项目简介 项目负责人从事锅炉燃烧调整及其设备技术改造二十五年，主要为火力发电厂和热电厂 各种形式的锅炉及其附属设备进行技术改造和优化运行方式设计及燃烧调整实验。 主要内容 （1）锅炉燃烧调整试验（煤粉锅炉、循环流化床锅炉、余热锅炉）及优化设计； （2）制粉系统改造及其节能运行方式设计； （3）高效低污染燃烧设备设计； （4）除尘器、分离器、脱硫设备设计及技术改造； （5）低效锅炉技术改造。 多年来为华能电力公司、中电投资公司、国电公司、地方热力公司等多家电厂提供锅 炉设备技术改造及调整实验，解决很多锅炉结焦、灭火、燃烧效率低等设备和技术难题，为 电厂节能减排、降低发电煤耗、减少锅炉事故、降低厂用电等方面做出很大贡献，受到合作 单位的高度评价。已经合作的单位有华能霍林河坑口发电有限公司、国电徐州发电有限公司、 中电投蒙东通辽热电有限责任公司等三十余个电力公司（厂）。 

项目概况 项目负责人从事锅炉燃烧调整及其热力设备技术改造工作近三十年，主要为火力发电厂和热电厂各种形式的锅炉及其附属设备进行技术改造、节能减排改造、运行方式优化设计及燃烧调整实验等。主要内容 (1)锅炉燃烧调整实验（煤粉锅炉、循环流化床锅炉、余热锅炉）及优化设计； (2)制粉系统改造及其运行节能方式设计； (3)高效低污染燃烧设备设计； (4)除尘器、分离器、脱硫、脱硝设备设计及技术改造； (5)锅炉技术改造。技术指标    锅炉调试达到设备设计技术参数，锅炉技术改造设计达到最优化设计。市场前景 多年来为华能电力公司、中电投资公司、国电公司、地方热力公司等多家电厂提供锅炉设备技术改造及调整实验，解决很多锅炉结焦、灭火、燃烧效率低等设备和技术难题，为电厂节能减排、降低发电煤耗、减少锅炉事故、降低厂用电等方面做出很大贡献，受到合作单位的高度评价。 已经合作的单位有华能霍林河坑口发电有限公司、国电徐州发电有限公司、中电投蒙东通辽热电有限责任公司等三十余个电力公司（厂）和地方热电厂。 欢迎各企业设计锅炉设备改造问题前来咨询。

由于我国现在投运的机组其经济性指标比起国外先进机组还有很大差距，因此，除了对经济性差的老机组进行淘汰和改进外，加强对在役锅炉的优化设计研究等工作也是一种改变落后状态行之有效的方法。

1、项目概述 由于我国现在投运的机组其经济性指标比起国外先进机组还有很大差距，因此，除了对经济性差的老机组进行淘汰和改进外，加强对在役锅炉的优化设计研究等工作也是一种改变落后状态行之有效的方法。 2、技术创新点 (1)理论上的创新点 项目组在结合多种算法的同时，提出了修正系数这一重要调整参数，从而使得热力计算能够针对某特定锅炉进行准确预测。大大提高了计算的可靠性和准确性。 (2)方法上的创新点 针对大型煤粉锅炉存在的实际问题，项目组首次提出了截短分隔屏增加省煤器的优化改造方案。改造方案可以同时解决过热器减温水过量和二次汽欠温的问题。通过截短分隔屏，减少了过热蒸汽系统吸热量，从而降低了过热系统减温水，同时使得高温再热器的入口烟气温度升高，从而解决了再热器欠温的问题。在该方案的基础上，增加尾部省煤器受热面，进一步降低了过热系统减温水量，同时抑制了排烟温度由于截屏而升高这一隐患。完满解决了锅炉存在的问题，大大提升了机组运行的安全性和经济性。 3、同类技术产品或成果比较 项目组采用热力校核计算和数值模拟相结合的方式对锅炉改造效果进行了全面评估。目前，同时采用这两种方式的对锅炉改造进行预测评估的报道比较少见。热力计算和数值模拟两个手段相辅相成，结合起来可以为电厂提供全面的优化改造预测信息。热力计算着重于锅炉内辐射受热面和对流受热面的换热情况，但无法反映改造对炉内流场和温度场乃至组分场的影响，数值计算可以在热力计算的基础上对炉内场的信息进行预测。在锅炉热力校核计算准确性方面，关键是计算所采用的半经验公式的可靠性和准确性。数值计算方面关键是所采用的计算模型的可靠性、准确性及使用计算网格的合理性。方法创新点主要是提出新颖的切实有效可行的受热面改造方案，经过一处改造，同时解决多个问题，降低了改造成本，提高了改造效率。 4、能为产业解决的关键技术 关键技术有两个方面：热力校核计算制订优化受热面改造的合理方案；预测改造方案实施后的锅炉炉内燃烧工况、流动工况及经济效益。 5、已应用的成功案例 项目组已经积累了多年经验，目前已经成功应用的案例主要有： （1）内蒙古大唐国际托克托发电有限责任公司的1#、3#锅炉对流受热面优化改造； （2）河北大唐王滩发电厂1#、2#炉受热面的优化改造； （3）大唐韩城第二发电厂有限责任公司的二期3号锅炉对流受热面优化改造。 应用范围： 主要应用于我国大容量煤粉锅炉以及循环流化床锅炉的受热面优化改造。针对各个不同改造方案进行热力校核计算，根据对计算结果的分析对比，为电厂提供合理可行的改造方案，以期解决电厂锅炉运行中所出现的安全隐患问题及经济性较低的问题。

