电站锅炉高效低污染燃烧优化算法研究

电站锅炉的运行面临降低运行成本与降低污染物排放的双重要求，高效低污染的优化决策问题日益引起关注。在电站锅炉NOx排放与效率的响应特性模型研究的基础上，借助十进制遗传优化算法，提出了电站锅炉高效低污染优化控制问题的一种解决方案。优化数值解表明，该方法可针对NOx排放和炉效的不同优化目标，提供可行的优化控制策略。图2表3参7     

基于遗传算法的燃煤电站锅炉整体燃烧优化方法研究

针对电站锅炉燃烧效率和污染物的排放,提出了一种整体燃烧优化的思想,并结合遗传算法和人工神经网络技术,对整体燃烧优化方法进行了研究。仿真结果表明,采用本文提出的燃烧优化控制方案,不仅能使锅炉节能,还能降低排放的烟气中氮氧化物的含量,减少对环境的污染,具有较强的可行性。     

风煤在线测量的锅炉燃烧优化系统

开发了采用电磁波发射接收方法的直吹式制粉系统风煤在线监测装置,该装置具有很好的在线性、测量准确性和重现性,为大容量电站锅炉的燃烧优化提供了有效的监测手段并可进一步提高运行水平。图7参2     

锅炉低NOx排放煤粉分级燃烧的优化

燃料分级燃烧是目前广泛采用的降低ＮＯｘ排放的有效方法之一。本文通过数值计算对优化煤粉分级燃烧进行了研究，以保证锅炉ＮＯｘ低水平的排放，并确定了煤粉４级燃烧的组织原则。     

煤粉炉的分级燃烧技术研究

分析了煤粉燃烧过程NOx的形成机制和特点,研究了减少NOx生成量的基本途径和分级燃烧的基本原理,并进行了数值分析。在乌拉山电厂100MW煤粉炉上进行了分级燃烧改造,将以轴向空气分级和径向空气分级为核心的现代低NOx燃烧技术引入了传统的煤粉炉燃烧系统中,考察了炉膛轴向和径向分级风,过量空气系数,锅炉负荷等因素对炉内NOx形成的影响。NOx排放浓度降低了250－500mg/m^3(干烟气,70％O2）。     

基于人工神经网络和遗传算法的火电厂锅炉实时燃烧优化系统

大型燃煤电站锅炉燃烧效率的提高和污染气体的低排放对于节约能源和保护环境都有重要意义。通过燃烧优化可以提高锅炉效率、降低锅炉的氮氧化物排放、防止锅炉结焦和受热面爆管等，因而广泛得到应用。但目前燃烧优化方法往往采用现场试验方法，耗时费力，而且由于锅炉输入输出特性复杂。耦合性强，燃用煤种和操作条件变化较大，现场燃烧优化方法往往效果不佳。同时提出从DCS下载实时数据，利用人工神经网络对锅炉特性建模，并利用遗传算法实现操作参数的实时寻优。实践证明：这种方法能够实时地获得目前最佳的锅炉燃烧调整方式，对锅炉的节能降耗和降低环境污染都有重要意义。     

四角切圆锅炉同轴燃烧系统空气动力特性的研究

对300MW四角切圆煤粉锅炉采用低NOx同轴燃烧系统时炉内流场及燃烧器区域浓度场进行了冷态模化试验研究。分析了当二次风偏置角度、二次风与一次风动压比、燃尽风比率及燃尽风布置方式变化时，对炉内气流相对切圆直径、旋转动量流率矩、湍动度、一二次风混合、燃尽风穿透力等的影响，进而分析了对锅炉工作的影响。图7表4参6     

分级燃烧技术的应用

文章通过氮氧化物的生成机理分析，阐述了燃烧过程中控制NOx生成降低排放量的原则；通过实例说明分级燃烧技术是降低电站燃煤锅炉NOx排放量行之有效的方法，尤其是对含氮量不高的煤种，仅采用分级燃烧就能满足环保要求。     

锅炉分级燃烧降低Nox排放的技术改造及分析

详述了乌拉山电厂ＷＧＺ４１０／１００－１２型锅炉采用分级燃烧技术降低ＮＯｘ排放的技术改造,并对改造后试验结果进行了分析和讨论,指出了火上风份额、二次风沿炉膛断面的分布、锅炉负荷及制粉系统的投停对脱硝率的影响。图７表１０参５     

电站锅炉燃烧优化信息库的建立与应用

在1台125 MW无烟煤切圆燃烧锅炉上进行了34个工况的燃烧优化试验.结果表明:当煤质特性较好、锅炉负荷较高时,正宝塔配风、烟气氧量为3%~4%有利于锅炉效率的提高.基于此,采用BP人工神经网络,选取煤的挥发分、发热量、二次风配风和烟气氧量4个有代表性的参数作为输入参数,锅炉效率作为输出参数,建立了表征煤质特性、运行条件与锅炉效率关系的简单适用的神经网络模型.基于该模型,提出了一种简洁的锅炉燃烧优化策略:根据入炉煤的挥发分和发热量,直接获得使锅炉效率最高的二次风配风和烟气氧量,并建立了锅炉燃烧优化信息库.经验证表明:该优化信息库能够有效指导锅炉的燃烧优化.     

