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火力发电厂锅炉运行优化策略的相关研究杨昌俊

发表时间：2020/7/20 来源：《电力设备》2020年第8期作者：杨昌俊

[导读] 摘要：伴随着社会经济的高速发展与城市化进程的加快，人们对电能的需求日益增加，给电力行业带来更多挑战。

        （广东国华粤电台山发电有限公司）
        摘要：伴随着社会经济的高速发展与城市化进程的加快，人们对电能的需求日益增加，给电力行业带来更多挑战。火力发电厂主要通过锅炉传热产生高温高压蒸汽带动汽轮发电机组使之产生电能，因此，锅炉运行的效率，能够在很大程度上对电力产量的提升产生决定性作用。锅炉的工作主要分为燃料燃烧，传热及过热三个过程，而在这个过程中，锅炉作为主要的换热设备，能够为其他对应设备提供相应的动能。而在当下，由于锅炉的燃烧需要消耗大量的化石燃料，同时国内对于电力的需求更加迫切。探讨如何通过运行优化使之机组的整体煤耗有所提升已成为当前的主要问题。
        关键词：火力发电厂；锅炉；运行优化
        引言
        在火力发电厂运行中，决定最终的运行效率以及质量的设备为三大主机，而锅炉在发电厂运行中占据着十分关键性的位置，是发电厂能量管理中的重要构成因素。所以在管理锅炉能源消耗过程中，只有明确其中的内在构成，才会着重把控能源消耗状况，从而实现节能。
        1火电厂锅炉运行基本原理
        火电厂锅炉主要用于燃料燃烧，吸收燃烧后产生的热量，然后对热炉当中的水进行加热，以此形成动能，它的运行原理包含下列几方面：（1）煤炭燃烧，向炉膛中投加适量燃料，使其不断燃烧，使化学能转换成热能；（2）燃料燃烧时与氧气发生化学反应，生成高温烟气，此高温烟气中含有大量的热，于锅炉的内部运行，依次经过过热器与再热器等，开始热量传递，将热量传递至工作物质，最后基于相变作用形成可得到水蒸气的重要组分；（3）水蒸气在汽轮机当中进行热能传递，水蒸气在汽轮机当中可作为机械能，为其运转提供足够的能源。
        2火力发电厂锅炉目前运行的问题
        2.1锅炉的蒸汽问题
        当锅炉在进行煤炭燃烧工作中，为了保证锅炉能够平稳正常的运行，不发生运行故障，不影响到火力发电厂的正常发电，对煤炭燃烧过程中产生的蒸汽参数进行设置，保证蒸汽参数长期处于平稳状态，是锅炉正常运行的关键。但是在我国目前的火力发电厂锅炉运行中，蒸汽参数容易出现波动不平稳的问题，为锅炉内煤炭的充分燃烧带来一定的阻碍。
        2.2运行参数不稳定
        锅炉设备并不是一个单一设备，其与其他大量设备与系统共同连接，则在火力发电厂运行过程中便面临一个复杂性的问题，内外影响与干扰因素增加，相应的设备运行参数不稳定概率也会增加，只要有有一个出现设备运行问题，便会造成锅炉设备运行参数出现不稳定性，进而影响电力能源生产；再加上，目前多数火力发电厂内部并没有专业的监控设备和体系，仅仅依靠人工进行设备监控与维修，是无法及时对运行参数错误的设备进行维修的，则便容易造成运行问题影响范围和破坏范围的扩大化，最后造成更大的锅炉运行问题。
        2.3锅炉动能转化不充分的问题
        锅炉的整个使用过程就是煤炭在燃烧过程中产生的蒸汽动能进行转换的过程。但是由于锅炉不能完全地做到煤炭充分燃烧，因此在锅炉辅助设备进行排烟的过程中，就会导致相关燃烧热量被排出去，无法将锅炉产生的蒸汽进行很好的动能转换，会降低锅炉的资源利用率。
        3火力发电厂锅炉火力发电厂锅炉
        3.1控制锅炉能耗
        企业的管理部门应当着重的根据当前锅炉燃烧中现状进行分析，在火力发电期间，有针对性的查验新投产的锅炉机组，根据发电厂中的标准要求，检验设备，尤其是燃烧的环节把控，应当严格按照流程查验，并依据运行过程中多种外部因素对设备进行不断的完善。要想切实降低锅炉中运行期间的多种能源消耗问题，应当注重清洁煤发电的优势。火力发电厂需要及时的明确清洁煤提升燃烧效率的重要作用，在此阶段中不仅可以有效的对节省大量能源，还可以降低污染物的排放，从而切实的实现减少污染。

