提高發(fā)電廠鍋爐經(jīng)濟(jì)性措施

【摘 要】在發(fā)電廠中，鍋爐的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行十分重要。本文結(jié)合首鋼京唐鋼鐵聯(lián)合有限責(zé)任公司自備電廠的具體情況，對影響鍋爐經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的各因素進(jìn)行了研究，分別從蒸汽參數(shù)、熱損失和電損耗、負(fù)荷分配等方面展開討論。重點(diǎn)分析了入爐煤質(zhì)的不合格給鍋爐運(yùn)行造成的經(jīng)濟(jì)性影響，并給出了具體應(yīng)對措施。

【關(guān)鍵詞】發(fā)電廠；鍋爐；經(jīng)濟(jì)運(yùn)行

當(dāng)下，國家為了整頓煤炭市場，采取了關(guān)閉和停止小型煤窯，增長煤炭價(jià)格的同時(shí)降低電價(jià)的措施，這就給燃煤電廠帶來了巨大的考驗(yàn)和挑戰(zhàn)，供電煤耗量是衡量發(fā)電廠經(jīng)濟(jì)性的重要指標(biāo)，而發(fā)電煤耗以及電廠的自用電率又是決定供電煤耗的因素，鍋爐作為燃煤主體，其經(jīng)濟(jì)運(yùn)行至關(guān)重要，本文對此展開討論。

1、發(fā)電廠工程概況

該工程裝設(shè)二臺(tái)300MW等級燃煤抽汽供熱式汽輪發(fā)電機(jī)組。鍋爐為亞臨界參數(shù)、一次中間再熱、單爐膛、平衡通風(fēng)，固態(tài)排渣，露天布置，全鋼構(gòu)架。運(yùn)轉(zhuǎn)層以下鍋爐鋼架范圍內(nèi)封閉，爐頂設(shè)大罩殼。鍋爐為100%燃燒煤粉的鍋爐，具有同時(shí)摻燒0～30%（為熱量百分比，摻燒比例設(shè)計(jì)為20%）高爐煤氣及0～35000Nm3/h焦?fàn)t煤氣的能力。鍋爐燃用設(shè)計(jì)煤種為神華煤，校核煤種為山西大同煤。鍋爐尾部采用選擇性催化還原脫硝工藝（SCR）。每臺(tái)機(jī)組設(shè)一套SCR脫硝裝置，SCR反應(yīng)器直接布置在省煤器之后空預(yù)器之前的煙道上。鍋爐的主蒸汽和再熱蒸汽的壓力、溫度、流量等要求與汽輪機(jī)的參數(shù)相匹配，且不影響鍋爐性能保證值。鍋爐的最大連續(xù)蒸發(fā)量應(yīng)相當(dāng)于汽輪機(jī)調(diào)節(jié)汽門全開（VWO）時(shí)的蒸汽流量。

2、發(fā)電廠鍋爐經(jīng)濟(jì)運(yùn)行分析

2.1蒸汽因素分析

對于電廠的熱力循環(huán)系統(tǒng)來說，蒸汽參數(shù)是一項(xiàng)重要指標(biāo)，它能夠反映出鍋爐效率。在實(shí)際的運(yùn)行過程中，需要維持這一參數(shù)為恒定值。熱工自動(dòng)裝置的投入使用以及工作人員的細(xì)致工作是保障。在首鋼京唐鋼鐵聯(lián)合有限責(zé)任公司自備電廠中，發(fā)電機(jī)組經(jīng)過相應(yīng)改造后，自動(dòng)化水平有了很大提高，可以及時(shí)的對各影響因素的變化給出調(diào)整方案。當(dāng)工作狀況正常時(shí)，蒸汽參數(shù)能夠穩(wěn)定在規(guī)定的數(shù)值之內(nèi)。

2.2鍋爐中的能量損失分析

鍋爐能量損失包括有：排煙損失、燃料不完全燃燒損失以及其他損失。要想提高機(jī)組的經(jīng)濟(jì)性，需要分析造成這些損失的原因，對癥下藥。排煙損失在整個(gè)能量損失中占有的比例很大，排煙溫度過高以及排煙容積過大都會(huì)增加這一損失。成這種高溫排煙的原因主要是設(shè)計(jì)的受熱面積太小，實(shí)際使用的燃燒煤種和設(shè)計(jì)所選用的煤種之間存在偏差，鍋爐的運(yùn)行不合理造成火焰中心偏離正常位置，尤其是鍋爐摻燒高焦?fàn)t煤氣后，火焰中心后移，排煙溫度升高。另外，長時(shí)間使用造成的受熱面被污染、制粉系統(tǒng)出現(xiàn)有漏風(fēng)的現(xiàn)象也是造成高溫排煙的原因。排煙容積過大是因?yàn)樵跔t膛中出現(xiàn)有漏風(fēng)的現(xiàn)象。另外，煤粉沒有晾曬干也是原因之一。在本機(jī)組中，為了降低排煙溫度，將低溫段的空氣預(yù)熱器以熱管式空氣預(yù)熱器代替。這樣一來就可以大大減少預(yù)熱器的漏風(fēng)現(xiàn)象，降低排煙的溫度。

對于燃料不完全燃燒造成的損失來說，這些沒有燃盡的顆粒，有些可能會(huì)隨著燃盡的灰渣一起被鏟出爐膛的，有些可能是隨著煙氣排出爐膛的。作為主要損失之一，它主要是由飛灰中的可燃物造成的。在燃燒過程中，燃料的顆粒要適中，空氣要充足。

