鍋爐優(yōu)化運(yùn)行

1、鍋爐優(yōu)化運(yùn)行問(wèn)題的研究摘要本文給出了最佳過(guò)量空氣系數(shù)的確定方法，對(duì)于第一問(wèn)通過(guò)分析過(guò)量空氣系數(shù)與排煙熱損失、化學(xué)不完全燃燒熱損失和固體不完全燃燒 熱損失的關(guān)系，指出了對(duì)鍋爐燃燒效率的的重要性，并推導(dǎo)出鍋爐運(yùn)行時(shí)最佳過(guò)量空氣系數(shù)的計(jì)算公式如下：，最后得出最佳過(guò)量空氣系數(shù)為1.18對(duì)于第二問(wèn)，在第一問(wèn)的基礎(chǔ)上進(jìn)行擴(kuò)展延伸，我們用正平衡試驗(yàn)的方法即進(jìn)行測(cè)驗(yàn)，通過(guò)利用有效熱量占燃料帶入鍋爐的熱量的百分?jǐn)?shù)即： 的方法進(jìn)行建模，進(jìn)而求得鍋爐效率與過(guò)量空氣系數(shù)的關(guān)系，隨著過(guò)量空氣系數(shù)的增大鍋爐的熱效率先增加后減小，當(dāng)過(guò)量空氣系數(shù)在一定的值時(shí)鍋爐的熱效率最大。針對(duì)問(wèn)題三，我們基于前面兩問(wèn)，我們用化學(xué)知識(shí)和相關(guān)

2、的公式，分析了各項(xiàng)運(yùn)行參數(shù)對(duì)鍋爐效率的影響程度。就各類排損失進(jìn)行求解，煙熱損失、化學(xué)不（或可燃?xì)怏w未）完全燃燒熱損失、機(jī)械（或固體）不完全燃燒熱損失、散熱損失和灰渣物理熱損失，從而了解到鍋爐能量的損失情況。對(duì)于第四問(wèn)以鍋爐效率和的排放為輸出變量建立了鍋爐燃燒系統(tǒng)的模型，并利用遺傳算法對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行了優(yōu)化。文中使用兩種神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)BP網(wǎng)絡(luò)和動(dòng)態(tài)模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)(一種改進(jìn)的RBF網(wǎng)絡(luò))完成了建模，并提出對(duì)冷凝式鍋爐進(jìn)行發(fā)電的應(yīng)用，此技術(shù)既能提高鍋爐的有效利用率，而且還節(jié)約資源，保護(hù)環(huán)境。關(guān)鍵詞：最佳過(guò)量空氣系數(shù)、鍋爐熱效率、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、冷凝式鍋爐一、問(wèn)題重述鍋爐是火力發(fā)電廠的關(guān)鍵設(shè)備之一，其效率直接影響電廠的經(jīng)

3、濟(jì)性。在現(xiàn)代電站中，反映鍋爐運(yùn)行狀況好壞的主要性能指標(biāo)是鍋爐效率。按照中華人民共和國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的電站性能試驗(yàn)規(guī)程（GB PTC），電廠鍋爐采用反平衡計(jì)算鍋爐效率，即：， （1）式中分別表示有效利用熱、排煙熱損失、化學(xué)不（或可燃?xì)怏w未）完全燃燒熱損失、機(jī)械（或固體）不完全燃燒熱損失、散熱損失和灰渣物理熱損失。促進(jìn)鍋爐節(jié)能降耗的重要手段之一是對(duì)鍋爐機(jī)組熱力系統(tǒng)進(jìn)行在線監(jiān)測(cè)與分析，進(jìn)而優(yōu)化其運(yùn)行參數(shù)。鍋爐的運(yùn)行是一個(gè)涉及化學(xué)反應(yīng)、傳熱傳質(zhì)的復(fù)雜過(guò)程，影響參數(shù)眾多，主要包括煤質(zhì)參數(shù)、運(yùn)行參數(shù)、設(shè)備狀況和運(yùn)行環(huán)境等。目前，在國(guó)內(nèi)常常利用在線監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行偏差（或耗差）分析，來(lái)提高鍋爐運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性。但由于無(wú)法

4、進(jìn)行煤質(zhì)和灰渣含碳量的在線分析，現(xiàn)在還做不到鍋爐效率的在線監(jiān)測(cè)，這給鍋爐的運(yùn)行優(yōu)化帶來(lái)很大困難。在鍋爐的實(shí)際運(yùn)行中，為使燃料燃盡，實(shí)際供給的空氣量總是要大于理論空氣量，超過(guò)的部分稱為過(guò)量空氣量，過(guò)量空氣系數(shù)是指實(shí)際空氣量與理論空氣量之比。過(guò)量空氣系數(shù)直接影響排煙熱損失、化學(xué)不（或可燃?xì)怏w未）完全燃燒熱損失、機(jī)械（或固體）不完全燃燒熱損失（如圖1）。可見(jiàn)，當(dāng)爐膛出口過(guò)量空氣系數(shù)增加時(shí)，先減少后增加，有一個(gè)最小值，與此最小值對(duì)應(yīng)的空氣系數(shù)稱為最佳過(guò)量空氣系數(shù)。以300MW鍋爐為例進(jìn)行分析（鍋爐參數(shù)見(jiàn)附錄1）。由于過(guò)量空氣系數(shù)對(duì)化學(xué)不完全燃燒熱損失影響較小，故可視為常數(shù)處理。附錄2給出了實(shí)測(cè)飛灰含碳

