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          关于CO参与锅炉燃烧控制的简论                    摘要：采用烟气中CO浓度参与大型燃煤锅炉燃烧调节，CO浓度对总风量变化的反应十分灵敏，气相化学反应十分迅速，主要燃烧产物之间很快达到平衡，可以快速调节燃烧，有效节约燃煤，降低能耗为支撑“3060” 双碳目标做出一点贡献关键词：CO、燃烧一、技术原理及特点1、 氧量控制风量的缺点当前锅炉运行主要根据空预器入口氧量进行总风量调节，虽然按照设计值或燃烧调整优化后的氧量值控制，但由于煤种多变，难以确定机组运行时锅炉最佳氧量，氧量偏高造成锅炉效率偏低和辅机电耗升高，同时NOX排放增多；氧量偏低生成大量CO大幅降低锅炉效率，同时造成炉内高温腐蚀和结渣，影响锅炉的经济性和安全性再加上烟道漏风对测得的氧量有很大的影响，所以，理想的氧量测点应直接设在出现大的漏风前的炉膛出口，可是该出烟气温度高，飞灰含量大，烟气成分分层现象严重，取样非常困难，最终只得将取样点安装在温度尾部烟道由于烟道截面积很大，烟气不能均匀混合，要想获得具有代表性的氧量样品，需要设置大量的取样点，使取样复杂化，即使获得真实的氧量，也不可避免炉内局部缺氧区域的存在。

2、 CO浓度控制风量的原理现代煤粉炉火焰温度约为1500OC，气相化学反应十分迅速，主要燃烧产物之间很快达到平衡，因此，只有当烟气中的过量空气系数接近于1才会产生较多的CO（>100 ppm），在炉膛内燃料：空气比率及其分布不可能十分完善，也不可能靠一般的炉内混合来纠正这种不匀状态，对炉内这种局部缺氧现象用烟气中的CO检测技术是非常必要的，而检测省煤器出口平均氧量对此是无能为力，经验表明，在正常燃烧条件下，CO为50-90ppm，10%的漏风仅仅是其减少到45-81ppm，与氧量相比较，CO受漏风影响要小的多，这对检测和控制来讲有很大好处3、 基于CO控制风量的原理燃烧的优点1）烟气中CO浓度对总风量变化的反应十分灵敏，特别是在临界点附近，氧量的微小变化就会导致CO浓度的急剧变化例如，在最佳点氧气=3.2%，CO=70ppm，当氧量由3.2%减少到2.7%时CO增加到140ppm，而且也能反映燃烧系统配风的变化2）CO含量与飞灰可燃物、排烟热损失及过量空气之间存在着一定的关系利用CO检测，可是燃煤锅炉在较低的过量空气下运行，提高锅炉效率，可以避免CO排放浓度过高，总风量偏小造成的古洛热效率降低、结渣和高温腐蚀；也可避免CO排放浓度过低、总风量偏大造成锅炉热效率降低和辅机电耗增大。

3）对于高硫燃料，燃烧可减少过量空气，从而使硫氧化成二氧化硫的数量减少，进而减少尾部受热面的酸腐蚀在较低火焰温度下，生成NOX随着过量空气的减少而减少，有利于环保另外，采用CO检测，可以发现炉内局部缺风现象，进而寻找炉内风粉配合局部不均匀的根源，以获得更好的燃烧工况二、检测设备的工作原理目前，我们所了解到的CO检测设备根据工作原理分为以下四种：1、电化学法：两个电极浸泡在同一个导电溶液中，CO分子与水分子在其中一个电极上发生反应，转变成二氧化碳并产生氢离子和电子，这个电极就是工作电极，而变化的产物则转移到另外一个电极与此电极上的氧气发生反应重新生成水分子，这个电极就是对电极，这两个电极通过含有电阻的外电路导通，可以测量出其电阻两端电压的变化，跟据电压的多少来换算出CO的含量2、远红外法：每种气体都有其特定的吸收光谱（吸收带）当某物质受到红外光束照射时，该物质的分子就要吸收一部分光能量并将其转换为另一种能量，即分子的振动和转动能量在吸收过程中，分子的振动频率与分子的特性有关，辐射只是在这些频率对应的波长处被吸收利用这一点可以测量物质对红外辐射的吸收CO对红外光的吸收主要集中在波长为4.65pan的波段上。