2.3負(fù)荷的分配

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，電網(wǎng)對單元機(jī)組的要求越來越高，需要其具有更強(qiáng)的負(fù)荷適應(yīng)能力，穩(wěn)定性也需要進(jìn)一步提高，在機(jī)組正常運(yùn)行時(shí)，參與調(diào)峰調(diào)頻和接帶尖峰負(fù)荷和自動(dòng)負(fù)荷等，一旦負(fù)荷發(fā)生變化，相應(yīng)的鍋爐效率也會(huì)發(fā)生變化[1]。實(shí)際運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)表明，該電廠中的機(jī)組在80%左右負(fù)荷時(shí)效率為最高。在正常情況下，采用的控制方式是協(xié)調(diào)控制方式。在接受自動(dòng)負(fù)荷指令的情況下，鍋爐無法保持恒定的工作于經(jīng)濟(jì)負(fù)荷區(qū)內(nèi)，在現(xiàn)場中，可以限定負(fù)荷的上下限，保證鍋爐的高效率。在工作人員手動(dòng)調(diào)節(jié)負(fù)荷指令時(shí)，采用的是高效機(jī)組，以此來帶動(dòng)基本的負(fù)荷。

3、煤質(zhì)對鍋爐運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性影響的分析及應(yīng)對措施

在爐膛中，煤粉的燃燒是一個(gè)非常復(fù)雜的過程，包含有多種物理化學(xué)反應(yīng)。另外，還伴隨有質(zhì)量以及熱量的傳遞[2]。將其過程進(jìn)行劃分，包括著火和燃盡兩個(gè)階段。影響著火質(zhì)量的因素不僅與煤粉本身的質(zhì)地有關(guān)，還會(huì)受到火區(qū)溫度的影響，對燃盡產(chǎn)生影響的因素除了煤粉自身的特性以外，其粗細(xì)程度、燃燒中的氧給量等也都是至關(guān)重要的因素。煤炭中的含灰量與發(fā)熱量有著聯(lián)系緊密。通常情況下，增大灰分，進(jìn)入爐膛的煤質(zhì)熱值會(huì)下降。該值的下降不僅會(huì)對鍋爐的熱效率產(chǎn)生影響，也會(huì)增加系統(tǒng)的耗電率。這是因?yàn)?，一旦熱值降低了，相?yīng)的煤粉系統(tǒng)就要磨制更多的煤粉給鍋爐，增加了能量損耗。一旦煤粉的制備能力有限，無法滿足鍋爐的正常燃燒，則需要更多的制粉系統(tǒng)投入使用。如此一來，就增大了總體的能耗，提高用電率。對于揮發(fā)分來說，其值越高，煤種越容易著火，燃盡的時(shí)間也相對較短，其值越低，煤粉的著火會(huì)延遲，燃盡度也隨之下降。為了保證在揮發(fā)分下降時(shí)煤粉有較高的燃盡度，需要將煤顆粒磨制得更細(xì)，這樣就會(huì)增加功耗，降低機(jī)組的運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性。除上述分析外，煤質(zhì)的可磨性系數(shù)、入爐煤中的水分含量以及煤質(zhì)的波動(dòng)等都與鍋爐運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性有關(guān)[3]。

本工程采用鍋爐燒煤，摻燒高爐煤氣及焦?fàn)t煤氣，鍋爐點(diǎn)火低負(fù)荷助燃采用的是焦?fàn)t煤氣。針對這一現(xiàn)狀和上述提出的影響，特提出以下一些應(yīng)對措施。首先，要提高入廠的煤質(zhì)。要禁止造假配成的混摻貧煤流入電廠。依據(jù)電廠的實(shí)際情況，加大配煤摻燒的管理力度，不斷優(yōu)化配煤摻燒的方式。不能一味的追求整體指標(biāo)，煤質(zhì)摻混后的可磨性和燃燒特性都是值得關(guān)注的方面。其次，要注意設(shè)備的技術(shù)改造，對陳舊不滿足運(yùn)行要求的設(shè)備要及時(shí)的更新?lián)Q代并加大原煤除雜力度。最后，嚴(yán)格控制煤質(zhì)底限也是非常重要的。

4、結(jié)束語

鍋爐作為燃煤主體，其經(jīng)濟(jì)運(yùn)行至關(guān)重要，本文結(jié)合電廠的實(shí)際情況，對其中鍋爐的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行進(jìn)行了分析，給出了一些措施，除此之外，還需要不斷提高鍋爐制造的技術(shù)水平和工作人員的自身素質(zhì)，加強(qiáng)對陳舊設(shè)備的更新?lián)Q代，及時(shí)使用新技術(shù)，只有隨時(shí)走在技術(shù)的前列，才能第一之間將鍋爐的運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性提高到新的水平。

參考文獻(xiàn)

[1]袁宏偉，王雷，高正陽等.電站鍋爐制粉系統(tǒng)出力影響因素分析[J].電力科學(xué)與工程，2012，28 （ 2） ：65-70.

[2]段學(xué)農(nóng)，朱照明，焦慶豐等.電廠鍋爐混煤摻燒技術(shù)研究與實(shí)踐[J].中國電力，2008，41（6）：51-54.

[3]郭振，王棟材，胡佳琪等.600 MW 發(fā)電機(jī)組混煤選配方案研究[J].電 力 科 學(xué) 與 工 程，2010，26 （ 8） ：93-97.