5、量與過(guò)量空氣系數(shù)的關(guān)系。過(guò)量空氣系數(shù)與熱損失的關(guān)系曲線請(qǐng)對(duì)以下問(wèn)題進(jìn)行研究：1確定鍋爐運(yùn)行的最佳過(guò)量空氣系數(shù)；2給出鍋爐效率與過(guò)量空氣系數(shù)的關(guān)系；3研究鍋爐的運(yùn)行參數(shù)對(duì)鍋爐效率的影響；4探討鍋爐的優(yōu)化運(yùn)行方法。二符號(hào)說(shuō)明排煙處過(guò)量空氣系數(shù)排煙溫度，；冷空氣溫度，。爐底灰渣可燃物,%爐底排渣率灰分,%應(yīng)用基高位發(fā)熱量, KJ/kg三、問(wèn)題分析對(duì)于第一問(wèn)通過(guò)分析過(guò)量空氣系數(shù)與排煙熱損失、化學(xué)不完全燃燒熱損失和固體不完全燃燒 熱損失的關(guān)系，指出了對(duì)鍋爐燃燒效率的的重要性，并推導(dǎo)出鍋爐運(yùn)行時(shí)最佳過(guò)量空氣系數(shù)的計(jì)算公式如下：，最后得出最佳過(guò)量空氣系數(shù)為1.18對(duì)于第二問(wèn)，在第一問(wèn)的基礎(chǔ)上進(jìn)行擴(kuò)展延伸，我

6、們用正平衡試驗(yàn)的方法即進(jìn)行測(cè)驗(yàn)，通過(guò)利用有效熱量占燃料帶入鍋爐的熱量的百分?jǐn)?shù)即： 的方法進(jìn)行建模，進(jìn)而求得鍋爐效率與過(guò)量空氣系數(shù)的關(guān)系，關(guān)系為針對(duì)問(wèn)題三，我們基于前面兩問(wèn)，我們用化學(xué)知識(shí)和相關(guān)的公式，分析了各項(xiàng)運(yùn)行參數(shù)對(duì)鍋爐效率的影響程度。就各類排損失進(jìn)行求解，煙熱損失、化學(xué)不（或可燃?xì)怏w未）完全燃燒熱損失、機(jī)械（或固體）不完全燃燒熱損失、散熱損失和灰渣物理熱損失，從而了解到鍋爐能量的損失情況。對(duì)于第四問(wèn)以鍋爐效率和的排放為輸出變量建立了鍋爐燃燒系統(tǒng)的模型，并利用遺傳算法對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行了優(yōu)化。文中使用兩種神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)BP網(wǎng)絡(luò)和動(dòng)態(tài)模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)(一種改進(jìn)的RBF網(wǎng)絡(luò))完成了建模，并提出對(duì)冷凝式鍋爐進(jìn)行發(fā)

7、電的應(yīng)用，此技術(shù)既能提高鍋爐的有效利用率，而且還節(jié)約資源，保護(hù)環(huán)境四、模型假設(shè)1.提供的燃料品質(zhì)相差不大。2.每次加入的煤粉的含量保證相同。3.各次風(fēng)量、風(fēng)速的協(xié)調(diào)配置調(diào)整保持在一定的有效范圍內(nèi)。4.給水控制(汽包水位的控制);燃燒控制;蒸汽溫度的控制(如減溫水的投放等控制)。5.盡量排除工作人員在作業(yè)期間的人為位差。6.每次試驗(yàn)運(yùn)行時(shí)的溫度的保持。7.測(cè)量煙氣含氧量、主汽流量、排煙溫度，等各項(xiàng)指標(biāo)時(shí)，空氣的密度和壓力要在相同范圍內(nèi)。五、鍋爐運(yùn)行的最佳過(guò)量空氣系數(shù)的確定1,模型的建立：1.1過(guò)量空氣系數(shù)的計(jì)算過(guò)量空氣系數(shù)直接影響爐內(nèi)燃燒的的好壞以及熱量損失的大小，是一個(gè)重要的運(yùn)行指標(biāo)。因此常常

