燃煤电厂锅炉燃烧运行优化策略研究

陈杨

摘要：随着世界人口的增加，能源总量的减少，人们更加关注节能降耗。燃煤电厂是主要的供电企业，是促进我国快速发展的基础，将节能降耗技术应用其中，可在为人们提供充足电能的同时，实现可持续发展目标。而锅炉燃烧过程中存在大量不可控的影响因素亟待解决。如何增强锅炉燃烧效率，减少能源浪费是我们当前亟待解决的问题。基于此类背景，本文对于电厂锅炉的燃烧系统和控制进行了分析介绍，希望给后续研究提供一定的参考。基于此类背景，本文对于电厂锅炉的燃烧系统和控制进行了分析介绍，希望给后续研究提供一定的参考。

关键词：火电厂锅炉：燃烧机理；控制策略

一、锅炉控制系统概述

锅炉控制系统通常由燃烧控制系统和水位控制系统两个系统组成。对于燃烧控制系统而言其实是起到了能量控制的作用。通过对于蒸汽压力为衡量指标来判定用气量和气压之间的变动，从而根据变动比例来对燃料和进风的数量进行调整，以此来保证燃料能够充分燃烧，避免了热量和燃料的浪费。

图1大型单元机组的生产流程示意图

在燃烧系统中，锅炉的炉膛起到了重要的作用。炉膛作为燃烧发生的位置，对于炉膛的正常运行有着至关重要的影响。因此对于炉膛燃烧的过程中，有着一下的要求：

（1）对于炉膛内部需要建立适合燃烧的条件和环境，保证绕连可以充分燃烧。

（2）保证炉膛内部不会因为燃烧而出现结渣的情况。

（3）保证炉膛内部有着足够的受热面积，不会出现传热恶化的情况。

（4）保证充分燃烧，减少污染物污染气体的生成。

（5）对于燃煤的质量和燃烧负荷有着较强的兼容性，同时能够保证锅炉可以连续运行。

二、电厂锅炉燃烧运行中的问题

锅炉燃烧运行的环境具有复杂性，存在很多影响燃烧运行的因素，从而造成燃烧效率低下，消耗量大。实际生产中，锅炉的燃烧过程中存在燃料不能合理调控、不能平稳运行等问题。

2.1环境条件导致煤粉分配不均

因为环境问题，锅炉在燃烧运行时会出现燃烧器不能平均分到煤粉的情况，从而使锅炉的燃烧效率受到影响。锅炉运行中，因风速不均而直接使煤粉的浓度受到影响。例如风速的偏差大于20m/s时，就会导致煤粉的浓度偏差20%以上。在锅炉燃烧运行中，经常会出现煤粉分配失衡的问题，这一现象是因为锅炉的风控系统没有设计好，要调整燃烧时的送风量，从而使锅炉的燃烧需求得到满足，防止煤粉分配失衡。

2.2测量手段欠缺，风、粉、灰测量不到位

能够对锅炉燃烧进行有效控制的一个重要基础是对风、粉、灰的准确测量。但是，因为测量系统有缺陷，无法对锅炉燃烧时产生飞灰的含碳量进行在线测量，很难获取实时的数据。此外，因为设备在很差的环境中运行，会造成测量到的煤粉浓度以及流速的数据缺乏准确性，而且波动性也很大，从而使测量到的结果不具备可靠性，还容易损坏传感器。所以，有必要建立健全测量体系，使锅炉燃烧的效率能够得到很好的测量。

2.3运行稳定性不足，影响锅炉运行效率

燃料量以及负荷易变等原因会使锅炉的燃烧运行存在许多的不确定因素，从而改变运行效率。锅炉的燃烧运行极为复杂，而且受很多的因素影响，尤其是煤炭的质量以及送风稳定性等，导致锅炉的燃烧不稳定，锅炉的燃烧热效率低，使节煤降耗难以实现。

四、控制策略

2.1调整锅炉燃料量控制

锅炉燃烧时，关键要控制燃料量，这对锅炉的燃烧效率有直接影响。首先，在燃烧时，要根据机组负荷的变化，来改变给煤量，保证机组的燃烧需求得到满足。燃料量的控制系统，要根据送风量的情况，来调整煤粉的量，根据负荷的情况，要迅速调整燃料量，从而使锅炉的燃烧效率得到提高。其次，针对系统的优化策略是，设置给煤量监测点，这样就能对给煤量进行实时监控，从而使数据得到及时的反馈，使控制系统根据运行状况来控制给煤量，从而更好的控制锅炉的燃料量。

4.2烟气含氧量的闭环控制系统

在锅炉燃烧控制系统中，通常采用双交叉燃烧系统，在该系统结构中通常会加入对于烟道氧气含量的控制装置。该装置可以通过控制氧气含量来实现空燃比的控制，因此也可以称这种系统为烟气含氧量的闭环控制系统。而这一系统的应用可以保证空燃比处于最佳数值。但是对于该系统，仅仅能够实现对于空燃比的控制，但是对于燃料的燃烧情况没有办法完成控制。出现此类原因主要有一下的因素：（1）在燃烧负荷不同的请款下，对于空燃比的最佳数值有着一定的差别。（2）燃煤的含水量和杂质程度存在很大的差别。（3）对于空气流量的测量存在一定的误差。因此上述因素都会导致不充分燃烧的情况发生，因此给燃烧带来不可控的负面影响，也大大降低了燃烧的热效率。

4.3对锅炉燃烧系统送风子系统的控制

为了保证锅炉能够适应不同的燃烧负荷，就需要对于燃烧过程的送风量和燃料有着良好的控制，同时还要保证空气系统处于最佳的数值。在此背景下，通常在对于送风控制系统的设计过程中，通常要加入能够调整含氧量的控制系统。因此同归对于燃料和进风的双重限制，来保证送风系统的良性运行，以此来提升锅炉的燃烧效率。送风子系统通常是又一个串联控制系统构成。该系统可以对于送煤量进行测量，并且当测量数值出现变动时，则可以根据烟气含氧量的数值来进行进煤量的调整。当烟气内部含氧量出现变动时候，则对于送风数值进行矫正，调整送风量的大小，以此保证送风量和烟气含氧量之间的平衡。

五、结束语

通过本文的研究可以发现，锅炉燃烧系统是一个具有高度复杂性的控制系统，并且具有很大的不确定性。因此在对于燃烧系统的控制过程中需要采用先进的控制水平和操作工艺，以此来保证锅炉燃烧系统的稳定运行。而提升锅炉的燃烧效果，不仅能够减少能源的浪费，同时也能够减少能源的浪费和环境污染，同时也能够给供电企业节省大量的运行成本，提高企业经济效益。

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