项目案例简介：
国能（福州）热电有限公司#1机组6台磨煤机出口30根煤粉输送管道，原有设备没有安装锅炉燃烧器燃烧状态分析及调整系统，对于一次风管道内的浓度、速度和细度信息不能及时掌握，容易造成粉管内煤粉的流量及各燃烧器间的风粉分配不均，影响燃烧器出口煤粉气流的着火及稳燃，存在受热面局部高温腐蚀或结焦、爆管等隐患。
面对集团提升超临界机组宽负荷调峰能力提升战略方针，在燃煤机组现有设备和煤质条件下，开展风粉浓度、速度、细度在线测量与在线调整系统研究，加强风、粉精细化运行调整与监控，提高煤粉均匀性指数、改善磨煤机粉量分配特性，精准控制粉管一次风速大小及其减小一次风速偏差，降低煤粉细度，调整配风方式，调整旋流强度，运行氧量调整，磨投运方式调整等，已成为提高锅炉稳燃能力的有效途径之一。通过开展一次风速热态调平、适当降低一次风速、降低运行氧量、降低煤粉细度、合理配风等精细化调整，满足锅炉深度调峰的需求。
由于缺乏可靠、精确的测量技术和控制调节手段，目前国内燃煤电厂对一次风管内的煤粉流量状态无法实现的计量，一次风管内煤粉的流量分配不均匀也是非常突出的问题，一次风管内煤粉流量的分配差异较大。
各燃烧器间的风粉分配不均，将直接影响燃烧器出口煤粉气流的着火及稳燃，造成火焰偏斜、冲刷炉墙、炉膛热负荷和汽温偏差，过氧燃烧、NOx排放量增加，还会引起水平管道内煤粉沉积，导致堵管，引起相应的燃烧器烧坏，甚至引起局部还原气氛强而产生受热面局部高温腐蚀或结焦、爆管等问题，严重影响着机组运行的安全性和经济性。
煤颗粒物状态分析调整系统采用电荷感应技术和数字信号处理技术，测量得到的浓度、速度、细度工程量信号通过LoRa无线传输送给就地传感器信号接收模块并进入系统，测量探头采用温差电池与备用电池配合使用，实现了各种炉型上的一次风管道内煤粉浓度和流速以及细度的实时在线测量，并实时调节各粉管的浓度与速度偏差，保证各粉管速度偏差在5%范围内并大幅度改善各分管之间的浓度偏差，可以实时对一次风粉热态进行动态在线调平，为实现锅炉制粉系统提优增效，优化燃烧和安全运行提供了可靠的依据。
选送单位：国能（福州）热电有限公司
项目名称和内容
项目名称：基于煤颗粒物状态分析调整技术的制粉系统提优增效研究及应用
项目主要科技内容：
煤粉浓度、速度、细度在线测量与在线调整系统研究；煤颗粒物状态分析调整技术研究与应用；制粉系统提优增效研究。
改造总体目标
提升锅炉燃烧效率，降低供电煤耗；减少污染物排放，提高环保性能；增强机组运行稳定性和经济性。
主要创新点概述
（1）无线传输技术
采用了全新的LoRa低功耗超视距无线传输技术采用了无线传输技术，无需基站和终端转接。
（2）分体式设计
采用了全新的分体式设计，实现了单根粉管数据的独立测量、独立显示。
（3）温差电池
采用了温差电池与常规锂电池混合供能优化管理技术。
（4）动态在线调平
结合一次风管道内煤粉浓度和流速以及细度的实时在线测量数据，实时调节各粉管的浓度与速度偏差，保证各粉管速度偏差在5%范围内并大幅度改善各分管之间的浓度偏差。
（5）全负荷工况全分析数据库构建
实现了典型负荷工况数据的建立，主要是对粉管风速、浓度、细度等数据进行全面分析，得到一次风粉配比数据，同时通过控制系统进行分类、评价，基于以上大量的基础数据，构建全负荷工况全分析数据库。
（6）风与粉的配比关系探究
采用电荷法试验，利用电压信号等方向进行多维度测量数据监测，研究出风粉速度、浓度、细度特征规律，探究出风与粉的配比关系。
（7）风粉校正数学模型建立
基于风粉系统模型建立及第三方比对试验数据，校正了风速、浓度、细度等参数，建立了风粉校正数学模型。
（8）提优增效系统平台搭建
基于煤颗粒物状态分析调整技术的制粉系统提优增效系统平台的搭建，开展了CFD风粉系统的研究，同时进行硬件选型、搭建硬件平台，最终利用计算机编程技术开发了基于煤颗粒物状态分析调整技术的制粉系统提优增效系统平台。
