李少辉
河北大唐国际丰润热电有限责任公司,河北省 唐山市 064000
摘要：随着中国经济规模的不断扩大，对电力的需求也日益增加。我国火力发电在电力资源中仍占有很大比重，锅炉是火力发电厂的重要机械设备。优化锅炉可以更好地利用煤炭燃料，降低燃烧后废气中硫氧化物、氮氧化物等有害物质的含量，减少温室气体排放，对火电厂的经济效益也有一定的促进作用。
关键词：火力发电；锅炉优化；燃烧。
锅炉是火力发电的重要设备。燃料约占火力发电成本的70%。如果燃料没有完全燃烧，就会造成很大的浪费，一定程度上造成空气污染。本文论述了火力发电厂锅炉的工作原理和锅炉燃烧调节的意义，并探讨了发电厂锅炉的优化运行措施，可供相关人员参考。
1火力发电厂锅炉的工作原理：
煤是火力发电的燃料。煤由碳、氢等元素组成，其中有一定比例的灰分、水分等杂质。当它与氧气混合燃烧时，会产生高温烟气，带走燃料燃烧的大量热能。当高温烟气沿炉内炉膛、烟道流动时，会与受热面接触产生热传递，将热能通过辐射、对流等方式传递到锅体内部。此时已将燃料的化学能通过燃烧转变为热能。持续加热会将锅体中的水变成高温高压的蒸汽，通过汽机蒸汽喷嘴带动汽轮机转动，从而将热能转化为机械动能。汽轮机与发电机主轴相连，汽轮机的转动会带动发电机转子（电磁场）旋转，定子线圈切割磁力线，发出电能。这时已完成机械能到电能的转换。煤的充分燃烧是发电的前提，会产生大量的热能，燃烧过程中会留下一些杂质。但是，很多杂质也有一定的热能。将杂质中的热能用于发电，可以为企业创造更多的经济效益。
2锅炉燃烧调节的意义：
锅炉在火电厂的发电过程中起着重要的作用。如果锅炉燃烧状态不理想，会给发电质量和安全生产带来不利影响。燃烧利用率低也会降低企业的经济效益。有必要对电厂锅炉的运行状态进行监测，并根据燃烧状况随时调整，从而根据发电负荷调整蒸汽流量和汽压汽温等参数质量，为锅炉的稳定运行提供安全保证。锅炉运行最重要的参数是汽压、汽温和蒸发量。炉内的燃料需要稳定地在炉膛内均匀燃烧，火焰要明亮且充满整个炉膛。燃料燃烧过程应尽可能不结渣，以免损坏燃烧器，防止水冷壁和过热器超温，使发电机组高效率运行，并将烟气排放造成的污染控制在可控范围内。火力发电厂对锅炉运行的可靠性也有很高的要求。如果燃料没有完全燃烧，会影响蒸汽品质，蒸汽参数不稳定会导致发电质量下降。
燃烧不稳定的因素很多，一次风和二次风不能有效匹配，会造成着火困难或熄火事故。或者火焰喷射角度较为偏斜，热量在炉膛内分布不均，形成的火焰没有充满整个炉膛，会造成锅炉水冷壁受热不均和过热器左右侧汽温偏差增大问题。如果炉膛出口温度过高，在运行过程中，会出现严重的结渣问题，局部管壁温度会出现异常升高。
从火力发电厂锅炉燃料选择的经济角度来看，煤粉与风力的协调也是一个关键的影响因素。为了保证火电厂锅炉燃烧的高经济性，需要保证燃料与助燃空气的良好协调，合理调整送风量、一次风量和引风量，保证炉膛温度稳定运行。为了使锅炉点火顺利成功，应设置最合理的过剩空气系数，使风量能与煤粉有效匹配，燃烧能与空气充分接触。调节送风和引风，避免锅炉严重漏风，使炉膛处于微负压状态。如果燃烧工况发生较大改变，需要及时调整燃料的供应和风量，以更好地保证锅炉的燃烧效率和安全运行。
3电厂锅炉优化运行的措施。
3.1燃料调节：
在火电厂锅炉实际运行过程中，需要根据实际情况调整锅炉燃料量，以设计燃料煤种和设备类型为依据进行调整。如果锅炉负荷增加，需要增加炉内通风量，合理增加燃料，而负荷则降低，则需要合理减少燃料，减少风量。当锅炉负荷相对稳定时，需要将制粉系统控制在均匀供粉状态，使燃料供应与锅炉负荷保持匹配。如果锅炉负荷在内变化，需要根据实际情况启动和停止供粉系统。如果制粉系统处于启动运行状态，需要对一次和二次通风进行调配，使制粉系统出口通风保持良好的协调性，从而保证锅炉的燃烧稳定。还需控制磨煤机在运行状态下的通风量，防止通风量过大或过小，将燃料的着火距离控制在合理范围内，保持锅炉内部部件的良好状态。在切换和控制制粉系统时，需要先投入备用系统，待检修系统进入停机状态。
