火力发电厂锅炉运行控制的节能策略探讨

发表时间:2020/9/9   来源:《中国电业》2020年10期   作者:刘昊
[导读] 随着社会经济的腾飞,我国火电工业也随之向前发展。火力发电不仅可以保证人们日常生活的用电需求
        摘要:随着社会经济的腾飞,我国火电工业也随之向前发展。火力发电不仅可以保证人们日常生活的用电需求,而且可以促进我国综合经济的发展。它的本质是第二产业,它还可以为大量劳动力提供就业机会,解决基本就业问题。在人们的生活中,火力发电一直以来都是最主要的电力来源,火力发电厂在我国经济发展中发挥着重要作用。火力发电目前主要使用的燃料是煤炭,但燃煤电厂会造成很多环境污染问题,为了能够提高燃煤电厂的环境效益和经济效益,在生产过程中,需要制定合理的火电厂锅炉运行控制和节能措施,以便有效解决环境污染问题,提高燃煤电厂的工作效率。本文通过对火电厂锅炉运行的分析,提出了锅炉运行控制、加强节能、保证安全的一些较好措施。希望能为今后火电厂锅炉运行控制和环保节能发展的研究提供一定的帮助和参考。
关键词:火力发电厂;锅炉运行;控制调节
1火力发电厂锅炉节能降耗的重要性分析
        在火电厂锅炉运行中,发生不完全燃烧时,由于燃料未能将可以放出的发热量全部释放,不仅造成了燃料的浪费,经济的损失,而且还会产生大量的一氧化碳、二氧化硫等气体污染环境,造成锅炉受热面腐蚀,影响锅炉安全运行。另外,在燃煤锅炉运行中,一旦热量不能有效利用,从锅炉中流失、排出或冷空气流入,都将降低燃煤锅炉的工作效率。因此,火电厂锅炉节能降耗工作必须采取有效措施并落实到位,有效管理和控制锅炉能耗,不断提高锅炉运行效率及运行安全。
2锅炉运行过程中常见问题
2.1火力发电厂燃料问题
        火力发电厂是利用可燃物作为燃料生产电能的工厂,煤是火力发电厂最普遍、最常用的燃料,是火力发电最关键的因素,也是火力发电厂最直接的影响条件,它与火力发电厂的生产能力密切相关。最理想的情况是锅炉燃用设计煤种,但煤是一种不可再生资源,随着煤炭采购的压力不断加大,煤价的不断攀升,火电企业效益不断减少甚至亏损,所以现在锅炉燃用偏离设计煤种的情况普遍存在,例如低热值、低挥发分,高水分、高硫分、高灰分等,这就对锅炉的设备和运行调整提出了更高的要求。
2.2飞灰可燃物超标
        飞灰可燃物超标,不仅会增加燃料消耗量,降低锅炉热效率,而且还会对锅炉的安全运行构成威胁,易造成受热面磨损、结焦,尾部烟道二次燃烧,低温腐蚀等问题,使锅炉的安全性及经济性受到影响。
2.3受热面积灰、结焦
        灰的导热系数小,在锅炉受热面上发生积灰,将会大大影响锅炉受热面的传热,从而使锅炉效率降低。当烟道截面积的对流受热面上发生积灰时,会使通道截面减小,增加流通阻力,使引风机出力不足,降低运行负荷,严重时还会堵塞尾部烟道,甚至被迫停炉检修;由于积灰使烟气温度升高,还可能影响后部受热面的运行安全。
        受热面结焦后会使传热恶化,排烟温度升高,锅炉效率下降;燃烧器出口结焦,会造成火焰偏斜、贴壁,燃烧恶化,有可能使机械未完全燃烧热损失、化学未完全燃烧热损失增大;水冷壁结焦会使锅炉蒸发量下降,炉膛出口温度升高,管壁温度升高,过热汽温升高,并导致过热汽温、再热汽温减温水开大,甚至会导致汽水管道爆破;会使锅炉出力降低,严重时造成被迫停炉;会使锅炉通风阻力增加,引送风机电耗增加;结焦会引起锅炉设备使用寿命的缩短;水冷壁结焦会对自然循环锅炉的水循环安全性和强制循环锅炉水冷壁的热偏差带来不利影响。
2.4受热面高温腐蚀
        高温腐蚀主要分为硫酸盐型和硫化物型两种,前者多发生于过热器和再热器,后者多发生于炉膛水冷壁。高温腐蚀会使受热面承压部件的管壁变薄,严重时会使受热面管道爆管损坏,导致锅炉泄漏被迫停机甚至事故跳机,带来巨大的经济损失。受热面高温腐蚀已经成为燃煤锅炉机组安全稳定运行的一大隐患。


