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摘 要：火电厂锅炉燃烧系统是一个非常复杂多变的系统，影响燃烧工况的因素多且燃烧机理还不是非常清楚，特别是锅炉炉膛内燃烧温度高，适于在线燃烧工况监测的技术也不成熟，使得锅炉燃烧一直以来是个黑匣子。本文重点从如何评价锅炉燃烧工况为切入点进行研究，提出了以锅炉燃烧相关参数作为评价因子的锅炉燃烧风险评价体系，并进行了现场调试，取得了锅炉燃烧分析、预警和优化指导效果。
关键词：锅炉 燃烧 风险 评价 研究
中图分类号：TM62 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2019）08（c）-0088-02
为量化评价锅炉燃烧工况，提供给运行人员预警和优化指导功能，特对锅炉燃烧工况进行了系统分析，结合电厂生产技术管理重点关注和现场设备极易发生的问题，围绕锅炉运行经济性、环保性、燃烧是否均匀燃烧、是否结焦和空预器发生硫酸氢铵堵塞的可能性等方面，提出了火电厂锅炉燃烧包括经济性、环保性、锅炉偏烧、空预器硫酸氢铵堵塞和结焦5个风险评价的因子的评价体系，并进行了评价规则的研究，制定了锅炉燃烧风险评价标准。
1 风险评价体系
经济性风险评价体系：根据机组能耗耗差分析原理，制定了包括主蒸汽温度、再热蒸汽温度、排烟氧量 、排烟温度、过热减温水量、再热减温水量、飞灰可燃物、炉渣可燃物等8个锅炉燃烧在线、离线参数来综合对锅炉运行进行经济性风险评价。
环保性风险评价：制定了包括炉膛出口NOx浓度、原二氧化硫浓度2个锅炉燃烧在线参数来对锅炉环保性风险进行综合评价。
锅炉偏烧风险评价：制定了包括再热蒸汽温度两侧偏差、炉膛出口NOx两侧偏差和两侧氧量偏差共3个利用锅炉燃烧在线参数计算的中间参数来对锅炉偏烧风险进行综合评价。
锅炉结焦风险评价：制定了包括入炉煤灰熔点、炉膛出口烟温、再热蒸汽温度、过热减温水量、再热减温水量、二氧化硫浓度、炉膛出口NOx、炉膛负压共8个利用锅炉燃烧在线、离线参数来对锅炉结焦风险进行综合评价。
空预器硫酸氢铵堵塞风险评价：制定了包括原烟气二氧化硫浓度、炉膛出口NOx浓度、空预器冷端综合温度、脱硝出口NOx浓度共4个利用锅炉燃烧在线参数来对锅炉空预器硫酸氢铵堵塞风险进行综合评价。
2 风险评价标准
经济性风险评价标准：机组能耗耗差计算参考标准，主蒸汽温度每变化1℃影响煤耗0.126g/（kW·h）[1]、再热蒸汽温度每变化1℃影响煤耗0.09g/（kW·h）、排烟氧量每变化1个百分点影响煤耗0.8g/（kW·h）、排烟温度每变化1℃影响煤耗0.17g/（kW·h）[2]、过热减温水量每变化1个百分点影响煤耗0.16g/（kW·h）、再热减温水量每变化1个百分点影响煤耗0.86g/（kW·h）、飞灰可燃物每变化1个百分点影响煤耗1.3g/（kW·h）、炉渣可燃物每变化1个百分点影响煤耗0.19g/（kW·h）。经济性风险评价得分规则：8个参评指标能耗总耗差小于或等于0.5g/（kW·h）时评价得分5分、大于或等于8g/（kW·h）时评价得分100分，其他得分按总耗差实际完成值直线插入法进行估算。
环保性风险评价标准：炉膛出口NOx浓度评价权重70%[3]、原二氧化硫浓度评价权重30%。烟煤机组如果炉膛出口NOx濃度高于450mg/m3得分70分，在200～450mg/m3范围之内的按（实际完成值-200）*0.28=实际评价得分;贫煤机组如果炉膛出口NOx浓度高于650mg/m3得分70分，在300～650mg/m3范围之内的按（实际完成值-300）*0.2=实际评价得分;原二氧化硫浓度大于3500得分30分，否则，原烟气二氧化硫浓度实际完成值*0.0085=实际评价得分。
锅炉偏烧风险评价标准：再热蒸汽温度两侧偏差评价权重20%、炉膛出口NOx两侧偏差评价权重30%、两侧氧量偏差评价权重50%。再热蒸汽温度两侧偏差大于10℃得分20分，否则评价得分=实际完成值;炉膛出口NOx两侧偏差大于50mg/m3得分50分，否则，评价得分=实际完成值*0.6;两侧氧量偏差大于0.8%得分50分，否则评价得分=（实际完成值-0.2）*83（完成值低于0.2%时得分0分）。
