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為更好推動科技成果轉化和產業化應用，落實《關于構建市場導向的綠色技術創新體系的指導意見》，加速綠色低碳技術升級，科技部社發司委托中國環境保護產業協會組織編制了《國家綠色低碳先進技術成果目錄》，并于2023年9月11日正式公布。為持續宣傳推廣《國家綠色低碳先進技術成果目錄》成果，引導綠色低碳技術發展，中國環保產業協會將陸續在官微推送目錄成果信息，敬請關注。
節能減排與低碳領域
01.技術名稱
鍋爐燃燒智能監測與控制技術
02.適用范圍
火力發電廠各容量燃煤鍋爐的一次風粉在線監測、均衡分布的精細控制，尤其適用于復雜的煤質和運行負荷多變的情況。
03.技術內容
技術原理
該技術采用先進的靜電感應技術對鍋爐一次風粉流動參數(煤粉流速、濃度和流量分配等)進行精確在線監測，通過新型的風粉調整技術實現風粉均勻分配的在線精細控制，最終對制粉精細調整以及燃燒配風優化。該技術可改善鍋爐燃燒工況，減少總風量及一次風量，從而降低排煙損失，并降低輔機電耗；燃燒均勻后，可消除爐內燃燒惡化區域，從而減少飛灰含碳量，降低燃燒產生的CO，達到高效低NOx燃燒。
主要創新點
(1)靜電傳感器采用與一次風管內徑相同的環形設計，對風粉流動無任何擾動，無測量元件伸入管道內部，無磨損，使用壽命極高；多陣列式電極設計和多種數據處理算法有效結合，測量準確性高，穩定性強；僅靠感應煤粉自身攜帶的靜電荷，無任何電信號或能量注入管道，被動式測量安全可靠。
(2)新型風粉均衡調整裝置，基于準確可靠的風粉在線監測數據，可對風粉分配的不均衡進行在線、精細控制，徹底改變了傳統方式僅能依靠人工試驗測量后離線手動調整可調縮孔的落后方式，具有不卡澀、不積粉、不增加管道額外阻力、調節線性度好、配備電動執行器靈活調節等優點，是制粉系統風粉分布精細控制的有效手段。
(3)基于煤粉流速濃度的準確測量數據，通過自動計算和統計鍋爐燃燒器出口風粉流動偏差，系統可對風粉偏差進行自動智能精細調節，實現各運行工況下燃燒器風粉分布均衡和輸出功率的平衡。
04.節能與溫室氣體減排效果
鍋爐風粉準確監控和燃燒精細優化后，可提高鍋爐熱效率約0.5%～1.0%，降低煤耗至少1.5gce/kW·h以上，NOx排放量減少10%，節省脫硝催化劑成本。從社會效益來看，按2018年全年火電發電量49249億kW·h，每發一度電節約1.5g標準煤計算，可節約737萬t煤，減少CO2排放1918萬t，氮氧化物減排10%左右。對于煤炭資源的高效清潔利用、減少溫室氣體、減少環保成本方面具有重要的社會價值。
05.技術示范情況
目前已經在全國約50臺機組上得到應用，其中包含600MW機組25臺，1000MW機組10臺。
該技術于2015年在國家電投平頂山發電分公司1號1000MW機組上成功應用，也是國內首臺百萬機組(對沖燃燒)上煤粉在線監測調平和優化的完整應用案例。該項目取得了良好的節能減排效果，風粉均衡性、燃燒惡化和CO排放等得到顯著改善，鍋爐效率提高0.9%，降低煤耗2.81gce/kW·h。
2017年在國家能源集團諫壁電廠13#機組(四角切圓燃燒)上得到成功應用，實施取得了顯著節能減排效果，熱負荷更加均勻，局部壁溫超溫有效改善，爐效提高0.37%，NOx降低10%以上。
2022年在國家能源集團神華九江電廠深度調峰下鍋爐燃燒器燃燒狀態精細控制項目中應用。首次在1000MW超超臨界對沖燃燒鍋爐30%深調工況下實現了燃燒器燃燒狀態精細控制技術的工程應用并獲得了實踐，驗證了該套技術在鍋爐長期低負荷運行工況下，提高穩燃性能，解決受熱面壁溫超溫、壁溫偏差大、減溫水用量大、兩側減溫水偏差大、NOx排放增加等問題。
06.投資估算
鍋爐燃燒智能監測與控制技術，包含煤粉流速濃度在線監測技術、風粉均衡調整裝置、自動均衡控制系統。以600MW燃煤機組為例，煤粉流速濃度監測系統硬件投入280萬元(含實施)，風粉均衡調整裝置硬件投入230萬元(含實施)，均衡控制系統(燃燒優化軟件)投入120萬元(含實施)，系統一次性投入約630萬元；按年4000利用小時，年發電量24億度分析，折算成本每千瓦投入10.5元。
系統投入后日常幾乎不需人工維護，只需少量備品備件投入，幾千到幾萬元不等，設備使用壽命在10年左右。
07.投資回收期
以600MW燃煤機組為例，按年利用4000h，年發電量24億度分析，通過智能燃燒監測及控制技術，實現摻燒后的最優燃燒運行控制，比原有粗放的方式節省發電煤耗1.5gce/度電，年節煤3600t；減少NOx排放，年減少環保成本約128萬元；降低廠用電率約10%，年節約80萬元；綜合降低運行成本424萬元/年，投資收回期在2年以內。
08. 技術成果轉化推廣前景
該技術采用陣列式靜電感應煤粉流速濃度技術、新型煤粉均衡調平裝置和先進的精細優化控制技術，可提供全方位的煤粉智能燃燒監測、均衡控制及燃燒精細化控制解決方案，在國內外同行業處于領先地位。煤炭的高效清潔利用已經成為國家重要戰略之一，我國煤電裝機300MW以上機組約2000臺，已實施精細化智能燃燒監測、控制及優化技術的機組占比不超3%，所以該技術在國內具有很大的市場容量和應用前景。
原標題：國家綠色低碳先進技術成果 |(八十)鍋爐燃燒智能監測與控制技術
