基于ZoloBOSS激光测量系统的锅炉燃烧优化项目建议书文档.doc

基于ZoloBOSS激光测量系统的 锅炉燃烧优化项目建议书 华北电力大学 河北省发电过程仿真与优化控制工程技术研究中心 美国佐炉科技公司 2011年8月 BCOS-ZOLO 基于ZoloBOSS激光测量系统的 锅炉燃烧优化系统 电力生产的能耗与排放现状 锅炉燃烧优化技术 投资回报分析 燃烧优化的关键问题及解决方案 炉膛参数测量 ZoloBOSS测量原理 ZoloBOSS技术特点 ZoloBOSS激光测量网 ZoloBOSS激光系统构成 燃烧过程数学模型的建立 优化步骤与方法 燃烧优化的内容与步骤 燃烧优化效果 BCOS-ZOLO技术特点 优化模式 系统实施 可行性分析 安全性和经济性分析  电力生产的能耗与排放现状 我国电力工业高速发展，发电企业以煤电为主，截至2006年年底，我国发电装机容量达到62200万千瓦，其中，火电总装机容量达48405万千瓦，约占总容量77.82%，近年我国火电发电量比重在80% 以上，火电在电力构成中仍占统治地位。 2006 年我国供电煤耗为366 克/ 千瓦时，当前世界先进水平的供电煤耗是285 克/ 千瓦时，世界平均水平为335 克/千瓦时。我国当前供电煤耗相当于发达国家1990 年左右的平均水平。 在火电发电成本中，燃料费用一般要占70%以上，提高锅炉燃烧系统的运行水平对机组的节能降耗具有重要意义。同时，发电企业面临厂网分开、竞价上网的电力市场竞争,由于能源紧张导致燃煤价格上涨,进一步加大了发电企业的生产成本。 另一方面，我国目前的大气污染状况很严重，二氧化硫和二氧化碳排放量分别居世界第一位和第二位，因此造成了高昂的经济成本和环境成本。研究表明大气污染造成的经济损失占GDP的3-7%。 造成严重大气污染的主要原因也在于我国以燃煤为主的能源结构，煤炭能源占整个能源的70%左右，大气污染中烟尘和二氧化碳排放量的70%、二氧化硫的90%、氮氧化物的67%来自于燃煤。 随着国家对电站污染物排放的限制,如何有效降低污染物排放的技术成为电厂当前关注的热点。 燃煤价格的上涨和污染排放的限制,使国内燃煤电站面临着提高锅炉效率与降低污染排放的双重要求,迫切需要更好的面向节能、降耗与降低污染的生产过程一体化控制与调度方法。 锅炉燃烧优化技术能够有效提高机组运行效率,降低发电成本,并能够降低锅炉污染物的排放。 锅炉燃烧优化技术 燃烧优化技术的实质是一个多目标优化问题：在保证污染排放不超标的前提下，追求尽可能高的锅炉效率；或者在保证锅炉效率一定的前提下，采用尽可能低的污染排放控制策略。 目标是根据锅炉的负荷和煤种，实时优化锅炉配风、配煤燃烧运行方式，指导锅炉燃烧调整，提高锅炉燃烧运行效率，降低发电煤耗，同时减少烟气的NOx排放，实现锅炉的经济环保运行。 锅炉的燃烧效率和污染物排放特性是由两个方面决定的: 锅炉的设计制造水平 锅炉的操作运行水平 锅炉燃烧优化技术的两种主要方式： 第一类： 改造锅炉的设计制造水平。 燃烧优化技术在设备层面，通过对燃烧器、受热面等的改造实现锅炉的燃烧优化调整。 第二类：提高锅炉的运行操作水平 通过在线检测锅炉燃烧的重要参数，指导运行人员调节锅炉燃烧。同时在DCS的基础上，作为锅炉运行的监督控制系统，通过采用先进的控制逻辑、控制算法或人工智能技术，实现锅炉的燃烧优化。 随着DCS技术的广泛推广、先进控制和人工智能技术的逐步成熟，及其在工业上成功的应用，这类燃烧优化技术发展迅速。 投资与回报分析 世界著名先进控制领域的公司所做的有关调查表明： 用DCS实现常规PID控制，其投资占总投资的70%，取得的经济效益约占总效益的15%； 在常规PID控制的基础上，实现常规先进控制(TAC)，投资额10%，效益也提高10%； 再增加10%的投资实现预测等先进控制(MPC)，便可取得约的35%效益； 在实现先进控制的基础上，增加实时优化(CLRTO)，成本增加约10%，可进一步获得40%的效益。 可见，实施先进控制与优化的产出投入比是极高的，因而有人把优化称为“不用投资的技术改造”。 实施先进控制与优化技术不需要对锅炉设备进行任何改造，能够充分利用锅炉的运行数据，在DCS控制的基础上，通过先进建模、优化、控制技术的应用，直接提高锅炉运行效率，降低NOx排放，具有投资少、风险小、效果明显的优点，因而成为很多电厂首选的燃烧优化技术。 燃烧优化的关键问题及解决方案 【目前问题】真正有效的实现燃烧优化，涉及几个关键的问题： 炉膛内参数的测量 炉膛燃烧区域被称为“测量盲区”，因为现有的各种测量仪表均无法忍受燃烧区域摄氏1500度的高温，因此无法获得实时、有效的燃烧数据，给实时燃烧控制带来极大的难题与挑战。 燃烧过程数学模型的建立 锅炉燃