8、要根據(jù)煙氣分析結(jié)果求出過(guò)量空氣系數(shù)，以便及時(shí)進(jìn)行監(jiān)督和調(diào)節(jié)。根據(jù)過(guò)量空氣的定義得;（1）式中為過(guò)量空氣，及實(shí)際空氣與量與理論空氣量之差，單位為干煙氣中的氮?dú)饪山普J(rèn)為全部來(lái)自供燃料燃燒用的空氣，因此實(shí)際空氣量也可以用干煙氣中的氮?dú)鈦?lái)表示，則有，；若以表示完全燃燒時(shí)過(guò)量空氣中氧在煙氣中的含量，即過(guò)量氧的含量，則過(guò)量空氣可用下式計(jì)算，而完全燃燒時(shí)由煙氣分析所測(cè)得的氧量即為過(guò)氧量的含量，則 當(dāng)完全燃燒時(shí)，并將上式帶入得：在燃料不完全燃燒時(shí)由煙氣分析所測(cè)得的氧量包括有過(guò)量空氣中的氧和由于碳不完全燃燒未耗用的氧兩部分，而碳不完全燃燒所用的氧量為。因此不完全燃燒時(shí)，煙氣分析儀測(cè)得的氧量中減去才是過(guò)氧量，即

9、，如此： 將此式代入（1）即可得到不完全燃燒時(shí)過(guò)量空氣系數(shù)的計(jì)算公式：在鍋爐實(shí)際運(yùn)行中含量一般都不高，可視為完全燃燒，而干煙氣含有的的氮?dú)饨咏?9%，則可用下式近似計(jì)算：表1.燃料特性燃料無(wú)煙煤1920貧煤18.519煙煤1819.5褐煤18.520重油161.2 最佳過(guò)量空氣系數(shù)的確定 鍋爐是工礦企業(yè)大量使用的一種主要?jiǎng)恿υO(shè)備。但是目前大部分在用鍋爐的熱效率最高也只能 達(dá)到設(shè)計(jì)效率的80左右，影響鍋爐熱效率的因素 很多，有設(shè)備本身的問(wèn)題，也有操作人員素質(zhì)問(wèn)題， 還有運(yùn)行過(guò)程中工況變化的問(wèn)題。 其中運(yùn)行過(guò)程中 的燃燒效率對(duì)鍋爐的熱效率的影響是不可忽視的， 而影響燃燒效率最主要的因素是過(guò)量空氣系

10、數(shù)。的確定主要取決于鍋爐燃燒的經(jīng)濟(jì)性，過(guò)大會(huì)增加排煙熱損失 ，過(guò)小則會(huì)增加氣體不完全燃燒熱損失和固體不完全燃燒熱損失。所以需要確定一個(gè)最佳使得的和最小。而現(xiàn)在 大多電廠鍋爐是根據(jù)經(jīng)驗(yàn)確定最佳 ，由于鍋爐運(yùn) 行工況是不斷變化的，因此僅僅靠經(jīng)驗(yàn)判斷準(zhǔn)確度是不可靠的。在鍋爐的實(shí)際運(yùn)行中。為了保證進(jìn)入鍋爐的燃 料能夠盡可能地完全燃燒，其空氣供給量 必須比 理論計(jì)算空氣供給量 。多一些，稱實(shí)際空氣量與理論空氣量的比值為過(guò)量空氣系數(shù) 1.2.1 過(guò)量空氣系數(shù)與熱損失的關(guān)系 (1) 與排煙熱損失的關(guān)系 則有 (1) 式中 計(jì)算系數(shù)（見(jiàn)下表）表2.計(jì)算系數(shù)的值燃料種類泥煤褐煤煙煤無(wú)煙煤重油（機(jī)械霧化）1.70

11、.60.40.20.53.93.63.553.653.45排煙損失也可以用下列公式計(jì)算：測(cè)得時(shí) 測(cè)得時(shí) 式中 排煙熱損失，排煙損失的計(jì)算結(jié)果取百分?jǐn)?shù)整數(shù)，%；煙氣溫度，；燃燒空氣入口處的冷空氣溫度，；干煙氣中二氧化碳的實(shí)際體積含量，%；干煙氣中氧氣的實(shí)際體積含量，%計(jì)算系數(shù)見(jiàn)表2表3.排煙熱損失的計(jì)算系數(shù)值計(jì)算系數(shù)燃油天然氣城市煤氣焦?fàn)t煤氣液化氣和液化氣-空氣混合物0.500.370.350.290.420.680.660.630.600.630.0070.0090.110.0110.008排煙熱損失是煙氣離開(kāi)鍋爐排入大氣所帶走的熱量，稱為排煙熱損失，他是鍋爐熱損失中最大的一項(xiàng)。所以為降低排煙

