电站锅炉燃烧系统优化运行与应用研究

发表时间:2020/12/15   来源:《电力设备》2020年第29期   作者:魏坤维 常帅 余春作
[导读] 摘要:进入新世纪之后,我国经济快速发展,但与此同时造成了较为严重的环境污染,因此,我国政府提出了可持续发展理念。
        (四川泸州川南发电有限责任公司  四川省泸州市  646000)
        摘要:进入新世纪之后,我国经济快速发展,但与此同时造成了较为严重的环境污染,因此,我国政府提出了可持续发展理念。本文以电站锅炉燃烧系统为例,分析了电站锅炉燃烧系统的优化措施,以期为相关行业从业人员提供指导和帮助。
        关键词:电站锅炉燃烧系统;优化措施
        一、我国电站锅炉系统概述
        现阶段,我国的电站锅炉系统包括给水系统、燃烧系统以及蒸汽系统等。其中,燃烧系统扮演着极为重要的角色,该系统不仅包括诸多参数,同时在运作时受到自身结构的影响,使之运作程序极为复杂。从锅炉燃烧系统运行的整体情况来看,在燃料通过给煤机进入到系统之后,通过磨煤机对燃煤进行加工,使之满足整个锅炉系统的需求。另外,我国电站锅炉系统中冷空气的流入及循环主要依靠送风机来完成,在该过程中,需要充分发挥空气预热器的作用,借助预热器的功能将其转化为热空气。具体来说,包括两个阶段。第一阶段是热一次风,热一次风能够在磨煤机当中将煤粉进行加热,同时将处理后的煤粉运输到煤粉输送管道中进行传输,第二部分是热二次风,热二次风能够在炉膛内和煤粉进行融合,从而燃烧发挥作用。
        二、燃烧系统优化中的集散控制系统具体应用
        2.1运行控制当中的集散控制系统
        在多个工业领域,集散控制系统都能够发挥作用,它除了能够对数据进行处理外,还能够对系统中各个设备的运行情况进行监督,比如集散控制系统能够对电站锅炉系统进行数据收集以及设备监督等多个方面的功能。在电站锅炉燃烧系统中通过集散控制系统的应用,不仅能够降低燃煤燃烧的资金花费,同时还能够保持蒸汽的稳定状态。在电站锅炉燃烧系统控制对策中应用集散控制系统的具体表现为,针对系统的不断变化外界因素或者设备机组的复合问题,应用相应的燃煤模型,并且向模型中进行送风、燃烧等扫做,从而计算出系统燃烧燃煤时的蒸汽压力。在进行上述操作时,有必要采用优化对策来对整个操作过程进行优化,同时联合应用PID控制手段来对系统中目标参数进行优化。
        2.2集散控制系统应用于电站锅炉系统的设计思路
        集散控制系统的实际应用价值能够在电站锅炉燃烧系统的运行当中充分的体现。集散控制系统用在锅炉燃烧系统运行中的优化需要借助硬件平台来构建,比如计算机系统和PLC以及传感器设备等硬件的优化及构建。其中,在系统管理层面,工作人员需要借助集散控制系统的监督功能来对电站锅炉燃烧系统的各个设备运行情况进行监督,同时对发现的异常运行情况,借助计算机操作指令来对其进行纠正。在此过程中,主要有控制层、管理层及结构层发挥作用。控制层将所获取的异常指令传输给管理层,同时对操作人员的指令进行执行,并且此时,操作人员需要借助总线来实现远程结构层和控制层的连接,这样能够使得两者之间进行数据信息的传输。另外,在软件设计的过程中,软件的设计过程需要确保软件平台能够对锅炉燃烧系统进行有效地管控。在手动控制当中,操作人员对锅炉燃烧系统中的各个设备进行监督观察,同时结合蒸汽压力以及温度等信息来指导进行鼓风机等相关设备的参数调节,从而确保燃烧设备满足系统的运行需求。


        三、电站锅炉燃烧系统优化控制方法的具体应用