当磨煤机停止控制时，需要将磨煤机入口挡板置于关闭状态，以确保磨煤机只有在排空后才能关闭，从而将内部和风道中的煤粉吹扫干净。当停止燃烧器时，必须在停止运行后保持冷却一段时间，以防止喷嘴被烧坏。检查燃油系统须良好备用，检查油枪油阀等设施，保持油路畅通，无渗漏。
3.2风量调节：
锅炉出力的调整需要根据负荷变化，风量的调整是出力调整最重要的参数。风量将结合锅炉的实际燃烧量来控制。则需要合理设定空气和燃料的混合比，以保证燃料能够充分燃烧，将燃烧不完全造成的热能浪费控制在最低水平，进一步提高燃烧经济性。火电厂锅炉的实际运行过程中，汽包炉在燃料量不变的情况下，由于过量空气系数增大即风量增大，炉膛内过剩空气较多，炉膛温度会不断降低，燃料不会完全燃烧，排烟热损失也会增加。锅炉空气系数过大会造成锅炉内热量损失严重，加剧引风机和烟道内受热面的磨损，影响锅炉设备的使用寿命。但如果过量空气系数太小，炉内燃料将无法完全燃烧，烟气中的一氧化碳等气体会增加，煤粉的熔点也会因这种影响而降低，从而导致水冷壁结焦过热甚至损坏的问题，给电厂带来很大的经济损失。调节锅炉燃烧过程中的通风量，控制送风机动叶挡板的角度，根据实际燃烧需要调节一次风和二次风，使一次风满足风粉混合和焦炭氧化风量的要求。在二次风满足锅炉燃烧要求的前提下，还应补偿一次风末端的空气不足，使二次风与炉内燃料完全混合，保证二次风达到设定风速，提高燃料混合效率，为充分燃烧提供风况。
3.3炉膛压力调节：
如果锅炉负压相对较高，炉膛和烟道漏风会增加，使燃烧情况恶化，容易产生燃烧熄火事故。如果炉膛改为正风压，燃烧的火焰和煤灰会喷出，对火电厂的环境造成不利影响，严重时会造成设备破坏或人员伤亡。在锅炉运行过程中，需要实时监测炉膛负压和氧量，合理调整燃料量和空气量，保证炉膛压力处理的合理范围。调节炉膛压力时，可以控制送风量和一次风量，涨负荷时，先增加风量，再增加燃料供给。减负荷时，先减少燃料量，再降低风量。风机出力调整时，不论是引风机还是送风机或者一次风机，如果左右侧两台风机同时运行，需注意左右侧风机运行电流、风压、风温尽量保持一致，均衡同步。然后根据实际情况进行调整。正常情况下，如果锅炉负压比较大，且送风量满足要求，引风机动叶将投入自动调节状态，调整提高送风量。锅炉燃烧运行时，还需要监测各烟道的负压状态，避免烟道积灰、结焦等问题，使烟道阻力增大。烟道堵塞部分负压会低于正常值，但这部分后面的负压会高于正常值。
3.4减少锅膛结渣：
合理调整一次风压风速，可有效缓解燃烧器附近结焦，尽可能将分散的燃料投入燃烧，并均匀布置火焰，可降低燃烧中心温度和熔灰程度。调整燃烧状态，防止负荷变化过大，严格控制升温速度，避免两侧烟气温度偏差过大。定期在锅炉内部吹灰，优化吹灰工艺，结合蒸汽温度变化、炉膛出口烟气温度和两侧烟气温差调整吹灰频率。合理调整配风条件，使炉内燃烧空气动力场更加均匀，并设定合理的过剩空气系数。
4结束语：
综上所述，火力发电需要利用锅炉设备将燃煤产生的热能转化为电能。但电厂使用的锅炉与普通民用锅炉差别很大，锅炉容量、压力、温度都比较高。需要根据发电负荷与供热负荷合理调节锅炉燃烧工况，使蒸汽品质和蒸汽量满足发电和供热需求。同时使锅炉蒸汽量、蒸汽温度、压力达到并维持稳定状态。调节燃烧工况，保证燃料充分燃烧，使炉膛内火焰分布均匀，锅炉能在最佳状态下运行，保证电厂正常生产，为用户提供安全稳定清洁的电能。优化火电厂锅炉，调整锅炉燃料状态，可以进一步提高锅炉的热利用率，在节能、环保、提高经济效益方面发挥应有的作用。
参考文献：
[1]陈晓皓 . 关于火力发电厂锅炉优化运行措施研究 [J]. 内蒙古煤炭经济 ,2019(21):208.
[2]黄振军 . 火力发电厂锅炉运行优化分析 [J]. 计算机产品与流通 ,2019(11):79.
[3]王虎 . 火力发电厂锅炉优化运行工程措施研究 [J]. 居舍 ,2019(14):145.
[4]李键 . 火力发电厂锅炉优化运行措施研究 [J]. 应用能源技术 ,2017(02):24-27.
[5]何亮 , 李洪军 . 关于火电厂锅炉运行优化措施的探讨 [J]. 科技创新与应用 ,2015(28):124.