火力发电厂锅炉运行优化策略研究 刘庆武

发表时间:2020/12/15   来源:《电力设备》2020年第29期   作者:刘庆武
[导读] 摘要:电力产业作为我国社会主义市场经济中的能源因素,是经济发展的血液,是我国各项经济活动运行中最不可缺少的一部分。
        (中国大唐集团有限公司辽宁分公司安全环保监督部  辽宁沈阳  110000)
        摘要:电力产业作为我国社会主义市场经济中的能源因素,是经济发展的血液,是我国各项经济活动运行中最不可缺少的一部分。当前,电力产业的运营方式革新也进入了新的阶段,而锅炉是发电生产过程中必不可少的设备,锅炉运行优化是发电企业实现企业节能降耗,提高企业市场竞争力的主要方法和手段,其运行效果对火电厂效益具有直接的影响,火力发电厂锅炉运行优化策略分析即为本篇文章所要探究的问题。
        关键词:火力发电厂锅炉运行;优化策略
        引言
        火电厂主机发电设备中,锅炉是最核心的部件,是能源的起点,关系到发电厂的发电效率以及能量的形成,集结了煤炭燃烧形成的热能,是动力形成的根本来源。因此,锅炉运行的效率,能够在很大程度上对于电力产量的提升产生决定性作用。优化锅炉运行,是当下降低火电机组供电煤耗的重要途径之一。
        1 火力发电厂锅炉运行特点
        1.1运行效率低
        在电厂日常生产中,锅炉是最主要的生产设备,电厂日常生产中各种燃料向电能的转化基本都是由锅炉完成的,所以锅炉运行效率与电厂的生产效率直接相关,随着现代社会发展,对电力的需求不断加大,电厂生产的压力也越来越大。对此,只有不断提升电厂锅炉的运行效率,方能使电厂生产水平跟上需要的增长。为达到这一目的,就需要立足当前电厂锅炉运行的实际,对影响其运行效率的各种因素加以研究,然后从中找到解决措施,如此方能提升其运行效率,保障电厂的经济效益以及社会供电的稳定,充足。电厂锅炉运行效率的研究无论对电厂自身发展还是整个社会都具有极其重要的现实意义。
        1.2热损耗偏大
        在火力发电厂中,做功的主要动力就是蒸汽动能,而蒸汽动能的产生是以燃料燃烧的热量为主。在火力发电厂锅炉运行过程中,热损耗问题是影响能效消耗的关键问题之一。其中,排烟是主要热损耗原因。除此之外,就是煤炭没有完全燃烧,由于煤炭燃烧的不完全,所以很容易浪费煤炭资源。如何降低煤炭燃烧热损耗,控制基础运行生产成本是火力发电厂提升管理的重要研究内容。
        2 火电厂锅炉运行发电的基本原理
        火力发电厂锅炉产生动能的基本原理分为三个方面,这三个方面关系到火力发电厂锅炉的运行效率。
        (1)能量之间的转化。煤在锅炉燃烧过程中,发生了热能到动能再到电能的转化。具体而言就是,煤炭产生了热能,再以蒸汽的方式传递给汽轮机动能,而汽轮机再将能量传递给发电机,最终产生电能。
        (2)燃料在燃烧时,不仅会产生动能,还会产生高温气体,气体之间也存在热能,会使锅炉温度持续升高,通过高温热传递效应产生水蒸气,这些水蒸气可以推动汽轮机运行。
        (3)水蒸气和烟气同时作业于汽轮机。在这一阶段,汽轮机会把水蒸气和烟气提供的能量转化成自身所需能量,产生一定的机械动能,从而完成能量之间的转化。这是锅炉运行的最后一个环节,也是发电厂产生电能的关键环节。
        锅炉运行的三方面内容,都对锅炉的运行效率产生一定的影响,因此要对相关知识进行深入的了解,从锅炉运行原理着手,优化锅炉运行问题。


        3 火力发电厂锅炉运行优化策略
        3.1飞灰碳含量控制
        火力发电厂锅炉运行优化的首要措施就是飞灰碳含量的控制,首先从锅炉设备运行问题出发,分析造成飞灰碳量的设备设计原因,对现有的锅炉设备结构进行优化;其次,对于中小型火力发电厂来说,若是无足够能力进行锅炉设备优化,则可以采用额外安装助燃设备或者单独优化助燃环节,使得煤炭实现在燃烧过程中充分燃烧,煤炭飞灰碳含量自然就下降,运行效率和质量水平有效提升;最后,对来煤的配煤参烧进行优化,通过额外混合一种或者两种飞灰率低的煤炭,来有效降低煤炭燃烧产生的飞灰碳量,飞灰碳含量降低,锅炉内部空气体积就会增加,从而空气与煤炭接触面积便会增加,有效提升锅炉煤炭燃烧利用率,增加火力发电厂的经济效益水平。
