提高电站锅炉燃烧效率的优化技术.doc

行业资料：_提高电站锅炉燃烧效率的优化技术单位：_部门：_日期：_年_月_日第 1 页 共 10 页提高电站锅炉燃烧效率的优化技术燃料在锅炉的炉膛中燃烧释放热能，经过金属壁面传热使锅炉中的水转化成具有一定压力和温度的过热蒸汽，随后把蒸汽送入汽轮机，由汽轮驱动进行发电。燃烧优化技术能够有效提高锅炉燃烧的效率并减少污染。本文重点分析能够提高电站锅炉燃烧效率的优化技术。电站锅炉燃烧优化技术发展我国经济发展逐渐从粗放型转入集约型，对电站锅炉的燃烧不仅要追求经济效益还要实现安全性及环保性。目前，我国电站锅炉燃烧优化技术取得了长足的进步但还存在一些比较严重的问题。为了保证电能的及时供应，燃煤机组及燃煤技术得到迅速的发展，但电站锅炉的自动化水平仍然非常低。20世纪70年代测量技术的改进有效促进煤炭燃烧效率的提高。氧化锆氧量计大大提高了锅炉燃烧后释放的烟气内氧气含量检测的准确性，在我国各个电站得到普遍应用，另外风速监测技术也是诞生在20世纪70年代的优化技术。我国在20世纪80年代进行了技术改进，平均煤炭消耗大大降低，先进的燃烧优化技术是煤炭消耗降低的重要原因之一。我国在这一时期燃烧优化技术主要表现在对炉膛及燃烧器等的优化设计上。这一时期研究人员重点分析了锅炉燃烧器的运行方式来实现燃烧的优化，主要有燃烧器的运行及锅炉燃烧器的射流存在的偏转问题。我国在20世纪90年代电站锅炉燃烧技术得到更好地提高，降低了污染，主要是因为浓淡燃烧器引发了煤粉分离形式的稳燃器。这个时期各大火力发电站使用的机组采用了效率比较高的NOx燃烧器，比如带有顶部燃烬风或者是存在偏转式二次风的直流式的燃烧器、PM形式的燃烧器等。这一时期评价煤炭燃烧性质的研究方法及实验设备和测试手段等都取得了非常大的进步。伴随着我国信息技术、电子技术及人工智能技术的进步，我国电站锅炉燃烧优化技术进入了新的发展时期。主要有煤炭燃烧烟气的检测装置、煤粉的浓度检测和煤质成分的检测及锅炉炉膛内火焰检测系统的诞生及优化。电站锅炉燃烧优化主要技术2.1调整试验的应用科学的锅炉燃烧优化的调整试验可以找到最合理的风煤比例，在实验中确定锅炉燃烧设备应该设置的运行最佳参数，同时制定合理科学的计算机控制曲线，这样就可以采用这个控制曲线来指导锅炉燃烧的运行与操作。在实验的过程中专业人员要保证大量正交及单因素等的实验，这种调整实验消耗大量的时间与精力，所以这种实验一般就是应用在新机组的试运行及旧机组的燃烧设备及所用燃料的种类和机组的操作方式的改变时。2.2在燃烧理论的基础上的建模技术的运用这种方法主要是深入理解燃烧理论并根据这个理论建立模型探讨求解的方法，数值模拟锅炉的燃烧情况，近两年我国这种研究技术取得了非常可喜的成果。但这种方法的计算比较复杂，所需要的时间也比较长，在一些燃烧机理不够明确的情况下无法建立完善及比较正确地锅炉模型。在燃烧过程中进行在线建模和燃烧优化还存在很大的问题，所以说这种方法主要应用在离线分析及高仿真研究上。2.3燃烧设备的设计与改造在燃烧理论研究的基础上进行电站锅炉的改造。主要是对燃烧器等实行优化设计和改造。燃烧设备也是影响燃烧效率的重要原因，提高燃烧设备的水平能够保证燃烧效率的提高，这种技术取得了良好的成果，已经进入了比较稳定的阶段。但需要注意的是燃烧器的设计及改造等还会受到煤种及燃烧制粉系统的影响。2.4在检测技术基础上的燃烧优化研究利用检测技术实现燃烧优化主要是指能够利用锅炉炉膛内的火焰检测技术、风煤测量技术、媒分析技术及锅炉燃烧排放物实时检测技术等来分析影响锅炉燃烧的相关参数最终实现燃烧优化。