锅炉在线燃烧优化技术的开发及应用

锅炉燃烧调整试验获得的优化工况不能满足电厂煤质和机组负荷变化的要求,因此开发了在线燃烧优化技术.它以连续监测烟气成分为基础,实时确定炉膛高温腐蚀速率,同时利用支持向量机对锅炉效率和NOx排放浓度建模和遗传算法寻优,在线获得安全、经济和环保的锅炉运行工况.实际应用表明,该技术确定的优化工况实现了煤质及机组负荷的耦合,提高了锅炉效率,降低了NO2排放浓度.     

煤粉炉燃烧效率工程预测模型

整理了前人有关煤焦燃烧反应的动力学数据，在此基础上，建立了适合于工程计算的煤粉炉燃烧效率预测模型。该模型能够定量分析煤种、煤粉细度、运行氧量、炉膛温度、燃尽高度等多种参数对燃烧效率的影响。采用该模型对实际运行锅炉的计算表明，它能够较为准确地预测飞灰未燃尽碳含量，可以用于煤粉锅炉燃烧效率预报分析，为选择合适的设计和运行参数提供指导。图6表3参3。     

基于新型测温技术的电站锅炉燃烧优化

为了提高锅炉效率,减少污染物排放,电站锅炉需要进行燃烧优化。以新型测温技术为基础,提出一种包含炉内温度场测量结果的燃烧优化模型,采用模拟退火算法作为燃烧优化控制算法进行优化。以某电厂300 MW锅炉为研究对象,采用仿真的方法对燃烧优化控制算法进行研究,通过对锅炉运行参数受到扰动时的工况进行燃烧优化,验证了模拟退火算法的优化性能。结果表明:在锅炉运行参数受到扰动时,模拟退火算法作为优化算法,能够给出有效的燃烧调整指令,解决扰动产生的问题,使炉膛燃烧状态保持设定的优化状态。     

锅炉燃烧调整对NOx排放和锅炉效率影响的试验研究

在2台典型的1025 t/h锅炉上进行了燃烧调整降低NOx排放浓度的试验研究,通过改变过量空气系数、辅助风配风方式、运行负荷和制粉系统运行方式等,测定了锅炉尾部烟道NOx排放浓度,分析了锅炉运行工况、运行方式对NOx排放的影响.结果表明:降低过量空气系数,烟煤锅炉NOx减排效果比贫煤锅炉好得多;降低负荷,烟煤锅炉的NOx排放量降低值较大;缩腰式配风的NOx排放浓度比均匀配风方式约降低10%,制粉系统的运行方式影响炉内燃料的燃烧状态和温度分布,也影响NOx的生成和排放.在不降低锅炉效率的前提下,调整燃烧工况,可降低锅炉排放NOx浓度1O%～20%.     

电站锅炉燃烧诊断优化技术的现状及发展

燃烧诊断和控制技术直接关系到电站锅炉运行的经济性和安全性,而电站锅炉内的煤粉燃烧过程极其复杂,燃烧的诊断问题长期得不到很好解决.现代光测技术、计算机数字图像处理技术、人工智能等新技术和新理论的飞速发展,推动了真正意义上的燃烧诊断技术的实现.论述了火电站燃烧诊断系统的重要性和复杂性,讨论了现有大型火电机组燃烧监控及诊断技术的现状与不足,结合现代人工智能理论和控制理论的进展,展望了未来燃烧诊断优化技术的发展方向.     

300MW燃煤电站锅炉受热面优化吹灰模型的研究与实现

在实现受热面污染程度在线监测的基础上，以消耗较少量的蒸汽获得最大吹灰收益为主要目的，权衡吹灰带来的锅炉效率的提高和吹灰蒸汽损耗，建立了考虑机组经济性及汽温协调控制等各主要因素的优化吹灰模型，综合制定了优化吹灰策略，并提供可直接用于指导吹灰的操作程序，在某台300MW燃煤电站锅炉计算机监测系统上投运实施，初步实现了锅炉各主要受热面的优化吹灰。图6参7