发电厂锅炉燃烧调节优化措施探讨 胡肖杰

发表时间:2020/7/1   来源:《电力设备》2020年第4期   作者:胡肖杰
[导读] 摘要:随着我国发电厂的规模不断扩大和承担的任务不断增加,加大对锅炉燃烧进行调节,是减少损失、增加发电量的有效途径,也是实现发电厂经济效益、安全性和可靠性的重要途径。
        (中国能源建设集团天津电力建设有限公司  天津河东  300171)
        摘要:随着我国发电厂的规模不断扩大和承担的任务不断增加,加大对锅炉燃烧进行调节,是减少损失、增加发电量的有效途径,也是实现发电厂经济效益、安全性和可靠性的重要途径。本文对发电厂锅炉燃烧调节的目的以及发电厂锅炉燃烧调节的措施进行了论述分析。
        关键词:火电厂;锅炉;燃烧调节;优化措施
        引言
        煤炭是我国主要能源之一,在我国能源结构中比重占的非常大。在能源消耗系统中,锅炉及供热系统的年耗煤量约占我国煤炭产量的三分之一左右。随着城市化进程的加快,人们生活水平的提高,城市的集中供暖是标志着一个城市的生活环境。由于采暖范围不断扩大,导致建筑能耗也不断加大。因此,供暖中燃烧调节和节能关系到居民生活水平的改善,所以只有提高锅炉的热效率降低锅炉与供热系统的热损耗,才能有效缓解能源供求关系并且保护我们的生活环境。
        1.影响锅炉运行经济性的主要因素分析
        1.1煤粉细度及均匀性指数
        煤粉细度及均匀性指标对煤粉燃尽影响较大。制粉系统磨入口一次风量、分离器挡板开度、磨加装压力等均可改变煤粉细度指标,调节这些运行参数时相应的制粉单耗也发生变化。一次风量增加提高了一次风携带煤粉能力,使得被携带煤粉粒径变大,在磨煤机出力、分离器角度、加载压力不变的情况下,磨煤机研磨耗电减少,总体制粉单耗受通风电耗增加的影响较大呈升高趋势,煤粉粒径越大越不利于煤粉的燃尽。分离器依靠不同粒径煤粉的惯性差异达到筛选煤粉的作用,磨加载压力主要影响磨煤机研磨出力,分离器挡板开度越小、磨加载压力越大,磨出口煤粉细度越细,制粉系统耗电越多。
        1.2锅炉运行风量及配风方式
        一次风量增加,使得燃烧器出口混合物风煤比升高,煤粉浓度变低,增加了入炉煤粉的着火时间,延迟煤粉着火;同时一次风量增加使得入炉煤粉粒径增加,煤粉燃尽所需时间加长;一次风量增加使得煤粉停留时间减少,煤粉燃尽率降低。在满足一次风动量刚性需求前提下,尽量减少一次风量的投入。
        二次风量增加,烟气流速增加,煤粉颗粒与空气之间的湍流扩散加强,燃烧强度增加,有利于煤粉的燃烧与燃尽;使得锅炉空气系数变大,锅炉出口烟气量增加,烟气流速变快,推高了火焰中心位置,一方面排烟温度升高,另一方面煤粉颗粒在炉膛主燃区停留时间变短,煤粉燃尽率收到影响。根据经验,二次风量对煤粉颗粒燃尽性的影响决定于火焰燃烧强度提升和煤粉停留时间缩短两方面共同作用,对排烟温度的影响主要体现于烟气量增加。
        1.3锅炉配风方式
        常见的锅炉配风方式有“倒三角型”、“正三角型”、“均等配风型”、“束腰型”、“腰鼓型”等,不同的配风方式对炉内温度分布、火焰中心位置、煤粉燃烧与燃尽等有重要影响,改变二次风配风方式,锅炉效率以及过、再热减温水量、锅炉主、再热蒸汽品质等也会随着改变。
        2.发电厂锅炉燃烧调节的优化措施
        2.1燃料量的调节
        发电厂锅炉在运行过程中,在对锅炉燃烧调节时,需要重视燃烧量的调节,这是燃烧调节工作中非常重要的一项内容。在对燃料量进行调节时,需要针对燃料的种类和燃烧设备的分类为调节的依据。锅炉运行过程中当炉内负荷增大,需要及时增加燃料量和风量,反之则要通过对加入炉内的燃料量和风量进行适当减少。

