对于电站锅炉燃烧经济性诊断模型的研究

    邱子龙 谢建兵

    摘 要：电站锅炉燃烧的经济性一直是热能工程中十分重视的问题，运行中会受到较多因素的影响，相对比较复杂，因此需要深入研究。电站锅炉燃烧的经济性及优化运行需要准确的锅炉诊断模型。本文通过对电站锅炉燃烧经济性进行研究，从燃烧优劣的评价指标分析入手，结合电站锅炉燃烧的实际情况进行探究，以求为电站锅炉燃烧指明方法。

    关键词：电站锅炉；燃烧；经济性；诊断模型

    国民经济的发展以及人类的生存发展需要能源，因此，电站锅炉燃烧的经济性能实现能源的节约。但是，我国煤种变化频繁、劣质较多，同时还受到一些市场、经济和人为因素等的影响，使得电站锅炉燃烧在实际运行中和设计煤种有些出入，这必然给锅炉运行的经济性来一些影响。

    1 电站锅炉燃烧经济性概述

    电站锅炉燃烧是和剧烈放热化学反应相关的流动现象。其中主要包括流动、传热、传质，它们之间会相互影响，相互作用。判断电站锅炉燃烧状态，可以通过燃烧火焰进行分析。对火焰的检测及安全的监测，主要是根据火焰检测器和安全监测系统的完善。电站锅炉燃烧经济性是电厂之间需要竞争的，在保障机组安全的前提下经济性运行，可以使发电成本降低。使燃煤发电机组的热效率提高，尽可能的节约宝贵的煤炭资源，采取一定的措施使电站锅炉燃烧过程中所产生的污染减少。能够对能源的可持续发展起到一定的作用。实现电站锅炉燃烧经济性，可以通过调整煤质状况和锅炉燃烧的运行来完成。对混煤进行燃烧能够使煤种的适应能力变好，会使煤种的燃烧特性变得更好，有效地避免结渣，防止运行发生状况，减少污染排放物等。对燃料成本的减少更是功不可没。很大程度上提高了电站锅炉燃烧的经济性。

    2 电站锅炉燃烧经济性的优劣评价指标

    电站锅炉燃烧经济性的评价指标建立在其燃烧的经济性诊断模型基础之上。电站锅炉燃烧有优劣之分，而评价指标为正、反平衡热效率。（1）正平衡热效率如果出现燃料量计量不够精准，燃烧反应不能达到要求，都会影响准确性，便不可成为直接评价燃烧优劣的指标。（2）反平衡效率主要将出各项损失进行计算，通过对引起效率变化原因的了解，为燃烧的调整找到新的办法，能够成为评价燃烧优劣的指标。也可用对电站锅炉燃烧评价有辅助作用的在线测量排烟温度和飞灰、炉渣含碳量等。

    3 电站锅炉燃烧经济性诊断模型的研究

    （一）提高电站锅炉燃烧经济性的研究

    电站锅炉燃烧的经济性要想有所突显，首先要使电站锅炉燃烧的效率得到提高，其次还要使电站锅炉燃烧所排放的污染物减少。但是要想完成是比较困难的，由于煤的种类、锅炉炉型、负荷、配风方式等一些原因都会使其特性受到影响，简单的公式很难对这些进行估算。一般情况下需要对实炉进行测试，才能有所结论。通过试验，可以寻求到更好的燃烧优化方式。但是这种方式工作量很大也比较有限，运行中的参数对电站锅炉燃烧也会有所影响，如果叠加在一起，会让数据难以分析。通过测试结果难以获得估算公式和计算模型。电站锅炉燃烧使用的煤种多变，操作参数不同，很难确保锅炉一直处于试验工况下，无法得到燃烧特性。需对电站锅炉燃烧经济性诊断模型进行研究，建立相对精确的数学模型，对电站锅炉燃烧的效率及运行参数进行实时监测，使电站锅炉燃烧得到优化。

    基于电站锅炉燃烧具有复杂性，可以通过模拟人脑结构功能的人工神经网络进行解决。人工神经网络的非线性映射比较厉害，也有着可靠近任意连续函数的本事，具备并行解决、容错性强等优势。很多高校和科研所用这种方法建立燃烧预测模型，对电站锅炉燃烧优化进行深入探索。结合锅炉运行时的数据以及实验数据进行结合分析，将热效率和氮氧化物、一氧化碳的排放量作为研究目标，优化燃烧，最后把这些数据给操作人员参考，通过对燃烧方式的调整，电站锅炉燃烧参数与污染物排放量以及锅炉效率间的相互关系以及影响因素，提出更适用于运行煤种及运行负荷的优化方式。

    （二）确定运行参数基准值的原因

    电站锅炉燃烧经济性诊断模型的建立，首先需要确定运行参数基准值的原因。从确定锅炉到环境，再到燃料和负荷参数等前提下，使锅炉在设备完好的情况下，运行人员尽所能达到的参数，就是运行参数的基准值。运行参数使燃烧工况得到形成。通过额定负荷而设计出的锅炉机组，在实际中难以和设计工况吻合，锅炉会在非设计工况下运行。实时的经济指标能够给电站锅炉燃烧经济性带来一些影响。在提供锅炉在正常运行水平下的基准值的前提下，对锅炉的运行水平作定量描述。基准值是衡量电站锅炉燃烧经济性的基础，要以拉近当前值和基准值为目标，对其进行调整，使其优化。

    锅炉运行参数的基准值一直以来是以设计值、运行经验值或统计值作为参考的，但是实际与设计间总会存在一些差距。经验值比较局限性，统计值只能代表过去某段时间的统计结果，不能以偏概全对现有的运行有效地指导。所以，提高锅炉运行的经济性十分重要。正确选择应工况下的基准值，并对运行水平加以评判和探究对电站锅炉燃烧经济性有很大的影响。

    （三）运行参数的基准值确定

    电站锅炉燃烧经济性的基准值一般为负荷、环境及煤质等参数的函数，而非其它运行参数的函数。指定锅炉，受热面结构和布置一般不会变，以最初的设计工况为前提，如果确定的工况做变工况的校核热力计算，如果负荷、环境及煤质等参数确定，其它运行参数也便确定了。校核热力计算所得出的值就是可以应用在此种工况下的基准值。通过理论的计算，能够得到在不同情况下的基准值。对基准值进行整理，可得到运行参数的基准值和原始工况之间的形成关系。

    4 结束语

    目前电站锅炉燃烧优化的相关研究在不断地发展和进步，尝试和扩展的方法也变多。电站锅炉燃烧优化需要精确有效的诊断模型，可利用人工神经网络的方法与生产实际结合。对于电站锅炉燃烧所用混煤时的品质问题、煤种变化较多、锅炉及设备缺陷等需要相关优化调整。因此，在确保锅炉燃烧稳定的基础上，建立电站锅炉燃烧经济性诊断模型。需从提高锅炉热效率开始，从燃烧调整的角度着手，判断出最合适的燃烧情况、参数，建立很好的燃烧效率的诊断模型，并优化锅炉运行。

    参考文献：

    [1]殷樾.锅炉燃烧的调节[J].中国化工贸易 ，2013，（11）：401-402.

    [2]杨宏旻，顾璠，徐益谦等.电站锅炉燃烧诊断优化技术的现状及发展[J].锅炉技术，2009，38（2）：1-4，19.