火电厂燃烧系统的优化研究

时间:2022-09-25 04:28:07

火电厂燃烧系统的优化研究

【摘要】本文以实例分析对火电厂燃煤系统的优化改造进行详细说明,以供参考。

【关键词】火电厂;燃烧系统;优化;意义;实例

一、前言

火电厂燃烧系统的优化改造能够大大提高燃烧的效果,为企业带来显著的经济效益,也得到发电企业的广泛应用。

二、火电厂燃烧系统优化的意义

火力发电厂需要同时兼顾能量转化效率和环境效益。在市场经济条件下企业的最终目标是利润最大化,在现有火电厂的控制系统基础之上添加监督控制系统(锅炉燃烧优化系统)乃至整个电站的优化运行系统,可以通过提高锅炉效率等方面降低发电煤耗、节约燃煤进而压缩发电燃煤成本。同时使各种污染物排放量等负面指标得以降低。

发电煤耗率是指在一定时间内,燃煤电厂单位时间内所消耗的标准煤量与输出发电机功率之比,简称煤耗,单位为g/(kW-h)(克/千瓦时)。发电量扣除厂用电量称为供电量,单位时间内发电煤耗量与供电量之比,称为供电煤耗率。一台300MW燃煤机组,若满负荷运行,日发电量可达720万千瓦时。假设机组以平均于满负荷的70%负荷运行,即以日发电量500万千瓦时来计算,如果锅炉燃烧优化系统能够使供电煤耗降低1克/千瓦时,则日供电煤量可以减少5吨的标准煤量。以一公斤原煤折合0.7143公斤标准煤,以原煤价格800元/吨计算,则每日可以节约资金5600元,每年可以节约资金204万元,意味着可以取得可观的经济效益。

锅炉燃烧优化首要目的是为了降低NOx的排放,随着社会和科学技术发展,燃烧优化技术对提高锅炉热效率也提出了要求。火电机组的优化运行应该同时兼顾提高锅炉热效率、降低NOx排放量等污染物排放量、降低供电煤耗等目标。随着社会和政府越来越对环境保护的要求的提高,需要新的技术去迎接这一挑战。

三、燃烧系统的优化控制

1、系统组成

由于火电厂燃烧控制系统具有以上的特性,本文建立了燃烧控制系统的优化控制的总体结构。该系统包括以下几个部分:

(1)常规控制部分:给煤控制器、送风控制器和引风控制器采用传统PID控制,用于稳定主蒸汽压力、调节送风量和炉膛负压,维持锅炉的正常运行。

(2)开关控制部分:判断锅炉燃烧系统是否处于稳定状态,若满足条件则进行优化,否则就不进行优化。

(3)自适应模糊神经网络控制部分:采用自适应模糊神经网络控制器作为主调节器,与给煤PID控制器一起构成主汽压力控制系统,提高蒸汽压力的鲁棒性,抗干扰能力。

(4)模糊自寻优控制部分:建立模糊自寻优控制器是确认送风摄动强度变化与炉膛总辐射能量变化之间规律,寻找最优风煤比。在实际应用中,为了保证寻优过程的稳定性,适当加入停步判断环节。

2、优化控制

(1)自适应模糊推理在主蒸汽压力控制中的应用自适应模糊推理系统(ANFIS)的基本思想是:利用所给样本数据,通过神经网络的学习设计出合适的Sugeno型模糊推理系统,使其能够很好地模拟出希望的或是实际的输入、输出关系。典型的Sugeno型模糊推理系统共分五层:第一层将输入信号模糊化;第二层用于计算各条规则的适用度;第三层进行各条规则适用度的归一化计算;第四层用于计算各条规则的输出;第五层为单节点,用于计算系统的总输出。

(2)风煤比在线智能控制通过模拟人工操作思想,由模糊自寻优控制器施加适当的风量摄动,在使燃烧效率充分接近最高值的同时,搜索最佳风煤比值,达到在线自适应风煤比的目的。通过对不同工况下以及不同燃料条件下的最佳风煤比的搜索及学习过程中,获取用于神经网络训练的学习样本,并以神经网络产生的输入控制量为优化控制量,对风煤比进行在线调整,克服设定固定风煤比所引起的系统性能下降的问题。