12、熱損失，在安裝鍋爐時(shí)必須注意爐墻與煙道的嚴(yán)密性，在運(yùn)行中要注意控制過(guò)量空氣系數(shù)，與排煙熱損失的關(guān)系 根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式有 （2）。在運(yùn)行中，要盡可能地在保證完全燃燒的條件下降低 來(lái)提高鍋爐的燃燒效率，從式中可以看出降低就可以降低。 1.2.3氣體不完全不燃燒熱損失的測(cè)量及計(jì)算氣體不完全不燃燒產(chǎn)物是、等可燃?xì)怏w，則其損失應(yīng)為煙氣中各可燃?xì)怏w容積與他們的容積的發(fā)熱量乘積的總和。 或者寫(xiě)成式中煙氣中一氧化碳、氫、甲烷的體積（）煙氣中一氧化碳、氫、甲烷的低位發(fā)熱量（）干氣中一氧化碳、氫、甲烷的體積分?jǐn)?shù)（%）可有煙氣分析測(cè)定。式中乘以是因?yàn)榭紤]到有固體不完全燃燒損失燃料中有一部分燃料并沒(méi)有參與燃燒及生成煙氣，

13、故應(yīng)對(duì)所生成的煙氣容積進(jìn)行修正，但在實(shí)際中的含量很少，為了簡(jiǎn)便計(jì)算，可認(rèn)為不完全不燃燒氣體只有并以的含量進(jìn)行進(jìn)行的計(jì)算。若無(wú)燃料元素分析時(shí)，可用下列經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算： （3）式中再煙道同一測(cè)點(diǎn)取樣測(cè)出的過(guò)量空氣系數(shù)和的容積百分比又 為燃料的特性系數(shù)，與材料種類有關(guān)： 煙氣中的含量化學(xué)不完全燃燒損失較其他熱量損失小但是對(duì)熱效率也有一定的影響的，從上式中可以看出與和乘積呈線性關(guān)系。而在正常的運(yùn)行情況下然燃料不發(fā)生變化，的量是很小的基本認(rèn)為不變，故可以認(rèn)為與也呈線性關(guān)系。1.2.4固體不完全燃燒熱損失的形成此損失有三部分組成（1）灰渣損失（2）漏煤損失（3）飛灰損失對(duì)于運(yùn)行中的鍋爐搜集它的灰渣、漏煤和飛

14、灰重量、 同時(shí)分析他們所含可燃物質(zhì)的重量百分?jǐn)?shù)和可燃物質(zhì)的發(fā)熱量、 則灰渣、漏煤和飛灰損失分別為 通?；以?、漏煤和飛灰中的可燃物質(zhì)被認(rèn)為是固定碳，取其發(fā)熱量等因此總的固體不完全燃燒損失可按下式計(jì)算 再熱平衡實(shí)驗(yàn)中，因?yàn)橛幸徊糠诛w灰會(huì)沉積在受熱面和煙道內(nèi)，有一部分飛灰會(huì)從煙囪中飛出。因此飛灰量一般是通過(guò)灰平衡法求得。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式 （4）從中可以看出的大小不僅和有關(guān)，而且還和有關(guān)當(dāng)增大時(shí)，分母變大，分子減少，減少這是由于空氣供給量充足，燃料能充分燃燒。但當(dāng)過(guò)大時(shí)，會(huì)增加，這 是因?yàn)?過(guò)大容易造成爐膛溫度降低，輻射換熱 量減小，最終排煙溫度增加，所以造成的增加。最佳過(guò)量空氣系數(shù)從上式中可以看到與反平

15、衡熱效率的關(guān)系。由于之和占全部熱損失 的80左右，因此可以認(rèn)為：當(dāng)最小時(shí)，即 是鍋爐運(yùn)行中的最佳過(guò)量空氣系數(shù) 。它們的關(guān)系 如圖1所示。圖1. 與各熱損失關(guān)系示意圖實(shí)際運(yùn)行中，越趨近于 ，鍋爐的熱效率越高所以是鍋爐運(yùn)行的一個(gè)重要經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。在現(xiàn) 場(chǎng)中，把 作為標(biāo)準(zhǔn)值，以檢測(cè)煙氣中氧的含量來(lái) 監(jiān)測(cè)，使之與標(biāo)準(zhǔn)值比較，檢查送風(fēng)量是否合理。 而根據(jù)試驗(yàn)和經(jīng)驗(yàn)值確定，由于隨工況的變化而變，所以也是處于不斷變化的，僅僅靠經(jīng)驗(yàn)值， 誤差會(huì)很大，對(duì)鍋爐的熱效率的影響也是不容忽視 的。所以如果可以根據(jù)負(fù)荷和煤種的變化及時(shí)得出 該負(fù)荷該煤種下的來(lái)修正經(jīng)驗(yàn)值，就可以大大降 上述誤差。由（1）（2）（3）可知： 即：

