火电厂锅炉燃烧优化关键技术

发表时间:2021/2/4   来源:《电力设备》2020年第30期   作者:1李军 2顾江
[导读] 摘要:我国发电行业中以火电厂为主,主要设备就是锅炉,其燃烧状态直接影响到发电机运行安全稳定性,煤粉燃烧过程中会产生氮氧化合物,直接造成不同程度的污染。
        (1.济南市市场管理局  山东济南  250101;济南市特种设备检验研究院  山东济南  2500132.山东双隆电站设备制造有限公司(济南分公司)  山东济南  250000)
        摘要:我国发电行业中以火电厂为主,主要设备就是锅炉,其燃烧状态直接影响到发电机运行安全稳定性,煤粉燃烧过程中会产生氮氧化合物,直接造成不同程度的污染。文中以火电厂锅炉燃烧为着手点,分析优化火电厂锅炉燃烧的关键技术。
        关键词:火电厂;锅炉燃烧;技术优化
        锅炉作为电厂三大设备之一,其燃烧状态直接影响发电机组效率及锅炉的安全稳定性,并且炉内燃烧状态影响着污染物 的产生量。为了提高锅炉燃烧效率并有效降低污染物排放量,相关技术人员需要对锅炉进行燃烧优化,从而兼顾锅炉燃烧运行的经济性与环保性。
        1、电厂锅炉燃烧运行问题分析
        1.1燃烧热效率问题
        烟气含氧量是锅炉运行状态的重要表征参数,含氧量过小炉膛煤粉无法充分燃烧,含氧量过大又将导致炉温降低,影响炉膛热效率。
        1.2煤粉燃烧不稳定
        煤粉燃烧不稳定,火焰中心偏移炉膛中心,火焰贴墙将引起水冷壁结渣、燃烧器受损,极端情况下甚至会诱发锅炉爆炸造成安全事故等。另外燃烧不稳定会导致炉膛热效率降低,产生更多的 。
        1.3控制
        排放与提高锅炉燃烧效率两者间的矛盾。为了解决炉膛煤粉燃烧不充分问题,需要提高烟气含氧量及炉膛整体温度,但含氧量增多及高温又引起了 的生成量增加。
        2、火电厂锅炉燃烧优化关键技术
        以200MW机组锅炉为例,对锅炉运行进行优化,一方面是满足国家节能减排要求,另一方面企业为获得更多的利润、提高竞争能力。对锅炉进行优化时,主要目标在于可满足不同类型煤质的燃烧需求并提高锅炉设备的控制能力,使锅炉运行可处于自动化状态,由传统的粗放式管理模式转变为精细化管理模式。该电厂锅炉燃烧优化控制的基本原理:首先对锅炉的热力值进行试验,通过试验可确定运行参数,然后将参数输入至PID控制器内,最终由控制器操作锅炉燃烧,从而获得良好的排放效率。下面对具体的优化策略进行深入分析。
        2.1调整锅炉燃料量控制
        对投入到锅炉内的燃料量进行控制,需按照以下要求进行:操作人员应掌握锅炉机组在运行时负荷状态,根据负荷状态向锅炉内投放燃料;根据投放燃料量控制送风量;调整粉煤的投入量可提高燃料的燃烧效率;设立监控系统,实时监控锅炉的燃烧状态,将监测数据传输至中控设备,由中控设备发出指令使锅炉可保持在稳定的运行状态。
        2.2调整锅炉燃烧送风量
        对锅炉燃烧时的送风量进行调整,可使锅炉内的燃料燃烧更加充分。如送风量过大锅炉内的燃料燃烧时会出现结焦情况。此外许多锅炉在燃烧过程中无法保证二次送风量是否满足锅炉燃烧需求,二次送风量对锅炉燃烧产生较大的影响。现阶段锅炉运行通过控制二次送风量可使锅炉内的氧气量保持在3~6%范围内,在精准调控氧气量的同时,还能获得良好的调整效果。
        2.3优化引风控制系统
        对锅炉运行时风控制系统运行状态进行优化,主要优化引风控制系统,有助于锅炉保持在良好的运行状态。在建立引风系统过程中,应对锅炉燃烧时产生的负压进行测量,通过测量可以获得的数值充分发挥引风系统的优势,提高对锅炉内风量的控制,从而提高锅炉的燃烧效率。引风系统运行过程中,由炉膛内的负压监测装置对锅炉炉膛内的负压进行监测,将产生的监测信号传输至自动系统,系统会根据炉内负压进行调节引风量。当锅炉负荷增加时送风量增加,可自动调整引风机频率保证合适的炉膛负压,进一步保证锅炉运行稳定。


        2.4降低排烟损失的相关策略