3对锅炉运行进行控制调节的对策
3.1根据不同煤种制定不同的燃烧调整措施
        挥发分高的煤,适当提高一次风速,降低磨煤机出口温度,可使着火点远离喷燃器,避免喷燃器附近结焦以及燃烧器烧损;挥发分低的煤反向调整,适当降低一次风速,提高磨煤机出口温度,保证燃烧稳定,避免燃烧恶化,锅炉灭火。
        硫分高的煤,适当降低当层磨二次风量,控制高温区硫化物的生成,加大上层及燃尽风量,低温区加大氧量,提供未燃尽煤粉所需氧气,保证煤粉充分燃烧。
        燃用高灰分煤种时,应加强受热面壁温及空预器差压的监视,根据负荷适当增加吹灰频率及捞渣机转速,加强除灰系统及排渣系统运行的监视;高负荷过后降负荷时加强对炉膛负压及燃烧情况的监视,必要时及时投入等离子拉弧稳燃,避免出现锅炉灭火。
3.2降低飞灰可燃物,防止过量积灰、结焦
        调整合理的煤粉细度,煤粉过粗不易充分燃烧,而且易造成受热面结焦及磨损;煤粉过细,会增制粉系统电耗、降低制粉系统出力,造成炉膛出口受热面结焦。
        根据燃烧煤种及锅炉负荷,及时调整一次风、二次风及燃尽风,保持在最佳过量空气系数下运行,增加配风的均匀性,保证燃料与空气的良好混合,通过对炉膛出口烟温、过热汽温、锅炉负荷、燃烧氧量、炉膛排烟温度等各种运行参数的在线监测,发现异常及时处理。
        对易产生结焦的区域加强壁温监视,适当增加该区域吹灰频率;停炉检修时,对积灰、结焦区域进行清理,根据空预器差压情况对空预器进行清洗或者增加空预器在线清洗设备。
        磨煤机停运备用时,二次风挡板保留一定开度,避免燃烧器烧损或结焦,破坏燃烧器空气动力场,进一步加剧燃烧器烧损及结焦情况。
3.3防止或减轻高温腐蚀的措施
        控制炉膛出口烟温及管壁温度,因两种腐蚀形式均在较高温度下产生,且温度越高,腐蚀越快,降低壁温可防止或减轻腐蚀;采用侧边风燃烧技术,向炉内通入一定数量的二次风,以改变水冷壁高温腐蚀区域的还原性气氛,增加局部含氧量,降低烟气中的硫化氢浓度;采用低氧燃烧技术,保持较低的炉膛过量空气系数,避免炉壁附近出现过多的局部还原性气氛,烟气中的三氧化硫浓度降低,减少发生高温腐蚀的几率;合理调整一次风速,对于直流燃烧器,适当增加一次风速有利于防止气流偏转;但对于旋流燃烧器若一次风风速过大,会导致燃烧推迟,并在中间处激烈燃烧、碰撞,导致气流在两侧墙处产生较大的回流,使火焰刷墙,并产生高温,形成了高温腐蚀的条件;降低煤粉细度,在汽温和制粉出力等条件允许的情况下,适当降低煤粉细度,可以减轻火焰冲墙和壁面附近的燃烧强度;调整好燃烧避免水冷壁局部管壁温度过高现象发生,过高的管壁温度是引起水冷壁结渣和高温腐蚀的重要原因;定期对受热面进行吹灰,清除含有碱金属氧化物和复合硫酸盐的灰污层,防止高温腐蚀发生。采用烟气再循环,可以降低炉膛内火焰温度和烟气中三氧化硫的含量,从而避免或减轻高温腐蚀;采用抗腐蚀材料,提高受热面管子的抗腐蚀能力。
4结束语
        火力发电作为我国重要的能源供应方式之一,对我国的发展至关重要。随着我国对环保要求的不断提高,我们也需要不断加强锅炉运行的控制调整及新技术、新材料的开发利用,在可持续发展战略引导下,提高能源利用率,实现近零排放,减少对环境的污染,在当今电力市场竞争日趋激烈的严峻形势下立足,在促进我国经济增长、保证给我们生活带来便利条件的同时,为早日实现我国的青山绿水、蓝天白云助力。
参考文献
[1]李辉.火力发电厂锅炉运行控制的节能对策[J].现代工业经济和信息化,2019(5):47-48.
[2]温文广.分析火力发电厂锅炉节能降耗的对策与措施.中国新通信,2019(10).
[3]于洁.浅谈火力发电厂锅炉运行控制的节能对策[J].科学技术创新,2019(4):183-184.
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