锅炉燃烧氮氧化物计算

第一篇：锅炉燃烧氮氧化物计算

燃烧和缓慢氧化 -化学教案

教学目标 知识目标：

了解燃烧和燃烧的条件，了解灭火的原理;

了解爆炸、缓慢氧化和自燃现象，及它们与燃烧之间的区别和相互联系。

能力目标：

在学习了以上知识后，引导学生联系生产和生活实际，得出防火、灭火、及预防自燃的有效措施，培养学生解决实际问题的能力。

情感目标：

培养学生热爱科学、相信科学、依靠科学的科学态度;

使学生了解内因是变化的根据，外因是变化的条件，外因只有通过内因起作用的观点。

教学建议

教材分析

教材在氧气的性质和用途后，安排了燃烧和缓慢氧化。这样能使学生认识燃烧、缓慢氧化、自燃、爆炸等现象，了解其基本原理。

本节教学内容较多，其中包括有发热发光现象的剧烈氧化(燃烧)，有不发光热、现象也并不显著的缓慢氧化(金属的腐蚀和呼吸等)。在燃烧的问题上，讲到了燃烧的条件，又要学生讨论灭火的条件，简单地提到了在有限空间里发生急速燃烧时的爆炸，也谈到了从缓慢氧化自发地转变为剧烈氧化的自燃。为了使学生很好地抓住中心，教材中指出，所有这些现象的本质都是氧化。只是由于条件不同而发生了不同的现象。从而使学生自然的认识到：自然界的一切规律都受到一定条件的制约，而规律又是一切事物固有的必然性，只要有必要的条件存在，变化就会依一定方式进展。

如果学生能对以上氧化反应的各个外因条件了解得比较全面、透彻，就完全有可能想出防火、灭火和预防自燃的基本原理，乃至一些有效措施。

教学建议

要求学生了解：

①物质在空气里起氧化反应的时候是否有燃烧现象，决定于温度是否达到这种物质的着火点;

②物质在空气里的燃烧的急速程度，取决于可燃物跟氧气的接触面积大小;

③而急速的燃烧是否会引起爆炸，则决定于可燃物所处空间的大小和是否有气态生成物产生。

④至于缓慢氧化是否能引起自燃，则决定于氧化所产生的热量能否散逸和进行缓慢氧化的物质的着火点高低。

针对第一点的教学，要做好演示实验，首先提出问题，学生通过仔细观察，每一个实验结果得出什么结论?从而由燃烧的条件引出灭火原理是什么?即只需要燃烧的两个条件不同时满足就可。

为了使学生更好的理解区分几种氧化，可列表对比，加深理解。

教学设计示例

课题：燃烧和缓慢氧化

重点、难点：了解燃烧的条件，并利用来处理实际问题。

教学过程：

引入：在一个有关火的故事中，有这样一段话"火在宇宙中永存，没有人时就有火。人类在其生活和生产的实践中识火、用火、驾驭火，从而创造出了高度文明的社会。火是创造万物的上帝，也是毁灭它们的死神。人们，可要小心用火呀。"

火给人类带来光明和温暖，也带来灾难。如何利用它有益的一面，同时又防止它引起的灾难呢?这就需要我们知道：火是什么?它是在何种条件下发生的?灭火的原理是什么?

首先看第一个问题：火是什么?

随着人类的进步和发展，人们认识到所谓的"火"就是物质燃烧所发出的光和热。燃烧是可燃物跟空气中的氧气发生的一种发光发热剧烈的氧化反应。现在，燃烧与人类的生产和生活愈发密切，如：冶炼金属、飞机飞行、轮船和火车的行驶、火箭发射、火力发电等，都要经过燃料燃烧过程。

设问：谁能对火做一科学的解释?

板书：第四节 燃烧和缓慢氧化

一、燃烧：

演示实验：要求仔细观察并思考为什么会有这种现象?

讨论：

1.为什么薄铜片上白磷燃烧而热水中白磷和铜片上红磷没有燃烧?

2.怎样使铜片上红磷燃烧?怎样使热水下白磷燃烧? 讨论总结：铜片上白磷燃烧是达到着火的温度而且又与空气中氧气接触。铜片上红磷不燃烧是没达到燃烧的温度。热水下白磷不燃烧是没与氧气接触。使二者燃烧，红磷可加热达到燃烧的温度，而水下白磷燃烧需向水下通入氧气。

小结：燃烧需要同时具备两个条件：一是一定的温度，另一是要与氧气接触。

板书：燃烧的两个条件：

1.可燃物要与氧气接触;

2.要使可燃物达到燃烧所需的最低温度。(这最低温度叫着火点)

讨论：了解燃烧的条件后，想想灭火可采取什么措施?其原理是什么?

回答：根据生活经验马上回答：水、沙、湿的被褥、二氧化碳都可以用来灭火。

原理是隔离可燃物与氧气的接触或降温到着火点以下。

设问：炒菜时锅里的油起火，灭火措施是端锅、泼水、盖锅盖、洒沙土哪项为最佳措施?为什么?

回答：端锅危险，油比水轻，用水不能灭火;盖锅盖洒沙土都可以灭火。盖锅盖为最佳措施。

设问：如果酒精灯不慎碰倒，引起酒精在桌上燃烧，应如何灭火?