        电站锅炉燃烧系统的优化不仅需要保障集散控制系统正常发挥其作用,同时还需要将模糊设计的PID加入到燃烧系统当中,并且通过两种控制方法的联合应用来确保电站锅炉燃烧系统的优化,具体来说,表现在以下几个方面:
        3.1从蒸汽压力角度来对系统进行优化
        为了有效保障燃烧系统的实际运行情况和锅炉运行的实际需求相符合,在进行设计时,相关工作人员需要对蒸汽压力进行控制和监督,使之稳定在一定的区间范围内。在对蒸汽压力进行控制的过程中,还需要对加入的燃煤量和蒸汽量同时进行控制,确保二者和蒸汽压力的有效结合且对系统无害,让其形成较为稳定的控制系统。而在实际操作的过程中,该方法的可行性并不是很高,这主要是由于压力参数在整个系统运行过程中的数值变化相对较大,同时在控制时相关操作人员需要花费的时间也比较长。而通过模糊PID控制方式的加入和融合,能够在确保超调量变化相对稳定的前提下,实现电站锅炉燃烧系统更加稳定的运行。
        3.2从炉膛压力角度进行优化
        对于电站锅炉燃烧系统来说,锅炉炉膛压力的大小是保障系统安全的核心。当前,我国有很多电站锅炉对炉膛压力的控制是借助系统中的送风量来实现的,同时送风量的实际输入会不断缩小炉膛内的干扰动荡,保证锅炉燃烧系统的相对稳定。但是该种优化方式最大的限制便是控制手段较为单一,无法和当前我国快速发展的电站燃烧需求相匹配。因此,有必要在其中加入模糊控制的手段,充分利用模糊控制手段来对引风量进行实际控制和计算,并且得到相对控制量参数。通过实践可知,倘若单纯的应用P[ID方式来对锅炉燃烧时的炉膛压力进行控制,能够让整个系统的超调量明显增加,同时稳定运行的时间有效延长,然而在模糊控制和PID控制方式相结合的背景下,电站锅炉燃烧系统的稳定性和超调量均得到了极大的改善。
        3.3从烟气含氧量角度进行优化
        电站锅炉燃烧系统的运行效率不断提升对烟气含氧量的控制工作提出了更高的要求。当前我国锅炉系统应用过程中,多采用含量量作为燃烧经济性的指标。但是由于获取含氧量时往往会出现滞后的问题,因此对于燃烧经济性的评价就需要从含氧量的调节和送风量的多个方面入手进行分析。相关人员可以选择双闭环的控制方式,借助内环路来对送风量进行调整和控制,在外环路中实现对含氧量的控制。但是该种方法的应用需要在装置中融入PID技术,只有这样才能够保障烟气含氧量维持在一个较为稳定的范围内。
        四、结语
        综合全文,电站锅炉燃烧系统的优化是实现电站稳定生产的主要措施之一,同时也是落实我国可持续发展理念的重要手段。在对电站锅炉燃烧系统进行优化的过程中,需要对蒸汽压力、炉膛压力以及烟气含氧量进行有效的控制,同时有效融合模糊预测以及模糊PID控制技术。通过上述技术的应用,能够有效满足电站锅炉燃烧系统的优化要求,确保我国电站企业的稳定发展以及电力供应水平的进一步提升。
        参考文献:
        [1]薛彤,朱磊.电站锅炉燃烧系统优化运行与应用研究[J].科学技术创新,2020(05):141-142.
        [2]欧云.电站锅炉燃烧系统优化运行与应用分析[J].冶金与材料,2019,39(06):179-180.
        [3]郄磊.电站锅炉燃烧系统的优化运行策略分析[J].科技创新与应用,2018(28):143.
        [4]高芳.基于智能计算的大型锅炉燃烧系统建模与优化问题研究[D].华北电力大学,2018.
        作者简介
        魏坤维(1976-10),男,汉族,籍贯:四川省资阳市,当前职称:助理工程师,学历:大专,研究方向:电厂锅炉。
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