大型燃煤鍋爐節(jié)能優(yōu)化研究.pdf

1、燃煤機(jī)組承擔(dān)主要的發(fā)電任務(wù)。近年來燃煤機(jī)組迅速向高參數(shù)、大容量發(fā)展，發(fā)電效率得到顯著地提高，大型燃煤機(jī)組的供電煤耗已經(jīng)達(dá)到世界先進(jìn)水平。在保證經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的前提下，加強(qiáng)鍋爐運(yùn)行優(yōu)化、深挖輔機(jī)節(jié)能潛力，最大程度節(jié)約能源、保護(hù)環(huán)境，是一項(xiàng)重要且艱巨的任務(wù)。本文通過機(jī)理方法、試驗(yàn)手段對(duì)磨煤機(jī)出口溫度、一次風(fēng)壓及鍋爐運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行節(jié)能優(yōu)化研究，實(shí)現(xiàn)燃煤鍋爐更高效、清潔的運(yùn)行。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴為了適應(yīng)復(fù)雜多變的煤種，保證制粉系統(tǒng)

2、的安全運(yùn)行，在DCS參數(shù)整定中，磨煤機(jī)出口溫度的上限設(shè)定的較低，使鍋爐效率下降，為鍋爐節(jié)能調(diào)整留下了空間。論文采用爆炸性指數(shù)和CO析出溫度來評(píng)估提高磨煤機(jī)出口溫度的安全性，在保證制粉系統(tǒng)安全運(yùn)行的前提下，通過提高磨煤機(jī)出口溫度來提高機(jī)組經(jīng)濟(jì)性。論文計(jì)算了某660 MW超超臨界機(jī)組燃用不同煤種的爆炸性指數(shù)，并分析了爆炸性指數(shù)與揮發(fā)分、灰分和水分的關(guān)系。提高磨煤機(jī)出口溫度，也就是提高磨煤機(jī)入口溫度，煤種在空氣氣氛下的CO析出溫度可作為磨煤機(jī)

3、入口最高風(fēng)溫。利用熱重-紅外聯(lián)用技術(shù)確定了不同煤種在空氣氣氛下的CO析出溫度，分析了CO析出溫度與揮發(fā)分、灰分和水分的關(guān)系?；诒ㄐ灾笖?shù)和CO析出溫度兩個(gè)安全性評(píng)價(jià)指標(biāo)，在該660 MW機(jī)組上進(jìn)行提高磨煤機(jī)出口溫度試驗(yàn)。在500 MW負(fù)荷下，將磨煤機(jī)A、E出口溫度從75℃提高到85℃，磨煤機(jī)F出口溫度從75℃提高到95℃，磨煤機(jī)C、D出口溫度從60℃提高到65℃，排煙溫度下降了3.71℃，鍋爐效率提高了0.15％，廠用電率下降了0.0

4、18%，供電煤耗下降了0.59 g/kW·h。試驗(yàn)結(jié)果表明，在確保制粉系統(tǒng)安全運(yùn)行前提下，提高磨煤機(jī)出口溫度是一種可行的節(jié)能途徑。⑵在一次風(fēng)系統(tǒng)運(yùn)行過程中，磨煤機(jī)入口冷、熱風(fēng)門開度過小，導(dǎo)致一次風(fēng)壓升高，一次風(fēng)機(jī)電耗增大，廠用電率增加。因此，可以通過增大磨煤機(jī)入口冷、熱風(fēng)門開度來降低一次風(fēng)機(jī)電耗。論文以安全性為前提，設(shè)計(jì)了一次風(fēng)壓自適應(yīng)控制系統(tǒng)。一次風(fēng)壓自適應(yīng)控制系統(tǒng)能夠?qū)崟r(shí)計(jì)算一次風(fēng)壓偏置值，并與DCS原回路一次風(fēng)壓值耦合，降低一次風(fēng)

5、壓，增大磨煤機(jī)入口冷、熱風(fēng)門開度，在保證制粉系統(tǒng)安全運(yùn)行的前提下，降低一次風(fēng)機(jī)能耗。⑶考慮到電廠運(yùn)行安全的重要性，針對(duì)偶爾發(fā)生磨煤機(jī)出口超溫的問題，設(shè)計(jì)了磨煤機(jī)出口超溫控制模型。磨煤機(jī)出口超溫控制模型將磨煤機(jī)出口溫度與設(shè)定值的偏差作為輸入，采用比例-微分算法（Proportional-Derivative, PD）建模。投入一次風(fēng)壓自適應(yīng)控制系統(tǒng)后，當(dāng)發(fā)生磨煤機(jī)出口超溫時(shí)，首先將磨煤機(jī)出口溫度控制在設(shè)定值之內(nèi)，保證制粉系統(tǒng)安全的情況下，

6、降壓節(jié)能。⑶NOx和飛灰含碳量直接影響鍋爐的經(jīng)濟(jì)性和環(huán)保性，是燃燒優(yōu)化的重要參數(shù)。但NOx和飛灰含碳量是一對(duì)矛盾的目標(biāo)，分別對(duì)NOx和飛灰含碳量進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整，會(huì)顧此失彼，無(wú)法兼顧鍋爐的經(jīng)濟(jì)性和環(huán)保性。⑷基于NOx和飛灰含碳量特性模型，采用增加預(yù)處理的小生境遺傳算法對(duì)二次風(fēng)、燃盡風(fēng)、SOFA風(fēng)門開度和爐膛出口氧量進(jìn)行尋優(yōu)，使NOx和飛灰含碳量協(xié)調(diào)最佳。對(duì)小生境遺傳算法與標(biāo)準(zhǔn)遺傳算法的性能進(jìn)行了比較，結(jié)果表明增加預(yù)處理的小生境遺傳算法的優(yōu)化