600MW火力发电厂锅炉燃烧调节系统控制优化分析
时间：2023-02-03 20:25:06 来源：千叶帆 本文已影响人
白天华 阚磊
摘 要：近年來，我国社会不断进步，科技不断发展，电力的需求逐渐增加，对电力的稳定要求也越来越高，火力发电厂锅炉燃烧调节系统是发电的基础，也是经济运行的安全保障。本文主要研究600MW火力发电厂锅炉燃烧调节系统控制优化，分析了火力发电厂锅炉燃烧可以调节优化的方面，解决燃烧系统中存在的问题，并提出一系列的控制方案，以促进火力发电厂可持续地发展。
关键词：电力;火力发电厂;锅炉燃烧;调节系统
前言：近年来，我国环保力度大大加强，对火电厂污染物排放有了新的标准和要求，为了减少污染，维持供电平衡，火力发电厂必须要改变其传统模式，对火力发电厂锅炉燃烧调节系统进行控制优化。我国大部分地区的发电厂燃烧系统仍然存在着很多问题，控制效果不明显，要进行改革创新，实行新的优化系统，提高火电厂发电效率，降低燃烧后造成的污染。
一、600MW火力发电厂锅炉燃烧调节系统控制优化的原因
火力发电厂是维持我国电力稳定供应的重要机构，每年消耗了无数的能源来产生电量，随之而造成的污染物也越来越多，包括排放的二氧化碳和造成的煤渣，但现在我国对环保越来越重视，对生态环境加强保护，二氧化碳不断排放增多，容易造成全球变暖的现象，为了遏制这一现象，所以我国要实现对600MW火力发电厂锅炉燃烧调节系统控制优化，以此来减少污染的产生，提高火力发电厂的发电效率，实现一举两得的目的。
二、600MW火力发电厂锅炉燃烧调节系统中存在的问题
目前，我国许多火力发电厂燃烧后所产生的废物中存在的可燃物含量极高，可燃物的含量最高可达40%，一方面体现了我国发电效率低下，无法充分燃烧可燃物，充分利用资源，而另一方面，可燃物含量越来越多。容易对机组安全运行带来影响，形成安全隐患，导致产生重大问题，产生这种现象的原因，具体分析如下。
（一）磨煤机效率低下
磨煤机出力不足是造成可燃物含量增多的问题之一，磨煤分离器是锅炉厂燃烧系统中的主要设备，磨煤机将所有物质经过分离以后进入锅炉厂的锅炉炉膛，但是如果可燃物中存在着可燃物的质量较差、可燃物中存在较多的杂质以及分离效果不佳的情况，分离器就会出现堵塞现象，导致分离器运行效果变低，分离效果不佳，磨制的煤粉大小不均匀，导致运行缓慢能耗变多，磨煤机出力不足，影响整个锅炉机组的稳定运行，也容易造成安全隐患。
（二）风机的转换率低、能耗较大
风机的运作系统十分复杂，一旦有一方面出现问题，就容易对锅炉系统造成影响，大部分的火力发电厂磨煤机煤量与风量之间的配比都有一定的比例，比例一旦错误就会导致风机内部压力过大，使风机的压力消耗变大，降低风机的转换功率，消耗了大量的能源，对资源造成浪费。
（三）再热温度不够
锅炉炉膛上半部分安装了分隔屏过热器与后屏过热器外加屏式的再热器，系统中的各个部分中也都安装了再热器与过热器，一旦受热面的温度过低，温差较大，就会对锅炉系统造成影响，导致机组无法稳定的运行。
三、600MW火力发电厂锅炉燃烧调节系统的优化措施
对600MW 火力发电厂锅炉燃烧调节系统优化中，主要就是对临界压力、中间过热能力、排渣能力、风量等等进行优化，越来越多的锅炉燃烧调节系统中采用了空气预热器装置，有效提高了锅炉系统中的制粉系统与通风能力，将磨煤机进行改进，对磨煤机的出力系统进行调节，控制好锅炉系统与吹灰频率，保证过热板与隔热板的温度足够，确保锅炉系统可以承担运行的负荷，保证锅炉运行稳定，实现节约燃料，降低污染的目的。
（一）优化磨煤机的处理系统
导致磨煤机出力不足的主要原因就在于磨煤机的挡板特性不好，在锅炉运行中，通过对各项数据的精准分析，控制好磨煤机挡板的位置，就可以解决磨煤机出力不足的问题，大部分磨煤机在锅炉系统刚开始运行时，都可以满足锅炉运行的要求，但由于工作时间过长，运作时间过长，分离器过多过少都会受到阻隔，造成运行功率下降，磨煤机堵塞的问题，加快电耗率消耗，要注意磨煤机产生问题，及时对磨煤机进行改造，对分离器进行清理，保证磨损的上限，降低耗电功率。
