火力发电厂锅炉优化运行措施探究

发表时间:2021/8/6   来源:《中国电业》2021年第10期   作者:李鑫
[导读] 锅炉是一种热力设备,主要功能是辅助火电厂生产和供暖,也是火电厂领域中最重要的耗能设备之一。
        李鑫
        通辽盛发热电有限责任公司 内蒙古 028000
        摘要:锅炉是一种热力设备,主要功能是辅助火电厂生产和供暖,也是火电厂领域中最重要的耗能设备之一。在我国使用的锅炉中,燃煤锅炉是最常见的一种。因为燃煤锅炉在运行的过程中会消耗大量能源,并且运行的效率比较低,所以必须在锅炉运行过程中施加一定的节能手段达到节能降耗的目的。
        关键词:火电厂;锅炉运行;措施分析
1我国锅炉运行现状分析
1.1锅炉容量较小
        在我国火电厂领域中,锅炉容量小是一个非常普遍的问题,容量较小的锅炉在经过长时间运行后,内部燃料得不到充分燃烧,锅炉排烟温度过高,小型锅炉在生产过程中会导致部分热量损失。
1.2锅炉受热面结焦
        在全球能源愈发紧缺的背景下,锅炉运行中使用的燃料类型各不相同,所选择的燃料是否合理直接对锅炉造成影响,可能会导致锅炉受热面结焦,锅炉内部积灰严重。同时锅炉在经过长时间运行后,因其内部燃料得不到充分燃烧,也会导致锅炉内部出现大量积灰。由于锅炉内部积灰有较强黏性,会在锅炉运行过程中吸附在锅炉内部受热面,导致结焦现象的出现。
1.3锅炉运行自控装置水平低
        锅炉在运行过程中需要有检测仪表辅助工作,并结合检测仪表给出的数据参数制定维护锅炉平稳运行的方案,但当前我国有一些锅炉上并未装配检测仪表。
1.4控制系统自动化程度低
        虽然当前我国锅炉运行已朝着自动化的方向发展,但是因为技术不完善,自动化程度不高,无法有效保证锅炉在最经济的状态运转,尤其是部分小型的锅炉,在对其进行保养和维护的过程中,多数都会出现一些问题,锅炉普遍处于低效率的状态下运行。
2锅炉概述
2.1基本原理分析
        锅炉是一种能量转化设备,是通过燃烧将化学能变为热能,并将锅炉内部的水转化为水蒸汽供用热设备使用,所以锅炉的主要作用是供热。由于我国的能源结构还是以煤炭为主,在对锅炉进行设计的过程中,因为锅炉本身容量较小,需要涉及比较复杂的参数信息,煤自然也成了为锅炉运行提供动力的主要燃料。在锅炉运行的过程中,我们首先需要将煤炭转化为煤粉或者尽量小的煤炭颗粒,因为这样可以让煤得到充分燃烧。从一定程度上讲,锅炉的运行目的是转换燃烧的热量,通过水蒸汽的方式达到供热的目的,因此,锅炉主要就是供热的目的,起到发电功能的锅炉还是比较少见的。
2.2锅炉的构造分析
        实际上,锅炉是锅和炉2个部分组成的,锅表示锅炉的水循环系统。在锅炉运行过程中,锅主要负责吸收锅炉内部的热能并将热能与水结合起来,让水转化为水蒸汽的同时向水蒸汽增添一定汽压,让水蒸汽具备一定能量。锅炉中水循环系统主要由汽包、下降管、水冷壁、省煤器等装置组成。例如,在锅炉运行过程中,为达到节能减排的目的,通常会将省煤器装配到锅炉轨道尾部的垂直或水平烟道当中,可以有效节省多余的能源。汽包实际上是一个专门盛放水和水蒸汽的容器,在连接省煤器的过程中,汽包是必不可少的一个装置,需要与集箱、下降管组合在一起共同构成锅炉的水循环系统。在锅炉运行过程中,可以在锅炉内部加热水,并在汽包能聚集水蒸汽,最终通过主蒸汽管道完成热量传递。
        在锅炉中,炉实际上是一个燃烧装置,主要作用是处理相应的热能,通过燃烧的方式释放出热量。炉主要由燃烧器、炉排、炉膛、炉墙等装置构成。以煤炭燃料为例,当锅炉需要运转而燃烧煤炭时,可以在锅炉的炉中进行燃烧,并通过燃烧的方式释放大量热能。


