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如何有效优化火电厂锅炉的燃烧效率?

2019-08-28 09:43
ISweek工采网
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在我国现阶段,火力发电仍然占据着电力发展的重要位置。火电厂主要通过锅炉燃烧产生电力,在提高燃料转换电能的过程中,污染物和温室气体的排放不可避免,随着国家对环境污染采取的一系列控制标准政策出台,火电厂在利用便携燃烧效率分析仪优化锅炉燃烧效率的同时,也需要降低污染物和气体的排放,减少锅炉燃烧中所带来的环境危害。

一、火电厂锅炉燃烧优化的意义和关键

锅炉是火电运行中的最为重要的设备之一,其燃烧性能的优劣直接影响到锅炉的运行效率,从而影响到整个发电效率。研究锅炉的燃烧过程并对锅炉燃烧技术进行优化,便携燃烧效率分析仪设备的使用,能够从一定程度使锅炉燃烧效率最大化,提高产电率,降低污染物排放量,促进火电行业健康发展。

通过对锅炉燃烧的优化调整,以确保锅炉燃烧系统保持内部稳定的燃料供给、送风量,保持稳定的压力、温度和蒸发,这样既能促进燃料的充分燃烧,提高燃料利用率,降低成本,还能避免燃料结渣,防止烧毁燃烧器材,避免发生意外事故。提高锅炉机组的运营经济性、安全性及环保性。

对于火电厂锅炉燃烧优化技术,其关键首先在于必须依托准确的检测数据。检测数据的精准程度,直接影响到优化方案的制定,最终影响到优化结果。另外,锅炉燃烧的效率优化,还要在燃烧器的优化设计上大下功夫,可以加强煤炭二次燃烧技术的研发,利用机组温热技术,提高能源利用率,降低企业成本,降低排放。

二、火电厂锅炉燃烧优化的主要技术

1.基于燃烧理论的锅炉燃烧建模优化技术

锅炉燃烧建模优化技术是为了使锅炉燃烧状态得到优化,将数值模拟的理论运用于锅炉燃烧中,从而指导整个优化过程。在该优化过程中,首先基于燃烧理论,对机器设备参数及现场工作状况参数建立燃烧模型,然后对该模型在该工况下进行数值模拟,得到该工况下的燃烧参数,通过改变各工况,直到找到最为适合燃烧的工况,从而优化锅炉运行方案。

一般情况下,对工况建模所需时间较长,且计算量比较复杂,并且对燃烧机理的掌握与运用建模中要十分熟悉,因此这种方法在技术方面存在一定的难度,不能适应所有的工作状况,因此,该方法仅在离线分析及高仿真研究上应用较多。

2.运用试验调整优化锅炉燃烧的技术

通过试验的方法可以对锅炉燃烧情况加以调整,通过对燃烧过程中原料及送风量进行科学的试验调整,从而使锅炉燃烧达到最佳的参数状态。在试验的过程中,利用计算机记录锅炉燃烧状况中的曲线变动,找出最佳燃烧状态参数,试验后通过计算机控制,使锅炉的运行状态在该最佳燃烧状态参数曲线上,从而知道整个燃烧过程的分析。

在确定该最佳状态过程中,要进行多次重复试验,避免其它参数对其造成影响。但是该种情况对操作人员的专业性有一定的要求,并且需要大量的时间和精力,因此试验调整优化锅炉燃烧技术的方法一般适用于新机组的试运行,或者是在更换燃料种类和锅炉运行模式的时候采用该种方法。

3.基于燃烧设备设计改造的燃烧优化技术

对于锅炉的优化设计,可以通过对燃烧设备进行改造来实现,其中燃烧器的优化能在一定程度上有效改善锅炉的工作效率。燃烧设备设计改造的燃烧优化技术是基于燃烧理论基础,在具体的改进过程中需要考虑的因素很多,其中包括燃料的种类、制粉系统可能产生的影响以及相应的应对措施。对燃烧设备进行优化可以在一定程度上使燃料燃烧的更加充分,这样既节约了燃料,又减少了结渣现象的发生,还能在一定程度上减少对空气的污染,使锅炉性能得到提升。

4.利用火焰检测技术实现锅炉燃烧优化

火焰检测技术通常运用于传统火电厂中,主要通过对火焰的检测以避免锅炉运行过程中的点火点不当问题及长时间低负荷而引起爆炸的问题,从而对其进行控制。利用火焰检测技术对锅炉实现优化是锅炉炉膛安全检测技术的一个重要环节。目前检测技术主要是数字式火检技术和图像式火检技术,但在炉膛的安全监视技术上还有很多不足之处,随着科学技术的进一步发展,该技术在炉膛燃烧优化上将会发挥更大的作用。

5.基于检测技术的锅炉燃烧优化技术

利用检测技术分析锅炉燃烧相关参数的原理是指在锅炉运行的过程中对烟气含氧量、燃烧后煤粉的浓度、飞灰的含量等进行监控,通过计算机绘制相关参数图像,通过控制锅炉燃烧进而改变其燃烧状况,从而达到节能减排的目的。还需通过测量炉膛内的火焰指标,对煤进行分析,对锅炉燃烧排放物的相关参数进行检测分析,从而保证锅炉燃烧的经济性。但是由于目前我国电厂安装的测量仪器精确度大部分达不到相应的要求,因而影响锅炉燃烧优化设备的工作效率。

要想准确地控制过量空气系数,一般采用燃烧效率分析仪抽取烟道气体实时分析其烟道气中CO、O2和CO2的含量,并计算得到过量空气系数。可以推荐使用ISweek工采网提供的O2,CO传感器,具体产品如下:

英国SST 高温氧化锆氧气传感器(O2传感器)O2S-FR-T2-18C/B/A:

O2S-FR-T2-18C/B/A是氧化锆氧气传感器,敏感元件是氧化锆,采用两个氧化锆盘,在其中间是一个密封空间。其中一个盘起的功能是可逆氧气泵,依次充满样品气和抽空此小空间。另一个盘用于测量氧分压差比率,得到相对应的传感电压。氧化锆盘作为氧气泵运行时,需要的700 °C的温度由加热元件产生(配套的电路板O2I-FLEX-092可以提供加热和线性模拟量输出功能。)氧气泵使小空间范围内达到额定的小值和大值压力所花的时间和环境中氧分压值具有对应关系。


螺纹型氧化锆氧气传感器质量好、准确和可靠性高。可以提供各种属性:

结构小,测量范围宽且精度高

线性输出信号

坚固的不锈钢结构内部和外部

可以直接使用在高温和高压环境中

高耐腐蚀性使的传感器可以用于恶劣的环境和燃烧烟道或堆肥的应用程序气流中

动态传感原理确保安全操作

不需要参考气体创建的能力来衡量一个宽氧范围与所有版本的产品

非常简单的校准

可以被简单的、低成本的电子产品操作

寿命长

可以提高效率和减少排放燃烧应用

英国alphasense一氧化碳传感器(CO传感器抗烟气,抗H2)- CO-CX:英国Alphasense 公司抗烟气CO-CX一氧化碳传感器。专业用于烟气中CO检测和分析。具有高分辨率,高灵敏度,快速响应以及性价比高等特点。同时多层过滤膜将过滤掉绝大部分的NOx,SO2以及H2S;更具备过滤与CO同样具有还原性的H2气体。以下是CO-CX传感器主要参数

CO-CX主要性能参数如下:

  1. 测试范围:0-2000ppm

  2. 灵敏度:55-100nA/ppm

  3. 高分辨率:0.5ppm

  4. T90响应时间:<40s

  5. 工作环境:-30~50℃,10~90%RH

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