摘 要：電能是最潔凈的便于使用的二次能源，但是在生產電能的同時卻消耗了大量的一次能源。并對鍋爐節能改造給出了建議和節能策略分析。燃燒特性是鍋爐運行的基礎，對于鍋爐設計及運行人員，必須了解鍋爐燃燒的性能、特點，不斷對其進行優化設計，才能保證鍋爐運行的安全性，提高其經濟性。文章發表在《硬質合金》上，是工業設計論文發表指導范例。

　　關鍵詞： 鍋爐燃燒 ;優化方案

　　采用新型密封技術改造鍋爐空氣預熱器。空預器的漏風問題一直是影響鍋爐燃燒，降低效率的威脅。通過采用新型密封技術，降低空預器漏風率，不僅減少排煙損失，降低飛灰含碳量，還可以節約廠用電，降低廠用電率。

　　鍋爐制粉系統技術改造。通過改造磨煤機系統、密封系統，可以提高制粉效率，降低制粉單耗，從而降低煤耗。 電站循環冷卻水余熱再利用。通過凝汽器由循環冷卻水帶走的熱量一般占輸送總能量的15%以上，有的甚至高達25%以上，造成了能量的極大浪費。如果能采用余熱利用技術把這部分能量利用起來，勢必會對電廠效率提高產生明顯的效果隨著我國電力行業改革的不斷深入，“廠網分開，競價上網”的運行機制已成必然。對各電廠而言，保障機組的安全經濟運行，努力降低發電成本，是參與競爭的必由之路。系統組成與結構一定時，機組運行的安全性和經濟性主要取決于鍋爐的安全經濟運行，而鍋爐運行的安全性和經濟性主要取決于鍋爐的燃燒運行調整。在火電發電成本中，燃燒費用一般要點70%以上，因此，提高鍋爐燃燒系統的運行水平，對機組的節能降耗具有重要意義。

　　1 設備概況

　　某廠8號爐為DG-670/13.7-8型自然循環煤粉爐，制粉系統為鋼球磨中儲式熱風送粉系統。1991年1月投產，配200MW汽輪發電機組。設計帶基本負荷，低于180MW時需投油助燃。1997年進行了分散控制系統(DCS)改造，2001年汽輪機通過通流部分改造擴充為220MW。自1992年下半年后，煤炭市場發生了變化，鍋爐燃煤質量嚴重惡化，煤種雜亂無序，運行煤種偏離設計煤種，揮發分低、灰分高，造成煤粉氣流著火延遲。火焰中心上移，燃燒不完全損失增加，爐膛出口煙溫升高，排煙損失增大。機組擴容后，燃料量增加，爐內溫度提高，造成爐膛出口區域、屏區及燃燒器區域存在不同程度的結渣，影響了鍋爐的安全經濟運行。

　　2 鍋爐經濟運行研究

　　2.1 蒸汽參數

　　蒸汽參數的高低直接決定電廠熱力循環的效率。運行中能否維持蒸汽參數的穩定主要取決于運行人員的責任心及熱工自動裝置的投入率。本機組經數字電液控制系統(DEH)和DCS改造后，設備自動化水平有了大幅度提高，能針對煤質、負荷、運行方式的變化及時調整，正常工況下能維持蒸汽參數在規定范圍內。經試驗表明，主蒸汽溫度可平均提高10～14℃，平均可使全廠煤耗下降1.44g/(kW·h)，再熱汽溫平均提高12℃，煤耗下降0.81g/(kW·h)。

　　2.2 鍋爐的各項損失

　　鍋爐的各項熱損失中排煙損失q2最大，約占5%-12%;其次是固體未完全燃燒損失q4，約占1%—5%。其它損失則很小。提高機組的經濟性，主要應從減小q2和q4著手。

　　2.2.1 排煙損失

　　影響排煙損失q2的主要因素是排煙溫度和排煙容積。排煙溫度越高，則排煙熱損失越大，一般每增加10—15℃，會使損失增加1%。排煙溫度偏高的原因有：受熱面設計過小;實際煤種偏離設計煤種;運行不當，火焰中心偏高;受熱面污染;制粉系統漏風，為保證合適的過量空氣系數而減少空氣預熱器的送風量，其吸熱減少及空氣預熱器漏風、堵灰嚴重。排煙容積過大的主要原因為：爐膛及煙道漏風;煤粉過濕，燃燒后產生大量水蒸汽及運行中送風量過大等。

　　3 鍋爐燃燒優化的目的

　　提高機組熱效率，降低煤耗;降低電廠用電;降低排放，減少對環境的污染和可能的排污費用;提高機組運行的安全性、穩定性，減少非計劃停機損失。鍋爐燃燒優化控制系統以提高鍋爐運行經濟性、降低污染物排放、降低廠用電為目的，尋求基于多目標的鍋爐運行綜合優化。爐側的很多可控參數都可以用于多目標優化。典型的過程參數包括：飛灰含碳量、排煙溫度、過熱器噴水量、再熱器噴水量、風機廠用電等。

　　4鍋爐燃燒優化的操作變量

　　鍋爐燃燒優化的潛在操作變量包括一次風量、二次風量、二次風壓、二次分配、磨煤機出口溫度、粉量分析等。

　　5鍋爐燃燒優化控制的完整解決方案

　　鍋爐燃燒調整的主要任務是根據不同的負荷和煤種，進行合理的配風、配煤、以保證鍋爐燃燒的安全性和經濟性。

　　鍋爐燃燒是一個復雜的熱工過程，鍋爐燃燒的各種設定工況如二次風量、二次風分配、一次風量以及給粉分配等多種因素對鍋爐燃燒的安全性、穩定性、經濟性以及大氣污染物排放都有直接的影響。鍋爐燃燒優化控制系統是以提高鍋爐燃燒的經濟性、降低大氣污染物排放為目的的高級應用系統。該系統基于鍋爐可控參數的反饋(如飛灰含碳兩、排煙溫度排放等)，通過對鍋爐燃燒操作變量(如一次風、二次風等)的優化閉環控制，實現鍋爐經濟運行。

　　實現燃燒優化的關鍵是建立燃燒優化數學模型。由于鍋爐內煤粉燃燒過程極其復雜，無法用理論方法建立燃燒模型。但是，鍋爐的燃燒特性必然反映在鍋爐的燃燒數據中，也就是說，鍋爐實際燃燒運行數據中蘊涵了鍋爐的燃燒運行特性。本系統應用先進的人工智能神經網絡技術，根據鍋爐燃燒過程歷史數據，建立鍋爐運行工況(負荷、煤種等)、配風配煤運行方式和燃燒性能之間的關系模型，并采用非線形尋優技術，從模型中找出不同負荷、不同煤種下最佳的配風、配煤運行方式，以次作為“專家”燃燒運行經驗，指導鍋爐燃燒調整，實現鍋爐燃燒系統的優化運行。

　　鍋爐效率優化功能在鍋爐現行運行條件下，以提高爐效為目標，根據鍋爐的負荷和煤種，在線優化鍋爐的配風、配煤燃燒運行方式，并給出燃燒調整操作指導，實現鍋爐燃燒系統優化運行。

　　結 語

　　目前，面臨著能源資源逐漸匱乏和能源需求總量日益增大的雙重挑戰，節能降耗刻不容緩，尤其是能耗大戶行業。電廠熱力系統首當其沖，且與發達國家相比，我國的熱力系統節能降耗還是有很大的潛力和空間可以充分挖掘。有理由相信，隨著相關熱力系統分析方法的逐步發展和完善，電廠熱力系統節能降耗將會取得更長遠的進步。

　　參考文獻：

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