回答：酒精与水互溶不能用水冲，可用湿布盖灭。

思考：灭火的"灭"是在火上有一横，祖先造字的意图是什么?(一横就是要隔离火与空气中氧气的接触。)

思考：

1.为什么碳、硫、磷在空气中、纯氧中分别燃烧时现象不同?

2.设问为什么刨花、小木块比大木块易燃烧?

讨论小结：一是氧气多少不同，二是可燃物的性质不同。

提问：同是木材，着火点不变，着火快慢的原因是什么?

回答：小而薄的物质与氧气接触面积大，所以燃烧的快而剧烈。

小结：

板书：

二、燃烧的现象

1.可燃物不同性质不同，决定燃烧的现象不同。

2.可燃物与氧气的接触面积越大，燃烧越剧烈。

3.氧气的浓度越大，燃烧越剧烈。

讨论：50年代，广东信宜县锯木厂，一位工人点火吸烟的刹时发生突如其来的大爆炸，造成了惊人的损失和死亡。请问锯木厂、纺织厂、面粉厂、油库、烟花爆竹厂、矿井、煤气站等地为什么要严禁烟火?

小结：当空气中混有一定浓度的可燃性气体或大量的可燃性粉尘时，遇明火会在有限的空间迅速反应，体积急速膨胀会引起爆炸。

板书：4.爆炸：在有限空间内，由于急速燃烧放出大量能量，骤然产生大量气体的现象。

投影：食物腐败、酒与醋的酿造、堆放的秸秆、金属的锈蚀图像。

讨论：易燃物堆放太多、太久由于与空气中氧气发生很慢的氧化反应，热量不断聚积又会发生什么现象呢?

回答：热量聚积能使食物变质，易燃物可能会引起自发燃烧。

实验：白磷的自燃

板书：

三、缓慢氧化和自燃

1.缓慢氧化：不像燃烧那样剧烈发光、发热的氧化反应。

2.自燃：由缓慢氧化而引起的自发燃烧。

设问：燃烧、爆炸、缓慢氧化、自燃之间有什么区别与联系?

小结：区别是发热的程度、反应的速率、是否发光等，但均属氧化反应。

设问：易燃物、易爆物怎样存放?搬运时怎样才能避免意外事故?

讨论：不能一起存放。因为万一发生事故后灭火方式不同而不易处理。存放时不能堆的太高、太密、要注意通风……(阅读)

安全知识教育：常见易燃物、易爆物的安全知识。

课堂练习：

1.把一小块白磷放在盛有80 水的烧杯中，白磷并不燃烧，这是因为( )

(A)温度没有达到着火点

(B)温度超过着火点

(C)白磷的质量太小

(D)白磷没与氧气接触

2.燃烧、缓慢氧化、自燃的相同点是( )。

(A)需要点燃

(B)很剧烈

(C)放出大量的热

(D)属于氧化反应

3.白磷的着火点40℃，少量白磷应保存在( )。

(A)冷水中 (B)氧气中 (C)空气中 (D)煤油中

4.不能考虑用于油井灭火的措施是( )。

(A)设法阻止石油喷射

(B)设法使火焰隔绝空气

(C)设法降低石油着火点

(D)设法降低油井温度

答案：

1.D;2.D; 3.A; 4.C 板书：

第四节 燃烧和缓慢氧化

一、燃烧：

燃烧的两个条件：

1.可燃物要与氧气接触;

2.要使可燃物达到燃烧所需的最低温度。(这最低温度叫着火点)

二、燃烧的现象

1.可燃物不同性质不同，决定燃烧的现象不同。

2.可燃物与氧气的接触面积越大，燃烧越剧烈。

3.氧气的浓度越大，燃烧越剧烈。

4.爆炸：在有限空间内，由于急速燃烧放出大量能量，骤然产生大量气体的现象。

三、缓慢氧化和自燃

1.缓慢氧化：不像燃烧那样剧烈发光、发热的氧化反应。

2.自燃：由缓慢氧化而引起的自发燃烧。

探究活动

小实验-制作防火材料

实验步骤及现象

1. 用氯化铵溶液制防火布

把布在饱和氯化铵溶液中浸湿，取出晾干。将处理后的布放在火焰上烧烤时，布只是冒烟，离开火焰，布完好无损。用这种方法处理过的纺织品可用于防火。

2. 用明矾做防火纸

将纸的一部分在明矾溶液中浸湿，晾干后，点燃未经处理的另一半，可以观察到火焰燃至明矾溶液浸泡过的痕迹处时便熄灭了。经明矾溶液处理过的材料可用于防火。

3. 防火木材

取一根火柴，将其后半部分浸入由1份碳酸钠和3份水形成的溶液中。把火柴取出晾干，划着火柴后发现，火焰燃至浸过碳酸钠溶液的部分时，火柴便熄灭了。

第二篇：锅炉燃烧调整总结

经组织调试人员、运行人员讨论总结，对赣县项目锅炉燃烧调整做出如下要求，望各值锅炉运行人员按要求执行：

1. 操盘人员要多观察锅炉炉排情况，每小时不少于一次检查炉排及上料燃料情况，针对不同情况调整锅炉燃烧;

2. 因观察锅炉抛料在炉排上易成堆，振动炉排周期定为15分钟一次，运行可跟据炉排料层情况自行调整振动时间及振动频率;

3. 针对现阶段燃料含水量较大，播料风不应小于3.8kPa(静态试验为3.2kPa);

