(大唐信阳华豫发电有限责任公司 河南信阳 464000)
摘要：目前，我国的现代化建设的发展迅速，锅炉行业的发展也有了很大的改善。随着超临界机组锅炉在近年来电力行业之中的应用，使得电力行业的运行与发展都上升到了一个新的高度。但是在具体的应用过程中，超临界机组锅炉的排烟温度偏高问题也给电力行业带来了很大的困扰。因此，关于超临界机组锅炉运行过程中的排烟温度偏高问题，越来越多人开始对其原因及改进措施加以高度重视。
关键词：超临界机组；锅炉运行排烟温度；偏高原因分析
引言
燃烧系统是火电厂热力系统的关键系统，是强耦合的多变量非线性时变系统，并且存在许多不确定的干扰因素。另一方面由于我国煤资源的日益减少，提高燃烧控制系统的热效率及减少烟气中氮氧化物和硫氧化物的含量也引起国家的高度重视。目前，火电厂燃烧系统的主要问题是保证锅炉燃烧过程的安全性、良好的经济性和对环境的保护，这无疑给设计者提出了难题，因此有必要研究新型的先进控制方法。
1锅炉运行的排烟温度的影响
1.1锅炉排烟温度和锅炉生产效率的影响
锅炉运行的排烟温度与锅炉使用过程中的生产效率有联系。计算锅炉效率一般使用正、反平衡方法对其进行测量。这种效率测量法运用于大型机组可能会出现差误，因为大型的锅炉机器中的燃料使用、水蒸气的数值都是无法得到确切值，所以在计算过程中没有准确的数据就得不到锅炉真正的效率。所以对大型机组的效率进行计算一般采用热损失计算方法。使用这种计算方法，必须掌握大型机械的锅炉的一些热损耗的数据。第一，要知道大型机组的锅炉的干燥燃烧物的热损耗；第二，水蒸气造成的热损耗值；第三，燃料中水分蒸发造成的热损耗值；第四，含氢燃料在燃烧过程中水蒸气引起的热损耗值；第五，大型机组锅炉使用过程中对周边的辐射造成的热损耗值。这五点是计算大型机组锅炉生产效率的必备数据值，其中锅炉的温度对效率的影响是最重要的。
1.2锅炉的效率对电厂经济的影响
锅炉的排烟温度对锅炉的效率产生影响，锅炉的效率直接影响着电厂的经济收益，所以电厂要提高经济效益、就必须提高锅炉生产的效率，反言之，电厂必须解决锅炉的排烟温度问题。经过实验结果表明：锅炉的排烟温度越高，锅炉的效率越低，锅炉的效率低就会降低电厂的经济收益，对整个电力行业的影响是巨大的，所以降低锅炉的排烟温度是刻不容缓的。
2超临界机组锅炉排烟温度偏高的原因分析
2.1机组锅炉的选择不合理
在电厂进行锅炉选择的过程中，通常都会选择排烟温度比较低的机组，这种机组锅炉的合理应用不仅可以实现燃料的节约，同时也可以实现效率的提升，进而实现电厂经济效益的进一步提升。但是这种机组锅炉的应用也会为电厂带来一定的不利影响，若排烟温度太低，那么燃料的选择就会更加困难，且燃料的热损耗也会对锅炉效率造成影响。由此可见，一味注重低排烟温度机组锅炉的选择是导致机组锅炉排烟温度偏高的一个主要原因。
2.2高硫煤种的低温腐蚀
在很多电厂进行锅炉燃料的选择过程中，通常都会选择有着较高硫含量的煤，而在实际的燃烧过程中，由于硫自身就具备着一定的腐蚀性，尤其是在水温比较低的燃烧条件之下，机组锅炉之中的省煤器就会被硫腐蚀。同时，如果锅炉的尾部温度不够高，排放出来的烟就会含有水蒸气，这些水蒸气也会和燃料之间产生化学反应，进而有三氧化硫生成，腐蚀掉锅炉的受热面。这种情况也是导致超临界机组锅炉排烟温度偏高的一个主要原因。
3降低超临界机组锅炉排烟温度的技术措施
