刘文翠
正大能源材料（大连）有限公司 辽宁大连 116036
摘要：加热炉的燃烧和优化作业是完成火力发电厂节能降耗的关键技术途径。对于大中型燃煤蒸汽锅炉，运行时燃料的分布是否对称，送风是否有效，将直接危及发电机组运行的合理性、安全系数和环保水平。为完成运行中的起重作业，需要对整个燃烧过程的关键主要参数进行在线准确、精密的测量。
关键词：燃煤电厂；SCR脱硝催化剂；性能检测；寿命管理
引言：现阶段，我国大部分火力发电厂对加热炉燃烧过程主要参数的检测仍采用人力抽样统计分析方法和传统的精确测量方法。测量精度低，结果实用性差，运行正常。人员只能根据工作经验操作整个燃烧过程。这种操作方法通常无法达到最佳的实际效果。尤其是原煤和负荷发生变化时，这种发散性更为突出。因此，有必要选择新的在线检测技术。辅助操作人员以13项基本标准为总体目标，对整个燃烧过程进行改进操作，实现火电厂节能降耗总体目标。
1实现锅炉燃烧优化的基本条件
完成燃煤蒸汽锅炉的燃烧升级，必须具备以下基本标准：炉膛进出口全断面为还原性气体，氧浓度值在3%左右。所有煤粉管中煤粉的粒度如下：200目筛网基量（按ASTM规范，下同）至少为75%；50目筛的基数至少为99.9%。渣输送机通风量的准确测量和运行，测控技术精度至少为±3%。各燃烧室二次排风量分布误差应小于平均值±10%。对供煤量进行准确计量和控制。努力保证精煤质量和煤种规格不变。以上基本标准是燃烧监管权威专家经过数十年的现场工作总结，现在在工业上得到了广泛的应用。
2锅炉燃烧优化的主要途径
当代大中型工业锅炉的效率一般可达90%～94%。加热炉的主要热损伤及其比例为：排气系统损伤小于5.0%。不难看出，排烟系统损坏和油泥不完全燃烧损坏所占的比例最大，因此应努力减少这两种损坏。如果能按照燃烧升级规定的13项基本标准进行燃烧调整，就可以降低超标氧浓度和飞灰含碳浓度值，提高加热炉的高效率。实际调整方法如下：
2.1制粉系统的运行优化方法
制粉优化系统调整的关键目标是保证煤粉分布的均匀性。一般要求。各煤粉管道中间总煤粉流量分布误差小于平均值±10%：煤粉水流量分布误差小于平均滑行5%，基本参数影响煤粉对称分布的是煤粉的粒度和除渣，机器通风及煤粉管道中间流动性摩擦阻力误差，这些主要参数对煤粉分布的对称热阻有影响。粉煤系统操作的改进，其实就是改进煤粉系统的操作，将这些参数有机地融合在一起。
（1）煤粉细度
煤粉的粒度一般根据煤粉的取样方法准确测量，整个取样过程有严格的规定。取样前，用椅背管准确测量煤粉管内的煤粉水流量，确定取样嘴的抽吸速率。经过筛选得到的煤粉样品，得到煤粉的粒度指标值。最后，根据 Rosin-Rammler 公式将筛选结果计算成图形，检测煤粉取样的象征性。
（2）磨煤机通风量
排渣机通风越低，煤粉分布越对称。如果通风率太高，粗煤粉必须有很高的弹丸运动。很容易从风粉旋风分离器中分离沉淀。使煤粉分布不均。如果通风太高，很容易增加粗煤粉比重，加重煤粉分布不均。因此，一般规定排渣机的通风应按一定的风、煤的比重和固定的图形来控制。然而，通风测量点的地理位置大多没有常规的精密测量设备来准确测量接管段的指定距离。而且，冷热空气混合点后的测量点温度梯度分布不均，排风量无法计算为标准条件下的总体积流量。
（3）煤粉管道之间流动阻力偏差
煤粉管道中间流动摩擦阻力的误差越小。煤粉分布越对称。在煤粉管道中间分配煤粉之前，必须用纯气体校准管道的摩擦阻力。纯气体流动性摩擦阻力误差越小，煤粉分布越对称。校准前，必须先停止给煤机，向渣输送机送热风，当渣输送机进出口温度达到所有正常运行标准时进行校准。
（4）对煤粉流量和煤粉流速的测量
过去，一般采用取样称重法准确测量煤粉总流量；皮托管用于根据网格法精确测量煤粉水的流量。这两种测量方法不仅省力，也有很大的偏差。