4. 针对现阶段燃料含水量较大，锅炉燃烧相对稳定时前墙下二次风、燃尽风的风压尽量不小于2kPa;

5. 在确保炉膛温度情况下，增加炉膛前后上二次风量，尽量减少灰的含碳量，炉膛温度达到700度以上时酌情增加二次风;

6. 准备好备用料堆(碎木片)，作为出现因上料故障时保障锅炉燃烧平稳

7. 关注料场上料情况，每个值不少于两次到料场巡查燃料情况，尽可能确保本值燃料的一致性;

8. 在晴天时，尽可能的多将燃料进行晾晒;

国能赣县生物发电有限公司生产部

第三篇：锅炉低负荷燃烧调整措施

一、

把好掺配煤关

1、由于煤场劣质煤多、优质煤少，同时如果来车很多的话，输煤为了减轻自己的压车压力，很多差煤都往仓里上，造成煤质很差燃烧不稳，锅炉容易灭火。所以要求二控值长严格调度输煤专业，绝对保证B、D仓的煤是优质煤，并且上个班要对下个班前四个小时的煤质负责。

2、由于原煤仓下煤不畅，加之雨雪天气煤湿结冻，给煤机断煤频繁发生，所以要求二控值长严格调度输煤专业，尽量从干煤棚取煤，如确需掺湿煤，干湿比例不能超过三比一，并且干湿煤尽量在皮带上混合好后再进原煤仓。

二、把好给煤机下煤关

由于原煤仓内壁不滑，同时老煤板结严重，所以原煤仓下煤不畅，对直吹式的锅炉更影响机组的负荷和锅炉燃烧的稳定。尤其是给煤机长时间不下煤，一则会造成煤粉分离器出口温度高(150℃)，跳磨煤机，更加剧炉膛燃烧的扰动和不稳定;再则如给煤机下煤挡板关闭不及时或关不动，会造成热风上走，烧坏烧焦给煤机皮带。所以要求值长、机长：

1、积极合理调动敲煤临聘人员，值内设专人加强对临聘人员的监督，把临聘人员分成三组，其中两组(6人)对B、E四台断煤严重的给煤机重点蹲守敲煤，另一组(3人)机动负责其他给煤机，这样各负其则，临聘人员才会提高责任心。

2、每个值加强对敲煤临聘人员的培训，提高敲煤技巧，这样既省力又不堵煤。

3、当发现给煤机上插板和下挡板故障时，值长要立即联系炉控和火电运检公司人员进行处理，处理不好快速手动摇开，以便启给煤机下煤。

4、因为B、D原煤仓上的优质煤，所以当这两个仓对应的任一给煤机断煤时，应加强燃烧的监视，适当投油稳燃，下煤正常燃烧稳定后退油。

三、把好炉膛燃烧关

1、制粉系统的调整

制粉系统参数的调整的好坏，直接关系到炉膛燃烧的稳定。所以要求副控及以上的人员从以下方面来进行调整：

a、一次风压、一次风温、一次风速

一次风压根据磨煤机的台数和下煤量而定，一般磨煤机入口风压为8.5~9.5MPa ，压力高、下煤量小，会导致煤粉分离器出口温度升高，同时会导致磨煤机大瓦温度上升跳磨;压力低下煤量大，会导致煤粉吹不出去,堵磨堵粉管。

一次风温与冷热风挡板开度有关，根据下煤量和煤粉分离器出口温度而定，一般控制270~290℃,，煤粉分离器出口温度控制在50~150℃，温度低容易堵粉管,温度高造成跳磨，煤粉管内自燃烧坏粉管。 另外为了保证锅炉的效率，提高锅炉燃烧的稳定性，磨煤机冷风挡板(除了给煤机断煤之外)一般不要开启。

一次风速正常情况决定一次风压，一般控制在23~30m/s，风速过低容易造成堵粉管，风速过高会造成煤粉炉内停留时间短,燃烧不完全，火检不稳定监视不到火。 b、煤粉的浓度

煤粉的浓度是决定煤粉燃烧的重要因素，浓度低燃烧不旺，造成燃烧区的温度低，锅炉的热负荷低，燃烧恶化直至灭火。浓度高，容易堵管，严重的会造成爆燃放炮。具体控制是由负荷风挡板开度和磨煤机的料位，一般控制风粉比在1：1左右。 C、煤粉的细度

煤粉的细度是决定煤粉燃烧完全与否，煤粉越细与空气的接触面积越大，越容易燃烧，但是耗磨煤机的电量;煤粉越粗，越不易燃烧，也不易完全燃烧，释放出热量，同时会带走炉膛的热量，造成炉膛燃烧区的温度降低，锅炉燃烧恶化直至灭火。 煤粉的细度通过煤粉分离器折向角的开度控制，其开度一般在3左右，实在还粗，则调到4，煤粉细度一般控制R90数值小于10。

煤粉越粗，通过煤粉分离器时则通过率低，其余的则通过回粉管重新进入磨煤机进行研磨，这样既增加电耗又降低了制粉系统的出力，同时煤粉分离器出口温度也不易控制。 d、容量风挡板

容量风挡板是调节一次风携带煤粉进入炉膛的能力，启磨煤机时可以保持开度在5%，但是给煤机启动5分钟，磨煤机建立料位后，需立即开启容量风挡板，至少开到30%，否则容易堵磨。然后根据锅炉负荷的需要对容量风挡板进行操作，煤好时最大开到50%，煤差时最大开到65%。