在锅炉使用过程中，如果锅炉给水的温度提高，锅炉排烟的温度还保持不变的话，那么锅炉排除的烟的温度就会升高，空气预热器吸收锅炉排除的烟的热量值会升高，锅炉的制粉系统运行工作会需要大量的干燥热能，这样就会造成超临界机组锅炉排烟温度的不断升高。锅炉温度的升高主要是因为锅炉的制粉系统对温度的控制不断地降低，煤在燃烧的过程的水分不断地减少，导致锅炉的制粉系统中冷风的能量增加，这个过程中锅炉排烟的温度就会提高。如果想合理有效地降低超临界机组锅炉的排烟温度，应该从以下几点出发：
3.1对磨煤机出口的温度加强控制
同国外的先进技术相比，我国锅炉的制粉系统出口的温度会比国外锅炉的制粉系统出口的温度偏低，所以要降低锅炉的排烟温度，应该控制磨煤机出口的温度。如果磨煤机出口温度太低的话，磨煤机在工作的时候干燥动能不足，在出煤时候容易堵塞出口，在排风粉管壁上会附着很多煤粉，会对锅炉磨煤机系统的使用产生影响，对煤燃烧也会产生有害影响。如果使用的煤质量较差的话，火燃烧的稳定性比较差，对整个制粉系统的运作产生影响。如果制粉系统出口的温度过高的话，会引起制粉系统发生爆炸，对生产造成安全隐患。所以要严格控制磨煤机出口的温度，保证制粉系统的安全运行。在保证锅炉使用安全的前提下，保持较高的磨煤机出入口温度。
3.2对超临界机组锅炉的温差加强控制
超临界机组锅炉在使用的过程中，如果锅炉给水的温度过高的话，在锅炉煤气出口的排烟地温度和锅炉用水的温度差额会变小，大部分超临界机组锅炉的排烟温度和给水温度的温差在八十摄氏度左右，如果超临界机组锅炉的排烟温度和给水温度的温差控制在七十摄氏度左右的话，就会减小锅炉的传热效能，有效的控制给水温度，会对超临界机组锅炉的排烟温度的降低做出贡献。
3.3对锅炉水冷壁给水温度加强控制
超临界机组锅炉炉膛水冷壁受热面内不存在汽水混合物受热管段，在水温升至临界点温度时将全部转化为蒸汽，在近临界区域，极易发生传热恶化。因此，水冷壁的进口水温必须维持在合适的范围，使易发生传热恶化的管段避开炉内最大热负荷区域。对某超临界机组锅炉水冷壁的计算表明,给水温度为二百九摄氏度水冷壁进口水温为三百一十八摄氏度时,其临界转变点大致位于主燃烧区上部。一般情况下,给水温度每降低十摄氏度,排烟温度则下降二到三摄氏度左右。尽管给水温度的降低会导致排烟温度的下降,但是给水温度的降低在蒸发量保持不变的情况下会造成燃料消耗量的增加。给水温度降低所造成的损耗远超过对应排烟温度下降所产生的效益,所以运行中给水温度还是保持一个较高的水平比较好。所以，如果采用增加省煤器吸热量来降低排烟温度的方法，则必须考虑水冷壁管的安全性。
结语
超临界锅炉燃烧系统是典型的多输入多输出、参数时变的复杂系统，被控对象具有非线性、强耦合等特点。为了充分发挥超临界锅炉燃烧系统的特点，有效的提高燃烧的经济性，减小NOX的排放，本文详细阐述了超临界锅炉燃烧系统的自适应优化控制。通过所设计的自适应控制的仿真实验，可以看出该方法对负荷变化时有良好的适应能力，调节速度快且稳定性好，当系统受到燃料率等方面的干扰时，对炉膛负压的影响非常小，并且经过系统的自动调节后能够很快地消除扰动的影响。所设计的优化自适应控制方案非常适用于超临界锅炉燃烧系统，使复杂生产过程运行在良好的工作状态，保证燃烧的经济性，减少环境污染，具有很好的应用价值。
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