劉勇

摘要：對于電力企業(yè)來說，優(yōu)化鍋爐燃燒技術(shù)能夠有效的降低運行成本，然而研究鍋爐燃燒優(yōu)化技術(shù)卻并不容易，由于煤粉鍋爐在運行的過程中會產(chǎn)生復雜的氣固兩相流動及傳熱傳質(zhì)問題，還涉及局部濃度的煤粉顆粒—湍流作用及湍流—火焰作用等，隨之產(chǎn)生的重金屬與有毒氣體污染都會增加優(yōu)化技術(shù)的研究難度。本文從檢測方面的鍋爐燃燒優(yōu)化技術(shù)內(nèi)容進行分析，并對目前發(fā)電廠使用的鍋爐燃燒優(yōu)化技術(shù)予以研究，詳細的表述了目前我國鍋爐燃燒優(yōu)化技術(shù)的研究進展。

關鍵詞：發(fā)電廠;鍋爐燃燒;技術(shù)研究

發(fā)電廠鍋爐燃料優(yōu)化技術(shù)主要分為三種，一種是將鍋爐優(yōu)化技術(shù)作為核心，依靠對鍋爐燃燒參數(shù)的在線檢測來調(diào)節(jié)燃燒情況;一種是對燃燒設備進行改造，使之達到燃燒優(yōu)化的效果;另一種是以DCS技術(shù)為指導，通過監(jiān)督控制系統(tǒng)來調(diào)節(jié)，或是利用人工智能技術(shù)等促使鍋爐燃燒達到優(yōu)化的目標。這三種鍋爐燃料優(yōu)化技術(shù)中，第三種技術(shù)可以不改變鍋爐設備的具體結(jié)構(gòu)，依靠DCS技術(shù)完成對模型控制，使鍋爐運行的燃燒效率得以提升，其中所產(chǎn)生的排放量明顯降低，電力企業(yè)對這種技術(shù)應用所投入的成本較少，故這種以模型預測及多目標尋優(yōu)的燃燒優(yōu)化技術(shù)成為發(fā)電廠的首選技術(shù)。

1.??? 關于檢測技術(shù)為核心的鍋爐燃燒優(yōu)化技術(shù)研究

為實現(xiàn)鍋爐燃燒技術(shù)的優(yōu)化目標，發(fā)電廠可以通過檢測鍋爐燃燒的參數(shù)來查明其運行狀態(tài)，如對爐膛內(nèi)火焰及鍋爐排放物的在線測量，并針對測量的結(jié)果作出具體的分析，其中許多數(shù)值都可以作為實時檢測的目標，如一次風量、煙氣含氧量及煤粉濃度等都可以作為參數(shù)進行實時監(jiān)控，合理的控制鍋爐燃燒情況，能夠?qū)崿F(xiàn)經(jīng)濟化的高效燃燒模式。

1.1? 爐膛火焰檢測技術(shù)

現(xiàn)如今，火焰檢測技術(shù)已經(jīng)突破了核心技術(shù)層次的發(fā)展，并不再沿用傳統(tǒng)的直接式檢測，而是可以通過紅外線、紫外線等技術(shù)進行間接的火焰檢測，這種檢測形式又被稱為數(shù)字式及圖像式的檢驗形式。以CFD與鍋爐CT技術(shù)為基礎的鍋爐燃燒優(yōu)化技術(shù)，采用CFD技術(shù)對鍋爐燃燒過程中的具體情況以數(shù)值的方式模擬出來，其中又能體現(xiàn)出溫度場、速度場等信息，將各部分的信息作為燃燒優(yōu)化技術(shù)的應用指導。鍋爐CT通過紅外激光技術(shù)可實現(xiàn)對爐膛核心區(qū)域的溫度測量，這項技術(shù)的敏感性較高，改變了傳統(tǒng)接觸式的溫度測量方法，具有全面策略的優(yōu)勢，克服了材料及設備的限制，依據(jù)傳統(tǒng)的光譜測量方法，鍋爐CT技術(shù)受外界因素的影響較小。利用鍋爐CT技術(shù)測量的重要部分的溫度結(jié)果，可以作為鍋爐燃燒場動力學計算的邊界條件，并修整CFD。應用CFD與鍋爐CT技術(shù)的鍋爐燃燒優(yōu)化技術(shù)能夠達到理想的節(jié)能效果：其一，鍋爐內(nèi)均衡燃燒并保持較低的過氧量，其燃燒效率提升1.0%-1.5%;其二，鍋爐對煤種變化的適應性增強;其三，鍋爐排放的有害氣體減量，的排放量降低25%以上;其四，這一技術(shù)能夠有效減少鍋爐結(jié)焦或是局部溫度過大的問題，能夠有效防止鍋爐發(fā)生爆炸事故。

