基于CO/O2 雙參量的鍋爐智能燃燒控制技術(shù)與應(yīng)用是解決當(dāng)前燃煤發(fā)電系統(tǒng)能源安全、高效、清潔利用的核心技術(shù)，開(kāi)發(fā)和構(gòu)建有效的鍋爐智能燃燒模型、軟件及控制系統(tǒng)是國(guó)家能源領(lǐng)域的重大需求。針對(duì)燃燒過(guò)程中鍋爐高效燃燒、低氮排放、高溫腐蝕/結(jié)焦三者之間的突出矛盾，沃森能源技術(shù)（廊坊）有限公司聯(lián)合華中科技大學(xué)煤燃燒國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室開(kāi)發(fā)了“基于CO/O2雙參量的鍋爐智能燃燒控制系統(tǒng)（簡(jiǎn)稱：SCCS-CO/O2系統(tǒng)）”，為用戶提供燃煤鍋爐燃燒過(guò)程的最佳應(yīng)用解決方案，有效改善和緩解燃燒過(guò)程中鍋爐高效燃燒、低氮排放、高溫腐蝕/結(jié)焦等問(wèn)題。
技術(shù)原理
（1）采用鍋爐煙道及爐膛CO網(wǎng)格式多點(diǎn)在線監(jiān)測(cè)方法，通過(guò)除焦、防磨、防堵的全流程煙氣預(yù)處理裝置，實(shí)時(shí)采集煙道或爐膛側(cè)的煙氣；利用寬量程、抗干擾技術(shù)的CO傳感器檢測(cè)單元，實(shí)現(xiàn)燃燒過(guò)程CO 濃度的全流程高精度可靠在線測(cè)量；并突破了高溫、高粉塵、高磨損條件下?tīng)t膛貼壁高濃度CO還原性氣氛的監(jiān)測(cè)難題。
（2）構(gòu)建CO-鍋爐效率及CO-NO內(nèi)在關(guān)聯(lián)關(guān)系模型，采用CO/O2雙參量的鍋爐動(dòng)態(tài)燃燒評(píng)價(jià)方法；以安全性指標(biāo)為約束條件，實(shí)時(shí)計(jì)算鍋爐高效燃燒與低氮排放綜合指數(shù)；同時(shí)，建立鍋爐水冷壁腐蝕速率-壁面H2S/CO關(guān)聯(lián)特性模型，有效切斷鍋爐高溫腐蝕/結(jié)焦的“溫度、擴(kuò)散、壁面條件”三要素的綜合防治方法。最終構(gòu)建基于CO/O2雙參量的鍋爐動(dòng)態(tài)智能燃燒模型，解決鍋爐高效燃燒、低氮排放、高溫腐蝕/結(jié)焦三者之間的矛盾。
（3）基于大數(shù)據(jù)挖掘與煙氣多組分在線監(jiān)測(cè)方法，采用鍋爐CO/O2 雙參量聯(lián)合控制燃燒技術(shù)策略，運(yùn)用計(jì)算機(jī)軟件實(shí)現(xiàn)基于CO/O2 雙參量聯(lián)控的鍋爐總氧量、分級(jí)氧量、分層氧量等多維度的動(dòng)態(tài)智能燃燒控制系統(tǒng)。
系統(tǒng)構(gòu)成
n 網(wǎng)格式多點(diǎn)CO在線監(jiān)測(cè)設(shè)備；安裝于爐膛側(cè)（主燃區(qū)、還原區(qū)、燃盡區(qū)）和煙道側(cè)。
n 基于CO/O2 雙參量的鍋爐智能燃燒控制系統(tǒng)服務(wù)器（簡(jiǎn)稱：SCCS-CO/O2系統(tǒng)）。
n SCCS-CO/O2系統(tǒng)與DCS控制系統(tǒng)的雙向數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳輸，通過(guò)DCS系統(tǒng)獲得鍋爐運(yùn)行工況參數(shù)。由SCCS-CO/O2系統(tǒng)在線運(yùn)行建立的燃燒優(yōu)化模型，并把運(yùn)算結(jié)果傳輸?shù)?/span>DCS系統(tǒng)，從而形成閉環(huán)控制網(wǎng)絡(luò)，用于實(shí)時(shí)在線閉環(huán)控制配煤和配風(fēng)等策略，使鍋爐持續(xù)運(yùn)行在優(yōu)化燃燒的狀態(tài)。
應(yīng)用效益
本項(xiàng)目技術(shù)成果顯著提高了我國(guó)電站鍋爐的燃燒效率、降低了NOx排放、抑制了鍋爐水冷壁高溫腐蝕/結(jié)焦。以1000MW機(jī)組鍋爐為例，應(yīng)用本技術(shù)后，鍋爐效率提高0.49%，爐膛出口NOx排放減少5%，有效降低了鍋爐高溫腐蝕/結(jié)焦風(fēng)險(xiǎn)，提高了鍋爐的煤種適應(yīng)性和燃燒調(diào)整靈活性。本技術(shù)大規(guī)模工程應(yīng)用有效推動(dòng)了我國(guó)高效、低碳、潔凈燃煤技術(shù)發(fā)展，為我國(guó)環(huán)境友好型、資源節(jié)約型“兩型社會(huì)”發(fā)展提供了關(guān)鍵支撐。
典型案例
某發(fā)電廠鍋爐為DG3000/26.15-Ⅱ型高效超超臨界參數(shù)變壓直流爐，采用單爐膛、一次中間再熱、平衡通風(fēng)、運(yùn)轉(zhuǎn)層以上露天布置、固態(tài)排渣、全鋼構(gòu)架、全懸吊結(jié)構(gòu)∏型鍋爐。在爐膛前后墻分三層布置低NOx旋流式HT-NR3煤粉燃燒器，每層布置8只，全爐共設(shè)有48支燃燒器。前后墻各布置24只。在前后墻距最上層燃燒器噴口—定距離布置燃盡風(fēng)噴口（OAP），每層10個(gè)。
該項(xiàng)目在鍋爐爐尾部煙道省煤器出口處裝設(shè)4套常溫型Walsn CEA-100 CO在線監(jiān)測(cè)裝置；并在爐膛裝設(shè)10套高溫型Walsn CEA-100-H CO在線監(jiān)測(cè)裝置，分別在爐膛左、右側(cè)墻的各裝設(shè)5套，共10套。
該SCCS-CO/O2系統(tǒng)投入運(yùn)行后，經(jīng)第三方的性能考核試驗(yàn)，考核結(jié)果表明: 運(yùn)行CO建模系統(tǒng)調(diào)試和燃燒優(yōu)化調(diào)整試驗(yàn)之后，鍋爐效率提高約0.49%，氮氧化物排放濃度下降5%, 在1000MW負(fù)荷下省煤器出口CO排放濃度降低，有效降低了鍋爐高溫腐蝕/結(jié)焦風(fēng)險(xiǎn)，提高了鍋爐的煤種適應(yīng)性和燃燒調(diào)整靈活性。
