- 张文祥;徐文韬;黄亚继;金保昇;
为降低某电厂循环流化床锅炉污染物排放，同时提高锅炉燃烧运行经济性，本文采用数据驱动技术实现循环流化床锅炉多目标燃烧优化。基于改进粒子群优化长短期记忆神经网络建立循环流化床锅炉NO_x/SO_2排放数学模型和锅炉排烟温度数学模型，以相对误差为预测性评估指标以确定最佳网络参数；其次，基于改进粒子群优化长短期记忆神经网络（IPSO-LSTM）、长短期记忆神经网络（LSTM）、广义回归神经网络（GRNN）和反向传播神经网络（BPNN）分别构建NO_x/SO_2排放数学模型和锅炉排烟温度数学模型，通过比较预测性评估指标，证明本文构建预测模型有效性；最后，基于非支配排序遗传算法（NSGA-Ⅱ）获取不同运行工况下循环流化床锅炉燃烧优化调整方案，以降低NO_x/SO_2排放浓度，同时维持排烟温度稳定性。结果表明：相比优化前，优化后NO_x排放浓度平均降低了10.58%,SO_2排放浓度平均降低了25.81%，最大降低了650 mg/m~3，且排烟温度平均降低0.14%。
2024年02期 v.40;No.193 97-107页 [查看摘要][在线阅读][下载 1738K] [下载次数：237 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：3 ] |[阅读次数：32 ] - 刘平;王林伟;李天硕;左言骏;刘猛;段钰锋;
在管式炉上探讨了选择性非催化还原的脱硝特性，分析了有无气体添加剂H_2在不同氨氮比（normalized stoichiometric ratio, NSR）下的N_2O、NO、NH_3、SO_2的排放特性及其随温度的变化规律。分析结果表明：无添加剂的情况下，在温度870℃、NSR为2.0时，NO最大还原效率为90%;N_2O生成浓度和NO还原效率的变化趋势接近，NSR越大，NO还原效率越高，N_2O排放浓度越大；NO还原温度窗口与N_2O生成的温度窗口基本上吻合。氨逃逸量在低于750℃时，明显增大，在高于850℃时，趋于0;SO_2浓度随温度的升高呈现与氨逃逸相反的变化趋势；随着H_2添加量的増大，NO还原温度窗口显著拓宽，且向低温移动，添加后最大NO还原效率超过90%，对应温度为820℃左右；N_2O浓度随温度呈先上升后下降的趋势，随H_2添加量的增加，低温区的N_2O浓度升高，且峰值向低温区移动，温度窗口变宽；氨逃逸量随温度升高先增大后降低，且这种趋势在低温区更明显，反应温度超过850℃，不同添加比下的氨逃逸量趋于0；添加比对SO_2浓度的影响在低温和高温段都不明显，SO_2浓度与氨逃逸量呈现相反的变化趋势。所述H_2添加后的污染物排放规律可为同类研究提供参考。
2024年02期 v.40;No.193 108-115页 [查看摘要][在线阅读][下载 1705K] [下载次数：120 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：1 ] |[阅读次数：11 ] - 王建荣;程银雪;李龙;郭古青;田亚莉;孙小聪;周月婷;李传亮;邱选兵;
燃煤锅炉主燃区燃烧场的经济性、安全性和环保性对于智慧电厂建设具有重要意义。其中，水冷壁近壁面高温腐蚀H_2S和CO气体浓度的实时在线监测尤为重要。为实现燃煤锅炉主燃区温度场和高温腐蚀气氛场的同步测量，基于红外热成像原理，采用Optris-PI1M小型红外热成像仪，基于LabVIEW温度实时采集应用软件，在炉膛的观察口对主燃区温度场进行连续监测。以低成本1.5μm附近的通信波段激光器作为测量高温腐蚀气体H_2S和CO的激光光源，并结合波长调制光谱技术和频分复用技术，以实现H_2S和CO气体浓度的同步检测。线性度实验表明，其线性拟合相关系数为0.999 5。将研制的同步检测仪器对某300 MW四角切圆燃煤锅炉的主燃区的温度场和气氛场进行了现场应用试验。现场测试结果表明，锅炉主燃区温度主要分布范围在1 300～1 400℃，最高温度达到了1 500℃；同时得到了锅炉主燃区的H_2S和CO浓度分布，H_2S浓度在12～125 mg/m~3的范围内波动，而CO浓度主要分布在10%～20%之间，最高可达22%；炉内H_2S和CO的浓度呈正相关，氧气浓度保持在1%以下，由于厌氧燃烧会导致两种气体的含量增加，从而造成对水冷壁近壁面的高温腐蚀。