1.2? 鍋爐排放物檢測技術(shù)

對鍋爐排放物的檢測標準主要可從飛灰含量及煙氣組成等多個方面進行檢測，利用檢測設備的穩(wěn)定性及實時性來影響鍋爐燃燒優(yōu)化技術(shù)的實際效果。故鍋爐排放物檢測技術(shù)是鍋爐燃燒優(yōu)化技術(shù)研究的前提與基礎。

1.3? 風煤在線測量技術(shù)

鍋爐燃燒是以風煤比為計算基礎實現(xiàn)風量調(diào)節(jié)的，故在鍋爐的燃燒控制系統(tǒng)中，對風煤比值進行準確的調(diào)節(jié)能夠促進鍋爐的安全、經(jīng)濟運行。就目前發(fā)電廠控制風量的方法來講，依據(jù)實際生產(chǎn)經(jīng)驗對給粉機的參數(shù)予以調(diào)節(jié)是最常見的方式之一，再通過改變一次風擋板的開度就能控制風量。在此基礎上，相關專家對風煤在線測量技術(shù)作出了深入的研究，拓寬了原有的風煤在線監(jiān)控途徑，使之更加直觀和有效，但不得不承認，目前風煤在線測量技術(shù)仍存在一些瓶頸問題，其中包括選擇測量裝置及確定測點位置等。

1.4? 煤質(zhì)在線分析技術(shù)

煤質(zhì)在入爐之前的變化對鍋爐燃燒情況具有直接的影響，目前發(fā)電廠的鍋爐多數(shù)使用低質(zhì)煤及混配煤，這種形式涉及的煤種較多，若沿用以往的化驗煤質(zhì)的方法來分析煤種質(zhì)量，那么工作人員所花費的時間是非常多的，并且這種傳統(tǒng)的化驗方法容易得出錯誤的結(jié)論，所以在煤質(zhì)在線分析技術(shù)方面的研究對鍋爐燃燒優(yōu)化技術(shù)的突破十分重要。據(jù)了解，目前的煤質(zhì)在線分析技術(shù)具有誤差小、可靠性高及安裝位置準確等多個方面的優(yōu)點，但這項技術(shù)仍處于研究過程中的分析驗證階段，并未得到廣泛的實踐。

1.5? 控制技術(shù)與人工智能技術(shù)的鍋爐燃燒優(yōu)化技術(shù)

近年來我國人工智能技術(shù)的發(fā)展日益成熟，這項現(xiàn)代化的技術(shù)在工業(yè)領域也得到了廣泛的應用，與此同時，先進的控制邏輯算法與人工智能技術(shù)相結(jié)合，在發(fā)電廠的鍋爐燃燒優(yōu)化技術(shù)研究中，提供了核心技術(shù)的支持，促進鍋爐燃燒的迅猛發(fā)展。但國內(nèi)以人工智能技術(shù)為核心的鍋爐燃燒優(yōu)化技術(shù)正處于試驗階段，并未得到大規(guī)模的普遍應用，該項技術(shù)的實踐經(jīng)驗較為匱乏，仍需通過更加深入的研究來奠定基礎。

