火力发电厂锅炉设备燃烧优化方法研究.pdf
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1、现 代 制 造 技 术 与 装 备182023 年第 9 期总第 322 期火力发电厂锅炉设备燃烧优化方法研究赵永设 王士强(国家能源费县发电有限公司,费县 273400)摘 要:随着太阳能、风能发电技术的不断发展,电力市场化改革正逐步开展,发电成本已成为竞价上网的决定性因素。燃煤是火力发电厂最大的成本支出,因此需引入热力计算理论,开展火力发电厂锅炉设备燃烧优化研究。通过热力计算,建立锅炉设备燃烧优化目标函数,分别从配煤和配风两个方面实现火力发电厂锅炉设备燃烧优化。通过小容量机组实验对比证明,优化方法的应用可以有效提高锅炉设备的运行效率,同时减少燃料的消耗量,使火力发电厂锅炉设备燃烧具有更高的
2、经济效益。关键词:火力发电厂;燃烧优化;锅炉设备;热力计算Research on Combustion Optimization Method of Boiler Equipment in Thermal Power PlantZHAO Yongshe,WANG Shiqiang(National Energy Feixian Power Generation Co.,Ltd.,Feixian 273400)Abstract:With the continuous development of solar energy and wind energy technology,the electr
3、icity market reform is gradually developing,and the power generation cost has become the decisive factor of bidding online.Coal burning is the largest cost expenditure of thermal power plants,so it is necessary to introduce thermodynamic calculation theory to carry out combustion optimization resear
4、ch of thermal power plant boiler equipment.Through thermodynamic calculation,the objective function of boiler equipment combustion optimization is established,and the combustion optimization of boiler equipment in thermal power plant is realized from two aspects:coal blending and air distribution.Th
5、rough the comparison of small capacity units,it is proved that the application of optimization method can effectively improve the operation efficiency of boiler equipment,and reduce the fuel consumption,so that the combustion of boiler equipment in thermal power plants has higher economic benefits.K
6、eywords:thermal power plants;combustion optimization;boiler equipment;thermodynamic calculation2022 年末,我国电力装机容量 256 405 万 kW,其中火电的比例高达 52%。从目前的能源配置状况来看,到 2050 年我国的电力总量仍以火电为主。煤炭是我国能源消费的重要组成部分,受资源和技术等各方面条件的限制,在今后相当长的一段时间,发电厂以燃煤发电为主的状况将很难改变1。当前,我国认识到可持续发展的重要性,采取了多种措施来提高火电机组的运行效率,以减少电力消耗,进而提高总体能源利用水平。电力
7、行业的发展,不仅关乎我国的能源安全,更关乎国计民生。2002 年,国务院出台了电力体制改革方案。2022 年,国务院印发的“十四五”市场监管现代化规划提到,要推进自然垄断行业竞争性环节市场化改革,加快实现能源、铁路、电信、公用事业等行业竞争性环节市场化,放开竞争性业务准入,进一步引入市场竞争机制2。近年来,由于煤炭资源紧缺,煤炭价格不断上升,使得火力发电厂的发电成本大幅增加3。为了保证利润,各发电厂正不断提高机组的运行水平,减少煤耗,以达到降低发电成本、节约能源的目的。火力发电厂锅炉设备燃烧优化的研究是提高能源利用效率和降低污染物排放的关键,可采用 5 种方法进行优化。方法一,优化或改变燃烧方
8、式。调整燃烧器的配风比例,使煤粉和空气能够更好地混合,达到充分燃烧的目的。同时,采用新型燃烧器,如低氮氧化物燃烧器,以减少氮氧化物的排放。方法二,优化燃料配比。根据不同的煤种和媒质,合理搭配使用各种燃料,包括高热值煤、低热值煤、油、天然气等。通过调整各种燃料的配比,可以提高燃烧率,减少污染物的排放。方法三,实现燃煤全水分高效洁净燃烧。通过采用新型的燃煤技术,如循环流化床燃烧技术等,可以实现燃煤全水分高效洁净燃烧,提高燃煤的利用率,减少污染物排放。方法四,应用先进控制系统,如模糊控制器等,智能化控制锅炉设备,提高燃烧效率和降低污染物排放。方法五,引入新型技术,如烟气脱硫技术、烟气脱硝技术等,减少
9、锅炉设备排放的污染物对环境的影响。这些措施的实施,能够提高能源利用效率、减少污染物排放和保护环境。在这样的发展背景下,文章结合热力计算开展对火力发电厂锅炉设备燃烧优化的相关研究。1 基于热力计算的锅炉设备燃烧优化目标函数建立电站辅机在锅炉运行时会消耗大量电能,其中耗电较多的是磨煤机、引风机、送风机、给水泵和凝结设 计 与 研 究19水泵等,电力消耗将增加锅炉产热的费用4。在保证锅炉安全运行的前提下,以提高火力发电厂的经济效益为目标函数,结合热力计算分析锅炉的发热费用5。图 1 为火力发电厂锅炉热力计算流程图,其中Tpy表示排烟温度,Ipy表示排烟焓,Trk表示设定的预热空气 温度。开始结束输入
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