热能动力工程炉内燃烧控制技术的运用

热能动力工程炉内燃烧控制技术的运用

刘建东

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摘要：炉内燃烧控制技术通过精确调节燃料供应、氧气浓度、温度分布和燃烧反应条件等参数，实现燃烧过程的稳定性和高效性。这不仅有助于提高热能转化效率，减少能源消耗，还可以降低燃烧产生的废气排放和有害物质释放，从而减少对环境的负面影响。此外，炉内燃烧控制技术还可以提升炉内操作的安全性，避免燃烧事故和爆炸风险。因此，热能动力工程炉内燃烧控制技术的应用背景与能源效率、环境保护和安全运行密切相关。

关键词：热能动力工程；炉内燃烧；控制技术；运用

引言

燃煤发电作为我国电力工业的主要组成部分，其燃烧效率和热效率一直是人们关注和研究的重点。对于燃煤机组锅炉而言，其主要由燃煤燃料、燃烧设备和锅炉本体三部分组成，其中锅炉本体是锅炉燃烧系统的重要组成部分，它直接影响到锅炉的燃烧效率和机组的热效率，对热能动力经济运行起着至关重要的作用。

1炉内燃烧控制的目的及意义

1.1提高能源利用效率

炉内燃烧控制技术可以优化燃烧过程，确保燃料充分燃烧，最大限度释放可利用的热能。通过调整燃料与空气的混合比例、燃烧温度等参数，减少热损失和不完全燃烧现象，提高能源转化效率，降低能源消耗。

1.2减少排放污染物

炉内燃烧控制技术有助于减少燃烧产生废气中的有害物质和污染物的排放量。通过控制燃烧反应条件和优化燃烧过程，有效降低二氧化硫、氮氧化物、颗粒物等污染物的生成和释放，减少对大气环境的负面影响，保证空气质量。

1.3保障炉内安全运行

炉内燃烧控制技术有助于确保炉内的安全运行，通过监测和控制关键参数，如温度、压力、氧含量等，可以及时发现燃烧异常或故障，并采取相应的措施进行调整和控制，避免燃烧事故、爆炸和其他安全风险的发生。

1.4提升系统稳定性和可靠性

炉内燃烧控制技术的应用可以提高系统的稳定性和可靠性，通过精确调节燃烧过程，维持合适的温度、压力和气体组成等条件，可以减少炉内振荡、失火和温度波动等问题，使系统运行更加平稳和可靠。

2热能动力工程锅炉燃烧控制问题

由于新建热能动力工程锅炉发电机组常处于钢铁企业一次建成后的工程改造、规模扩建阶段，受限于前期成本限制、或空间规划限制等原因，部分企业没有规划建设足量的热能动力工程储罐，厂内热能动力工程管网会因上游热能动力工程发生源非连续性生产运行、下游热能动力工程使用单位的非连续性稳定使用而产生压力波动。燃料供给压力波动导致锅炉燃烧不稳定，燃烧效率降低，对热能动力工程发电机组的稳定供汽、供电造成较大影响。常见的热能动力工程锅炉燃烧器为单炉墙多层排列或前后炉墙对冲排列，每层燃烧器又分左、中、右布置。每个燃烧器配置热能动力工程调节阀、风量调节阀，通过调节阀门开度，控制各燃烧器热能动力工程与空气的混合比例。当热能动力工程母管压力、流量发生较大波动时，分散控制系统（DCS）中PID调节器无法快速调节恢复稳态，就需要依靠运行人员手动进行操作。负荷波动情况下，燃烧器数量繁多意味着运行人员需要持续性频繁操作，一旦操作不及时或发生误操作，可能导致停炉、停机，对厂内造成经济损失。

