电站锅炉燃烧优化技术研究发展综述

摘 要：文章分析了电站锅炉燃烧优化的作用，阐述了当前该项优化工艺的发展步骤，对其研究成就以及技术进行了非常综合的测评，细致研究了该项技术当前的状态以及面对的问题。同时还对其研究动态进行了综合的类型划分。最终，结合一些优秀的理论以及措施，论述了该项燃烧优化工艺在检测科技和设备改造等层次的发展规划。

关键词：电站锅炉；燃烧优化；发展趋势；软测量

1 前言

锅炉极其配套体系本身都是有着特定的煤种适应区间的，不过对于我们国家的很多火力发电单位来讲，因为煤种的变化很大，煤炭的品质不好，同时还由于锅炉在具体的运作时面对着设备革新等等的很多要素，出现了燃烧无法实现最优的现象，所以要切实的对其优化处理，在特定的区间之内提升设备的经济性以及环保型。在这个层次上来看，对设备燃烧开展互利的优化调节是最为恰当的方法，因此探索该项优化工艺就成为了当前的一项关键内容。

此处讲到的燃烧优化具体的说是经由对设备燃料供应以及配风数据的调节，和对它的控制措施的变化等，来确保进入到炉膛中的燃料能够尽快的燃烧，而且在合乎设备负载变动规定的背景下，获取最为优秀的燃烧工控。之所以开展燃烧优化调控其意义在于如下的四点。第一，确保汽压以及蒸发量等正常。第二，保证着火稳定，火焰充满炉灶，没有残渣，过热器的气温不会太高。第三，确保机组运作的费用最为节省。第四，降低污染物的释放量。一直以来，工作者都在积极的进行设备燃烧优化工艺的探索，而且也获取了许多成就。笔者具体阐述了该项活动相关的内容。

2 燃烧优化工艺的具体情况和当前面对的几大事项

如今，不管是我国抑或是国外很多人员都在积极的探索高效率的燃烧优化工艺，这方面的资料非常多，具体可以分成如下的几大层次。

2.1 基于燃烧优化调整试验的研究

经由合理的调节能够得到精准的风煤比例，进而明确体系的最为合理的运行指数，而且得到精准的电脑控制曲线，以此来指引工作的开展。在运作的时候，可以结合特殊的意义开展调整测试活动，获取最佳的燃烧工艺。此类优化内容都要靠着专门的工作者多次的进行测试，非常的耗费时间和经历，通常只是在新的设备运行或是旧有的运行方式有很大变化时才进行。

2.2 基于燃烧理论建模技术的研究

由于不断的对燃烧理论进行建模分析，并且积极的探索求解措施，因此在该方面获取了很多的成就。不过此类措施的运算步骤很繁琐，尤其是当燃烧机理模糊时，无法进行精准综合的建模工作。所以，这个方法一般是用到离线分析工作中，要想用到在线建模中还是有一定的困难。

2.3 基于燃烧设备层面的设计与改造研究

主要是基于燃烧技术的理论研究，通过锅炉改造，特别是燃烧器的优化设计、改造来实现锅炉的燃烧优化调整，该类型的科技目前早已发展到非常成熟，稳定的时期了。不过还是面对着一些阻碍要素，比如燃烧器的设计、改造同样受到制粉系统和煤种的限制。

2.4 基于检测技术的燃烧优化研究

利用炉膛火焰检测技术、锅炉排放物检测技术、风煤在线测量技术以及煤质在线分析技术等对影响锅炉燃烧的重要参数进行检测分析来实现锅炉的燃烧优化。运行人员通过实时监测一次风量、烟气含氧量、煤粉浓度细度、煤质分析、飞灰含碳量、火焰图像等参数来调节锅炉燃烧，确保锅炉能够高效优质的进行燃烧活动，此类优化科技目前在发展中占据非常关键的位置。不过如今厂方设置的燃烧数值测量设备的精确性不是很好，而且不是十分的稳定，正是因为这些干扰要素的存在，在很大程度上严重的抑制了锅炉燃烧优化产品功能的发挥。