2024年02期 v.40;No.193 116-124页 [查看摘要][在线阅读][下载 2428K] [下载次数：227 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：2 ] |[阅读次数：9 ] - 熊小鹤;谭厚章;邱选兵;李传亮;王承亮;杨祖旺;郭古青;
锅炉水冷壁高温腐蚀问题一直是影响锅炉安全运行的难题。为解决锅炉水冷壁高温腐蚀的主要媒介H_2S需要连续测量，但当前行业内缺乏能长期运行的H_2S在线监测装置问题，研发了基于可调谐二极管吸收光谱TDLAS原理测量锅炉水冷壁H_2S的监测装置，并使用装置在某300 MW等级电站锅炉上进行了示范应用，跟踪评估了该装置的性能。结果显示，基于TDLAS原理所研发的仪器在现场投运12个月以来保持稳定运行，装置在线监测结果显示炉内H_2S呈现脉冲式波动特点，H_2S浓度高时超过1 600μL/L。监测中发现，炉内H_2S浓度与运行调整存在较密切的关系，在升负荷过程中，由2台磨转为3台磨运行时，前后墙23.60 m平台测点处H_2S浓度急剧增加，从46μL/L增至822μL/L,H_2S与脱硫塔入口SO_2没有显著的关联性。H_2S在线监测装置的成功研发可以实现锅炉主燃烧器区域关键参数的在线监测，并作为运行人员调整锅炉运行参数的主要依据，这对于锅炉高温腐蚀监测和锅炉数字化建设具有积极意义。
2024年02期 v.40;No.193 125-132页 [查看摘要][在线阅读][下载 1957K] [下载次数：193 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：4 ] |[阅读次数：8 ] - 崔保崇;王肖肖;周必茂;谭厚章;熊小鹤;
煤粉气化-燃烧技术是实现燃煤锅炉超低负荷稳燃和低氮氧化物（NO_x）排放的重要方式。为了揭示一次风率（λ_1）对煤粉气化-燃烧特性及NO_x排放的影响。采用自主搭建的对冲气流床气化-燃烧系统，研究了λ_1对煤粉气化特性，燃料N转化和NO_x排放特性的影响，采用热重分析仪和化学吸附仪对气化半焦的反应性和孔隙结构进行分析。结果表明：λ_1的增加会提高气化炉温度，使气化炉出口CO和CH_4的浓度分别降低了2.67%和2.43%；促进了固定碳的转化，其转化率增加了17.28%；燃料N的转化率增加了13.50%，其中增加了向N_2的转化，但降低了向NH_3的转化。同时，λ_1增加使气化焦炭具有更发达的孔隙结构，比表面积增加了95.77 m~2/g，孔体积增加了2倍，改善了气化焦炭的燃烧特性。气化燃料进入燃烧室后，当λ_1高于0.25时，燃烧室主燃区内未生成NO。λ_1为0.35时，燃烧室出口的污染物排放最低，NO_x和CO分别为115.86 mg/Nm~3(@6%O_2)和39.25 mg/Nm~3(@6%O_2)；此时燃烧效率最高，为99.68%。因此，一次风对煤粉气化燃烧特性和污染物排放具有显著的影响，控制合适的一次风量可以降低污染物排放的同时提升燃烧效率。
2024年02期 v.40;No.193 133-141页 [查看摘要][在线阅读][下载 2416K] [下载次数：116 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：2 ] - 姚力;王东;许芸;王磊;李志斌;林正根;
