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影响电厂锅炉运行的因素及运行方式的优化研究李森

发表时间：2020/6/29 来源：《电力设备》2020年第5期作者：李森

[导读] 摘要：在锅炉燃烧运行中，由于内外环境条件的影响，电厂锅炉燃烧运行效率低、运行调控不到位等问题，直接影响到电厂锅炉燃烧的有效性。

        （国家电投集团贵州金元股份有限公司纳雍发电总厂河南南阳 553303）
        摘要：在锅炉燃烧运行中，由于内外环境条件的影响，电厂锅炉燃烧运行效率低、运行调控不到位等问题，直接影响到电厂锅炉燃烧的有效性。因此，在锅炉燃烧运行中，对其进行优化与调整，是更好地保障锅炉运行效率及安全的重要基础。本文从锅炉燃烧运行的问题出发，就如何实现电厂锅炉燃烧运行优化，做了具体阐述。
        关键词：电厂锅炉运行；影响因素；运行方式；优化研究
        1电厂锅炉运行概况
        “锅”和“炉”是电厂锅炉主要构成的部分，其中锅是生产过程中的汽水系统，主要功能是吸收燃料释放出来的热量，将锅炉中的水变成蒸汽得以利用。锅主要是由汽包、联箱、阀门、下降管等部件构成。省煤器通常布置在锅炉的尾部垂直烟道中，功能是通过烟气的余热将锅炉中的水进行加热，减少排烟的热量损失，同时提升锅炉的工作效率，节省燃料。汽包的形状为圆筒形，一般安装在锅炉的顶部，把下降管、联箱等进行系统整合然后构成一个水循环回路。水能够在水冷壁中吸收热量，把形成的汽水混合物集中在汽包中，然后进行汽水分离。把其传送到过热器中。“炉”实际是燃烧设备，它由炉膛、燃烧器、点火设备等构成。炉膛的主要构成部分是炉墙和水冷壁，主要是将空间中的燃料充分燃烧，通过这样发散出热量。燃烧器通常会安装在炉膛的炉墙或四角上边，其主要是通过压力使燃料和空气进入燃烧炉中，保证炉膛中的燃料能够充分的燃烧。
        2影响电厂锅炉运行优化的因素
        在锅炉运行过程中存在很多影响因素，为了提高锅炉的利用率和运行效率，应对锅炉的运行方式进行调整，有效减少各种损失，同时还应在一定程度上提高蒸汽的参数，从而降低锅炉的排污量与减温水量。对于运行中的锅炉来说，其热损失主要来自未充分燃烧和排烟两方面。其中，未充分燃烧是指燃料在锅炉内没有完全燃烧，没有发挥全部的热能而造成热损失。而排烟热损失的影响因素有很多，主要包括：受热面积积灰和结渣，其原因是锅炉在运行过程中，预热器、炉膛和烟道等处的受热面容易出现积灰，从而影响排烟造成热损失；漏风问题，其主要出现在制粉系统、炉膛、烟道等处，当发生漏风时会直接增加排烟热损失，另外，排烟温度会随着炉膛漏风系数的增大而升高，进而造成排烟热损失增加；外界因素影响，即入炉煤的成分、空气预热器入口的温度等因素的影响，煤成分的大小影响着炉膛内燃烧程度，如果煤质不好导致燃烧不充分，会增加烟气量，导致排烟热损失增大。
        3电厂锅炉运行优化原则
        对锅炉运行过程进行优化，主要从燃烧参数的优化方面着手，尤其当锅炉负荷水平较低时，应控制好安全性与经济性，负荷较低时锅炉的经济性与安全性都比较低。因为锅炉不是单一的机械设备，必须和其他设备结合起来形成一个完整的机组才可以运行，而锅炉的参数设计一般都是针对某个具体设备而言，没有充分考虑到锅炉机组的情况，因此对设计参数进行优化不具备系统性，不符合实际情况。另外，在锅炉的制造与安装过程中存在一些偏差，达不到设计要求，导致锅炉运行中出现一些问题。还有就是设备设计参数不合理。因此，在锅炉燃烧优化运行过程中，应结合实际情况，从系统分析、比较等方面着手，研究锅炉在不同的负荷条件下参数的优化方式和控制方式。以现有设备为基础进行调整，才能达到更加良好的优化效果，使优化后的锅炉燃烧运行过程更合理、准确、可靠。而且在进行优化时必须进行多次试验，确定最终的锅炉燃烧经济运行方式和运行参数。
        4电厂锅炉运行优化策略
        锅炉是发电厂的重要设备。锅炉燃烧过程中使用的主要原料是煤炭，为减少锅炉运行的损耗以及给环境带来的危害，可以加强对锅炉运行过程的优化和调整，达到节能降耗、提高能源利用率的目的。在锅炉优化运行过程中，一方面要提高煤炭质量，另一方面要优化锅炉的参数和燃烧技术，使锅炉处于最优运行状态。

