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锅炉燃烧排放的NOx是造成大气环境污染最为主要的物质之一,国内发电行业已将燃煤电厂控制NOx的生成与排放作为保护环境的重要措施之一。目前国际上降低锅炉燃烧产生NOx的措施可以分为两类,即低NOx燃烧技术和烟气净化技术。在我国,烟气净化技术的投资相对较高,而低NOx燃烧技术能在不显著增加设备投资甚至不投资的情况下降低NOx排放量,是值得现阶段在我国大力推广应用的技术。本文首先对燃煤电站锅炉低NOx技术进行了综述,包括电站锅炉NOx的生成机理和几种主要的低NOx控制技术。然后详细介绍了目前燃煤电站锅炉中运用比较广泛的一种低NOx燃烧控制技术——空气分段低NOx燃烧技术。文中以外高桥电厂300MW机组运用此项技术为实例,介绍了其改造方案及投运情况,通过实际数据反映了空气分段低NOx燃烧技术的有效性。为了分析和研究空气分段低NOx燃烧过程,进一步提高此项技术对NOx的减排效果。文中利用BP神经网络建立了300MW机组NOx排放特性预测模型,通过采集到的各类与NOx排放相关的实时数据,建立起它们与NOx排放量的非线性关系,并经过测试后得出该模型具有较好的泛化能力。为了进一步提高模型预测的准确度,减小预测误差,本文还对BP神经网络进行改进。利用遗传算法优化神经网络结构,即寻找网络最优权值和阀值,经过结构优化后,NOx排放特性预测模型的误差进一步减小,网络性能也大大提升。在建立好NOx排放模型后,本文对各类NOx燃烧相关参数进行系统辨识,分析它们与NOx排放量之间的关系。最后,根据试验结果和实际工况,设计一套改进的锅炉燃烧配风方案(即辅助风档板开度设计方案),通过调整风门档板的开度,优化空气分段燃烧过程,从而有效降低锅炉NOx排放水平。改进后的锅炉燃烧配风方案是建立在原有配风控制参数的基础上,针对常用工况都进行了改进,因此具有一定通用性,改进后的效果也通过NOx排放模型得以验证。此项设计为锅炉今后的优化燃烧控制提供了帮助,具有一定参考价值。