16、 即：（5）此時(shí)達(dá)到極小值，那么此時(shí)對(duì)應(yīng)的即為最佳過(guò)量空氣系數(shù)在計(jì)算過(guò)程中，因?yàn)?把一方面可以簡(jiǎn)化計(jì)算，另外一方面使分母最小，這 樣求出的最小值更具可信度。 又為燃料的特性系數(shù)，與材料種類有關(guān)：燃料無(wú)煙煤0.050.1貧煤0.10.135煙煤0.090.15褐煤0.0550.125重油0.30鍋爐運(yùn)行中，冷空氣溫度一般是固定的，取20，所以只需知道排煙溫度和煙氣中、 的含量，就可計(jì)算出此時(shí)所需的最佳過(guò)量空氣系數(shù)。代入題目所給的數(shù)據(jù)得：=1.18六、鍋爐效率與過(guò)量空氣系數(shù)的關(guān)系研究我們知道影響飛灰碳含量的因素有燃燒器組合方式、燃煤質(zhì)量、煤粉細(xì)度、過(guò)量空氣系數(shù)等因素綜合影響的，下面我們就灰飛含碳量

17、與空氣量對(duì)鍋爐效率進(jìn)行著重分析。根據(jù)公式可以得出可以推算出：=100= 七、鍋爐的運(yùn)行參數(shù)對(duì)鍋爐效率的影響鍋爐燃燒過(guò)程的重要任務(wù)之一是維持爐內(nèi)過(guò)剩空氣穩(wěn)定，以保證經(jīng)濟(jì)燃燒。爐內(nèi)過(guò)剩空氣穩(wěn)定，對(duì)燃煤鍋爐來(lái)說(shuō)，一般是通過(guò)保證一定的風(fēng)煤比來(lái)實(shí)現(xiàn)的，這種情況只有在煤質(zhì)穩(wěn)定時(shí)，才能較好地保持爐內(nèi)過(guò)?？諝夥€(wěn)定，而當(dāng)煤質(zhì)變化，就不能保持爐內(nèi)過(guò)剩空氣穩(wěn)定，不能保持經(jīng)濟(jì)燃燒。     要隨時(shí)保持經(jīng)濟(jì)燃燒，就必須經(jīng)常檢測(cè)爐內(nèi)過(guò)剩空氣系數(shù)或氧量，并根據(jù)氧量的多少來(lái)適當(dāng)調(diào)整風(fēng)量，以保持最佳風(fēng)煤比，維持最佳的過(guò)剩空氣系數(shù)或氧量。所以，送風(fēng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)常采用氧量校正信號(hào)。   

18、;  值得注意的是，氧量信號(hào)也不是一個(gè)定值。根據(jù)鍋爐的燃燒特點(diǎn)，在高負(fù)荷時(shí)，氧量要稍低一點(diǎn)，而低負(fù)荷時(shí)，氧量要稍高一些。因此，一個(gè)理想的氧量校正信號(hào)還必須用負(fù)荷進(jìn)行修正，即根據(jù)負(fù)荷變化修正氧量的給定值3.1空氣量與飛灰含碳量對(duì)鍋爐效率的影響我們知道影響飛灰碳含量的因素有燃燒器組合方式、燃煤質(zhì)量、煤粉細(xì)度、過(guò)量空氣系數(shù)等因素綜合影響的，下面我們就灰飛含碳量與空氣量對(duì)鍋爐效率進(jìn)行著重分析。我們利用化學(xué)方面的知識(shí)易知碳在完全燃燒時(shí)的化學(xué)反應(yīng)為：由上可以看出，煤在爐內(nèi)燃燒的好壞與送入爐內(nèi)的空氣的質(zhì)量有很大的系。如果按理論空氣量供給空氣，由于在爐膛中不能保證每一個(gè)可燃質(zhì)分子與氧分子都充分接觸，

19、因此會(huì)造成不完全燃燒損失，如果送入的空氣量大于理論空氣量，又會(huì)使排煙量增加，造成排煙熱損失，甚至可能降低爐膛溫度，影響正常燃燒，因此為保證燃燒料的完全充分燃燒，爐膛應(yīng)保持最佳的過(guò)量空氣系數(shù)。根據(jù)前兩問(wèn)的計(jì)算，我們可以可看出，當(dāng)35其過(guò)量空氣系數(shù)在最佳范圍內(nèi)。根據(jù)有關(guān)數(shù)據(jù)表明，過(guò)量空氣系數(shù)與飛灰含碳量之間存在如下關(guān)系：如圖 1 所示: 隨著鍋爐的碳含量百分比的增加，過(guò)量空氣系數(shù)成下降趨勢(shì)，但是隨著趨勢(shì)超過(guò)一定范圍時(shí)，過(guò)量空氣系數(shù)改變不會(huì)太大，所以我們把氧含量控制在35時(shí)，即過(guò)量空氣系數(shù)在1.171.25之間為最佳控值。從而實(shí)現(xiàn)提高鍋爐的效率。基于附錄二，我們把實(shí)驗(yàn)得到爐膛出口飛灰含碳量與過(guò)量空氣

