大型電站鍋爐運(yùn)行熱經(jīng)濟(jì)性分析

苗勇

摘 要： 最近幾年隨著我國(guó)社會(huì)不斷發(fā)展和進(jìn)步，和我國(guó)經(jīng)濟(jì)持續(xù)發(fā)展，電力企業(yè)發(fā)展迎來(lái)了全新的機(jī)遇和挑戰(zhàn)?，F(xiàn)階段我國(guó)大型電廠(chǎng)的發(fā)電依然采用燃煤發(fā)電，煤炭的消耗量巨大，怎樣提高燃料的利用率就成為現(xiàn)階段我們需要重點(diǎn)攻克的難題。電廠(chǎng)鍋爐熱力系統(tǒng)作為火力發(fā)電的一個(gè)重要組成部分，其運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性在很大程度上影響到整個(gè)電廠(chǎng)運(yùn)行的科學(xué)性，當(dāng)鍋爐系統(tǒng)負(fù)荷發(fā)生變化后，電站鍋爐運(yùn)行的熱經(jīng)濟(jì)性將會(huì)發(fā)生顯著的變化，因此，做好大型電站鍋爐運(yùn)行熱經(jīng)濟(jì)性分析就顯得十分重要了。本文主要結(jié)合實(shí)際情況，就影響大型大電站鍋爐運(yùn)行熱經(jīng)濟(jì)性的影響因素進(jìn)行了分析，然后提出了相應(yīng)的優(yōu)化對(duì)策，希望通過(guò)本次研究對(duì)更好的促進(jìn)電廠(chǎng)能源高效利用有一定助益。

關(guān)鍵詞：大型電站 鍋爐運(yùn)行 熱經(jīng)濟(jì)效益

中圖分類(lèi)號(hào)：TK227 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1003-9082（2016）05-0328-01

隨著我國(guó)可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略不斷發(fā)展，大型電站在電力市場(chǎng)中所占據(jù)的份額和競(jìng)爭(zhēng)力越來(lái)越大，其對(duì)煤炭資源的需求量也在不斷提升，但是最近幾年，隨著國(guó)家對(duì)能源領(lǐng)域不斷進(jìn)行改革，對(duì)煤炭的需求量不斷增長(zhǎng)，國(guó)家高度重視煤炭資源的開(kāi)采和后續(xù)的利用，但是由于電廠(chǎng)發(fā)電設(shè)備能源利用效率不高，往往需要投入大量的資源才能生產(chǎn)出既定電能，電站發(fā)電成本顯著提升，這種情況的出現(xiàn)對(duì)火力發(fā)電企業(yè)造成了巨大的生產(chǎn)壓力，面對(duì)這些問(wèn)題需要電力企業(yè)及時(shí)作出改變，通過(guò)提高鍋爐運(yùn)行的熱經(jīng)濟(jì)性，高效利用煤炭資源。

一、影響大型電站鍋爐運(yùn)行熱經(jīng)濟(jì)性的因素分析

1.蒸汽因素

在電站發(fā)電過(guò)程中，鍋爐蒸汽參數(shù)的高低直接影響到煤炭資源的利用情況，蒸汽參數(shù)的合適與否將會(huì)對(duì)發(fā)電廠(chǎng)的熱力循環(huán)系統(tǒng)的運(yùn)行效率產(chǎn)生極大的影響，因此，就要求鍋爐運(yùn)行過(guò)程中讓鍋爐內(nèi)的蒸汽參數(shù)維持在一個(gè)比較穩(wěn)定的標(biāo)準(zhǔn)下，要想達(dá)到這個(gè)要求，一方面需要運(yùn)行人員具備較高的責(zé)任心，確保熱工自動(dòng)裝置的投入率，另一方面發(fā)電站也可以使用相應(yīng)的技術(shù)保證鍋爐內(nèi)自然循環(huán)的煤粉保持穩(wěn)定的投入，從而提高了設(shè)備的自動(dòng)化運(yùn)轉(zhuǎn)水平，并確保其可以根據(jù)不同的煤炭資源類(lèi)型，運(yùn)行負(fù)荷做出及時(shí)的調(diào)整。根據(jù)相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，當(dāng)主蒸汽溫度被提高到11～15度后，電站的煤耗量會(huì)顯著降低。煤耗量在一定程度上隨著主蒸汽溫度的提升而呈現(xiàn)下降的趨勢(shì)。

2.煤炭資源利用效率不高

首先，煤炭資源中水分過(guò)大，在燃燒過(guò)程中大量水分蒸發(fā)降低了鍋爐有效的吸熱量，增加了鍋爐排煙口的熱力損失，煤炭資源中水分含量越大，其粘度越大，其在燃燒過(guò)程中會(huì)在鍋爐的各個(gè)管道內(nèi)產(chǎn)生堆積和堵塞現(xiàn)象，在增加煤炭不完全燃燒的基礎(chǔ)上，更增加了鍋爐的運(yùn)行負(fù)荷；其次，煤炭資源中灰分較高，使得煤炭在燃燒過(guò)程中，鍋爐內(nèi)煙氣溫度降低，大量粉塵堆積在鍋爐壁上，大大增加了鍋爐的熱損失情況，此外，由于灰分具有一定的隔離作用，使得鍋爐中的煤炭不能充分燃燒，嚴(yán)重影響到對(duì)煤炭資源的利用率；再次，煤炭的揮發(fā)分較低。煤炭的揮發(fā)分較低會(huì)顯著提升煤炭的著火點(diǎn)，煤炭在燃燒過(guò)程中所達(dá)到的著火點(diǎn)的時(shí)間就會(huì)更長(zhǎng)，煤炭顆粒在鍋爐內(nèi)停留的時(shí)間也就越長(zhǎng)，完全燃燒的可能性也就會(huì)越低，這就大大增加了煤炭在鍋爐中不完全燃燒的熱損失；最后，煤炭顆粒過(guò)大或者過(guò)細(xì)，這些都會(huì)影響到鍋爐的工作效率和運(yùn)行質(zhì)量。