应用情况及可推广前景简述
煤颗粒物状态分析调整系统投运以后，实时在线监测粉管内煤粉浓度、速度、细度；实时监测每台磨煤机到一次风粉管的煤粉分配情况; 实时监测锅炉每层一次风粉管的煤粉运行情况; 实时跟踪探测各个煤粉管道中煤粉流量的不稳定现象; 实时动态调整粉管内流速偏差，改善煤粉浓度；实时精准计量各个磨煤机给煤量实现精准配风，减少由于风量、煤量配比的不合理而造成燃烧不稳、前后墙风速差异、火焰偏斜、烟气流动不均匀、锅炉效率下降等问题。通过在线一次风调平和指导优化一次风粉最佳配比，使锅炉温度场更加均衡，吸热与传热效率得到提高。
随着我国科学技术不断的发展，精细化管理与人工智能相结合的智慧化管理，是今后电站锅炉燃烧优化系统发展的必然趋势。锅炉系统是燃煤电站最复杂的核心设备之一，包含极其复杂的物理和化学变化，由于工况环境非常复杂，存在多项国际公认的技术难题，燃烧过程中涉及的测量、控制和优化方案缺乏成熟可靠的数学模型和技术方法支撑，加之国内绝大多数电企燃煤未按设计标准提供，来源庞杂、掺混燃烧现象普遍、机组负荷波动频繁等客观因素，进一步加剧了锅炉优化燃烧控制的难度，同时也导致了国内外先进的控制技术与算法方案在国内燃煤机组上无法充分发挥作用。
经济效益及社会效益情况
1、经济效益
本项目应用后，可收获显著的经济效益：
A、直接经济效益
降低排烟损失、降低飞灰含碳量、降低CO排放量、减少送、引风机电耗，预计可以降低标准煤耗0.5g/kWh-1.5g/kWh左右，本项目预计降低标准煤耗为0.7g/kWh。
按发电煤耗降低0.7g/kWh、一台600MW机组平均每年5000利用小时计算，可节约标煤约2100吨，折合约147万元（每吨标煤按700元计算）。
R＝5000h(利用小时)×0.7g（节省煤耗）×60万千瓦时（机组负荷）×700元（标煤价格）/10^6（单位换算）=147万元
B、间接经济效益
使用该系统后，可以减少锅炉煤粉管堵管和自燃事故、燃烧脉动、燃烧不稳定和灭火事故，减轻锅炉结焦问题，可提升锅炉燃烧效率、提升锅炉运行的安全性和稳定性、延长锅炉及重要辅助设备使用寿命，可减少受热面爆管事故和非停。每台机组可降低以上事故带来的综合损失折算为非停0.25次/年，从而可降低带来的机组启停、电量考核、抢修费用等直接和间接经济损失约30万元。
C、环保效益
使用该系统后经过一次风调平、风粉比调平实现低氧运行后，可以有效减少NOx排放量，从而减少SCR脱硝装置的喷氨消耗量或以其它降低处理成本的方式有效降低NOx排放的处理成本。系统应用后，锅炉脱硝入口烟气NOx含量可以降低3%左右。按全年尿素消耗量1400万元计算，可节约尿素费用42万元。
预估经济效益：一台机组147+30+42=219万元，预计总投入金额：538万元，综上分析，设备的投入回报高，约2.46年即可收回投资。
2、社会效益
基于“中国制造2025”、“能源互联网”和“新基建”均把电力装备或电力系统作为其中一个重点领域，是国家重点扶持产业。
项目案例获专利及奖励情况
专利：
1、发明专利：《一种煤粉颗粒传输监测系统及其调节装置》
2、发明专利：《一种制粉系统输粉管道全自动煤粉流速调节装置》
3、实用新型专利：《一种流化式煤粉管道流速调整装置》
4、实用新型专利：《一种磨煤机出料颗粒物状态监测装置》
选送单位简介：
国能（福州）热电有限公司（以下简称“福州公司”）成立于2004年4月，为国家能源集团所属三级单位，福州公司一期2×600MW超临界全烟气脱硫脱硝燃煤机组分别于2007年7月、10月投产。2009年7月，福建省发改委将福州公司确认为江阴工业集中区集中供热热源点，福州公司二期2×660MW超超临界热电联产机组已列入福建省“十四五”能源规划，目前二期项目已2023年11月18日开工，两台机组预计分别于2025年6月、8月实现投产。
京公网安备 11011502004515号 