20、系數(shù)數(shù)據(jù)利用MATLAB作出了相關(guān)的圖。從圖中我們很清晰的看到，當(dāng)過(guò)量空氣系數(shù)在1.11.35之間時(shí)，隨著的增大，相應(yīng)的爐膛出口飛灰含碳量在快速下降，但是在1.351.5之間時(shí)，我們隨著增大，爐膛出口飛灰含碳量緩慢下降，而且在，它所對(duì)應(yīng)的，有了一個(gè)回升的過(guò)程，說(shuō)明并不是一直就是下降，從這里初步可以看出位于1.41.45時(shí)，最小，當(dāng)，為其最大值。3.2煙氣含氧量與爐底排渣對(duì)其影響：鍋爐煙氣含氧量就是鍋爐煙道煙氣中氧氣的百分含量，它是一個(gè)比值，介于01之間。基于問(wèn)題（1），我們研究出了鍋爐運(yùn)行的最佳過(guò)空氣系數(shù)，不難看出兩者是有著很密切的關(guān)系，在一定的情況下過(guò)量空氣系數(shù)大的，鍋爐煙氣含氧量高。所以鍋

21、爐的煙氣含氧量成了我們所研究的必要問(wèn)題。根據(jù)附錄一我們整合了試驗(yàn)期間煤質(zhì)數(shù)據(jù)表1：項(xiàng)目數(shù)值14.70%130.35.752502062.61%3.62%1.08%7.21%0.68%對(duì)于煤粉爐而言，一般化學(xué)未完全燃燒熱損失,很小，因此可以忽略不計(jì)。另一方面來(lái)說(shuō)，固體未完全燃燒熱損失主要是由煙氣飛灰和爐底爐渣中含有可燃物組成。對(duì)于煤粉爐而言主要是灰渣和飛灰兩項(xiàng)損失，以及中速磨煤機(jī)排出石子煤的熱量損失。如只考慮前兩項(xiàng)損失，具體算法如下：對(duì)于固態(tài)排渣煤粉爐而言，對(duì)于散熱損失主要是指鍋爐爐墻、金屬結(jié)構(gòu)及鍋爐范圍內(nèi)的管道等向環(huán)境散失的熱量，算法如下：而灰渣物理熱損失是指爐渣、飛灰排出鍋爐設(shè)備時(shí)所帶走的顯

22、熱占輸入熱量的百分率，的求解有：我們可以根據(jù)附錄一提供的相關(guān)數(shù)據(jù)把q分別求出來(lái)，從而知道鍋爐的效率。3.3爐膛溫度的影響爐膛溫度越高，燃燒越快，著火區(qū)周圍的溫度高，可以促使煤粒很快著火，燃盡階段燃燒速度就越快，在煤粒離開(kāi)爐膛之前，容易達(dá)到完全燃燒，所以提高床溫有利于煤粒充分燃燒，降低鍋爐飛灰含碳量。但爐膛溫度過(guò)高可能造成脫硫效率下降及爐膛內(nèi)的結(jié)焦。一般地說(shuō)，爐膛溫度在脫硫時(shí)床溫控制在 850 到 900 為宜，實(shí)際操作過(guò)程中控制在 900 左右。在不脫硫的情況下床溫控制在 900 到 950 左右，實(shí)際操作過(guò)程宜偏上限操作。3.4磨煤機(jī)出口溫度與省煤器出口氧量的影響 我們的主體思想是通過(guò)提高磨

23、煤機(jī)出口溫度，改變其入口冷、熱風(fēng)比例， 使通過(guò)空氣預(yù)熱器的一次風(fēng)量增加，從而降低鍋爐排煙溫度，提高鍋爐效率。在這我們討論附錄一提供的一些機(jī)組負(fù)荷分別為298、245.3、215.8、192.3MW時(shí)，在相同的空氣預(yù)熱器入口風(fēng)溫和煙溫條件下， 將磨煤機(jī)出口溫度從基準(zhǔn)工況的80 提高到80 左右,排煙溫度下降了28， 各負(fù)荷下的排煙熱損失q2約減少0.2，因此鍋爐熱效率相應(yīng)提高0.2左右省煤器出口氧量的高低，表征電站鍋爐燃用煤粉所需氧氣量與實(shí)際進(jìn)入爐膛氧量的比例。一般認(rèn)為，在保證煤粉 顆粒燃盡前提下，省煤器出口氧量越大 ， 煙氣體積越大 ，從而造 成較大的排煙損失，在這一變化過(guò)程中存在著熱效率最高