3热能动力工程炉内燃烧控制技术的运用

3.1针对管理方面

①重点优化运行管理制度。运行人员应定期对锅炉进行检查，如发现缺陷应及时处理，消除隐患。在锅炉运行过程中，应加强对制粉系统的监视，并加强对制粉系统的调整。要定期检查风机运行情况，并采取必要措施控制风机电流，确保设备安全。锅炉运行中应定期检查油枪的使用情况，保证油枪口不堵塞。定期检查水冷壁管的磨损情况，如果发现有磨损严重的地方，要及时进行处理。定期检查受热面的结渣情况，并对结渣进行清除。加强对锅炉排烟温度的监控和分析，并对排烟温度进行调整，从而提高锅炉燃烧效率。定期检查锅炉水冷壁等受热面是否有结渣和积灰情况。②重点优化组织结构。热能动力锅炉燃烧运行中，要想优化运行组织结构，就必须要提高组织结构的合理性，在实施具体优化操作中，需要从以下两个方面入手：首先，加强对人员的管理。在热能动力锅炉燃烧运行过程中，由于锅炉设备的种类较多，其燃烧操作的程序也比较复杂，因此对操作人员的管理工作就显得十分重要。在这方面要做好两个方面的工作：对于热能动力锅炉操作人员来说，必须要加强对其的培训和学习，以提高他们的专业素质和操作技能；在实际操作过程中，要采取一定的激励措施来调动操作人员的积极性，以提高他们对锅炉燃烧运行工作的责任心。其次，要注重对锅炉燃烧运行的监督管理工作。在热能动力锅炉燃烧运行中，其工作涉及到的范围比较广，因此其工作质量也关系到热能动力锅炉燃烧运行的安全性和稳定性。

3.2优化飞灰含碳质量浓度

根据具体燃料特性、炉型和工况需求进行调整和优化，通过控制飞灰含碳质量浓度可以提高燃烧效率，减少排放物质的污染，并降低对环境的影响，具体措施有3种。第一燃料选择和预处理。选择适宜的燃料类型和质量，以降低含碳物质的含量。对于固体燃料，预处理如煤粉干燥、粉碎和筛分等可以改善燃烧特性，减少未燃碳的生成。第二增加燃烧时间和温度。延长燃烧时间和提高燃烧温度有助于更好地燃烧碳质物质，可以通过控制燃料供给速率、调整燃烧区域的温度分布和延长停留时间等方式实现。第三应用先进的燃烧控制技术。采用先进的燃烧控制系统和自动化设备，可以实时监测炉内温度、氧浓度和飞灰含碳质量浓度等参数，并根据数据进行智能调节和优化控制。

3.3空气分级控制

在锅炉燃烧过程中，为满足空气需求，需要控制其氧含量。一般情况下，锅炉的氧含量不能低于7%，当锅炉实际氧含量低于7%时，会造成炉膛内温度偏低，导致燃烧效率下降，甚至引发火灾。因此，要想控制好空气供给情况，需要对空气分级控制进行优化。一般情况下，空气分级控制主要是通过降低一次风温、炉膛出口烟温以及主汽温来实现的。在实际燃烧过程中，随着燃煤量的不断增加，一次风压也会逐渐增加。

3.4炉膛温度控制

控制好炉膛温度对于锅炉燃烧至关重要，它是一个复杂的动态过程，而且对运行参数也有严格的要求。但是在实际运行中，炉膛温度很难做到控制，往往是通过控制送风机频率、一次风量、二次风量来达到温度控制的目的。锅炉送风量和一次风量的比例关系是影响炉膛温度的一个重要因素，而炉内送风量和一次风量又直接影响着炉膛温度，所以只有将这两者之间的比例关系调整到最佳状态时，才能使锅炉温度得到有效控制。为了确保锅炉燃烧正常稳定，可以采取以下两种措施：一是将炉膛温度控制在额定值；二是对送风量和一次风量进行调节，以确保炉内送风量和一次风量之间的合理比例。

结束语

热能动力工程炉内燃烧控制技术的科学运用，提高了燃烧效率，先进的燃烧控制系统和自动化设备的应用实现了实时监测、智能调节和优化控制，提高了操作稳定性和可靠性。同时，燃烧控制技术在环保方面也具有重要意义，减少了大气污染和碳排放，为可持续发展做出了贡献。未来，随着科技的进步和创新，炉内燃烧控制技术将进一步完善，涵盖更广泛的燃料类型和更复杂的工况条件，提高热能工程的效率、经济性和环保性。

参考文献

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