锅炉结焦风险评价标准：再热蒸汽温度评价权重5%[4]、炉膛出口烟温评价权重10%、过热减温水量评价权重20%、再热减温水量评价权重15%、二氧化硫浓度评价权重25%、入炉煤灰熔点评价权重25%。评价标准：再热蒸汽温度完成值高于正常值5℃得5分，且每降低1℃得分减1分;炉膛出口烟温完成值高于正常值30℃得10分，且每降低1℃得分减1分;过热减温水量完成值高于正常值10t/h得20分，且每降低1t/h得分减2分;再热减温水量完成值高于正常值10t/h得15分，且每降低1t/h得分减1.5分;二氧化硫浓度完成值高于4000mg/m3时得25分，且每降低200mg/m3得分减1.5分;入炉煤灰熔点完成值低于1200℃得25分，且每升高20℃得分减1分。
空预器硫酸氢铵堵塞风险评价标准：原烟气二氧化硫浓度、炉膛出口NOx浓度、脱硝出口NOx浓度、空预器冷端综合温度评价权重各占50%。评价标准：原烟气二氧化硫浓度完成值高于4000mg/m3时得25分，且每降低200mg/m3得分减5分;炉膛出口NOx浓度完成值高于同类型机组完成值的平均值100mg/m3得25分，且每降低10mg/m3得分减2.5分;脱硝出口NOx浓度完成值低于20mg/m3得25分，且每升高2mg/m3得分减2分;空预器冷端综合温度完成值低于控制标准值5℃得10分，且每升高1℃得分减2分。
3 结语
本文重点从如何量化评价锅炉燃烧风险角度进行系统研究，提出了包括经济性、环保性、锅炉偏烧、受热面结焦和空预器硫酸氢铵堵塞风险评价体系，并根据能耗耗差分析原理和热力学影响机理进行了各风险因子评价元素的权重分配;同时为实现量化评价，还制定了5个锅炉燃烧风险评价因子的具体量化评价标准。并结合机组实际进行情况进行了锅炉燃烧工况风险评价，取得了预期效果，不仅给运行人员提供了风险预警，同时还可以促进运行进一步优化操作，降低锅炉燃烧风险。
参考文献
[1] 郭建强，沈志刚，沈中原，等.锅炉火焰中心位置对过热蒸汽温度影响的试验研究[J].舰船科学技术，2002（4）.
[2] 王东辉.锅炉排烟温度高的原因分析及措施[J].华电技术，2017（4）：50-55.
[3] 马双忱，金鑫，孙云雪，等.SCR 烟气脱硝过程硫酸氢铵的生成机理与控制[J].热力发电，2010，39（8）：12-16.
[4] 武卫红，蔡新春，林树彪，等.火焰中心偏斜对锅炉结焦的影响[J].山西电力，2007（z1）：29-33，60.
关键词：锅炉 燃烧 风险 评价 研究
中图分类号：TM62 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2019）08（c）-0088-02
为量化评价锅炉燃烧工况，提供给运行人员预警和优化指导功能，特对锅炉燃烧工况进行了系统分析，结合电厂生产技术管理重点关注和现场设备极易发生的问题，围绕锅炉运行经济性、环保性、燃烧是否均匀燃烧、是否结焦和空预器发生硫酸氢铵堵塞的可能性等方面，提出了火电厂锅炉燃烧包括经济性、环保性、锅炉偏烧、空预器硫酸氢铵堵塞和结焦5个风险评价的因子的评价体系，并进行了评价规则的研究，制定了锅炉燃烧风险评价标准。
1 风险评价体系
经济性风险评价体系：根据机组能耗耗差分析原理，制定了包括主蒸汽温度、再热蒸汽温度、排烟氧量 、排烟温度、过热减温水量、再热减温水量、飞灰可燃物、炉渣可燃物等8个锅炉燃烧在线、离线参数来综合对锅炉运行进行经济性风险评价。
环保性风险评价：制定了包括炉膛出口NOx浓度、原二氧化硫浓度2个锅炉燃烧在线参数来对锅炉环保性风险进行综合评价。
锅炉偏烧风险评价：制定了包括再热蒸汽温度两侧偏差、炉膛出口NOx两侧偏差和两侧氧量偏差共3个利用锅炉燃烧在线参数计算的中间参数来对锅炉偏烧风险进行综合评价。
锅炉结焦风险评价：制定了包括入炉煤灰熔点、炉膛出口烟温、再热蒸汽温度、过热减温水量、再热减温水量、二氧化硫浓度、炉膛出口NOx、炉膛负压共8个利用锅炉燃烧在线、离线参数来对锅炉结焦风险进行综合评价。
空预器硫酸氢铵堵塞风险评价：制定了包括原烟气二氧化硫浓度、炉膛出口NOx浓度、空预器冷端综合温度、脱硝出口NOx浓度共4个利用锅炉燃烧在线参数来对锅炉空预器硫酸氢铵堵塞风险进行综合评价。
2 风险评价标准