运行人员及工作人员通过实时监测烟气的含氧量、燃烧之后煤粉的浓度、媒质非江西及飞灰的含碳量及火线图像等相关参数来调节锅炉的燃烧，最终实现煤炭的高效与经济燃烧。目前，这是应用最为广泛的燃烧优化技术。不过需要注意的是我国电厂安装的相关参数的测量仪的精确性不够高，测量的数值不够准确，这就降低了燃烧优化设备作用的发挥。2.5火焰检测技术的应用以往电站主要应用火焰检测技术进行锅炉内燃烧情况的监测，避免因为点火不当或者是长时间在低负荷的状况下发生锅炉炉膛的爆炸。这个技术也是锅炉炉膛安全监测技术的重要组成部分。近年来随着科学技术的发展，国内外的炉膛火焰检测技术都取得了重大的发展成果尤其是火焰图像处理技术更是取得了长足的进步。现在应用比较广泛的火检技术主要是数字式火检技术及图像式火检技术。虽然很多电厂主要把火检技术应用在炉膛的安全监视上但还存在非常多的问题，不过随着研究的深入及科学技术的进一步发展，这类技术必将取得更好的成果，在燃烧优化上将会有更好的前景。电站锅炉燃烧优化技术前景3.1做好检测技术的改进电站锅炉燃烧相关参数的检测是燃烧优化技术最基本的内容，目前应用的检测装置及技术存在品质不够高及测量精确性不够等问题，这大大降低了锅炉燃烧的优化。相关企业及研究人员开始改进这种检测技术。软测量技术能够有效解决这类问题。软测量建模主要有基于工艺机理、回归分析法及模式识别的方法。现在使用最为广泛的是人工神经网络。3.2燃烧器的优化设计及继续燃烧技术的发展做好煤炭继续燃烧主要是针对我国煤炭质量较差来说的，我国火力发电厂使用的煤炭质量比较差，所以在使用过程中一定要做好煤炭继续燃烧。机组的温燃是满足电力需求的重要措施，要实现机组的温燃主要是发展温燃技术并促进燃烧器的使用。另外做好煤炭洁净也可以很好地促进煤炭的燃烧，主要是烟气净化技术及低污染燃烧。燃烧优化是一个非常复杂的系统性工作，主要的研究理论有燃烧理论、检测技术及控制技术等。虽然这些技术取得了很大的进步，但还存在一些问题，在日后的发展中要结合电站锅炉燃烧的特性改进相关技术。经过总结可以看出，燃烧优化技术可以有效保证锅炉安全低污染地运行并提高煤炭的燃烧效率。第 5 页 共 10 页提高直埋供热管道安全运行的途径摘要：探讨了提高直埋蒸汽、热水供热管道安全性的途径。对于直埋蒸汽供热管道，应通过合理布置固定支座，划分补偿管段，补偿管段的划分方法应与直埋热水供热管道区别对待；合理布置疏水装置，避免水击的出现。对于直埋热水供热管道，须对管道安定性、竖向稳定性、局部稳定性进行验算。关键词：直埋供热管道；热补偿；水击；疏水；稳定性1直埋蒸汽管道热补偿的处理城镇供热直埋蒸汽管道技术规程CJJ104xx规定：直埋蒸汽管道的工作管，必须采用有补偿的敷设方式1。在常规的设计中，设计人员较为常用的方法是通过设置固定支座以达到人为划分补偿管段的目的，这其中就存在一个固定支座数量能否合理减少的问题。对于补偿管段的划分，多数情况下设计人员会受地形因素所限或为方便施工而参照直埋热水管道布置形式，人为被动减少固定支座数量，依靠管道驻点来划分补偿管段。笔者认为，在蒸汽管道中，这种方法的合理性值得商榷。直埋热水管道的钢管承受的摩擦力远大于直埋蒸汽管道，这也就意味着，直埋热水管道驻点的漂移受其他力或其他因素干扰的可能性远小于直埋蒸汽管道。而直埋蒸汽管道受到的内压不平衡力、补偿器弹性力等在合力中所占比例远高于摩擦力，当补偿器或管道受安装质量或管材加工制作质量影响时，其伸缩量及受力情况都会发生变化，这些变化会造成管道热膨胀不均匀，引起驻点位置产生较大漂移，导致补偿器由于补偿能力不足而最终造成损坏。