当任一侧给煤机断煤时，应立即关小对应的容量风挡板(20%左右)，适当加大另一侧给煤机出力，防止煤粉分离器出口温度高跳磨带来燃烧扰动。 旁路风是用来暖磨和建立磨煤机通风量的，当然当煤粉分离器出口温度低时，可以适当开启旁路风挡板，提高其温度。 e、磨煤机的火检

磨煤机的火检是检查喷燃器内煤粉燃烧的情况，当燃烧不完全时，火检是监视不到火焰的。在火检冷却风机运行正常的情况下，每台磨煤机四个煤火检失去三个，则跳磨煤机，带来炉膛燃烧的扰动。所以当煤粉燃烧不完全火检监视不到火焰时，需投油助燃。 f、磨煤机的钢球

磨煤机钢球量决定煤粉的细度，可以从磨煤机电流上看出，正常维持磨煤机电流在142~149A之间(D磨煤机电流在110A左右)，如果电流达不到，则需加钢球，现在6台磨煤机都需要加钢球。同时加钢球是一个定期工作，磨煤机运行时依据电流每次加50~80个。其中D磨煤机钢球与其他磨煤机钢球型号材质不一样。

2、锅炉风量的调整 a、送风量

锅炉燃烧的风量正常以炉膛的氧量来衡量，一般维持在3~4个氧量，尤其在煤差时更要控制锅炉的风量不能过大，因为煤差时炉膛燃烧中心的温度低，同时过多的煤粉不完全燃烧本身需要吸收和带走热量，如果再加上比火焰中心温度更低的送风(300℃左右)，相当于对炉膛的冷却，降低炉膛的温度，不利于炉膛的稳燃。当然风量不能过小，否则容易发生炉膛爆燃。

冬天由于环境温度较低，所以锅炉燃烧的风量尽量控制，不宜过大。同时要尽量开启二次风再循环挡板，提高送风机入口风温，提高二次风温，保护空预器，防止低温腐蚀。 b、辅助风挡板的调整

前后墙对冲燃烧的辅助风挡板调整很重要，如果不注意就会影响火焰的中心和火焰刷壁，同时不利于火检的监视。要求同层火嘴辅助风挡板基本保持一致的开度，由于前墙远离风机，前墙比后墙开度大5%，这样基本平衡对冲。为了建立“金字塔”火焰，要求下面的辅助风挡板比上面的开度大，开度基本为80%、70%、60%。同时为了煤粉的完全燃烧，燃烬风挡板的开度为30~40%。中心风视喷燃器投入情况开启，一般为100%。

3、炉膛温度的控制

锅炉燃烧的稳定关键取决于锅炉火焰中心的温度，当锅炉热负荷达到最低稳燃的临界负荷时，此时煤粉燃烧所释放的热量与受热面吸收的热量、其他介质带走的热量相平衡，如果此时存在比炉膛中心温度更低的介质进入炉膛，势必会冷却火焰，降低火焰中心温度，恶化燃烧，最终导致灭火。

象一次风机的冷风挡板、粉管的吹扫风挡板开启、送一次风机的动调控制不当、锅炉本体的人孔门未关、锅炉本体的漏风、空预器的漏风、辅助风挡板的调整、磨煤机的冷态启动等等都可能导致锅炉灭火。

四、其他因素的把关

1、吹灰

为了干净锅炉的受热面，提高受热面的传热系数，防止锅炉结焦，所以定期吹灰。由于煤质很差，所以规定每个星期

一、

三、五的白班，机组申请负荷带到500MW以上，对锅炉本体、水平烟道、尾部烟道进行吹灰，要求

一、

三、五早班的值长联系输煤，所有煤仓上好煤，如果当天煤质较差或输煤设备故障，则可以延期吹灰，吹灰时要求锅炉专工必须到场。

如果吹灰时发生锅炉燃烧不稳或掉焦的情况，则立即投油稳燃，停止吹灰。

2、掉焦

因为煤质差异，如果灰的熔点比较低，这样锅炉就容易结焦，为了抑制结焦，应该提高锅炉燃烧的过剩空气系数。炉膛掉焦时负压先正后负，此时除了立即将引风机静调切为“手动”外，还需投油稳燃。

3、水封

因捞渣机故障或补水中断，炉底水封如果发生破坏，此时大量的冷风从炉底进入炉膛，造成炉膛燃烧不稳，尤其是冬天。此时应立即投油稳燃，关闭捞渣机液压关断挡板，尽快恢复水封。

4、煤质的突变

直吹式制粉系统如果煤质发生突变，则直接影响炉膛的燃烧，并且速度和强度比中储式要剧烈的多，所以要求监盘人员要加强燃烧的监视，一旦发现煤质突然变差时，要及时投油稳燃，然后对燃烧做出调整，燃烧稳定后方可退油。

总之锅炉燃烧调整是一个非常细腻的工作，需要精调细烧，同时需要加强监视，通过火焰电视、火检强度、锅炉的汽压汽温变化及时发现炉膛燃烧工况的变化，燃烧不稳时立即投油稳燃，燃烧稳定后退油。

1、当锅炉在低负荷运行时，监盘人员一定要集中精力，提高监盘质量，加强对各仪表的分析，对出现的异常作出正确判断和正确处理;同时，由于锅炉负荷低，所以要做好锅炉突然熄火的事故预想，杜绝锅炉熄火后事故扩大。

