大型电站锅炉混煤燃烧理论方法及全过程优化技术

2014年度国家科学技术进步奖二等奖。 2100433B

主要完成人：陈 刚，向 军，张洪刚，沈跃良，张 成，胡平凡，袁洪涛，陈前明，高 伟，夏 季

主要完成单位：华中科技大学，广东电网公司电力科学研究院，广东红海湾发电有限公司，广东省粤电集团有限公司沙角C电厂，广东省粤电集团有限公司珠海发电厂，中国国电集团公司谏壁发电厂，安徽华电芜湖发电有限公司

燃烧优化是实现现役火电机组节能减排的重要手段。当前电站锅炉普遍采用了低氮燃烧和SNCR/SCR联合脱硝技术，因此对燃烧系统的运行和调整提出了更高要求。项目紧密结合实际脱硝方案和工艺要求，综合考虑系统整体的安全性、经济性和NOx排放，提出基于多目标预测控制的低氮燃烧优化控制方法，把经济性指标和动态性能指标统一在同一框架下进行滚动优化，从而实现低氮燃烧系统的动态优化控制。 项目首先利用灰箱建模方法建立低氮燃烧系统的动态数学模型；接着研究多目标经济性动态优化控制问题的构建、求解和扰动补偿等问题；最后为满足SNCR炉内反应温度限值的要求研究基于声波信号的炉膛温度测量方法。

我国以煤炭为主的资源禀赋，以及消纳间歇性可再生能源的需要，决定了燃煤发电在中长期内仍将保持主力电源地位。燃烧优化控制无需进行设备改造，仅通过对运行参数进行优化，达到提高锅炉效率，同时减少NOx等污染物排放的目的，是现役机组最直接的节能减排手段。 项目围绕燃烧过程建模、闭环动态燃烧优化问题的构建和求解、炉膛温度场测量等关键科学问题开展了研究工作，建立了包含炉内一维烟气温度模型，以及一维NOx模型的、完整的燃烧系统灰箱模型，为燃烧优化控制系统的设计和验证打下了良好基础；提出了具有自学习功能的低氮燃烧多目标经济预测控制方法，克服了原有燃烧优化方法仅能实现开环控制和稳态优化，无法适应负荷和煤质变化的缺陷；开发了基于电动声源信号的炉膛温度测量系统，并改进了声波飞渡时间计算方法和温度场重建算法，为炉膛温度场监测提供了新的手段。 项目部分成果已经在某1000MW超超临界锅炉获得了成功应用，取得了良好的经济效益和社会效益。 2100433B

混煤不是狭义上讲的单纯的煤的混合，在国标中混煤的定义是粒度小于50mm的煤的总称。

混煤不是狭义上讲的单纯的煤的混合，在国标中混煤的定义：粒度小于50mm的煤的总称2100433B