为解决深度调峰工况下，燃煤机组存在脱硝系统入口烟气温度偏低而无法满足脱硝系统催化剂安全运行温度的要求，对比分析了6种常见的宽负荷脱硝技术的优缺点，对应用结果进行核算分析，探讨其适用条件。结果表明：（1）烟气旁路改造方案，采用多烟道抽取高温烟气的方式，能够缩小旁路烟道挡板尺寸，可大幅降低烟气旁路漏量，同时改善烟气旁路调节的灵活性；（2）省煤器分级技术方案，对锅炉效率影响较小，但需注意满负荷烟气温度超限运行和低负荷一二次风温度降低影响低负荷稳燃的问题；（3）烟气旁路或省煤器流量置换改造方案，对于欠温幅度大于30℃的亚临界机组建议采用该方案，无启动循环泵的超（超）临界机组可以结合干湿态转换需求同步增加炉水循环泵来实现机组宽负荷脱硝，不建议开展基于省煤器出口热水循环至省煤器入口的流量置换（或复合热水再循环）改造；（4）直接调节尾部烟气挡板方案，对于尾部双烟道布置且省煤器单侧布置的机组，可通过直接调节尾部烟气挡板来实现20%以上负荷宽负荷脱硝。综合对比，除省煤器分级改造方案以外，其他通过提高脱硝系统入口烟气温度的方案均会增加机组能耗，脱硝入口烟温每提高1℃，导致锅炉效率约降低0.02%。所述改造方案可以为煤电机组开展相关工作提供参考。
2024年02期 v.40;No.193 142-151页 [查看摘要][在线阅读][下载 2020K] [下载次数：140 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：8 ] - 徐侠;牛志岗;
为解决锅炉燃烧过程受负荷指令、入炉煤种等因素影响会偏离设计工况，NO_x生成浓度偏高，进而导致锅炉效率降低，脱硝系统喷氨量过大等问题，以某发电有限公司1 000 MW超超临界锅炉为研究对象，将自寻优控制技术、仿人智能控制技术、智能前馈技术替代原DCS系统中相关控制模块功能，实现锅炉燃烧优化和脱硝过程调整。结果表明：调整后的控制系统可以有效降低机组的发电能耗，一次风机能耗与飞灰含碳量降低所对应发电标准煤耗降低总量为1.04 g/（kW·h）；脱硝系统入口NO_x浓度与脱硝系统喷氨量大幅降低，SCR入口两侧NO_x浓度均值由301 mg/m~3下降至219 mg/m~3，降幅达到27%，脱硝系统两侧平均喷氨流量由327 kg/h降至197 kg/h，降幅为39%。所述方法可供同类锅炉改造参考。
2024年02期 v.40;No.193 152-159页 [查看摘要][在线阅读][下载 1354K] [下载次数：179 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：2 ] |[阅读次数：7 ] - 陈辉;方亚雄;
以某设置烟气再循环660 MW二次再热塔式锅炉为研究对象，在锅炉调峰至40%、264 MW负荷下开展性能诊断试验发现锅炉运行存在运行氧量偏大7.1%、干烟气热损失偏大4.68%、省煤器出口NO_x浓度高426 mg/m~3和SCR脱硝系统喷氨量大574 kg/h的问题。锅炉低负荷运行时，适当开大高低位SOFA风开度有利于改善锅炉SCR脱硝进口NO_x浓度和脱硝系统喷氨量。锅炉运行氧量的降低有利于提高锅炉效率、降低SCR脱硝进口NO_x浓度、SCR脱硝系统喷氨量和一次风机、送风机、引风机三大风机耗电量，运行氧量调整对机组运行经济性总体大于SOFA风开度的调整。研究结果显示，经过SOFA风开度、运行氧量和烟气再循环风机出力优化调整后，锅炉效率由94.21%提高至94.51%，锅炉省煤器出口NO_x浓度由426 mg/m~3降低至368 mg/m~3,SCR脱硝系统喷氨量由575 kg/h降低至487 kg/h。一次风机、送风机和引风机总功率由6 023 kW·h下降至5 748 kW·h，一次再热汽温由601℃提高至607℃，二次再热汽温由602℃提高至608℃，机组运行经济性得到明显改善。
2024年02期 v.40;No.193 160-167页 [查看摘要][在线阅读][下载 913K] [下载次数：90 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：3 ]