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现阶段，因为清洁煤的使用已经开始提升发电效率和质量，主要是超临界发电技术、加压流化床联合循环发电技术等普遍的出现在火力发电厂的生产过程中，极大促进了企业的全面发展。
        3.2降低热损失
        降低热损失是火力发电厂进一步运行生产提升的重要内容，而造成热损失的原因是因为煤炭资源燃烧并不充分，这与能源资源、燃烧环境都具有一定的关系，则降低热损失也从这两方面入手，对于能源资源方面，除了可以采用高能量且易燃烧的能源资源种类来替代现有能源资源以外，还可以通过科学合理配比多种煤炭资源种类，利用现代试验技术和方式，向现有煤炭中额外加入不同配合比的混合煤炭，有效降低煤炭飞灰碳量的同时，还能利用不同煤炭之间的性能不同，增加煤炭本身的能量释放量，提升锅炉设备的高效率运行；而对于能量资源燃烧环境来说，一则可以在条件允许的情况下，通过施加一定压力，将煤炭与空气接触面积增加，进而减低热损失，另一则可以利用安装送风机，在通过对过量空气系数进行监控的基础上，及时了解锅炉内氧气量和空气流动，及时对送风机参数进行调整，以满足锅炉内部煤炭完全燃烧所需的氧气量，使得煤炭中热量完全释放出来，有效提升煤炭燃烧利用率。
        3.3选择合适方式，降低锅炉排烟温度
        衡量锅炉运行经济状况的重要指标就是热效率，通常锅炉热效率提升主要通过降低各类热损失实现的。锅炉运行时排烟热损失是最大的散热源，其损失大小和排烟温度、烟气热容积等存在关联，因此降低烟气热损失的控制要从排烟温度控制等方面着手，提升锅炉运行的热效率。
        3.4环保指标优化
        随着人们环保意识的增强，国家对各种污染物的排放要求也更加严格。因此该厂也响应国家号召，完成了机组超低排放改造。锅炉在运行的过程中产生大量的烟气，这些烟气的排放要求提高，势必要增加液氨和石灰石的消耗量，增加运行成本，提升机组的厂用电率，对经济工作造成较大的困扰。因此，进行节能优化，做好减排工作，也是进一步实现锅炉经济运行的有利途径。在优化时，一方面可以通过对设备的改造管理以提升设备的运行效率，优化系统运行方式，降低厂用电率，提升机组的经济效率。另一方面可以通过加强锅炉燃烧优化调整，降低氮氧化物的生产，减低运行成本。
        3.5运行方式优化
        由于煤质变化大，锅炉燃烧对于锅炉的效率有较大的影响，参数不稳定就会影响锅炉设备的温度分布，从而进一步导致锅炉的煤耗以及热损失发生变化，使机组的效率发生改变。因此，根据煤质变化情况，对制粉系统运行方式做适当调整就很有必要。除此之外，还需要对锅炉配风、运行氧量等参数一起配合调整，这样，才能在煤质大幅变化时，尽可能保证锅炉燃烧稳定，锅炉出口蒸汽参数接近额定参数。其次，对于不同煤种的配比及不同制粉系统组合，其对锅炉效率的影响也很明显。因此，通过不同制粉系统的运行组合调整试验，可以确定最优的制粉系统组合方式；通过不同煤种的配比调整试验，锅炉的配煤掺烧提供参考，从而根据煤质参数，及时调整配煤方式，使锅炉在燃烧不同煤种时都能保持较高的锅炉效率，降低了机组供电煤耗，机组经济性得到了明显提升。
        结语
        火力发电厂是我国主要的发电能源企业，在当前我国的可持续发展战略下，火力发电厂锅炉节能的运行控制在对能源充分利用的基础上进一步提高了人们的生活环境质量，同时促进了我国经济的发展和进步。另外，火力发电厂锅炉的节能也促进火力发电厂健康可持续发展。采用火力发电厂的各项节能措施后，相信火力发电厂在未来会有更好的发展。
        参考文献
        [1]吴顺.火力发电厂锅炉运行优化策略分析.科技创新导报,2019(32).
        [2]辛旭阳.火力发电厂锅炉运行优化策略分析.山东工业技术,2019(17).
        [3]黄燕生，林书婷.火力发电厂锅炉运行控制的节能策略探讨.红水河，2019（4）.
        [4]任清洁.火力发电厂锅炉运行控制的节能对策解析.电子测试，2019（13）.