        3.2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着较大的影响,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。
        3.3减少锅炉运行过程中的热损耗
        在前文的分析中得知,现阶段火力发电厂锅炉运行过程中,热损耗过大,而且煤炭浪费的现象较为严重。因此,要对火力发电厂热损耗问题进行优化,也就是对煤炭质量进行优化,并且实现燃料燃烧过程和锅炉自身装置的全面优化。保证燃料的充分燃烧是减少热损最主要的方法。首先,进行各煤种混合配比,进而找到最佳节能混合煤炭燃料配比。其次,确保煤粉粗细程度的适度性,不一定越细越好,一定要将热学试验的最终结果为基础,并且在燃烧的过程中,需要重视煤炭燃烧的变化规律,进而合理地调整燃料燃烧的方式,确保资源得到有效利用。另外,锅炉排烟的问题也是导致热损耗现象的主要因素,所以,一定要严格控制空气系数,充分利用排烟风量表来检测,并且合理控制风量的输入大小。同时,应该尽可能通过当前的条件来防止漏风现象发生,并且保证炉内的气压相对较小。
        3.4蒸汽参数优化
        蒸汽参数的数值在整体工作运行和开展的阶段需要保证一个相对比较平稳的状态,这样才能够保证发电工作的顺利开展和进步。蒸汽参数与锅炉内部运行的各个温度有直接关系,以350MW超临界直流锅炉为例,当主蒸汽温度提高10℃,耗煤量会降低1.05g左右,当再热蒸汽温度提高10℃,耗煤量会降低0.8g左右,所以这也就要求工作人员能够具有较强的责任心,在工作开展阶段,关注蒸汽参数的变化情况,一旦出现异常及时解决,这才是保证火力发电厂工作稳定运行的最佳方式。同时也能够带动整个发电厂工作的开展,为火力发电厂的平稳运行和进步找到最佳的方向。
        3.5优化运行环境条件
        锅炉设备是火力发电厂运行设备中重要设备之一,则运行质量与效率直接影响着发电厂中电力能源的供应情况,影响着现代城市运行与居民生活,并随着现代市场经济多样变化与设备科学创新速度加快的大背景下,锅炉设备运行生产安全管理更是成为火力发电厂安全管控和未来发展的所必要面临的。对于火力发电厂来说,如何在现有能力范围内最大程度保障锅炉设备的安全稳定、高效率运行是一项重要内容。火力发电厂内部还应提高设备自动化程度,通过加强现代化设备与自动化体系建设,严控锅炉运行设备环境,实时检测锅炉等多个重要运行设备的运行情况和参数数值变化,通过自动化系统进行调整,减少对火力发电厂锅炉正常运行的影响。
        结束语
        锅炉设备运行优化对火力发电厂未来生产运行和经济发展来说,都是重要且必不可少的,则火力发电厂管理人员要重视对于锅炉设备运行的管控措施落实,从锅炉运行的各项特点入手,利用现代管理技术和手段,管控锅炉运行生产环境条件,降低热损失与煤炭飞灰碳量,优化锅炉设备结构与技术,保障锅炉能够安全稳定且高效率的运行,综合性提升火力发电厂内部设备生产水平,促进火力发电厂的进一步发展。
        参考文献
        [1]王长军,李超.浅谈火力发电厂优化运行中问题及应对策略[J].企业技术开发,2016(21):85-86.
        [2]李云平.火力发电厂锅炉的节能降耗策略分析[J].经营管理者,2015(17):201-202.
        [3]孟智锋.火力发电厂锅炉设备管理及改造策略分析[J].中小企业管理与科技(上旬刊),2013(10):321-322.
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