2、经常检查来煤情况，了解煤质及表面水份;同时要查阅上班来煤情况，要根据机组负荷、粉仓粉位、给粉机转速等情况判断不同时间所烧不同煤种，提前做好相应的燃烧调整工作。应经常到就地观察炉火及排烟颜色。

3、加强燃烧调整，应根据不同负荷、不同煤种有针对性地调整，要参照大修后低负荷试验报告进行调整;在调整燃烧时，首先将运行的各一次风尽量调平，同时要保持合理的给粉机台数，保持集中燃烧，避免给粉机转速过低或过高运行(400t/h炉保持在380~550转/分，670t/h炉保持在550~700转/分)，停用的给粉机一次风门要及时关闭;二次风量要合理，可适当增大氧量运行，但应避免过大，停用给粉机的上部二次风门要及时关至10%。

4、当需要停用给粉机时，正常情况下一定要从上向下对角停运，当下层给粉机出现问题而需要停运时，也要及时关闭相应的一次风门，同时要做好防止燃烧不稳的事故预想;当不能确保燃烧稳定时，一定要先投油助燃。

5、可解除浓稀相补风自动，适当提高浓稀相燃烧器壁温度并保持在上限稳定运行，但要避免将浓稀相燃烧器烧红。

6、制粉系统要保持平稳运行，一次总风压要尽量保持在低限运行，一次风温尽量保持在上限运行;应经常检查给煤机来煤情况，防止给煤机突然断煤而影响燃烧，当出现给煤机突然断煤时，要及时对一次总风压进行调整，同时要加强对燃烧的调整，必要时要投油助燃。在开停磨时，操作一定要稳定，避免一次风压大幅波动，同时要经监盘付值班同意。

7、机组升降负荷时，操作要谨慎缓慢，吸、送风量要及时跟踪调整，将氧量保持在最佳值运行。炉膛负压不宜过大。

8、防止锅炉漏风，特别是火嘴处和炉膛底部漏风。炉底出渣时要通知副值班员并征得同意。

9、牢固树立"安全第一"思想，摆正安全与经济的关系，不允许抱着侥幸心理过分追求节省燃油而忽视燃烧的稳定;在不能保证锅炉安全运行时，一定要及时投油助燃，并确认油枪着火良好。同时，严禁用停用下部给粉机的方式来提高汽温运行。

10、认真学习二十五项反措，特别是《防止锅炉熄火放炮的措施》，牢固树立保主设备的思想

第四篇：燃烧系统论文：火电厂锅炉燃烧优化方法分析与研究

【中文摘要】目前我国仍以火电为主,火电在电力装机比重分别高达70%多,发电量比重分别高达80%多,火电厂耗煤占全国煤炭消耗量的50%以上,这就直接导致火电企业排放二氧化硫占全国排放量45%,排放的二氧化碳占全国碳排放量的40%。因此,火电企业,在低碳经济发展中面临着严峻的节能减排压力。锅炉燃烧过程,是一个极其复杂的物理化学反应过程。在火力发电厂的运行中,由于电网负荷、燃料成分含量等各种实际因素的影响,所以锅炉和机组的实际运行状态在不断的进行调整。在确保锅炉蒸汽的品质、产量和安全运行的同时,实现锅炉的经济运行,就必须要对锅炉的送煤、给水、给风等运行参数进行实时的优化调整和控制。目前国内一些电厂所采用的调节控制大多无法根据锅炉燃烧的特点达到最佳的运行工况。而且随着机组负荷变化,运行效率变化也非常大,很难保持机组运行在最佳运行状态。随机组长期运行,如果还是按原来运行控制基准,运行人员也会表现出不适应机组变化。基于种情况,锅炉的燃烧优化控制系统备受研究人员的关注。而火力发电厂要实现节能降耗,减少污染排放,加强锅炉燃烧侧的优化控制则是最行之有效的方法之一。本文研究了锅炉燃烧优化系统的两项关键技术:模型预测技术和最优搜索技术。并且参照一些国外的先进锅炉燃烧优化系统,讨论实时闭环控制的锅炉燃烧优化系统的软件结构及其技术特点。

【英文摘要】At present,China is still dominated by thermal

power.,and is about 75% of the total of Generation. But thermal power consumption accounts for more than 50% of national coal consumption . Led to emissions of sulfur dioxide is about 45% of the country’s total. While the emissions of carbon dioxide accounts for about 40% of the total. Therefore, thermal powers are facing greater pressure of energy saving in the low-carbon economy.Combustion process is a very complex physical and chemical reactions. The actual state of the boiler and crew is in the constant adjustment because of the change of grid load and so on when power plant is in operation. Therefore, to ensure that the steam quality, production and safe operation, and achieve the boilers and other equipment in the economic operation at the same time, we must optimize and adjust the operating parameters of the boiler which is in operation.Currently used by the regulation control are often not fully control for the characteristics of boiler operating the best conditions. Moreover, with the unit load changing , the change in efficiency operating is also very large, which can not keep unit operating in the best running curve. Over time, the original operational control basis will change ,and the experience of operating personnel will not meet the unit changes. In this case, optimization control system of the

boiler combustion has been more and more attented.In order to achieve saving energy, reducing pollution of thermal power , enhancing optimal control of combustion side of unit is one of the most direct and effective method. In this paper,we desguss two key technologies boiler combustion Optimization System: prediction model technology and optimal search technology. And reference to overseas advanced combustion optimization system discuss the software architecture and technical characteristics of the real-time closed-loop control of the boiler combustion optimization system. 【关键词】燃烧系统 神经网络 遗传算法 目标函数 【英文关键词】combustion control system neural networks genetic algorithm objective function 【目录】火电厂锅炉燃烧优化方法分析与研究5-6绍9-10Abstract6