2.??? 目前國內(nèi)發(fā)電廠常用的鍋爐燃燒優(yōu)化技術(shù)分析

2.1? 貝葉斯概率統(tǒng)計法

貝葉斯概率算法是以概率統(tǒng)計學知識為基礎，通過加權(quán)回歸算法進一步優(yōu)化鍋爐燃燒，模擬算法的方式可自行確定在多種負荷狀態(tài)下的鍋爐的實時數(shù)據(jù)，以貝葉斯統(tǒng)計法的形式，將其燃燒過程的特性用目標函數(shù)的方式辨識出來，并快速的尋找到最佳參數(shù)的位置，這種方法可以在DCS中形成閉環(huán)式的控制。

2.2? 神經(jīng)網(wǎng)絡法

在鍋爐燃燒的過程中，神經(jīng)網(wǎng)絡技術(shù)也是常見的手段之一，可實現(xiàn)閉環(huán)控制燃燒及燃燒操作指導。工作人員從鍋爐燃燒系統(tǒng)的數(shù)據(jù)中得到神經(jīng)網(wǎng)絡的相關參數(shù)，再通過動態(tài)反饋及回路控制等方式達到優(yōu)化的效果，并且能夠?qū)⒄`差最大化降低。

2.3? 多模控制技術(shù)

傳統(tǒng)的鍋爐燃燒優(yōu)化技術(shù)只注重對燃燒過程的控制，但調(diào)整鍋爐的燃燒參數(shù)時，鍋爐的主汽及再汽溫度常會出現(xiàn)波動，致使鍋爐被迫退出運行狀態(tài)。在鍋爐燃燒優(yōu)化技術(shù)中應用多?？刂萍夹g(shù)，能夠?qū)⒕S持主汽溫度穩(wěn)定作為優(yōu)化的內(nèi)容之一，在控制鍋爐燃燒情況及溫水閥等基礎上，可實現(xiàn)對主汽溫度和再汽溫度的穩(wěn)定控制，該項技術(shù)已經(jīng)在實際應用中取得了良好的效果。飛灰含碳量作為反應鍋爐燃燒工況的重要依據(jù)，利用軟件來估算其中的飛灰含碳量，并將其作為反饋結(jié)果的依據(jù)。

2.4? 鍋爐燃燒可視化檢測與系統(tǒng)的閉環(huán)控制

鍋爐在燃燒過程中，爐膛內(nèi)的火焰溫度變化情況可反映出鍋爐燃燒過程的穩(wěn)定性，工作人員能夠通過觀察數(shù)據(jù)采取相應的調(diào)整措施。鍋爐CT以紅外激光的方式可測量爐膛內(nèi)的燃燒溫度，并以非浸入的測量方式準確的顯示出爐膛核心區(qū)域的燃燒溫度。鍋爐燃燒可視化檢測技術(shù)的動態(tài)響應速度較快，能夠有效的克服傳統(tǒng)測量方法的不足之處，如傳統(tǒng)的測量方法無法準確反映出1500℃以上的核心高溫區(qū)，應用鍋爐燃燒可視化檢測技術(shù)以后，建立CFD模型對鍋爐CT的模型進行修正，則可以起到優(yōu)化爐膛燃燒器和配風的作用，并有效降低的排放量。

3.??? 結(jié)束語

近年來我國能源供應較為緊張，發(fā)電廠為提升能源的應用效率，就要不斷優(yōu)化鍋爐燃燒的過程，增強煤炭的燃燒率，維持鍋爐運行的穩(wěn)定性，在測控技術(shù)的配合下，發(fā)電廠鍋爐燃燒優(yōu)化技術(shù)緩解了諸多問題，在發(fā)電廠的運營中承擔著重要職責。

參考文獻：

[1]?? 馬楠，由聰.火力發(fā)電廠鍋爐燃燒優(yōu)化技術(shù)的研究探討[J].電站系統(tǒng)工程，2017，33（02）：37-38.

[2]?? 劉明亮.火力發(fā)電廠鍋爐燃燒優(yōu)化技術(shù)的探討[J].工程技術(shù)研究，2019，4（11）：227+247.

[3]?? 羅霄.火電廠鍋爐燃燒優(yōu)化技術(shù)探析[J].中國高新技術(shù)企業(yè)，2016（11）：66-67.