燃煤电站锅炉总风量跟随负荷控制理念分析

传统锅炉燃烧风量基于风、煤配比的概念，根据燃料量进行前馈粗调，再基于排烟氧含量的偏差进行反馈细调，燃料的调节会作用到风量的控制。智能发电技术的发展需要对现有燃烧控制的基本方法加以创新。燃煤发电机组控制的本质是负荷控制，即根据负荷指令控制从燃料化学能释放到汽轮发电机做功发电的各个能量转化环节。笔者分析了不同煤种燃烧产生相同的热量(对应大致相同的能量水平以及机组的发电功率)所需的理论空气量基本不变代替，该结论与目前国内外相关权威技术著作中的结论相符。因此提出用“风碳比”的概念代替“风煤比”，即一定空气量与完全燃烧的碳量的比值，“风碳比”(质量比)约为11.5，该值对不同煤种大致均为常数。并进一步提出了空热当量的概念，即在受限空间(炉膛)内任何煤种连续稳定燃烧每千克空气释放的热量，约为定数3.01 MJ/kg air。在此基础上，提出应主要根据负荷的变化对锅炉总送风量进行控制，相同负荷下的总送风量控制可基本忽略燃料变化的影响。锅炉燃用煤种改变后，若锅炉效率下降，需燃料在炉内产生更多的热量，因而需增加锅炉送风量。本文的风量控制理念已在一台300 MW燃煤四角切圆燃烧发电机组上得到了成功应用，从2017年8月投运到现在，投入率超过80%，为实施风、煤独立解耦锅炉燃烧控制新策略奠定了基础。

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