第1章 绪论9-15

摘要1.1 背景介1.3 燃烧优化闭1.2 锅炉燃烧优化现状10-11环控制技术11-13键点13

1.4 成功实施燃烧优化闭环控制软件的关

第2章 锅炉燃烧特性的

2.2 电站锅炉燃烧过1.5 本章小结13-15

2.1 概述15神经网络模型15-30程建模的要求15-1717-19

2.3 人工神经网络基本原理

2.3.2 2.3.1 人工神经网络的数学模型17-18人工神经网络的特点18-192.4 BP 神经网络模型设计

19-242.4.1 BP 神经网络模型19-22

2.4.3 模型的层数22-232.4.5 代价函数和激励函数232.5 BP 算法的改进24-25

2.4.2 模型的输2.4.4 模型的拓2.4.6 学习2.6 BP 网络的泛

2.8 入与输出22扑结构23速率23-24化能力25-26本章小结29-30术30-43简介31-3233-34骤35-36

2.7 神经网络模型的训练过程26-29

第3章 基于预测模型的锅炉燃烧最优搜索技

3.2 遗传算法3.3.1 编码3.1 最优搜索技术综述30-313.3 遗传算法的步骤32-363.3.2 适应度34-35

3.3.3 遗传算法的基本步

3.4 遗传算法在3.3.4 遗传算法的收敛性36锅炉燃烧优化中的应用36-4236-37小结42-4343-48

3.4.1 锅炉燃烧优化模型

3.5 本章3.4.2 遗传算法的设计和应用37-42

第4章 锅炉燃烧闭环优化系统探讨4.1 锅炉燃烧优化软件结构43

4.2 国外先进锅炉燃烧优化系统现状43-47优化控制系统44-45最优化技术45-464646-4748-5048-49

4.2.1 Power Perfecter 锅炉燃烧

4.2.2 ULTRAMAX 生产过程的在线辨识与4.2.3 GNOCIS PLUS 燃烧优化系统4.2.4 NeuSIGHT 神经网络燃烧优化闭环控制系统4.3 本章小结47-485.1 研究工作总结485.3 展望49-50

第5章 总结5.2 今后研究的重点

攻读硕

参考文献50-52

致谢士学位期间发表的学术论文及其它成果52-53

53-54详细摘要54-62

第五篇：浅谈燃煤对锅炉燃烧的影响

韩忠明 东热电运行分场

【摘要】由于火电厂高温设备的复杂性和安全性及管理技术存在的不足，使得如何保证锅炉安全稳定运行显得至关重要，因此我重点分析燃煤对锅炉燃烧的影响。

【关键词】煤粉炉

煤质

安全运行

我国的火力发电厂占整个发电厂比例的70%左右，而这种格局应该来讲长期还不会改变,电力用煤

包括煤的形成、煤的基准及应用、煤的分类等,包括水分、灰分、挥发份这几项工业分析及C、H、S、N等元素分析。随着电力生产的发展，锅炉机组容量日益增大，就需要提供数量更多，质量更好的电力燃煤。了解和掌握动力燃料的基本知识及其物理化学特性，切实做好火电厂燃料的采制样及化验工作，对降低发电成本，确保锅炉机组的安全经济运行，具有极其重要的意义。

煤炭从某种意义上来说是地壳运动的产物，是一个由低级向高级逐渐变化的过程，即煤化作用不断加深，泥炭逐渐变成褐煤、烟煤和无烟煤。煤炭分工业分析和元素分析 1. 工业分析

工业分析组成是用工业分析法测出的煤的不可燃成分和可燃成分，不可燃成分为水在工业上常将煤的组成划分为工业分析组成和元素分析组成两种。了解这两分(M)和灰分(A);可燃成分为挥发分(V)和固定碳(FC)。这四种成分的总量为100。水分分为外在水分和内在水分。灰分是煤在815度下燃烧后的残留物，是煤中矿物质的转化产物。挥发份是煤在910和隔绝空气的条件下分离出的气态有机物质。固定碳是煤逸出挥发份后剩余的固态有机物质。

我们把工业分析组成划分为这四项，并不代表煤中的原有组成，而是在一定条件下通过加热，用化学分析方法分析化验，将煤中的原有组成加

1 以分解和转化而得到的成份。工业分析法带有规范性，所得的组成与煤的固有组成完全不同，但它给煤的工艺利用带来很大的方便。工业分析法采用了常规重量分析法，以重量百分比计量各组成，可得到可靠的百分组成。这有利于煤质计量、煤种划分、煤质评估、用途选择、商品计价等。 2. 元素分析

