孙洪锋
辽阳石化分公司热电厂 辽宁 辽阳 111003
摘要：锅炉运行的安全性和经济性主要取决于锅炉的燃烧是否优化调整。燃煤锅炉的优化调整、优化运行是锅炉节能降耗、提高能源利用率的有效措施。本文针对锅炉优化的运行途径和燃烧优化调整进行了探讨。
关键词：锅炉燃烧；锅炉效率；优化运行
一、引言
锅炉的运行参数主要是过热蒸汽压力，过热蒸汽，饱和水位和锅炉蒸发量等，其运行过程则表现为一个复杂的参数变化过程。在实际情况下，锅炉运行工况经常是不稳定的。各种各样的原因都会引起工况变化，而最后则表现为运行参数的变化。例如当汽轮机组所需要的蒸汽流量变动时，锅炉汽压、汽温、水位都随着改变。此时，必须对锅炉的燃料量、风量、给水量等作相应的调整，才能使锅炉的蒸汽量与汽轮机组负荷相适应。
二、锅炉燃烧的优化目标
锅炉燃烧优化控制系统，根据锅炉的负荷和煤种，实时优化锅炉配风、配煤燃烧等运行方式，指导锅炉燃烧调整，通过对锅炉操作参数进行以性能为闭环的动态优化控制，提高锅炉燃烧效率，降低发电煤耗，同时减少烟气NOx排放，实现锅炉的经济环保运行。
三、锅炉优化的运行途径，优化选取煤质
1、煤质对锅炉的影响
一般情况下，锅炉最好使用设计煤种或与设计煤种接近的煤种，以确保燃烧稳定。煤炭质量变化，对锅炉的稳定燃烧和正常供热运行带来很大影响。
1.1煤质对锅炉稳定燃烧的影响
煤的发热量是反映煤质好坏的一个重要指标，当煤的发热量低到一定数值时，不仅会影响燃烧不稳定不完全，而且会导致锅炉熄火，使锅炉出口温度很难达标，影响正常运行。
?挥发分在较低温度下能够析出和燃烧，随着燃烧放热，焦碳粒的温度迅速提高，为其着火和燃烧提供了极其有利的条件，另外挥发分的析出又增加了焦碳内部空隙和外部反应面积，有利于提高焦碳的燃烧速度。因此，挥发分含量越大，煤中难燃的固定碳成分越少，煤粉越容易燃尽，挥发分析出的空隙多，增大反应表面积，使燃烧反应加快。挥发份含量降低时，煤粉气流着火温度显著升高，着火热随之增大，着火困难，达到着火所需的时间变长，燃烧稳定性降低，火焰中心上移，炉膛辐射受热面吸收的热量减少，对流受热面吸收的热量增加，尾部排烟温度升高，排烟损失增大。
煤的灰份在燃烧过程中不但不会发出热量，而且还要吸收热量。灰分含量越大，发热量越低，容易导致着火困难和着火延迟，同时炉膛温度降低，煤的燃尽程度降低，造成的飞灰可燃物高。灰分含量增大，碳粒可能被灰层包裹，碳粒表面燃烧速度降低，火焰传播速度减小，造成燃烧不良。另外飞灰浓度增高，使锅炉受热面特别是省煤器、空气预热器等处的磨损加剧，除尘量增加，锅炉飞灰和炉渣物理热损失增大，降低了锅炉的热效率。
煤的颗粒度对锅炉的燃烧有很大影响。颗粒度过大时，煤粒在锅炉内燃烧时停留时间过短，煤炭中的焦碳没有完全燃烬，炉渣中的含碳量增大，增加了锅炉炉渣的物理热损失；颗粒度过小时，细煤粉燃烧被风带出，碳与氧不能很好地接触发生化学反应，同时细煤粉也易被空气吹起，很快随着烟气被带走，增加了锅炉烟气中的飞灰热损失，因此要根据煤炭颗粒度合理调整给风量。
煤的含水量在一定的含量限度内与挥发分对燃煤的着火特性影响一致，少量水分对着火有利，从燃烧动力学角度看，在高温火焰水蒸气对燃烧具有催化作用，可以加速煤粉焦碳的燃烧，可以提高火焰黑度，加强燃烧室炉壁的辐射换热。另外，水蒸气分解时产生的氢分子和氢氧根可以提高火焰的热传导率。但水分含量过大时，着火热也随之增大，同时由于一部分燃烧热用来加热水分并使其汽化，降低了炉内烟气温度，从而使煤粉气流吸卷的烟气温度以及火焰对煤粉的辐射热都降低，这对着火不利。
