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针对火电机组燃烧系统在宽负荷工况运行下存在机理复杂、强耦合、强非线性等导致建模困难的问题,提出一种基于机理与数据门控融合的并联混合建模方法.首先构建机理-数据驱动并联混合建模框架,将简化机理模型与数据驱动模型作为两个并联预测分支,并通过门控融合网络实现输出自适应加权融合.其中:简化机理模型用于反映系统主要稳态关系和动态运行机制,确保模型泛化能力;卷积神经网络与长短期记忆网络相结合的数据驱动模型用于提取多变量时序特征,学习机理模型难以刻画的非线性特性,并结合误差反馈机制动态修正预测偏差,提升模型在变工况下的预测精度;门控融合网络则通过学习运行特征到融合权重的映射关系,充分发挥机理模型和数据模型在宽负荷变工况下的互补优势,实现融合权重随工况自适应调整.以某 350 MW 循环流化床锅炉燃烧系统为对象进行仿真验证,仿真结果表明所提方法在预测精度、动态响应性能等方面均优于对比模型.

针对 35 万千瓦循环流化床机组在电气自动化运行中存在的燃烧效率低、控制响应滞后及参数协调难度大等问题,本研究提出一种基于集散控制系统(DCS)的运行优化技术.通过构建 DCS 多回路协调控制模型,结合闭环反馈与自适应参数整定方法,对床温、风量、给煤量等关键参数实施优化调控.实践结果显示,优化后机组燃烧效率显著提升,能耗有所降低,且系统稳定性增强,可为同类型机组的智能化运行提供可靠参考.

为解决深度调峰工况下多级旋流配风机械执行机构调节滞后于燃烧状态变化而引发的燃烧失稳问题,构建燃烧状态信号感知、配风调节控制、执行机构本体传动、反馈与闭环控制四环节协同的优化设计方案,并以某 330 MW 循环流化床锅炉三级旋流燃烧器为实验对象进行验证.结果表明,优化后执行机构响应时间缩短为1.5 s以内、压强脉动幅值明显降低、脱火次数大幅减少,从而有效提升了深度调峰工况下的燃烧稳定性.

针对煤化工企业循环流化床锅炉能耗高的问题,本文开展了基于热效平衡原理的节能优化研究,通过精细化调控入炉煤粒度级配、煤质热值及配风参数,有效降低了排烟和不完全燃烧热损失.实施结果表明:锅炉热效率由 84.30%提升至 87.07%,吨蒸汽煤耗下降 5.69 kg,年节约燃料成本约 835.41 万元,同时大幅减少了烟气及灰渣排放,实现了锅炉装置长周期安全高效运行,为煤化工行业低碳转型与节能增效提供了实践参考.

为提高矿物基载氧体在化学链燃烧过程中的抗磨损与释氧性能,以天然铁矿石为基础材料,采用钾长石作为改性剂,分别通过预混煅烧和固固流化两种方法制备不同钾长石掺杂比例的复合载氧体,并对其结构演化、释氧性能及长期循环下的抗磨损行为进行了系统研究.结果表明,适量掺杂钾长石可有效提高载氧体的释氧能力,固固流化路线下掺杂 3.0%钾长石的载氧体的释氧率最大,显著高于未掺杂载氧体.在流化床反应态磨损测试中,预混煅烧路线下掺杂0.5%钾长石的载氧体磨损率最低,表现出优异的热力学稳定性.此外,掺杂过程中生成的K2TiO3有助于维持主晶相稳定,K元素在多次循环后仍可赋存在载体表面,孔结构的重构在一定程度上增强了气体传质与反应活性.掺杂 0.5%钾长石的载氧体不仅在一定程度上提升了释氧能力,还有效改善了抗磨损性能,实现了释氧能力与抗磨损性能之间的最优平衡,为天然矿石基载氧体的改性提供了新策略.