CO吸收红外线后，红外光的能量会降低，而CO吸收红外光的能量与其浓度有关因此可以根据CO对红外光吸收后能量的程度来判定CO的浓度光经过媒质时，其能量就会被媒质吸收、散射而减弱特别当光波波长与媒质分子的振动频率相等时，光子与分子产生共振，光强被强烈地吸收，透射光强几乎为零3、激光原位法：TDLAS技术是一种高分辨率的光谱吸收技术，半导体激光穿过被测气体的光强衰减可用朗伯-比尔(Lambert-Beer)定律表述式中，IV，0和IV 分别表示频率V的激光入射时和经过压力P，浓度X和光程L的气体后的光强;S(T)表示气体吸收谱线的强度;线性函数g(v-v0)表征该吸收谱线的形状通常情况下气体的吸收较小，这些关系式表明气体浓度越高，对光的衰减也越大因此，可通过测量气体对激光的衰减来测量气体的浓度4、催化燃烧法：这种传感器是在白金电阻的表面制备耐高温的催化剂层，在一定的温度下，可燃性气体在其表面催化进行无焰燃烧，燃烧是白金电阻温度升高，电阻变化，变化值是可燃性气体浓度的函数催化燃烧式气体传感器选择性地检测可燃性气体：凡是不能燃烧的，传感器都没有任何响应三、实施方案及案例1、安装位置及方式1） 在CEMS仪表里面直接添加模块，经济性比较好，但结果是取样点较少而且测量的是现有取样点的均值。

2） 在空预器入口，综合考虑烟气工况参数（温度、浓度、流场）检测的实时性，系统安装数量和设备运行状态等因素，采取多测点测量，目标是为了更好的去检测烟道内的燃烧情况，取得各个部位的CO的含量，达到精确控制燃烧的目的，空预器入口安装CO检测装置比较理想3） 在引风机出口烟道进行单点取样分析，该处飞灰含碳量已大大减少，同时又没有烟气成分分层问题，漏风对测得的CO浓度影响也很小，而且取样系统可大大简化 2、 成功的案列大唐托克托电厂#7机组基于CO含量控制的电站锅炉运行优化系统投运后，性能试验报告表明：采用基于CO含量控制的锅炉供电煤耗明显下降，在550MW时可实现供电煤耗降低3.04g/Kwh, 在510MW时可实现供电煤耗降低3.38g/Kwh, 在450MW时可实现供电煤耗降低2.49g/Kwh, 在380MW时可实现供电煤耗降低0.63g/Kwh,节能降耗明显，大大提高经济效益3、施工周期基于CO含量参与燃烧调节的电站锅炉运行优化系统安装周期约30天，并在机组运行后进行调试，调试时间约为15天大唐托克托电厂660MW机组已改造）结束语：锅炉就是将煤炭、石油和天然气等所储存的一些化学的能源转化为水，或者是蒸汽热能，这是一个有效的动力设备。

在锅炉当中高温的水和蒸汽以及热能等都能够直接地被应用到生活生产过程中，锅炉能够为房屋采暖提供有效的帮助，它也能够做好空气的调节，还能够将锅炉应用到纺织化工，造纸等各个行业当中在这种背景下分析锅炉运行燃烧控制技术具有重要的价值，不仅降低锅炉运行的耗能，而且能够提高锅炉的经济效益和社会效益参考文献：[1]《超超临界百万机组基于CO控制的锅炉燃烧优化调整》作者：黄伟珍（摘自《江西电力》,2017,v.41;No.19506:58-60.）[2]《超超临界锅炉运行氧量优化调整》作者：刘培红,张晓东（摘自《华电技术》,2016,v.38;No.28403:44-47+78-79.）  -全文完-。