城镇直埋供热管道工程技术规范CJJ/T8198规定，对于钢制内管、保温层、保护外壳三位一体的预制直埋保温热水管道，驻点可作为一个划分管道补偿管段的依据2。但该规范也指出，驻点漂移也是不可避免的，由它划分的过渡段热伸长量应乘以1.2的系数2。由此可看出：驻点并不能作为管道计算的边界条件，而将其列入辅助计算条件更为稳妥。由以上两点笔者认为，对于直埋蒸汽管道补偿问题，应认真分析，将它与直埋热水管道正确总结比较，区别对待。通过合理设置固定支座，使每段蒸汽管道均处于安全可靠的有补偿状态是非常必要的。特别需要指出的是，当采用波纹管轴向补偿器时，还应按照美国膨胀节制造商协会标准EJMA(xx版)的规定，每两个固定支架之间只设一个补偿器，强行通过固定支座来划分补偿管段。水击的避免在蒸汽管道的设计中，对管道疏水的要求越来越严格，例如xx版动力管道手册中直埋蒸汽管道疏水装置的设置距离由xx版动力管道手册中要求的顺坡400500m、逆坡200300m，均减小到了150200m，目的就是为了在管道运行中能更够及时有效排出凝结水，防止水击的出现。设计中应严格按照规范及手册要求，确定合理的疏水点，正确选择疏水装置，以保证凝结水能够及时有效地排出。疏水点除了设置在常规的管道最低点和管道垂直上翻点前外，还应注意，对于有分段阀门的长距离输配管道或分段运行的管道，疏水点应该综合考虑阀门关闭时的情况后设置，避免由于阀门关闭造成疏水装置失效。另外，疏水点应远离补偿器、阀门等薄弱点，避免积水冲击损坏补偿器的波纹管。在计算选择疏水装置时，应考虑到当每年管网初次运行时，管道内存有大量空气和低温凝结水，较低的入口压力会使疏水阀超负荷运行，此时疏水阀的排水量要求比正常工作时的排水量更大，因此按选用倍率23倍来选择疏水阀。除了设计应满足要求外，运行单位是否正确操作也是水击能否避免的关键。在管道初次送汽运行时，不可快速将阀门全开，务必要缓慢打开阀门，使管道慢慢升温，才能保证凝结水不会大量涌出，使疏水器能够及时有效地排除凝结水，以确保管网安全平稳运行。2直埋热水管道直埋热水管道比蒸汽管道应力水平低，对循环温差及管径较小的长直管段，在管道安定性分析下的强度验算及竖向稳定性验算满足要求时，允许无补偿管段出现，可采用无补偿冷安装方式敷设。无补偿冷安装的敷设方式虽然降低了工程造价，方便了施工，但是由于无补偿装置用以释放二次应力，管道在运行过程中一直处在一个较高的应力水平下，这就要求设计人员在计算时要更加谨慎。尤其是对于大管径管道，当常规壁厚的钢管直径超过700mm时，会因椭圆效应产生椭圆变形，使得力学计算复杂化。管道椭圆化变形主要与两个因素有关：a.直埋管道上面作用的垂直荷载，包括随埋深增加而加大的土壤荷载和随埋深增大而减小的车辆等动荷载。b.钢管的截面参数，在相同的垂直荷载作用下，钢管半径越大，椭圆化变形越大；管壁越厚，椭圆化变形越小。钢管椭圆化变形如超过一定限值，易造成局部失稳破坏，最终导致管道系统破坏。因此，在设计计算无补偿冷安装的直埋管道时，若管径较大，不仅需要对管道的安定性和竖向稳定性进行验算，还需要按照受压薄壁壳体模型进行受力分析，以保证管道的局部稳定性，防止出现局部皱结。对于设置一次性补偿器等预应力安装方式，虽然管道热伸长降低，管道的整体及局部稳定性会有所提高，但由于管道运行温差不变，管道温度应力变化并未改变，管道仍与冷安装具有同样的强度状态，安定性条件仍需保证方可通过。对于直埋蒸汽管道，通过合理布置固定支座，确保每段管道都处于安全可靠的有补