元素分析组成是用元素分析法测出煤中的化学元素分析组成，该组成可示出煤中某些有机元素的含量。元素分析组成包括C、H、O、N、S五种元素，这五种元素加上水分和灰分，其总量为100。元素分析结果对煤质研究、工业利用、锅炉设计、环境质量评价等都是极为有用的资料。碳是煤组成中最重要的元素。是煤炭发热量的主要来源。在充足的空气下，碳完全燃烧产生二氧化碳，每克碳可释放出34040J 的热量;当空气不足时，燃烧生成一氧化碳，其释放的热量大为降低，仅产生 9910J 的热量。一氧化碳本身也是一种可燃气体，当空气充足时，还可燃烧生成二氧化碳，同时释放出24130J的热量。碳元素在煤中的含量随着煤化程度的加深，含量逐渐增加。由表1-5可以看出，碳含量在无烟煤中的比重要高于烟煤，更高于褐煤。

氢是组成煤的另一重要元素。氢在煤中的含量随煤的变质程度加深而减少，故无烟煤中 氢含量最低，烟煤次之，褐煤最高。

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四、各种煤的基本特征。

1.无烟煤 煤化程度最高的煤，挥发份Vdaf≤10%、含碳量高达90%，含氢量一般小于4%，氧和氮的含量也比其他类别的煤低，这种煤着火温度高，燃烧时不易着火，燃烧稳定性差，化学反应性弱，贮存时不易发生自燃。抗粉碎性能高。

2.烟煤 是煤化程度高于褐煤而低于无烟煤的煤，其特点是挥发分含量范围很广10-37。 烟煤中的贫煤、贫瘦煤、瘦煤、弱粘结煤、肥煤等均宜作电力用煤。特别是贫煤，其挥发分含量比无烟煤高，不结结或仅有微弱的粘结性，发热量比无烟煤高，燃烧时火焰短但耐烧。它在生产、储存、使用过程中，不像高挥发分烟煤具有易燃易爆性，是比较理想的电力用煤。特别是挥发分相对较高、中低灰分、中高发热量、低含硫量、低灰熔融温度的贫煤，最受电厂欢迎。 3. 褐煤

褐煤是经过成岩作用，没有或很少经过变质作用所形成的低煤化程度

2 的煤。外观多呈褐色，光泽暗淡，易风化，质较软，含有较高的内在水分及一定量的腐殖质。它作为电力用煤，具有挥发分含量高、水分大、发热量低的特点，一般供褐煤产地附近的电厂燃用。 综上所述 , 在三大类煤中 , 烟煤储量及产量均最大，特别是中、低挥发分含量的烟煤更适合作为电力用煤。

八、煤的主要特性

1、发热量：

单位质量的煤完全燃烧时放出的热量,称为煤的发热量或热值. 用Q来表示，单位KJ/KG发热量分为高位发热量和低位发热量. (1)高位发热量

当1kg煤完全燃烧所生成的烟气中的部分水蒸气都凝结成水时煤放出的全部热量，称为煤的高位发热量(QG)。

(2)低位发热量

当1kg煤完全燃烧所生成的烟气中部分水蒸气未凝结成水时煤放出的热量，称为煤的低位发热量(用QD表示)锅炉所利用的只是低位，因为炉膛烟气温度过高烟气中的水蒸汽压力很低，一般不会凝结，水蒸汽中的气化潜热并不能释放出来的缘故。

2、挥发分：

挥发分是煤的重要特性。是煤分类的重要依据。煤失去水分后至于隔绝空气中加热到一定温度分解出的气态物质，称为挥发分。这些气体大部分都是可燃的，如CO、H

2、CH

4、N2S等，只有少部分是不可燃的。

煤的挥发分在20-40%，无烟煤小于10%，挥发分的析出与温度有关也与煤的煤化程度有关。煤在170ºC-260ºC时,煤化程度越浅，挥发析出的温度越低。

3、焦结性：

当煤被加热，在水分蒸发和挥发分逸出之后，剩下的坚固程度不同的残留物(焦炭)有的松脆，有的结成不同硬度的焦块，焦炭的这种不同结焦程度的性质称为煤的焦结性。

按照焦炭的机械强度，煤的结焦性大致可分为三个等级：

(1)、不焦结性煤-焦炭呈粉末状; (2)、弱焦结性煤-焦炭呈松散状;

3 (3)、强焦结性煤-焦炭坚硬成块状。

4、灰的熔融性：

煤灰的熔融性是指灰分熔点的高低。当锅炉内温度达到或高于灰分的熔点时，固态的灰分将逐渐熔成液体状态，具有粘性，与锅炉内受热面管子接触时就会粘附在受热面上造成结渣(俗称结焦)使传热恶化，影响安全经济运行。各种煤的灰熔点在1200-1400ºC之间，在软化温度大于1200ºC的煤称为易熔灰分的煤。

5、可磨性：

煤的可磨性是表明煤的机械强度大小，标志着粉碎煤的难易程度，测定煤的这个性质，引入了一个由试验测得的可磨性系数Kkm。某一种煤的可磨性系数，就是在风干状态下，将标准的煤和所磨的煤由相同粒度破碎到相同细度时消耗的电能之比,(表示为：Kkm=Ebz/Ex Ebz标煤的电耗量，Ex某种煤的电耗量)。

标准的煤是一种极难磨的无烟煤，其可磨性系数定于Kkm=1。

九、煤的分类：

1、无烟煤：是碳化程度最高，即含碳量最多，不易点燃，发热量最高，重度大，质硬块大不易破碎，呈金属光泽，灰黑和黑色，燃烧缓慢，无烟，只有很短的蓝色火焰，没有焦结性。