        首先,全面掌握锅炉的运行状态,防止锅炉出现漏风情况。在掌握锅炉是否出现漏风情况时,应详细记录锅炉内配置的各种监测设备,包括排烟温度、炉膛出口氧量表等。此外应测量水封槽水位,如水位波动较为明显证明锅炉存在漏气情况。操作人员应检查孔门和火孔的密封性,如上述构件存在泄漏情况应及时封堵;其次,应时刻清理炉膛内的渣灰,根据渣灰量掌握排烟热损失情况。
        2.5 减少锅炉燃料未完全燃烧造成的热损失影响
        如果锅炉内的燃料未能充分燃烧会出现较为严重的热损失情况,为此需对影响燃料燃烧的因素进行分析,包括燃料量、送风量、引风量及外界条件等。首先应控制输送至锅炉内的送风量,锅炉保持在稳定运行状态后调整引风量,并且调整锅炉内的空气系数,可以提高燃料的燃烧效率,避免锅炉内出现严重的热损失情况;其次应根据锅炉燃烧状态精准调控锅炉内的二次风量,在控制的同时还应保持锅炉内充足的氧气,使产生的高温烟气可以充分利用。
        2.6 对二次风量和燃尽风量的优化
        在锅炉燃烧过程中需优化锅炉内的二次风量和燃尽风量。在优化二次风量过程中,一般在锅炉内安装二次风箱设备,该设备可实时调节锅炉内的二次风量。在优化燃尽风量时,在锅炉内安装燃烧器,利用燃烧器内的中次级波纹管,在向锅炉内提供氧气的同时还能提高燃烧化学计量比,根据计量比掌握锅炉的运行状态。优化飞灰中可燃物浓度。锅炉在燃烧期间,燃料燃烧会产生较多未能充分燃烧的可燃物质,使锅炉内飞灰中含有较多的可燃物,其会影响锅炉的燃烧效率。锅炉飞灰中可燃物含量较高,一方面是制粉系统运行效率较低、未能对燃料进行充分的粉碎,另一方面锅炉内的风量控制存在问题,锅炉内未能处于充分燃烧状态,可燃物含量不断提高。优化飞灰中可燃物浓度需对锅炉内的飞灰可燃物进行测量,在测量的同时,协调锅炉燃烧过程与送风量间的关系,使二者保持在合适的状态。
        3、火电厂锅炉燃烧优化主要技术的应用发展
        3.1 转变思想观念
        该热电厂应积极转变思想观念,将创新技术应用在锅炉生产中,通过应用创新技术对锅炉燃烧进行全面的优化,使节能减排理念贯彻和落实到日常工作中,使工作人员形成正确的节能减排意识,在工作中应用科学合理的生产技术,不断提高锅炉燃烧优化技术的应用效率。
        3.2 节能燃烧理念应用
        节能燃烧理念应用在锅炉燃烧优化工作中,具体体现为 :应对锅炉燃烧时内部燃烧量的燃烧状态进行精准控制,同时调整锅炉内送风量和引风量,使锅炉内可保持充分燃烧状态;根据发电生产要求综合调整锅炉内投放的燃料,使燃料的供给量保持在合理的比例,可减少燃烧时产生的热损失 ;应安排专业人员对锅炉燃烧过程进行监督,通过监督保证每个生产环节安全有序的进行,同时针对存在的安全隐患及时实施处理措施,避免锅炉运行出现安全事故。
        3.3 燃烧优化技术发展趋势
        先进检测技术与智能控制技术,这两种技术在锅炉优化方面都已有很多应用且取得了较好的优化效果,但目前两者并没有被很好地结合并应用在锅炉优化中,如果可以将这两种技术紧密结合、互为支撑,炉膛检测结果为智能算法提供优化数据依据,智能算法对检测结果进行分析并生成优化指令,锅炉将取得更好的燃烧优化效果。例如根据炉膛平面各区域的温度值及火焰中心偏向,并结合智能算法实时生成优化指令,从而调整煤粉燃烧参数及锅炉脱硝系统尿素喷洒量,则可实现在提高锅炉燃烧效率及稳定性的同时降低污染物排放量及减排成本。
        结语
        总之,在热电电厂锅炉燃烧过程中,为提高能源的利用率,使发电过程安全稳定的进行,对锅炉燃烧运行进行合理的优化,通过优化使锅炉内的送风量、引风量控制在合理的范围内,同时提高燃料的燃烧面,使锅炉内保持充分的燃烧状态,进一步减少烟气产生的热损失,从而提高锅炉的燃烧效率。
        参考文献
        [1]宋健哲,薛彤.智能控制在锅炉燃烧优化中的应用[J].科学技术创新,2020(05):194-195.
        [2]胡志勇,黄建平.发电厂锅炉燃烧调节优化措施探讨[J].建材与装饰,2019(30):237-238.
        [3]韩少侠.电厂锅炉燃烧运行优化策略探究[J].科技视界,2019(26):207-208.
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