（二）风量控制及火力发电机组的协调控制优化
在煤粉管道中通过风力的作用，可以将煤粉与空气进行混合，风力的速度如果小于三十米每秒，就要对风量控制系统进行优化，随着煤量的增多和减少来使风量进行增加或者减少，节约电力资源的使用，发电厂锅炉燃烧系统煤机的转速与风量有明显关系，煤粉与空气混合的过程中，要保证风速达到最高速度，确保其有最佳的比例，降低能源的消耗。
火力发电机组的运行过程，主要是以燃煤作为主要燃料，通过一系列的操作，使煤变为粉末状，经过风的传送进入炉膛，产生的热能将水化成水蒸气利用蒸汽使汽轮机进行高速运转，推动电机转动，产生电力，火力发电机组共有六种协调控制系统：
第一，基本方式。此方式是属于最低级的运行方式，一般在机组处于启动状态和供电负荷最低的时候运行，也可以通过这种方式对发电机组进行故障排查，通过工作人员的手动控制，发出指令，可以让系统进行转换。
第二，即跟炉方式。又叫做汽轮机跟踪方式，是协调系统中高级运行方式，汽轮机处于工作正常状态，锅炉没有自主运行的能力时，一般会造成这种情况，锅炉处于低负荷状态，工作状态不稳定，通过工作人员调整压力值与气压调节，对输出负荷变换功率进行改变，就可以恢复系统的正常运行。
第三，炉跟机方式。此方式又被称作为锅炉跟踪方式，一般使用在汽轮机设备出现故障或者机组出现负荷问题时，通过对锅炉内气压进行自主调节，工作人员进行手动启动和调节锅炉的运转形式。
第四，机跟炉协调。此方式为锅炉燃烧系统中的高级协调方式，利用汽轮机进行跟踪系统协调方式，此方法应用广泛，一旦单元机组有基本负荷就可以进行使用，通过使汽轮机与锅炉同时处于自动运转形态，汽轮机接收信号反馈控制气压，气压由工作人员进行手动设置，也可以利用自动滑压进行设置，锅炉负责自动调节功能，也负责接收信号。
第五，炉跟机协调。也是锅炉燃烧系统中的高级协调方式，主要操作方法为对供电电路进行调频，对锅炉进行跟踪设备协调，使电网的设备具有良好的效果，汽轮机和锅炉处于自动控制状态，通过对气压进行自动调节，对目标负荷的信号进行接收，汽轮机自动调整功率，使锅炉燃烧系统稳定的运行。
第六，机炉协调方式。是多种方法的综合運用方式，蒸汽机与锅炉同时处于自动运行状态，汽轮机对气压与输出功率进行控制，锅炉？对输出功率进行控制，二者同样作用于基础，并提供电网的调频环节，气压一定要自动调节。锅炉负责机组设备的调节功率，接收目标信号，汽轮机主要负责控制功率，辅助起到调节气压的作用。
（三）蒸汽温度、再热汽温控制的优化
对燃烧器的摆脚进行合理地控制，调节温度，充分发挥燃烧器的作用，改变燃烧的角度，对进风门进行合理的分析，减少气温产生的温差，保证再热器的数值达到规定的数值，对锅炉吹灰时间进行调节，实现最合理的组合方式，有效控制锅炉内的温度。
结论：综上所述，火力发电厂优化改革要倾向于大容量和高效率，不仅能有效提高锅炉燃烧调节系统的要求，采用合理的优化方式，对燃烧调节系统进行创新优化，可以取得较为明显的成果，还能降低燃料的成本，减少污染物产生，提高锅炉的运行效率，实现火力发电厂锅炉机组的改进，实行更高规格的要求，完善风量调节与机器的性能，并降低燃烧后产生的污染物，维持生态平衡稳定。
参考文献：
[1]康俊杰.电站锅炉燃烧和SCR脱硝系统一体化建模与优化控制研究[D].华北电力大学（北京），2021.
[2]王彦波.多变量广义预测控制算法在锅炉减温水控制中的应用研究[D].内蒙古大学，2021.
[3]曾学文.火电厂集控运行节能降耗措施研究[J].科技与创新，2022（02）：4-6+10.
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