对于配备数十个燃烧器的大中型加热炉，这种测量方法无法获得及时准确地测量结果。因此，我国大部分电厂基本没有对煤粉流量进行监测，无法掌握分布误差的实际情况。
2.2对二次风量和燃尽风量的优化
为了更好地完成加热炉的燃烧和推进，除了保证煤粉均匀分布在各层燃烧器的中间。还需要根据各层燃烧器的给煤量，按一定的空煤比，给各层二次膨胀水箱排风量。例如在前壁的加热炉中或前、后、左、右壁的照明方式。二次风分别送入二次膨胀罐。各层二次膨胀水箱为匹配层燃烧器提供二次风。各层二次风总量应根据本层燃烧器供煤量确定。为了更好地保证各层燃烧器具有相同的化学计量比，需要对各层二次排风量进行准确测量和操控，测量精度一般规定为不低于±3%。但在这种膨胀罐布置结构中，测点与连接段的距离仅为等效直径的1.5倍，远小于传统的连接段精密测量技术，无法控制每层二次风量。进行合理的操作，导致加热炉不能正常运行。然而，大部分投入使用的发电机组无法完成二次排风量和OFA排风量的精确控制，发电机组无法达到最佳运行状态。
2.3对飞灰含碳质量浓度的优化
飞灰含碳量浓度值不仅反映了制粉系统中的一切是否正常，还反映了整个燃烧过程中排风量的准备是否合适，尤其是大中型电厂燃煤蒸汽锅炉采用低氮燃烧对策时。炉内整体降温特别容易引起飞灰含碳量的增加，降低了加热炉的高效率和可利用的飞灰比例。因此，需要对飞灰中碳含量的最大浓度进行准确的在线检测，并根据检测结果调整粉碎系统和排风量的准备，准确测量飞灰含碳量的一个大问题是取样的象征意义。我国电厂常用的飞灰含碳量自动测量设备一般在尾排风道内进行均匀采样。事实上，这种抽样的标准偏差非常大，不可能得到准确的测量结果。
3新型在线测量技术的应用
手工采样分析和传统的精密测量技术在整个燃烧过程中实用性和准确性较低，很难完成整个燃烧过程规定的13项基本标准。近年来，国外多家电厂采用新型燃烧方式，增强主要参数自动测量技术，这显着增强了原煤发电机组的特性。
3.1煤粉细度激光测量技术
光脉动法用于精确测量细煤粒度。基本概念是当运动中的粒子根据小截面的平行平面进行精确测量时。因为光线中粒子的数量和大小是随着时间从开始到结束的过渡而精确测量的，使散射光强度产生任意变化。
3.2交相关风速测量技术
交相关风速测量的基本原理：在风道内按一定间隔安装2个金属材料传感器。因此，旋风分离器中的飞灰含有静电感应。在传感器上创建两个任意数据信号。当两个传感器非常接近时。由此产生的两个任意数据信号非常相似。但是有时差。交相关风速测量的技术特点是所需接管段短，安装操作方便，不存在阻塞和数据信号漂移问题，无须校准，测量精度高。
3.3煤粉质量浓度微波在线测量技术
微波加热精确测量煤粉浓度值的基本原理：将两根金属材料无线天线插入煤粉管道。一个作为微波加热数据信号的发送端；另一个用作微波加热数据信号协调器。煤粉管内煤粉与非煤粉的微波加热串联共振存在频率差，煤粉浓度值与频率差呈正相关。
3.4飞灰含碳质量浓度微波在线测量技术
微波精确测量飞灰碳含量浓度值的基本原理：飞灰精确测量室中安装了两个微波天线。一个是发送器，另一个是协调器。无灰与无灰微波加热串联谐振在精确测量室中存在差异，飞灰碳含量浓度值与频率呈正相关。测量精度可达±0.5%。
结束语
使用以前的人力和传统的精密测量技术，不能以基本标准为总体目标来提高加热炉的燃烧。因此，不能满足节能降耗规定。如果选择优良的精密测量技术，对加热炉燃烧过程的关键主要参数进行准确自动测量，即可完成加热炉燃烧升级作业，原煤发电机组的运行水平可得到改进。
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