淺談鍋爐冷熱態(tài)性能試驗(yàn)及其重要意義

袁德鳳

（焦作煤業(yè)（集團(tuán)）馮營(yíng)電力有限責(zé)任公司, 河南 焦作 454173）

據(jù)相關(guān)資料顯示，在我國(guó)的電力行業(yè)中，大約70%以上的發(fā)電機(jī)組均采用的是火力發(fā)電。所以，火力發(fā)電機(jī)組的運(yùn)行狀況的好壞在一定程度上對(duì)我國(guó)電站的經(jīng)濟(jì)效益有著直接的影響，同時(shí)對(duì)整個(gè)電力行業(yè)的發(fā)展也具有重要的戰(zhàn)略意義。而作為火力發(fā)電站的重要設(shè)備之一—鍋爐就成為了當(dāng)今所關(guān)注的熱點(diǎn)話題，如何有效提高鍋爐燃燒的經(jīng)濟(jì)性和鍋爐熱效率，必然成為有效降低損耗增加收益的重中之重。

1 鍋爐冷態(tài)性能試驗(yàn)方法和鍋爐熱態(tài)性能試驗(yàn)方法

火力發(fā)電廠及熱電廠中能夠反應(yīng)鍋爐實(shí)際燃燒運(yùn)行性能的最重要的試驗(yàn)之一就是鍋爐的冷、熱態(tài)性能試驗(yàn)，它不但可以為工作人員提供及時(shí)準(zhǔn)確的運(yùn)行性能數(shù)據(jù)，更能為設(shè)備及工作人員提供切實(shí)的安全保障，而且，它對(duì)于新設(shè)備的調(diào)試及性能鑒定也提供了數(shù)據(jù)、現(xiàn)象支持?；阱仩t的冷態(tài)性能試驗(yàn)，可以全面的檢查燃燒器安裝的角度是否正確，了解氣流的混合和流動(dòng)特性，形成切圓后火焰的旋轉(zhuǎn)情況；通過(guò)熱態(tài)性能試驗(yàn)可以查找出運(yùn)行中的問(wèn)題，提高鍋爐運(yùn)行效率、降低發(fā)電能耗，為鍋爐安全、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行提供指導(dǎo)。

通常情況下鍋爐熱態(tài)性能試驗(yàn)方法采用的是四角切向的燃煤試驗(yàn)，這種試驗(yàn)方法主要是利用鍋爐在燃燒形態(tài)下來(lái)調(diào)整燃燒的參數(shù)，通過(guò)比對(duì)、分析、整合資料后，提出解決方式，選擇鍋爐最佳的運(yùn)行方式；而冷態(tài)性能試驗(yàn)常用的就是爐內(nèi)空氣動(dòng)力場(chǎng)試驗(yàn)，大部分鍋爐在新投入使用或者大的休整的時(shí)候，都要進(jìn)行冷態(tài)性能試驗(yàn)，以期通過(guò)氣流的運(yùn)動(dòng)規(guī)律和形態(tài)來(lái)分析鍋爐冷態(tài)，進(jìn)而驗(yàn)證和修改設(shè)計(jì)及運(yùn)行方案。而且對(duì)已有的運(yùn)行不正常的燃燒設(shè)備，可通過(guò)冷態(tài)性能試驗(yàn)找到其改正的措施，鍋爐冷態(tài)性能試驗(yàn)的結(jié)果也是對(duì)鍋爐進(jìn)行熱態(tài)調(diào)整的重要依據(jù)。

2 鍋爐冷熱態(tài)性能試驗(yàn)的相關(guān)性

通常情況下，鍋爐的熱態(tài)性能試驗(yàn)不能直觀簡(jiǎn)單的為我們呈現(xiàn)出我們需要的結(jié)論，而這時(shí)候我們就需要掌握一定理論相關(guān)性試驗(yàn)。而大量數(shù)據(jù)證實(shí)：冷態(tài)性能試驗(yàn)條件與熱態(tài)性能試驗(yàn)條件在鍋爐燃燒器出口處附近有著相似的性質(zhì)，也就是說(shuō)兩者試驗(yàn)條件在特定位置相似度較好。而通過(guò)對(duì)兩者進(jìn)行多次比對(duì)發(fā)現(xiàn)：在不同熱度的爐內(nèi)其他流動(dòng)場(chǎng)方面也有著相似的癥狀，這說(shuō)明燃料燃燒產(chǎn)生的熱量對(duì)爐內(nèi)流暢影響不大。我們?cè)趯?duì)鍋爐進(jìn)行熱態(tài)分析時(shí)，冷態(tài)性能試驗(yàn)數(shù)據(jù)依舊有著參考價(jià)值，但是這也僅僅是限制在特定環(huán)境下或者是局部相似處。