锅炉燃烧优化是电厂节能减排的重要手段。本系统综合运用在线支持向量机动态建模技术、约束非线性优化技术、经济预测控制技术，通过控制氧量定值、燃烬风门开度、二次风门开度和给煤量偏置等变量，实现了对锅炉效率和SCR入口NOx浓度的闭环优化控制，同时能够减小再热汽温调节偏差。本系统采用数据驱动的方法，具有以下突出优点：（1）实现了闭环燃烧优化控制，无需人工干预；（2）通过模型自动更新可以有效消除负荷和煤种变化对优化效果的影响；（3）同时适用于稳态工况和动态变负荷情况下的燃烧优化。现场应用结果表明，该系统可以在保证锅炉效率的情况下，使SCR入口NOx浓度下降30～50mg/m3。

成果与项目的背景及主要用途： 工业燃煤锅炉型式各异，主要是正传链条炉排锅炉，占总数的 70%以上，它们的热效率普遍较低，平均只有 67%，比发达国家低 15～20 个百分点。其主要原因是排烟热损失和不完全燃烧热损失过大。天津大学技术团队设计发明了链条燃煤锅炉分层给煤装置和新型排烟热回收装置。通过链条燃煤锅炉分层给煤装置，可以使燃煤按照颗粒大小分层落在链条炉排上，使其充分燃烧。新型排烟热回收装置的技术原理与传统装置不同，由少量燃气作为驱动热源，用低温排烟余热作为辅助热源，排烟温度不受回水温度的限制。新技术装置可以用于各行业大型锅炉节能改造，提高锅炉燃烧效率，降低能源消耗。 技术原理： 链条燃煤锅炉分层给煤装置可以使燃煤按照颗粒大小分层落在链条炉排上，大颗粒在最下面、中颗粒在中间，小颗粒在最上面。新型排烟热回收装置由少量燃气作为驱动热源，用低温排烟余热作为辅助热源，排烟温度不受回水温度的限制。因此，可以将排烟温度降低到 40℃以下，而在该温度区域内，烟气中的大部分水蒸汽都会凝结成液体水，释放出汽化潜热，并为排烟热回收装置所回收和利用，因此，将大大提高锅炉的热效率。其原理图如下： 应用前景分析及效益预测： 天津某热源厂有 29MW 的燃气锅炉 2 台，供热总面积为 130 万 m2。根据实测，每台锅炉的燃气消耗量 2330m3 /h，排烟温度为 138℃（有节能器），实际运行热效率只有 82%。如果能够将新型排烟热回收装置用于这 2 台锅炉上，按照锅炉热效率提高10%，燃料消耗降低 10.86%计算，每小时可以节约天然气 506 m3，每个采暖季可以节约天然气约 182 万 m3，折标准煤 2210 吨。目前天津市天然气市场价为 3.25 元/m3，据此计算，每年可以节约燃气费用591 万元左右。初投资约为 800 万元，在 2 个采暖期内就可以全部收回。此外，每年还可以减少 CO2 排放 3567 吨。经济效益、环境效益和社会效益都十分显著。 应用领域：燃煤锅炉提供能源生产行业 技术转化条件（包括：原料、设备、厂房面积的要求及投资规模）： 根据企业实际状况与需求商谈决定。 合作方式及条件：技术合作。 

本发明公开了一种超超临界锅炉闭环燃烧优化控制方法，基于无迹卡尔曼滤波最小二乘支持向量机建立的燃烧系统动态模型能够准确地反映锅炉效率和NOx排放随负荷变化的动态特性，同时更新机制的引入也保证了动态模型在不同的工况条件下依然具有良好的自适应能力和预测能力。1000MW燃煤锅炉在变负荷和负荷稳定时，调节量、被控指标及相关参数均处于合理范围且变化平稳的情况下，均能够使锅炉效率维持稳定，同时SCR入口折算后NOx浓度较投运前有明显降低。

对余热锅炉入口段的流场进行两维和三维数值模拟。通过研究，得出了不同入口段结构对应的出口速度分布；根据出口速度的均匀性，确定了入口段最佳结构；并对两维和三维模型模拟结果的差异进行了分析，对实际的烟道结构优化具有指导意义。 

目前全国在用工业锅炉约58万台，其中燃煤锅炉约48万台，占工业锅炉总容量的83%左右，每年消耗原煤约6亿吨左右。我国燃煤工业锅炉设计效率为72%-80%，接近国际水平，但其运行效率平均在67%-72%，比国外先进水平低10-15个百分点。工业锅炉能源消耗和污染排放均居全国工业行业第二，是仅次于火电厂的第二大煤烟型污染源，量大面广的燃煤工业锅炉是节能减排的重中之重。工信部在《工业节能“十二五”规划》中明确的九大行业节能降耗路线图将工业锅炉窑炉节能改造工程被列为九大重点节能工程之首，明确提出：“区分锅炉运行效率和使用燃料等情况，重点推进中小型工业燃煤锅炉节能技术改造。淘汰结构落后、效率低、环境污染重的旧式铸铁锅炉；采用在线运行监测、等离子点火、粉煤燃烧、燃煤催化燃烧等技术因地制宜对燃煤锅炉进行改造”。工业锅炉作为节能环保产业的重要组成部分之一，机遇与挑战并存，在日趋激烈的市场竞争环境下需要进一步攻克新技术，努力提高工业锅炉热效率，推进工业锅炉科技进步。 采用清洁燃料和洁净燃烧技术的高效、节能、低污染工业锅炉将是产品发展的趋势。煤粉锅炉是大型电站锅炉应用的主要技术，其与链条炉相比具有热效率高、煤质适应性广，易于自动化的优点，且可以采用高效的脱硫除尘和NOx控制技术，实现高效洁净燃烧的目的（相对传统工业锅炉而言），因此工业锅炉采用煤粉燃烧具有很大的开发潜力。