[目的]入炉煤的粒度分布直接影响循环流化床锅炉的燃烧效率、运行稳定性及环保指标,实现对其实时在线精准检测具有重要意义.针对现有图像处理方法在煤流颗粒检测中存在的重叠严重、边缘模糊及小目标漏检等问题,提出一种融合YOLOv5m与通用图像分割模型(segment anything model,SAM)的级联检测架构.[方法]对工业相机采集的煤流图像进行预处理和对比度增强,引入CoordAttention机制并优化锚框设计的改进型YOLOv5m模型,实现对显著煤粒的快速粗定位与掩码生成,有效屏蔽已识别区域;基于迁移学习策略微调SAM,对残留复杂区域中的小尺寸及模糊颗粒进行精细化分割,从而显著减少计算冗余.[结果]该YOLOv5m-SAM协同方法在检测精度、稳定性和效率方面均优于对比方法.联合模型的平均交并比(intersection over union,IoU)达到0.94,粒度数量识别均值接近真实值,标准差仅为0.39;单次检测耗时9.6 s,相比单一SAM缩短88%,显著提升了实时性.[结论]所提方法在复杂工业图像场景下具有良好的泛化能力和鲁棒性,为输煤皮带煤流粒度的在线、全自动、高精度分析提供了可靠的技术路径,具备广阔的工程应用与推广前景.

在"双碳"目标下,燃用生物质燃料已成为实现规模化减碳及低碳转型最直接、有效的方法,但在燃烧过程中会产生大量"燃料氨",极易引发空预器堵灰、低温腐蚀及氨排放超标等问题,而"燃料氨"在尾部烟道迁移转化规律与核心机制尚不明确.以某 130 t/h生物质循环流化床锅炉为研究对象,在无外源喷氨条件下,采用尾部烟道空预器进出口、脱硫塔进出口等多点位气态氨原位实测,结合结晶产物、生物质灰、脱硫浆液成分表征分析及烟气HCl测量,系统探究炉膛出口氧体积分数(即炉膛出口氧量,后同)对"燃料氨"生成、转化及多相迁移特性的影响.结果表明:炉膛出口氧体积分数是控制"燃料氨"生成的关键因素,空预器入口气态氨质量浓度实测值在低氧(炉膛出口氧体积分数均值1.02％)强还原性气氛下高达 35 mg/m3,而在高氧(炉膛出口氧体积分数 3.51％)工况下大幅降至 5.26 mg/m3,仅为低氧工况的 15.6％(修正至 6％基准氧体积分数后自 25.27 mg/m3 降低至 4.51 mg/m3,降幅 17.9％);空预器内降温过程中(温度由 200℃将至 115℃),气态"燃料氨"与 HCl优先发生均相反应,生成氯化铵(NH4Cl)并在空预器冷端凝华结晶,尾部烟道壁面沉积物为高纯度的 NH4Cl晶相,无硫酸氢铵等副产物,是造成空预器冷端堵灰与腐蚀的主要原因;氧体积分数提升会促进气相 HCl释放,而生物质灰富含 CaO及硅铝酸盐多孔骨架,可为 NH4Cl气溶胶提供充足吸附位点,灰中氨赋存呈现"氧化促进吸附"的特征,随氧体积分数均值从 1.02％逐步升高至 3.51％,NH+4 质量分数由 1.59 mg/g增至 2.12 mg/g,均远超国标规定的粉煤灰铵离子限值(≤0.21 mg/g),严重制约其资源化利用;脱硫浆液长期循环后形成稳定铵离子缓冲体系,塔内气液传质受浆液铵离子平衡调控,低入口气态氨质量浓度下浆液富集的NH+4 易发生反向解吸,导致出口氨排放不降反升.研究揭示了生物质锅炉"氯化铵主导沉积"及"生物质灰吸附矛盾"的氨迁移机制,可为生物质清洁燃烧、氨排放协同控制、污染物减排及锅炉设备安全运行提供重要理论依据与工程指导.