綜上所述，鍋爐的冷態(tài)性能試驗(yàn)實(shí)際上可以作為熱態(tài)試驗(yàn)的模擬原型來(lái)進(jìn)行分析研究，大部分火力電廠的試驗(yàn)人員多采用冷態(tài)空氣動(dòng)力廠試驗(yàn)來(lái)模擬。但是冷態(tài)動(dòng)力試驗(yàn)僅僅是在鍋爐沒(méi)有熱能運(yùn)行或?yàn)橥度胧褂们八捎玫模胁荒苓_(dá)到鍋爐實(shí)際運(yùn)行時(shí)的高溫狀態(tài)（數(shù)據(jù)顯示溫度大概為 1500℃左右），這就提示了我們不能盲目的采用冷態(tài)試驗(yàn)方法來(lái)完全模擬熱態(tài)性能試驗(yàn)。我們依然要根據(jù)實(shí)際需要，力求實(shí)事求是，依據(jù)相似原理來(lái)進(jìn)行類(lèi)比試驗(yàn)，用類(lèi)比出的試驗(yàn)數(shù)據(jù)結(jié)合熱態(tài)性能下?tīng)t內(nèi)實(shí)際情況、流暢分布情況、物理模型來(lái)綜合得出鍋爐熱態(tài)性能，而且必須嚴(yán)格遵守流動(dòng)過(guò)程相似的一系列相似條件和相似準(zhǔn)則。

3 鍋爐冷熱態(tài)性能試驗(yàn)的重要意義

近幾年來(lái)，我國(guó)鍋爐的運(yùn)行方式大體上都是依據(jù)運(yùn)行人員的工作經(jīng)驗(yàn)來(lái)評(píng)定的，因此，在一定程度上，難免會(huì)存在一部分運(yùn)行人員由于對(duì)燃燒的合理性和經(jīng)濟(jì)性的重視程度遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠，平時(shí)只是簡(jiǎn)單的滿足只要燒的穩(wěn)、能夠帶得起負(fù)荷就算是達(dá)到自己要求了，而沒(méi)有對(duì)燃燒的經(jīng)濟(jì)性做更加可行、更細(xì)的調(diào)整；同時(shí)，在電網(wǎng)的峰谷日趨增大，機(jī)組降負(fù)荷所產(chǎn)生的發(fā)電成本持續(xù)增加的狀況下，鍋爐燃燒系統(tǒng)的優(yōu)化就成為了我們現(xiàn)在需要亟待解決的問(wèn)題，以使其在確保設(shè)備安全運(yùn)行的前提下，始終處于最佳運(yùn)行狀態(tài)。因此，我們需要更深度的去挖掘鍋爐在節(jié)能方面的最大潛力，找出鍋爐機(jī)組既安全又優(yōu)化的合理運(yùn)行方式，以此提高鍋爐的運(yùn)行效率。此外，在日益提倡節(jié)能與環(huán)保的口號(hào)號(hào)召下，電廠作為能源消耗大戶，以提高鍋爐燃燒效率和降低污染物排放為目的的燃燒優(yōu)化技術(shù)一直是熱能工程的一個(gè)重要研究方向。在實(shí)際鍋爐運(yùn)行中，進(jìn)行燃燒調(diào)整試驗(yàn)是提高鍋爐機(jī)組運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性、安全性和環(huán)保性的重要手段。

一般來(lái)說(shuō)，鍋爐的冷熱態(tài)性能試驗(yàn)對(duì)于鍋爐的性能測(cè)試及為工作人員工作提供了重要的理論及實(shí)際意義。鍋爐冷態(tài)性能試驗(yàn)通常用來(lái)確定鍋爐燃燒系統(tǒng)的配風(fēng)均勻程度、燃燒系統(tǒng)及燃燒器的阻力特性及流體動(dòng)力特性、三次風(fēng)的作用、布置位置、角度和所需風(fēng)速等、影響爐膛充滿度的各種因素、探討爐內(nèi)結(jié)渣的空氣動(dòng)力原因、試驗(yàn)降低爐膛出口煙氣速度和溫度扭轉(zhuǎn)殘余的各種措施、試驗(yàn)合理的運(yùn)行方式等性能；而熱態(tài)燃燒調(diào)整試驗(yàn)是有計(jì)劃地改變某些可調(diào)參數(shù)及控制方式對(duì)燃燒工況做全面的測(cè)量，然后將取得的結(jié)果進(jìn)行科學(xué)分析從安全性、經(jīng)濟(jì)性等諸多方面加以比較確定出最佳的運(yùn)行方式在此狀態(tài)下進(jìn)行性能測(cè)試，同時(shí)全面的燃燒調(diào)整試驗(yàn)可以獲得鍋爐最佳運(yùn)行方式下的技術(shù)經(jīng)濟(jì)特性也可發(fā)現(xiàn)影響鍋爐安全穩(wěn)定經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的特殊問(wèn)題查明原因并研究解決對(duì)策。

4 總結(jié)

在能源日益緊張的未來(lái)，高效的利用能源必將成為解決能源問(wèn)題的有效途徑之一，電力行業(yè)作為國(guó)民經(jīng)濟(jì)的支柱產(chǎn)業(yè)，其能源利用率的提高將成為主要的研究方向，通過(guò)傳統(tǒng)的燃燒調(diào)整試驗(yàn)以及隨著先進(jìn)計(jì)算機(jī)仿真模擬系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)和應(yīng)用，必將為鍋爐的高效、安全運(yùn)行提供更為合理的優(yōu)化建議。而鍋爐的高效運(yùn)行才能保障火力發(fā)電廠、熱電廠等基礎(chǔ)設(shè)施的民生大計(jì),才更能為國(guó)家未來(lái)的宏觀經(jīng)濟(jì)戰(zhàn)略提供穩(wěn)定而又重要的發(fā)展基本。

[1]徐瓊輝.煤粉鍋爐熱工過(guò)程多場(chǎng)耦合數(shù)值計(jì)算與溫度場(chǎng)二重仿真方法研究[D]；中南大學(xué),2004

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