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        4.1提高燃料质量
        选择高质量的煤炭不仅能够提高热值，还能减少对锅炉设备的磨损，企业应该正确认识这一点，不可在采购上过度节约成本。首先，企业可以根据实际情况采取购买混合煤炭的方式。不同地区或供应厂家生产的煤炭质量不同，企业可以选取两家或数家不同类型的煤炭，在经过专家对配比数量的测算后，以较低的采买成本获得较高的热值回报。在使用混合煤炭的燃烧方式时应当注意不同种类与质量的煤炭之间会相互影响，其搭配比例应当严格控制。其次，当煤种来源发生变化时，要特别关注助燃剂、给煤和碎煤部位的工作状态，根据煤炭质量及时调整局部的结构，提高锅炉的燃烧效率。如新采买的煤块较大，应该适度加密碎煤的刀片，将煤块打碎后送入锅炉中进行燃烧，能够扩大煤块与氧气接触的面积，使煤炭充分燃烧。
        4.2针对锅炉运行风量进行调节
        在对锅炉调节操作过程中，最为关键的是对风量进行调节，在具体操作时要针对燃烧量的变化情况来调节风量，一方面要调节炉内过剩空气系数，提升煤粉颗粒燃尽率尽可能对未充分燃烧带来的损失控制在最低水平，同时尽量减少通风量的增加，降低锅炉出口烟气温度、烟气量，实现锅炉燃烧经济效益的最大化。过剩空气系数过大，一方面造成排烟热损失增加，另一方面增加风机出力，辅机耗电率升高不利于节能，同时烟气流速过大会加剧受热面磨损，锅炉设备的安全性降低，对于锅炉设备运行稳定性有一定影响，一般地，根据运行经验锅炉出口过量空气系数控制1.15-1.2较为合理。
        4.3针对锅炉配风方式进行调节
        锅炉采用倒三角配风方式时，会提升锅炉火焰中心位置，相应的蒸发换热面吸热量减少，对流换热面吸热量增加，可用于调节蒸汽参数不足问题，相应的锅炉烟气在炉膛停留时间变少，煤粉颗粒燃尽率降低。锅炉采用正三角配风方式时，火焰中心位置下移，可提高锅炉蒸发量，蒸汽品质会降低，可调节优化过、再热器超温、减温水流量大等问题。锅炉采用束腰型配风方式，可有效降低火焰中心热负荷强度，对NOx生成产生抑制影响，降低水冷壁结焦风险。锅炉采用腰鼓型配风，可增加火焰中心热负荷集中度，有利于提高燃烧稳定性、燃尽性。锅炉实际运行中需要根据实际需求采用不同的配风方式，在局部燃烧器配风时各个配风方式可相互组合，以达到锅炉燃烧组织最优工况。
        4.4优化锅炉的热损耗
        锅炉燃烧过程如果伴有较高比例的热量损耗，则会造成偏高的锅炉能量消耗，甚至还可能引发锅炉燃烧污染。在此前提下，作为现阶段的火电厂尤其需要运用科学手段来优化锅炉装置现有的各项热损指标，如此才能保证稳定并且安全的锅炉运行效果。反之，锅炉热损指标如果无法得到及时的降低，那么火力发电厂对此将会投入较多的资金成本。并且，过高的锅炉热损还会造成超标的火电厂污染，对于此种现状亟待予以优化改进。具体在优化各项相应的锅炉热损指标时，技术人员需要做到全面着眼于送风量、煤粉细度、锅炉排烟损耗及其他相关指标。这是由于，锅炉燃烧效率较大程度上决定于排烟损失。为了保证整个锅炉机组能够达到最大化的机组经济效益以及锅炉燃烧效率，那么关键举措就在于改善现有的空气系数。对于煤粉在送入锅炉以前，应当对其予以反复的查看，确保其符合特定的煤粉细度指标，避免锅炉本体受到煤粉的磨损。
        5结束语
        总而言之，锅炉燃烧运行是一个复杂的系统过程，各系统控制的优化与调整，直接关系到锅炉燃烧的运行效率。在本文探讨中，锅炉燃烧效运行的优化，关键在于系统内外环境条件的转变，通过提高燃料质量、调整锅炉燃烧送风量、优化锅炉的热损耗等措施，实现锅炉燃烧运行的科学优化。
        参考文献
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        [3]佚名.电厂锅炉燃烧运行优化策略分析[J].工程建设与设计,2018(20):118-119.