为应对锅炉容量与参数跃升后的燃烧稳定性、水动力安全及宽负荷调峰挑战,验证世界首台700 MW超超临界循环流化床锅炉技术方案的可行性,针对云南能投红河电厂 700 MW超超临界 CFB锅炉,对锅炉启动调试与运行优化全过程进行了系统阐述.该锅炉采用 M形单炉膛、单布风板、无外置床设计,炉膛截面积 575 m2,主蒸汽参数 29.3 MPa/605℃、再热蒸汽温度 623℃,燃用高水分褐煤.在布风板阻力与冷态流化特性试验基础上确定了最小流化风量,并优化点火方案使床温升至 600℃时间缩短 2 h.从燃烧、汽水、控制及辅助系统实施了优化调试:标定风量使一次风量偏差±3％;调整播煤风与二次风配风使床温偏差≤30℃;优化氧量场使高负荷下氧量偏差±0.3％;制定负荷–床压定值曲线,结合连续与间歇排渣控制床压波动±0.5 kPa;采用前馈+反馈复合控制,使水冷壁壁温偏差≤30℃、高温过热器出口壁温≤620℃、再热汽温波动±3℃;整定风机变频器参数使一次风机电流波动≤8 A、二次风机≤5 A;采用模型预测控制优化床温、床压调节,实现 SCR/SNCR与燃烧系统协同控制,使NOₓ排放质量浓度波动±5 mg/Nm3,负荷变化率 3％/min,关键参数自动投入率 100％;优化吹灰策略与脱硫系统,使排烟温度稳定在 132～136℃、脱硫效率不低于 99.7％.结果表明:调试后锅炉热效率超93.5％,供电煤耗低于 282 g/kWh,均优于设计指标,一次性完成 168 h满负荷试运行,平均负荷率99.4％,SO2、NOₓ及粉尘排放满足超低排放要求.验证了 700 MW超超临界循环流化床锅炉在无外置床设计、大炉膛均匀流化、高海拔褐煤高效燃烧及超低排放方面的可行性与先进性,为后续超超临界CFB锅炉的设计建设提供了工程参考.

循环流化床(CFB)锅炉凭借燃料适应性广、负荷调节性能优、环保效益突出的优势,在我国大容量煤电机组中应用广泛.燃料供给系统是保障锅炉稳定燃烧的核心,其配煤精度与给煤均匀性直接决定炉内燃烧状态、床温分布合理性及机组安全经济运行水平.煤仓间犁煤器作为输煤系统向锅炉煤仓分配燃料的关键设备,其布置形式、控制逻辑及运行可靠性对入炉煤掺配质量、给煤独立性具有决定性作用.文章针对实际案例开展了犁煤器系统优化改造技术研究,旨在解决循环流化床锅炉给煤不均导致的燃烧失衡问题,为同类型机组的输煤系统优化提供参考.

水泥工业的深度脱碳面临过程排放与燃料燃烧排放的双重压力.电气化煅烧技术以清洁电力替代化石燃料为分解过程供热,可在消除燃料燃烧排放的同时获得高浓度CO2气流,显著降低碳捕集成本.本文从碳酸钙分解的基本规律出发,系统对比分析了电阻加热、感应加热、微波加热与等离子加热四种电气化加热方式的技术适用性,以及滴管式、隧道式、回转式、夹带式和流化床式五种电气化分解炉构型的工程可行性.在此基础上,考察了加热方式与分解炉构型之间的适配关系,提出了分阶段技术路线.分析表明:电阻加热技术的成熟度较高(TRL 7～8);滴管式分解炉已完成中试验证(TRL 6～7),是近期具有较强工业应用前景的构型;流化床分解炉传热效率的优势显著,值得中长期深入研究;以SaltX电弧煅烧炉为代表的等离子加热技术产业化进程显著加速,已成为全流程电气化的重要突破方向.电气化分解炉与CCUS协同运行,可将CO2浓度提升至95％以上,显著简化捕集工艺、降低能耗.电气化分解技术是水泥工业低碳转型的重要技术方向,其规模化应用需在发热元件耐久性、反应器放大设计与可再生能源适配性等方面持续突破.