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关于CO参与锅炉燃烧控制的简论

摘要：采用烟气中CO浓度参与大型燃煤锅炉燃烧调节，CO浓度对总风量变

化的反应十分灵敏，气相化学反应十分迅速，主要燃烧产物之间很快达到平衡，

可以快速调节燃烧，有效节约燃煤，降低能耗。为支撑“3060”双碳目标做出

一点贡献。

关键词：CO、燃烧

一、技术原理及特点

1、氧量控制风量的缺点

当前锅炉运行主要根据空预器入口氧量进行总风量调节，虽然按照设计值或

燃烧调整优化后的氧量值控制，但由于煤种多变，难以在线确定机组运行时锅炉

最佳氧量，氧量偏高造成锅炉效率偏低和辅机电耗升高，同时NO排放增多；氧

X

量偏低生成大量CO大幅降低锅炉效率，同时造成炉内高温腐蚀和结渣，影响锅

炉的经济性和安全性。再加上烟道漏风对测得的氧量有很大的影响，所以，理想

的氧量测点应直接设在出现大的漏风前的炉膛出口，可是该出烟气温度高，飞灰

含量大，烟气成分分层现象严重，取样非常困难，最终只得将取样点安装在温度

尾部烟道。由于烟道截面积很大，烟气不能均匀混合，要想获得具有代表性的氧

量样品，需要设置大量的取样点，使取样复杂化，即使获得真实的氧量，也不可

避免炉内局部缺氧区域的存在。

2、CO浓度控制风量的原理

O

现代煤粉炉火焰温度约为1500C，气相化学反应十分迅速，主要燃烧产物之

间很快达到平衡，因此，只有当烟气中的过量空气系数接近于1才会产生较多的

CO（100ppm），在炉膛内燃料：空气比率及其分布不可能十分完善，也不可能

靠一般的炉内混合来纠正这种不匀状态，对炉内这种局部缺氧现象用烟气中的CO

检测技术是非常必要的，而检测省煤器出口平均氧量对此是无能为力，经验表明，

在正常燃烧条件下，CO为50-90ppm，10%的漏风仅仅是其减少到45-81ppm，与氧

量相比较，CO受漏风影响要小的多，这对检测和控制来讲有很大好处。

3、基于CO控制风量的原理燃烧的优点

1）烟气中CO浓度对总风量变化的反应十分灵敏，特别是在临界点附近，氧

量的微小变化就会导致CO浓度的急剧变化。例如，在最佳点氧气=3.2%，

CO=70ppm，当氧量由3.2%减少到2.7%时CO增加到140ppm，而且也能反映燃烧系

统配风的变化。

2）CO含量与飞灰可燃物、排烟热损失及过量空气之间存在着一定的关系。

利用CO检测，可是燃煤锅炉在较低的过量空气下运行，提高锅炉效率，可以避

免CO排放浓度过高，总风量偏小造成的古洛热效率降低、结渣和高温腐蚀；也

可避免CO排放浓度过低、总风量偏大造成锅炉热效率降低和辅机电耗增大。

3）对于高硫燃料，燃烧可减少过量空气，从而使硫氧化成二氧化硫的数量

减少，进而减少尾部受热面的酸腐蚀。在较低火焰温度下，生成NO随着过量空

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气的减少而减少，有利于环保。另外，采用CO检测，可以发现炉内局部缺风现

象，进而寻找炉内风粉配合局部不均匀的根源，以获得更好的燃烧工况。

二、检测设备的工作原理

目前，我们所了解到的CO检测设备根据工作原理分为以下四种：

1、电化学法：两个电极浸泡在同一个导电溶液中，CO分子与水分子在其中

一个电极上发生反应，转变成二氧化碳并产生氢离子和电子，这个电极就是工作

电极，而变化的产物则转移到另外一个电极与此电极上的氧气发生反应重新生成

水分子，这个电极就是对电极，这两个电极通过含有电阻的外电路导通，可以测

量出其电阻两端电压的变化，跟据电压的多少来换算出CO的含量。

2、远红外法：每种气体都有其特定的吸收光谱（吸收带）当某物质受到红

外光束照射时，该物质的分子就要吸收一部分光能量并将其转换为另一种能量，

即分子的振动和转动能量。在吸收过程中，分子的振动频率与分子的特性有关，

辐射只是在这些频率对应的波长处被吸收。利用这一点可以测量物质对红外辐射

的吸收。CO对红外光的吸收主要集中在波长为4.65pan的波段上。CO吸收红外

线后，红外光的能量会降低，而CO吸收红外光的能量与其浓度有关。因此可以

根据CO对红外光吸收后能量的程度来判定