煤中杂质不仅会吸收煤燃烧生产的热量，阻碍煤与氧充分接触，影响煤的燃烧，降低锅炉热效率，增大锅炉运行时的除渣除灰量，而且对锅炉的安全运行带来很大危害。
2、煤质对锅炉热效率影响
???????2.1对锅炉效率影响煤质指标确定
根据反平衡锅炉效率计算方法锅炉机组的损失包括排烟损失、化学未完全燃烧热损失、固体未完全燃烧损失、散热损失和灰渣热损失。
2.2煤质指标直接影响锅炉效率的分析
通过反平衡锅炉效率的计算公式确定直接影响锅炉效率的煤质指标为低位热值、收到基灰分。
由固体未完全燃烧热损计算公式可知收到基灰分与固体未完全燃烧热损成线性关系，即低位热值不变的情况下灰分每升高1%，q4升高0.058%；与低位热值成反比例关系，随入炉热值降低固体未完全燃烧热损为加速升高趋势，每500kJ/kg热值影响固体末完全燃烧损失大约在0.0438%～0.0856%之间。
3、针对煤质对锅炉影响给出的建议
优化煤质选取，结合电厂操作独有特色，建议采取如下措施：
3.1加强司炉的技术操作水平，使司炉人员及时掌握入炉煤的煤质分析情况，特别是煤的发热量、挥发分、灰分、颗粒度大小等，以便针对不同煤质的进行相应的燃烧调整。
3.2加强各煤种的混烧、掺烧和配煤技术工作。通过不断进行燃烧调整试验，探索出不同煤种燃烧时配风等运行参数，并在此基础上试验摸索不同煤种的混烧、掺烧和配煤技术，以提高各种煤质，特别是劣质煤的利用率，降低供热运行成本。
3.3加强对锅炉的燃烧调节工作。保证煤与空气量要相配合适，并且要充分混合接触，炉膛应尽量保持高温，以利于燃烧，调整锅炉负荷按规定操作，监视炉膛负压、排烟温度、氧气、二氧化碳等含量，使锅炉运行参数保持到最佳数值。对由于煤炭颗粒度不均匀、等原因引起的燃烧不完全、燃烧不均，对锅炉进行调整。
3.4加强对进煤质量的严格控制和管理，开辟煤质较好、较为稳定的煤源市场，及时准确地掌握进煤的工业分析数据，提供给各车间，以便运行管理人员选择较为适应本单位锅炉的煤种，进行相应的运行调节。
四、锅炉燃烧优化调整
锅炉燃烧工况的好坏对锅炉机组和整个发电厂运行的经济指标和安全性有很大的影响。燃烧优化调节的任务是：要适应外界负荷的要求，在必须要满足蒸汽质和量的前提下，保证锅炉运行的安全性和经济性。对于一般固态排渣煤粉炉，进行燃烧调节目的可具体归纳为以下方面：保证正常稳定的汽压、汽温和蒸发量。燃烧稳定、燃烧中心适当，火焰分布均匀，不烧损燃烧器、过热器等设备，避免结渣。使机组运行保证最高的热量。减少燃烧污染物的排放。燃烧过程的经济性要求具备合理的风煤配合，二次风配合和送吸风配合，还要保持适当的炉膛温度。合理的风和煤粉的配合，也就是要保持优化的过量空气系数；合理的二次风配合要保证着火迅速、燃烧安全；合理的送、引风配合就是要保持适当的炉膛负压、减少漏风。当运行工况改变时，这些配合比例调节恰当，就可以减少燃烧损失，提高锅炉的热效率。锅炉运行中经常碰到的工况改变是负荷变化，当锅炉负荷变化时，必须及时调节送入炉内的燃料量和风量，使燃烧工况相应改变。在高负荷运行时，由于炉膛温度高，着火与混合条件比较好，故燃烧一般是稳定的。为了提高锅炉效率，可以根据煤质等具体条件，考虑降低过量空气系数，使排烟热损失降低。
五、结束语
燃煤锅炉燃烧的优化调整不仅可以降低机组的供电煤耗，而且可以降低发电成本，对电力企业参与电力市场竞争具有十分重要的作用，因此锅炉的燃烧优化运行对于节能降耗，具有十分重要的意义。
参考文献：
【1】贾鸿祥，朱兆雪，电厂锅炉原理 电力工业出版社.
【2】 刘武成, 侯桂林，史明武. 现代锅炉技术及其改造. 中国电力出版社2006.
【3】周强泰主编《锅炉原理》（第二版）中国电力出版社，2009年9月第二版:291-292.