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基于声波测温的电站锅炉燃烧优化控制系统【实用文档】doc
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基于声波测温的电站锅炉
燃烧优化控制系统
项目建议书

华北电力大学

一目前电站锅炉燃烧系统存在的问题
1.1共性问题
1。１.1两对矛盾需要解决
①锅炉效率（)与污染排放（ＮOx)之间的矛盾
当我们追求高的锅炉效率的时候,势必要使煤粉在炉内充分燃烧。要达到这一目的,则需要提高炉内燃烧温度以及使用较高的过量空气系数，而这两方面都会增加污染的排放。反之，则锅炉效率较低。炉内的高温燃烧还会带来水冷壁结渣等事故的发生。因此需要在两者之间做出最佳的折中选择.
②锅炉排烟热损失()和机械未完全燃烧热损失(）之间的矛盾
对于锅炉效率影响最大的两项热损失-排烟热损失()和机械未完全燃烧热损失(）—而言,也存在类似的矛盾.提高炉内燃烧温度以及使用较高的过量空气系数,可以降低机械未完全燃烧热损失(），但是排烟热损失(）则会随之增加。因此也需要在两者之间做出最佳的折中选择。
1．1.2四个优化问题需要解决
①锅炉效率（）与污染排放（NＯx)的联合优化
通过寻找最佳的二次风门和燃尽风门组合，建立良好的炉内燃烧空气动力场,可以达到锅炉效率（）与污染排放(NＯx)的共赢。
②锅炉排烟热损失（)和机械未完全燃烧热损失(）的联合优化
通过寻找最佳的烟气含氧量(Ｏ2)设定值，可以达到锅炉排烟热损失()和机械未完全燃烧热损失（）的共赢.
③汽温控制方案的优化
联合调节燃烧器和喷水，尽量使用燃烧器摆角等方式来调节汽温而减少减温水的使用量，可以较大幅度的提高机组热效率。
④防止炉内结渣的优化
这可以通过以下方法实现:一是寻找最佳的煤粉和二次风门、燃尽风门的组合，调整均衡燃烧,防治火焰偏斜；二是调节炉膛出口温度目标值；三是组织合理的吹灰优化.
1．1．3炉膛内三个参数的测量需要解决
①炉膛温度场的测量
②炉内Ｏ2浓度的测量
③炉内CO浓度的测量
炉膛温度、O2和ＣO与锅炉效率、污染物排放、炉内结渣等等关系密切,它同时还反映了燃烧是否均衡以及燃料的质和量的变化情况.通过炉膛温度测量可以达到
a）监控炉膛出口温度,防止过热器结焦和管壁过热，防止启动时升温太快和烧坏再热器管（干烧),监控炉膛水冷壁的吸热量情况,指导吹灰和调整风量，减少过热器和再热器喷水量（3０0MW，再热喷水减10t／ｈ,降低煤耗1．９1g／kwh);
b)矫正燃烧不均衡，防止两侧烟温、汽温偏差，防止一侧水冷壁磨损、结焦,防止汽包水位两侧严重偏差,防止局部过热而流渣；
c）提高燃烧效率，均衡风量分配，优化风煤比,降低O2，控制火焰中心高度；
d）降低污染物排放，防止局部火焰过热，降低NＯｘ生成(1482℃时ＮＯX成指数级增加）,减少脱硝系统运行成本。
这些参数对于炉内燃烧状况的实时监测和诊断具有十分重要的意义.对于炉膛温度场的测量，在声波测温装置问世之前还一直是个棘手的难题。而对于炉内O2浓度和CＯ浓度，课题组将计算智能和炉膛温度场、尾部烟道氧量测量等气体分析装置相结合,所研究的相关软测量技术能够达到相当好的精度。
１.2特殊问题
不同的电厂、不同的运行人员或不同的运行水平,带来个不系统的问题,比如:
有的厂，二次风的配风长期以来不正常（二次风挡板开得很少,甚至几乎不开）,结果造成排烟处的氧量只有2％－3％，炉内燃烧严重缺氧，飞灰、炉渣可燃物增加；还造成主汽温、再热汽温降低、二次风喷嘴烧坏、水冷壁高温腐蚀等一系列的负作用。
有些厂的运行人员人为过多的压风量，造成低负荷下缺氧燃烧这样做的理由是怕熄火,认为风速低一点,风量少一点，有利于燃烧稳定，很多电厂的司炉头脑中都持有这一观点。
有的锅炉主汽温、再热汽温一直偏低，为了提高汽温,抬高燃烧器的倾角,结果造成煤粉在炉内停留的时间缩短，机械未完全燃烧热损失增大。
1.3问题的复杂性
以上所述表明:
在数学上,燃烧系统是一个非线性的、多变量严重耦合的、复杂的问题，对一个目标的调节会矛盾地影响到其它目标的实现,属于多目标的优化问题。
在测量手段上，需要开创性的引入炉膛参数测量设备，给我们的运行人员和优化系统配备一双“火眼金睛”.
在运行方式上，我们需要对燃烧系统重新认识,合理组织燃烧，真正的做到节能减排。也正是在这种思想的指导下，我们基于课题组在该方面多年的探索、探寻和积累,终于研究开发出全新一代的燃烧优化控制系统。

二本项目实施的目的和意义
在火力发电成本中,燃料费用一般要占7０％以上,提高锅炉燃烧系统的运行水平对机组的节能降耗具有重要意义.同时，发电企业面临厂网分开、竞价上网的电力市场竞争,由于能源紧张导致燃煤价格上涨，进一步加大了发电企业的生产成本。
一方面,就供电煤耗来说，根据中国电力企业联合会2008年的全