目前,我国工业锅炉数量巨大,能源消耗巨大。同时又普遍存在自动控制水平落后、司炉人员运行水平低、运行过程中存在着“烧烧停停”、运行效率低等问题,能源浪费严重。随着世界能源危机的到来,我国政府对工业锅炉监管力度明显加大,提高工业锅炉的运行效率以节约能源保护环境势在必行。在不对锅炉本体进行大规模改造的前提下,以锅炉原有控制系统为基础,通过设计和开发相应的工业锅炉运行优化指导系统,以实现工业锅炉的高效经济运行具有现实可行的积极意义。本文以提高工业锅炉运行效率、节约能源为最终目的,针对工业锅炉存在的自动控制水平落后、司炉人员运行水平低,运行过程中存在的“烧烧停停”的问题,主要开展了以下的研究工作:首先,针对工业锅炉运行过程中存在的“烧烧停停”的问题,通过实际工业锅炉压火过程的燃烧特性的实验和单元体炉对实炉压火过程的模拟,对工业锅炉压火过程的燃烧特性有了较好的了解,实际工业锅炉和单元体炉的实验结果都表明压火初始温度对压火过程燃煤的消耗量具有很大影响,从而为实际压火过程的优化提供了相应的理论依据和实践指导。此外,以单元体炉模拟压火实验过程中燃煤消耗量为基础,通过相应的理论推导和计算,实现了对压火过程中燃煤消耗量的推算和预报。其次,由于司炉人员运行水平低,大部分司炉人员因缺少对锅炉相关知识、技能全面系统的学习和培训,尤其缺乏实际操作技能的培训,常常不能根据负荷、煤质变化等情况正确地调整、运行锅炉,通过采用基于正交实验和变工况热力计算的方法,找到了与工业锅炉运行效率相关的煤层厚度、炉排电机转速、鼓风机频率等关键可控参数在不同负荷下的优化区间,并采用最小二乘的方法,在上述优化区间和运行负荷之间建立了通用的模型,从而为实际运行优化提供了指导和理论依据,同时也为运行优化指导系统的开发提供了相应的参考。最后,为了解决自动控制水平落后、司炉人员运行水平低、司炉人员责任心和积极性不高的问题,我们在锅炉原有控制系统的基础上,以组态软件、工业控制机和PLC为核心,同时结合不同负荷下炉排电机转速、鼓风机的频率、引风机的频率、煤层厚度等可控变量的运行优化区间,开发了一套工业锅炉运行优化指导系统,并且成功的将这套系统运用到对上海中远化工有限公司锅炉房中2#炉的运行优化指导实践中。