24、的省煤器出口氧量。八、鍋爐的優(yōu)化運(yùn)行方法的研究在科技進(jìn)步的今天，為了進(jìn)一步降低鍋爐煤耗，有必要對(duì)影響鍋爐效率的因素進(jìn)行分析，找出有效的運(yùn)行方式，以提高鍋爐效率，達(dá)到節(jié)能增效的目的。影響鍋爐效率的因素為提高機(jī)組效率，就鍋爐而言，一方面應(yīng)通過(guò)調(diào)整運(yùn)行方式盡量減少各種損失；另一方面則應(yīng)提高蒸汽參數(shù)，減少減溫水量和排污量。在所有損失中，排煙熱損失和未完全燃燒熱損失占主要，因此有效地減少這些損失，能提高鍋爐效率。一、影響排煙熱損失的因素。影響排煙熱損失的主要因素是排煙溫度和排煙量。一般來(lái)說(shuō)，排煙溫度每上升10，則排煙熱損失增加0.61。排煙量主要由過(guò)剩空氣系數(shù)和燃料中的水分來(lái)決定，而燃料中的水分則由入爐

25、煤成分來(lái)決定。影響排煙溫度和排煙量的主要因素有漏風(fēng)、受熱面積灰和結(jié)渣、環(huán)境溫度（即空預(yù)器入口溫度）和入爐煤的成分。二、影響未完全燃燒熱損失的因素。1.煤質(zhì)。燃料中揮發(fā)成分含量較高時(shí)，煤粉著火容易，同時(shí)燃燒過(guò)程穩(wěn)定，未完全燃燒熱損失也較小。如果燃料中灰分含量較高時(shí)，則燃燒穩(wěn)定性差，而且由于灰分的隔絕作用，煤的燃盡性能較差。水分對(duì)燃燒的影響主要是使燃燒著火困難，并降低燃燒區(qū)的溫度，使煤粉燃盡變得困難。2.煤粉細(xì)度。煤粉越細(xì)，表面積越大，越容易著火，同時(shí)所需燃燒時(shí)間越短，燃燒越完全。但煤粉過(guò)細(xì)會(huì)使制粉電耗增加，降低鍋爐效率。3.風(fēng)量。爐膛過(guò)?？諝庀禂?shù)過(guò)小，會(huì)使燃料燃燒不完全，而且由于煙氣中未完全燃燒

26、物的存在，給鍋爐運(yùn)行帶來(lái)二次燃燒的威脅，爐膛過(guò)?？諝庀禂?shù)過(guò)大，則排煙熱損失也大，達(dá)不到經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的效果。4.氧量。鍋爐運(yùn)行氧量直接影響鍋爐的經(jīng)濟(jì)性。在不同的運(yùn)行負(fù)荷下，氧量過(guò)大，導(dǎo)致排煙熱損失和風(fēng)機(jī)電耗增加；反之，雖然使得風(fēng)機(jī)電耗下降，但飛灰可燃物增加，未完全燃燒熱損失增加。5.燃燒過(guò)程?？s短煤粉著火時(shí)間。同時(shí)，延長(zhǎng)煤粉在爐膛中燃燒停留時(shí)間，使碳粒盡可能完全燃燒，將會(huì)降低煤粉的未完全燃燒熱損失，提高鍋爐效率。鍋爐運(yùn)行方式的優(yōu)化調(diào)整1.降低排煙熱損失?？刂坡╋L(fēng)：在運(yùn)行中經(jīng)常檢查水封槽水位，鍋爐排渣時(shí)應(yīng)防止將渣斗水放干，每次吹灰后，都對(duì)看火孔和人孔門進(jìn)行全面檢查，關(guān)緊吹灰時(shí)吹開(kāi)的看火孔，對(duì)于在運(yùn)行中

27、的制粉系統(tǒng)，在保證安全的情況下，盡量少用冷風(fēng)，多用熱風(fēng)，這樣可使排煙溫度降低11.5，提高煙道入孔門和保溫層的嚴(yán)密性，防止煙道漏風(fēng)。2.防止空預(yù)器堵灰。防止機(jī)組啟停過(guò)程中油槍霧化不好。在化學(xué)清洗空預(yù)器時(shí)，一定要徹底清洗干凈并保證烘干時(shí)間足夠，防止殘垢沉積于受熱面，嚴(yán)格執(zhí)行空預(yù)器吹灰，在機(jī)組啟停、入爐煤中灰分的質(zhì)量分?jǐn)?shù)較高和燃燒不好時(shí)，增加吹灰次數(shù)。對(duì)爐膛和煙道定期全面吹灰，運(yùn)行數(shù)據(jù)顯示，每班對(duì)爐膛和煙道進(jìn)行全面吹灰，可降低排煙溫度23。因此，要對(duì)爐膛和煙道進(jìn)行及時(shí)吹灰，減少飛灰堆積。3.減少未完全燃燒熱損失。減少未完全燃燒熱損失就要合理控制氧量。及時(shí)掌握煤質(zhì)和煤粉細(xì)度的變化，正常運(yùn)行中，適當(dāng)降

