是在水冷壁、过热器以及省煤器上实现的换热形式的。其他设备在正常传热期间，首先要保证水冷壁之间的换热量，然后增加锅炉系统的出力，从而实现系统在传热期间的优化效果。锅炉水冷壁之间的传热是根据相关的形状以及材料来组成的。为了提高锅炉中的换热方法，不能改变相关的形状和材料，而要对辐射能热量进行吸收，提高它的吸收能力。这样提高了水冷壁在换热期间的有效性。根据火电厂锅炉在运行期间的实际情况，还要利用炉膛之间的温度，特别是一些具有高黑度的材料实现加工。还要实现粘接之间的牢固性、抗老化性，并减少存在的高温氧化以及积灰结焦等性能。这样不仅提高了燃料在吸收、分解上的速度，也增加了燃烧期间的节煤效果。
3.3磨煤机出力优化
磨煤机出力不足主要根据磨煤机挡板特性、风量特性及风量热态测量结果有关，我们将磨分离器挡板定位 50%，从而确保磨煤机出力不足问题得到有效的解决，其最大出力可以达到 42t/h，经过长时间的实际工作运行下，并没有出现堵塞和磨损现象，电耗率也同时得到了有效的降低，恢复到改造前的水平。
3.4主蒸汽温度、再热汽温控制优化
采用对燃烧器摆角的把控，让燃尽风、消旋风在温度调节过程中发挥其作用，然后对燃烧角度以及风门进行合理的调整，最大限度的减少偏差，使再热器的温度能够达到相应的额定值。同时还要注意锅炉吹灰时间和吹灰间隔和组合方式，减少吹灰对气温的不利影响，要严格控制炉膛的脱氧量，当机组运行负荷较低，我厂采用单独吹灰的方式，可以有效的提升再热汽温。
3.5 主蒸汽温度、再热汽温控制优化
采用对燃烧器摆角的把控，让燃尽风、消旋风在温度调节过程中发挥其作用，然后对燃烧角度以及风门进行合理的调整，最大限度的减少再热汽温的偏差，使再热器的温度能够达到相应的额定值。同时还要注意锅炉吹灰时间和吹灰间隔和组合方式，减少吹灰对气温的不利影响，要严格控制炉膛的脱氧量，当机组运行负荷较低，我厂采用单独吹灰的方式，可以有效的提升再热汽温。
4 燃煤锅炉燃烧优化技术的运用
我国随着改革开发的不断进步，国民经济也得到较大提高。在火电发电行业，作为实现经济力量的主要能源，也创造了新的发展领域，但同时，相关污染量的排放了面对较大问题。在早期，我国演技了在线技术以及人工智能技术的应用，在锅炉燃烧过程中，实现了良好的引导作用，为锅炉的燃烧也创建了优化技术。随之，我国还创建了降低氮氧化物燃烧的优化系统，利用人工神经网络，构建了锅炉中氮氧化物排放量、锅炉在运行期间的参数等形式。并在遗传算法建立和实施期间，保证了燃煤在不同情况下都能实现良好的参数调整和运输形式，降低了氮氧化物燃烧的在线控制。利用神经网络系统与非线性的寻优技术还对锅炉的燃烧进行调整，实现了锅炉在燃烧期间的高效运行，不仅提高了锅炉在燃烧期间的效率，也减少了相关污染物的排放现象。节能减排作为我国发展的主要动力，火电厂燃烧锅炉的优化技术在未来发展中提出了更高要求，不仅仅在现有技术发展上，在多项技术形式上也实现了多种研究，这样才能实现锅炉燃烧技术的优化处理。
5 结束语
由于我国在经济发展与社会生产变化中以火电为主，产生的电量以及耗煤量都比较大，企业在生产过程中影响了大气环境变化。为了在保证企业实现经济效益下，实现严格的节能减排措施，才能使我国人民生产在清新、干净、舒适的环境中。由于我国能源紧张问题的日益严重，随着一系列新政策的实施，同时电厂工作人员的素质日益提高，电厂对节约能源的重要性有了愈加清晰的认识，电站锅炉燃烧优化产品的巨大作用将日益凸显，随之带来的实际效益也将与日俱增。再加上测控技术的飞速发展，燃烧优化产品在稳定性和可用性上的问题得到解决，电站锅炉燃烧优化的产品和技术在电厂扮演的角色将愈加重要。
参考文献
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[2]夏均霞.工业用煤粉锅炉燃烧优化控制算法研究[D].山东大学,2014.
[3]明晓鹏.工业用煤粉锅炉能效和优化运行分析信息系统研发[D].山东大学,2014.
[4]刘京.火电厂锅炉及辅助系统能效评价方法的研究[D].华北电力大学,2014.
论文作者:王小伟
论文发表刊物:《电力设备》2017年第17期
论文发表时间:2017/10/19
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