依据模糊控制理论,把手工操作时对送风摄动强度的调整思想转化为模糊逻辑判断规则,即建立自寻优控制规则表。同时给定Y和X的隶属度赋值表,应用模糊控制合成规则,计算出自寻优控制表,再加以人工修正。

建立的模糊自寻优控制规则表和控制表。实际模糊自寻优过程就是通过查表进行的:根据实测炉膛总辐射能变化量Y确定其模糊语言变量Y的模糊值,并已知上一周期的送风摄动强度Xk-1的模糊值,本次送风摄动强度Xk通过查表行、列随之确定,即查得Xk的模糊值。当炉膛总辐射能变化量在较小的送风摄动条件下在PO,NO附近摆动4次,自寻优模糊控制器认为已经寻找到该工况下的最佳燃烧状态。

四、机组设备以及锅炉设备的基本情况

1、锅炉基本概述

本项目工程配备有两台机组,其中设计校核以及煤种均为新集煤矿煤类型,其使用的是0号的轻柴油。锅炉其运行方式为直吹,一般是完成四角切向的燃烧方式,其温度的调节一般是通过火嘴的左右上下摆动来实现的,需要有效的保持通风具备一定的平衡性,与此同时还要保证固态排渣持续性,使用的是全钢悬吊式结构,有效的布置露天Π型,同时设置自然的循环汽包炉等。

2、燃烧系统的基本情况

锅炉一般使用的制粉系统,该系统为正压直吹类型,在使用制粉系统的过程中,一般还配备SVEDALA3.81×5.49型的双进钢球磨煤机以及双出钢球磨煤机,一般使用的是三台。将上述磨煤机布置在炉前,需要将三台磨煤机投入BMCR工况,不具备实际工作中的实际磨煤机。在四角范围有效的实现质量合格燃烧器的布置,实现有效的切向燃烧类型,与此同时需要在每一台磨煤机分离器的出口部位完成煤粉管的设置,一般会设置4根,通过煤粉管的使用将其接到一层煤粉四角的喷嘴部位。设计锅炉的煤种跟煤种校核均为淮南的烟煤种类。该类型的锅炉使用一般会使用二级点火的方式。

五、火电厂技术改造工作的相关分析

1、强化技改工作总结

火电厂在进行一体化技改工作中,应该积极地对技术改造工作的相关经验进行总结,并详细地对以往一体化技术改造工作的经验教学、标准、方案以及实施情况进行研究与总结。在该前提下,促使相关的火电厂技术人员积累更多的经验,并充分地对一体化技改要点进行了解与掌握;利用技改工作总结,有效地使火电厂一体化技改能力得到提升,并使电厂对技术方案进行分析的能力得到提升。同时,通过开展总结工作,寻求一体化技改过程中存在的问题,并提出相应的解决对策,从而有效地使电厂技改能力得到提升。

2、加强机电一体化技改工作

火电厂在开展技改工作的过程中,凭借着丰富的技改工作经验,则有效地使电厂设备管理以及维修人员具备的专业技能得到了提升。现阶段,随着一体化技术的日趋发展与进步,在对其进行应用的过程中,也不断地对电厂设备管理人员以及技改工作人员的技术有着越来越高的需求。通过根据火电厂一体化技术的相关发展与应用需求,火电厂应该不断地对企业产品更新以及技术发展现状等进行重视,并以此为前提,明确培训计划以及培训内容,从而使电厂节能效果得到提升,并使电厂设备的技改水平与技改能力得到提升。

六、结束语

综上所述,通过分析我们对火电厂燃烧系统的改造优化取得了显著的效果,这种方式也得到了发电企业的认可并广泛使用。随着技术水平的发展,该项技术也将不断完善,发挥更大的作用。

参考文献

[1]焦林生,薛晓垒,金理鹏.600MW机组低氮燃烧器改造效果分析[J].科技视界,2013,12(36):111-112.

[2]徐军伟,宋兆龙,王磊.电站锅炉燃烧优化技术现状和发展动向[J].江苏电机工程,2014,24,(3):6-7.

上一篇:绿色建筑理念融入的建筑学专业知识体系框架整... 下一篇:土地政策作为宏观调控手段的理论和实践研究