28、低一次風(fēng)壓，提高一次風(fēng)溫，將使著火點(diǎn)提前，在運(yùn)行中還需根據(jù)負(fù)荷的變化及時(shí)調(diào)整爐膛與風(fēng)箱之間的壓力差及各層二次風(fēng)配比，使二次風(fēng)送入時(shí)機(jī)達(dá)到最好。4.延長(zhǎng)燃燒時(shí)間。在運(yùn)行中可采取適當(dāng)降低爐膛負(fù)壓。盡量提高頂部反切二次風(fēng)的比例，滿負(fù)荷時(shí)全開(kāi)頂部反切二次風(fēng)擋板層，同時(shí)適當(dāng)提高底部二次風(fēng)的開(kāi)度，使煤粉在爐膛中充分地燃燒，通過(guò)對(duì)制粉系統(tǒng)的切換，用下層煤粉代替上層煤粉，適當(dāng)降低火焰中心，在保證爐膛不大量結(jié)焦和控制再熱汽溫在額定值附近的前提下，適當(dāng)降低燃燒器擺角。要提高鍋爐運(yùn)行效率，除了控制漏風(fēng)、保持換熱面清潔、強(qiáng)化燃燒外，關(guān)鍵是控制好鍋爐運(yùn)行氧量和煤粉細(xì)度，它們直接影響鍋爐的運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性。三、利用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)

29、進(jìn)行研究鍋爐燃燒特性試驗(yàn)與神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的樣本數(shù)據(jù)本文利用文獻(xiàn)3，4提供的燃燒特性試驗(yàn)數(shù)據(jù)，建立鍋爐燃燒的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型。燃燒特性試驗(yàn)共進(jìn)行了12組實(shí)驗(yàn)工況，燃燒過(guò)程的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型電廠鍋爐燃燒系統(tǒng)是一個(gè)復(fù)雜的能量轉(zhuǎn)換、傳遞的過(guò)程，影響其燃燒效率、氮氧化物()排放量的因素很多。本文通過(guò)分析鍋爐的燃燒特性，結(jié)合燃燒特性試驗(yàn)數(shù)據(jù)，選擇決定燃燒效率和氮氧化物排放量的8個(gè)主要因素(燃料量、送風(fēng)量、氧量、鍋爐進(jìn)風(fēng)溫度和排煙溫度溫差、煤種特性的低位發(fā)熱量、基炭、氧、氮)等作為神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的輸入，以燃燒熱效率所和氮氧化物排放量作為神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)輸出，建立單隱層的BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型機(jī)組負(fù)荷煙氣含氧量主汽流

30、量鍋爐效率排煙溫度給水溫度過(guò)量空氣系數(shù) 鍋爐給水壓力（絕對(duì)壓力）過(guò)熱蒸汽壓力過(guò)熱蒸汽溫度試驗(yàn)期間平均耗量環(huán)境溫度 圖二神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型鍋爐燃燒過(guò)程的重要任務(wù)之一是維持爐內(nèi)過(guò)?？諝夥€(wěn)定，以保證經(jīng)濟(jì)燃燒。爐內(nèi)過(guò)?？諝夥€(wěn)定，對(duì)燃煤鍋爐來(lái)說(shuō)，一般是通過(guò)保證一定的風(fēng)煤比來(lái)實(shí)現(xiàn)的，這種情況只有在煤質(zhì)穩(wěn)定時(shí)，才能較好地保持爐內(nèi)過(guò)?？諝夥€(wěn)定，而當(dāng)煤質(zhì)變化，就不能保持爐內(nèi)過(guò)?？諝夥€(wěn)定，不能保持經(jīng)濟(jì)燃燒。     要隨時(shí)保持經(jīng)濟(jì)燃燒，就必須經(jīng)常檢測(cè)爐內(nèi)過(guò)?？諝庀禂?shù)或氧量，并根據(jù)氧量的多少來(lái)適當(dāng)調(diào)整風(fēng)量，以保持最佳風(fēng)煤比，維持最佳的過(guò)?？諝庀禂?shù)或氧量。所以，送風(fēng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)常采用氧量校正信號(hào)。     值得注意的是，氧量信號(hào)也不是一個(gè)定值。根據(jù)鍋爐的燃燒特點(diǎn)，在高負(fù)荷時(shí)，氧量要稍低一點(diǎn)，而低負(fù)荷時(shí)，氧量要稍高一些。因此，一個(gè)理想的氧量校正信號(hào)還必須用負(fù)荷進(jìn)行修正，即根據(jù)負(fù)荷變化修正氧量的給定值。四、鍋爐的改進(jìn)措施我國(guó)是發(fā)展中國(guó)家，保護(hù)環(huán)境和合理利用小資源是基本國(guó)策，不能走先污染后治理的老路，因此要節(jié)約資源和開(kāi)發(fā)新能源，創(chuàng)造條件實(shí)用清潔能源。鍋爐是一次性能源的主要消耗者，它所消耗的一次性能源有以下幾個(gè)特點(diǎn)，（1） 一般為非再生的一次性能源，鍋爐多使用化石燃料，例如煤炭、石油、天然氣等。（2） 消耗量大，而且我國(guó)煤炭產(chǎn)量的80%左右用于鍋爐等燃燒