2、贫煤：碳化程度低于无烟煤与烟煤相近，其性质也介于无烟煤和烟煤之间，含氢量较少发热量低于烟煤，不易点燃，火焰较短色黄且无烟，储存稳定。

3、烟煤：碳化程度次于无烟煤，含碳量较高，发热量也较高，呈灰黑色，有光泽，质松易碎，一般容易点燃，火焰长、烟大、有焦结性。

4、褐煤：碳化程度较低，灰分和水分高，挥发分较高，发热量较低。成棕褐色，质松易碎，易点燃，不耐烧，火焰长，焦结性弱，吸水性强，热稳定性差，易风化自燃。

5、泥煤：碳化程度较低、含水分高、挥发分最高、灰分变动较大、呈土黄色、干后质松易碎。 煤的性质对输煤机械的影响

1、发热量变化的影响：

如锅炉负荷不变，当煤的发热量降低，则煤耗增大，输煤系统的负担

4 加重。

2、煤中灰分变化的影响：

煤的灰分大小是衡量煤质好坏的重要标志，煤的质量级别是根据煤的灰分多少制定的。对于工业煤来说，灰分总是无用成分，它给运输增加了无效负担，也增加了输煤系统的负担。煤的灰分越高，固定碳就越少，发热量也就越低。根据经验推算，煤的灰分每增加1%，其发热量减少约209-377Kj/Kg，由于灰分的比重大约是可燃质比重的两倍，输送同容积的煤量，会使输煤设备超负荷运行，造成输煤系统设备磨损增加。

3、煤的水分的影响：

煤中水分的增大，除增大燃煤的消耗量，增加输煤系统出力外，易引起输煤设备粘煤，煤中水分大到6%以上时，将造成落煤管等堵塞，尤其会降低筛分设备效率，不利于带式输送机的运行，严重时会中止输煤，加重设备锈蚀，冬季会使煤冻结影响输送。

4、挥发分和硫分变化的影响：

挥发分和硫分对输煤设备无明显影响，但注意高挥发分和高硫分的煤，防止自燃和爆炸。因为挥发分高的煤种燃点较低，硫的燃点也低易自燃。

5、煤的颗粒度、硬度、表面形状等对输煤机械的影响：

煤的颗粒组成、硬度、表面形状对筛碎设备、带式输送机各种连接落煤管等的正常运行都有直接的影响。当煤中大颗粒增多，机械强度大时，会使碎煤机负荷加大，带式输送机落料管受大块冲击和磨损，同样对落煤管会有不同程度的冲击和磨损，降低使用寿命。

当煤中小颗粒数量较多时，要求筛子具有较高的筛分效率。此时带式输送机上煤流运行的稳定程度得到改善。同时由于小颗粒的增多使各处落煤管壁、死角粘煤，粘煤区的扩大将会产生堵塞现象。此时对落煤管道的冲击磨损现象有所减少。 十

一、煤的工艺性质

为了提高煤的综合利用价值，必须了解、研究煤的工艺性质，以满足各方面对煤质的要求。煤的工艺性质主要包括：粘结性和结焦性、发热量、化学反应性、热稳定性、透光率、机械强度和可选性等。 1.粘结性和结焦性：

粘结性是指煤在干馏过程中，由于煤中有机质分解，熔融而使煤粒能

5 够相互粘结成块的性能。结焦性是指煤在干馏时能够结成焦炭的性能。煤的粘结性是结焦性的必要条件，结焦性好的煤必须具有良好的粘结性，但粘结性好的煤不一定能单独炼出质量好的焦炭。这就是为什么要进行配煤炼焦的道理。粘结性是进行煤的工业分类的主要指标，一般用煤中有机质受热分解、软化形成的胶质体的厚度来表示，常称胶质层厚度。胶质层越厚，粘结性越好。测定粘结性和结焦性的方法很多，除胶质层测定法外，还有罗加指数法、奥亚膨胀度试验等等。粘结性受煤化程度、煤岩成分、氧化程度和矿物质含量等多种因素的影响。煤化程度最高和最低的煤，一般都没有粘结性，胶质层厚度也很小。 2.发热量：

是指单位重量的煤在完全燃烧时所产生的热量，亦称热值，常用KJ/kg表示。它是评价煤炭质量，尤其是评价动力用煤的重要指标。国际市场上动力用煤以热值计价。我国自1985年6月起，改革沿用了几十年的以灰分计价为以热值计价。发热量主要与煤中的可燃元素含量和煤化程度有关。为便于比较耗煤量，在工业生产中，常常将实际消耗的煤量折合成发热量为2.930368Kj /kg的标准煤来进行计算。

因此特提出以下建议

1.随着天富跨越式发展壮大，燃煤运输已经由原来的石河子周围50公里扩大到1000公里，煤种复杂，建议购进性价比高的煤，建议引进配煤掺烧技术与设备，解决此问题，配煤掺烧技术，内地大中型电厂配煤掺烧技术已非常成熟，结果表明，配煤掺烧技术能满足电厂锅炉安全经济运行，实现锅炉长周期安全经济运行。

2.提高锅炉运行技术水平，减少运行人员技术水平差异。 3.提高煤检人员技术水平及责任心。

以上仅为我个人观点，不足之处欢迎各位领导专家提出宝贵意见，大家共同探讨。谢谢。

参考文献：丁明仿《锅炉运行》

东热电运行分场

韩忠明 2014.10.27

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