2.4.1 炉膛火焰检测技术的发展应用

过去的火焰检测科技一般是用来监测设备自身的燃烧情形的，避免其在点火或是负载较低等的不稳固燃烧的状态下出现炉膛炸裂问题，是炉膛安全监视系统（FSSS）的技术组成部分。近年来，国内外对炉膛火焰检测和燃烧诊断进行了广泛深入的研究，火焰检测技术特别是火焰图像处理技术用于指导锅炉燃烧优化运行已成为新的途径。火检技术也已由传统的直接式火检，紫外线、红外线、可见光火检等间接式火检发展到数字式和图像式火检。

2.4.2 锅炉排放物检测技术的发展应用

锅炉排放物检测的参数包括飞灰含碳量、烟气组分等。检测设备的稳定性、实时性和测量准确性等将对燃烧组织产生直接的影响，因此，锅炉排放物检测技术的研究是燃烧优化技术发展的基础性工作。常规的烟气检测技术和仪器有：烟尘连续监测系统（CEMS）；飞灰测碳仪；烟气含氧量的检测（包括热磁式氧量仪和氧化锆氧量计）；一氧化碳检测以及其他参数的测量设备。

最近几年，研究人员积极的研究排放物质的检测工艺以及装置，而且获取了很多的成就，此类成就促使了设备燃烧优化工艺的进一步发展，其在相关的优化调节活动中发挥了非常关键的作用。由于人工智能等工艺的发展，软测量技术作为新兴的研究领域，它在锅炉排放物检测中的应用将会取得更加可喜的成果。

2.4.3 煤质在线分析技术的发展应用

进入到炉膛中的煤炭的品质的改变会在很大程度上影响到燃烧活动，电站锅炉越来越多燃用低质煤或混配煤，偏离设计煤种过多，给运行调整带来很大的困难。过去通过采样化验煤质的方法尽管具有很高的分析精度，不过其误差很是显著，并且最少要几个小时才可以得到结果，对于调整实时燃烧等的促进意义并不是很明显。所以发展煤质在线分析技术对于锅炉燃烧实时优化具有重要意义。

3 电站锅炉燃烧优化技术发展方向和前景

3.1 加强检测技术的改进工作

锅炉燃烧参数检测技术是燃烧优化技术的基础，检测装置和技术目前普遍存在品质和测量准确性的不足。该内容早已被相关的单位和工作者列为分析的重点内容，并且进行了很多的探索活动。此处要提出的时，要想处理好这个问题就要使用软测量科技。在软测量建模中，有基于工艺机理的方法、基于对象数学模型的方法、基于回归分析的方法、基于模式识别的方法、基于粗糙集理论的方法、基于人工神经网络、基于支持向量机的方法等。目前，人工神经网络已经广泛应用到工业过程建模和控制中，其中比较典型的是BP神经网络建模、RBF神经网络建模等。

3.2 燃烧控制系统向闭环控制和综合智能控制发展

对基于检测技术或智能控制技术的锅炉燃烧优化技术而言，其走向系统化、工业化应用的关键是实现在线闭环运行，使之直接参与生产控制过程。随着技术日趋成熟和锅炉燃烧优化指导系统在电站的广泛应用，实现燃烧优化的闭环控制正在成为人们关心和研究的新课题。针对要解决的困难，利用DCS硬件优势和灵活方便的软件组态功能实现这一控制系统，此时不但硬件花销不大，而且体系的维护总量不高，稳定高效，是以后发展的关键趋向。

因为燃煤锅炉本身的动态特征十分的繁琐，燃烧控制体系的完善是一个十分繁琐的工作，要使用高效的控制方法，进而从总体上提升体系的功效。所以，针对锅炉此类的繁琐体系来讲，结合分级控制体系，建立在智能协调、局部优化的基础之上，有针对性地采用经典和先进的控制策略，构成综合智能控制，已经成为重要的发展趋势。

参考文献

[1]黄新元.电站锅炉运行与燃烧调整[M].北京：中国电力出版社，2003.