经济性风险评价标准：机组能耗耗差计算参考标准，主蒸汽温度每变化1℃影响煤耗0.126g/（kW·h）[1]、再热蒸汽温度每变化1℃影响煤耗0.09g/（kW·h）、排烟氧量每变化1个百分点影响煤耗0.8g/（kW·h）、排烟温度每变化1℃影响煤耗0.17g/（kW·h）[2]、过热减温水量每变化1个百分点影响煤耗0.16g/（kW·h）、再热减温水量每变化1个百分点影响煤耗0.86g/（kW·h）、飞灰可燃物每变化1个百分点影响煤耗1.3g/（kW·h）、炉渣可燃物每变化1个百分点影响煤耗0.19g/（kW·h）。经济性风险评价得分规则：8个参评指标能耗总耗差小于或等于0.5g/（kW·h）时评价得分5分、大于或等于8g/（kW·h）时评价得分100分，其他得分按总耗差实际完成值直线插入法进行估算。
环保性风险评价标准：炉膛出口NOx浓度评价权重70%[3]、原二氧化硫浓度评价权重30%。烟煤机组如果炉膛出口NOx濃度高于450mg/m3得分70分，在200～450mg/m3范围之内的按（实际完成值-200）*0.28=实际评价得分;贫煤机组如果炉膛出口NOx浓度高于650mg/m3得分70分，在300～650mg/m3范围之内的按（实际完成值-300）*0.2=实际评价得分;原二氧化硫浓度大于3500得分30分，否则，原烟气二氧化硫浓度实际完成值*0.0085=实际评价得分。
锅炉偏烧风险评价标准：再热蒸汽温度两侧偏差评价权重20%、炉膛出口NOx两侧偏差评价权重30%、两侧氧量偏差评价权重50%。再热蒸汽温度两侧偏差大于10℃得分20分，否则评价得分=实际完成值;炉膛出口NOx两侧偏差大于50mg/m3得分50分，否则，评价得分=实际完成值*0.6;两侧氧量偏差大于0.8%得分50分，否则评价得分=（实际完成值-0.2）*83（完成值低于0.2%时得分0分）。
锅炉结焦风险评价标准：再热蒸汽温度评价权重5%[4]、炉膛出口烟温评价权重10%、过热减温水量评价权重20%、再热减温水量评价权重15%、二氧化硫浓度评价权重25%、入炉煤灰熔点评价权重25%。评价标准：再热蒸汽温度完成值高于正常值5℃得5分，且每降低1℃得分减1分;炉膛出口烟温完成值高于正常值30℃得10分，且每降低1℃得分减1分;过热减温水量完成值高于正常值10t/h得20分，且每降低1t/h得分减2分;再热减温水量完成值高于正常值10t/h得15分，且每降低1t/h得分减1.5分;二氧化硫浓度完成值高于4000mg/m3时得25分，且每降低200mg/m3得分减1.5分;入炉煤灰熔点完成值低于1200℃得25分，且每升高20℃得分减1分。
空预器硫酸氢铵堵塞风险评价标准：原烟气二氧化硫浓度、炉膛出口NOx浓度、脱硝出口NOx浓度、空预器冷端综合温度评价权重各占50%。评价标准：原烟气二氧化硫浓度完成值高于4000mg/m3时得25分，且每降低200mg/m3得分减5分;炉膛出口NOx浓度完成值高于同类型机组完成值的平均值100mg/m3得25分，且每降低10mg/m3得分减2.5分;脱硝出口NOx浓度完成值低于20mg/m3得25分，且每升高2mg/m3得分减2分;空预器冷端综合温度完成值低于控制标准值5℃得10分，且每升高1℃得分减2分。
3 结语
本文重点从如何量化评价锅炉燃烧风险角度进行系统研究，提出了包括经济性、环保性、锅炉偏烧、受热面结焦和空预器硫酸氢铵堵塞风险评价体系，并根据能耗耗差分析原理和热力学影响机理进行了各风险因子评价元素的权重分配;同时为实现量化评价，还制定了5个锅炉燃烧风险评价因子的具体量化评价标准。并结合机组实际进行情况进行了锅炉燃烧工况风险评价，取得了预期效果，不仅给运行人员提供了风险预警，同时还可以促进运行进一步优化操作，降低锅炉燃烧风险。
参考文献
[1] 郭建强，沈志刚，沈中原，等.锅炉火焰中心位置对过热蒸汽温度影响的试验研究[J].舰船科学技术，2002（4）.
[2] 王东辉.锅炉排烟温度高的原因分析及措施[J].华电技术，2017（4）：50-55.
[3] 马双忱，金鑫，孙云雪，等.SCR 烟气脱硝过程硫酸氢铵的生成机理与控制[J].热力发电，2010，39（8）：12-16.
[4] 武卫红，蔡新春，林树彪，等.火焰中心偏斜对锅炉结焦的影响[J].山西电力，2007（z1）：29-33，60.