3火力发电厂锅炉优化运行措施
3.1增大锅炉容量
        在锅炉运行过程中,小容量的锅炉其内部燃料无法得到充分燃烧,运行效率相对较低,可能会导致大量热量浪费,因此可以适量增大锅炉的容量,使用高效的大容量锅炉替代低效的小容量锅炉。同时在材料的选择与使用方面要更加仔细,例如,在使用煤炭燃料之前,可以将煤炭粉碎为煤粉,让煤粉可以在锅炉中得到充分燃烧,逐渐加大开发热能的力度。
3.2锅炉内部结焦、积灰问题的处理
3.2.1预防
        锅炉内部之所以会结焦,与燃料的选择与使用有很大联系,尤其是在燃烧燃料的过程中,如果燃料无法得到充分燃烧,在锅炉经过长时间的运行后会导致大量料灰堆积,不利于锅炉排烟,影响锅炉的热效率。处理锅炉内部结焦现象应以预防为主,从燃料的选择到燃烧燃料都需要经过精确的设计,在燃料得到充分燃烧的同时增加锅炉的热效率,是实现火电厂生产节能降耗的有效方式。
3.2.2处理
        当锅炉内部已经形成结焦后,需要及时对结焦、积灰现象进行处理。通常我们采用定期清理的方式向锅炉中投入适量清灰剂。在投入清灰剂的过程中,锅炉最好处于运行状态,因为清灰剂在高温的情况下会和锅炉内部结焦发生反应,让结焦快速从锅炉内部受热面上脱落。通常最佳的处理方式为:小型锅炉1月投放1次清灰剂;大型锅炉1月投放2~3次清灰剂。在处理锅炉内部积灰现象的过程中,如果是初步积灰的状态,则可以使用吹灰的方式清除积灰,具体使用何种方法还需要结合锅炉的实际情况选择。值得一提的是,当锅炉中积灰情况严重时,积灰会附带烟气中大量二氧化碳和三氧化碳以及水蒸汽,在锅炉停止运行的状态下发生反应生成亚硫酸盐和硫酸盐,给锅炉的清理与运行带来较大负面影响,因此,相关人员在对锅炉运行情况进行管理的过程中,要密切观察锅炉的结焦、积灰情况,及时上报、及时处理,避免因结焦、积灰影响锅炉热效率造成资源浪费。
3.3提高锅炉热效率
3.3.1减少热量损失
        提高锅炉热效率的基础应减少锅炉运行过程中的热量损失情况,可以采用提高绝热材料质量或加厚保温材料的方式,在这个过程中我们需要对保温材料、绝热热量进行积极保养与维护,避免材料损坏、受潮等情况。锅炉的散热情况除了与保温材料有密切联系外,还和锅炉的负荷情况有很大的关系。当锅炉处于低负荷状态运转时,锅炉内部的散热量与散热面几乎不会发生变化,同时燃料的消耗量也会减少,但是会增加等量燃料的散热损失。
3.3.2保证燃料完全燃烧
        为保证锅炉内部燃料完全燃烧,针对于煤粉锅炉我们可以通过搭建二次回风系统的方式在锅炉内部形成烟气漩涡。锅炉内部煤粉燃料在烟气漩涡的作用下悬浮时间会得到大幅增长,煤粉燃料的燃烧更加充分。同时使用二次回风系统可以使炉膛内温度梯的温度降低,炉膛内受热面的利用率将得到提高,所以提高锅炉热效率为目的使用二次回风系统的效果是非常好的。根据相关调查显示,在对锅炉运行情况进行管理的过程中,二次回风系统的使用可以提高锅炉5%~10%的热效率。
4结语
        在锅炉运行的过程中,经常会出现过度消耗能源的情况,在能源愈发紧缺的背景下,锅炉的低效率运行显然不符合国家制定的节能减排的目标。在对锅炉运行进行管理的过程中,我们发现影响节能降耗技术施展的主要原因是燃料无法得到完全燃烧、锅炉保温性不强、锅炉内部积灰结焦现象严重等,在锅炉内部负荷发生变化、燃料热量无法得到充分释放、锅炉的热效率较低的情况下,能源消耗的问题会越来越严重,因此需要通过使用节能降耗技术的手段,达到节能减排的目的,提高锅炉运行的效率和经济效益。
参考文献:
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