具体在对燃料量进行调节时,可以针对于实际情况来采取适宜的措施。锅炉运行时,炉内负荷较为稳定情况下,可以适当的控制好制粉系统的出力状况,以此保证燃料量与炉内负荷的匹配度。当炉内负荷出现较大变化时,为了实现对燃料量的有效调节,则可以启停制粉系统。在制粉系统启运时,需要调节一次风和二次风的压力,控制好制粉系统的出力情况,确保锅炉燃烧过程具有较好的稳定性。同时燃油系统还要保持在备用状态下,对油枪进行检查,针对异常情况进行及时修正。控制好磨煤机运行时的风量,避免出现通风量过小或是过大的问题,有效防范着火过早或是着火推迟情况的发生,保护好相关设备和部件的完好性。在具体切换制粉系统时,需要先将备用系统进行启动,然后再对需要检修的系统停运。在停运磨煤机时,要将给煤机的入口档板先关闭,给煤机走空后才能关停,同时磨煤机内部及一次风管内的煤粉也要全部吹空。停运燃烧器过程中,需要在停运后保持一定时间的风冷却,这样可以有效避免发生喷口烧毁的问题。
        2.2锅炉风量的调节
        当发电厂锅炉需要进行出力调节操作时,通常都是当外界负荷发生变化时才能进行出力调节操作。在对锅炉出力调节操作过程中,其中最为关键的即是对风量进行调节,在具体操作时要针对燃烧量的变化情况来调节风量,当炉内过剩空气系数不断增加时,需要对燃料和空气的混合比进行适当调节,以此来保证燃烧的完全性,尽可能对未充分燃烧带来的损失控制在最低水平,实现锅炉燃烧经济效益的最大化。但在实际工作中,一旦锅炉内部存在过剩空气,则炉膛温度会下降,会出现不完全燃烧现象,同时过剩空气增加的情况下,锅炉排烟热损失也会增加。由此可以看出,发电厂锅炉内过剩空气的系数增加时,锅炉燃烧热损失也会随之增加,锅炉的引风机叶片、受热面管排磨损都会存在不同程度的增加,从而对设备的正常使用带来较大的影响。另外,锅炉炉膛内过剩空气系数过小时,炉内燃烧也会存在不完全的现象,烟气中CO等气体的增加会导致煤粉熔点降低,发生水冷壁损坏现象,这必然会对电厂带来较大的经济损失。因此需要重视锅炉燃烧过程中的风量调节控制,通过调节送风机进口导向档板,根据燃烧要求来对一次风和二次风进行配合调节,一次风量不仅要满足风粉混合物充分燃烧的需要,同时还要与固体焦炭质量点氧化的要求相符。二次风量在满足燃烧要求的基础上,还要有效弥补一次风末段空气量不足的问题,同时送入炉膛内的二次风与炉膛内的可燃物充分混合,从而确保燃烧的充分性。这其中还要对二次风的风速进行控制,确保其处于较高的风速下,从而使炉膛内可燃物混合效率提升,为锅炉燃烧的充分性提供良好的条件。
        2.3炉膛压力的调节
        锅炉内负压维持在较大的水平,会增加炉膛和烟道的漏风,这样会导致燃烧情况恶化,极易发生灭火事故。当锅炉炉膛内风压变正的情况下,高温火焰和烟灰都会不断向外冒,会对环境卫生带来较大的影响,还容易造成设备被烧毁,严重时还会导致人身伤亡事故发生。因此在锅炉运行过程中,当炉膛风负荷发生变化时,需要随之调节锅炉燃烧量和风量,并进一步调整炉膛压力。在具体调整炉膛内的压力时,通常采用的方法为送风量与引风量相结合,在具体调整过程中,需要先通过增大引风,并进一步增加送风量,然后再对燃料量进行调节。另一种方法则相反,要先减少燃料量,然后再减少送风量,再减少引风量。两台引风机运行过程中,入口动叶、电流和出力需要保持一致性,并对其进行具体调整。正常情况下,需要投入引风自动运行,当炉膛内负压较大而且送风量正常时,可以将引风机动叶开动,以此来增加引风量。当锅炉处于正常运行状态下时,需要对各烟道负压的变化情况时刻关注,一旦烟道内存在积灰、结焦及局部发生堵塞时,受制于阻力增加的影响,受到阻力部位在受阻前负压要小于正常值,在受阻后其负压则要大于正常值。
        结束语
        在火力发电厂中,电厂锅炉是三大主要设备之一,其主要是由锅炉本体以及其辅助设备构成。发电厂锅炉与普通的工业锅炉相比有很大的差别,发电厂锅炉的容量较大,而且其压力以及温度都高于工业锅炉,因此必须加强对发电厂锅炉燃烧的调节。
        参考文献:
        [1]刘宗泽.发电厂锅炉燃烧调节优化措施探讨[J].数字化用户,2019,25(13):217+222.
        [2]杨学平,陈浩.哈锅1000MW机组锅炉燃烧调节优化[J].百科论坛电子杂志,2018(24):573.
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