3.鍋爐排煙溫度過(guò)高

排煙溫度較高是影響鍋爐運(yùn)行熱經(jīng)濟(jì)性的另一個(gè)主要原因，排煙溫度每上升10度，鍋爐的運(yùn)行效率會(huì)下降0.5%左右，而鍋爐所需要的各種煤耗會(huì)大大提升。出現(xiàn)排煙溫度過(guò)高的原因是多種多樣的其中包括以下幾個(gè)方面：首先，爐膛內(nèi)中心火焰較高。在相同負(fù)荷下，中心火焰溫度越高，排煙溫度越高；其次，風(fēng)管風(fēng)壓過(guò)高。在相同的負(fù)荷下，一次風(fēng)管的風(fēng)壓越高，會(huì)導(dǎo)致風(fēng)煤混合不均勻，影響煤炭正常充分燃燒，導(dǎo)致燃燒火焰上移，溫度升高；最后，通風(fēng)量過(guò)大。不管在任何條件下，通風(fēng)量增加，含氧量過(guò)高，會(huì)顯著提升排煙溫度，煙氣量增加大大降低鍋爐的運(yùn)行經(jīng)濟(jì)效益。

二、提高鍋爐運(yùn)行熱經(jīng)濟(jì)性對(duì)策分析

在影響鍋爐運(yùn)行熱經(jīng)濟(jì)性的各種因素中，排煙溫度過(guò)高是造成熱損失的主要因素之一，緊隨其后的是煤炭的固體燃燒物未得到全面燃燒，要想提高電站鍋爐運(yùn)行的熱經(jīng)濟(jì)性，首先應(yīng)該從降低排煙溫度和提高煤炭資源完全燃燒率方面入手。

1.保證蒸汽參數(shù)

有些電廠(chǎng)鍋爐的爐膛太大，如果計(jì)算不準(zhǔn)確或者煤炭種類(lèi)發(fā)生改變之后，過(guò)熱器或者再熱器出口蒸汽溫度會(huì)出現(xiàn)偏低的情況，有時(shí)過(guò)熱器溫度會(huì)低于保證值，這就會(huì)顯著提升機(jī)組的供電耗煤，機(jī)組運(yùn)行經(jīng)濟(jì)效率大大降低。針對(duì)這種情況應(yīng)該通過(guò)熱力計(jì)算分析，決定增加哪一個(gè)部分的受熱面。而對(duì)于有些鍋爐氣溫過(guò)高，需要噴入較多溫水才能達(dá)到參數(shù)要求同樣會(huì)影響機(jī)組的運(yùn)行經(jīng)濟(jì)效益，這時(shí)可以通過(guò)人力計(jì)算減少部分受熱面，從而使過(guò)熱器達(dá)到既定的蒸汽標(biāo)準(zhǔn)。

2.提高煤炭資源的燃燒效率

在鍋爐運(yùn)行過(guò)程中，煤炭資源未完全燃燒所帶來(lái)的熱損失是指在鍋爐內(nèi)煤炭沒(méi)有被完全燃燒就被排出來(lái)，這個(gè)過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生大量熱損失。其是影響鍋爐運(yùn)行熱經(jīng)濟(jì)性的一個(gè)主要原因。在鍋爐運(yùn)行過(guò)程中，造成煤炭不能被完全燃燒的因素是多種多樣的，一種是燃燒顆粒被混在灰渣中被排出，另一種燃料以飛灰的形式隨著煙囪排出。在鍋爐中混在灰渣中的固體燃燒顆粒所帶來(lái)的熱損失所占比例僅為5%左右，以飛灰形式散溢出去的熱損失才是造成固體燃燒物出現(xiàn)較大熱損失的主要原因。一般情況下，煤炭資源的燃燒點(diǎn)高低、燃燒形式以及鍋爐內(nèi)部的燃燒結(jié)構(gòu)以及鍋爐的運(yùn)行情況都會(huì)給固體燃燒物的充分燃燒產(chǎn)生不小的影響。在鍋爐實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中，電站要減輕固體物不完全燃燒所帶來(lái)的熱損失，可以采取以幾方面措施：首先，合理配置燃燒的煤炭資源，在進(jìn)行燃燒之前，對(duì)不同性質(zhì)的煤炭進(jìn)行混合搭配，降低煤炭在燃燒過(guò)程中出現(xiàn)較大的變化，從而確保鍋爐運(yùn)行熱經(jīng)濟(jì)性穩(wěn)定；其次，要保證煤炭顆粒大小合適，既不要太大，也不要太小，煤炭顆粒的直徑大小對(duì)飛灰中的可燃物含量的多少有著密切的關(guān)系；再次，要控制好過(guò)量空氣系數(shù)。煤炭的充分燃燒需要充足的氧氣作為支撐，但是鍋爐內(nèi)如果鼓入了過(guò)量的冷空氣會(huì)顯著降低鍋爐內(nèi)溫度，從而增加了排煙量，因此，在確定過(guò)量空氣系數(shù)時(shí)，應(yīng)該根據(jù)鍋爐的燃燒特性以及煤炭的性質(zhì)和種類(lèi)綜合確定；最后，要切實(shí)做好煤炭燃燒調(diào)整工作。鍋爐內(nèi)爐渣的含量直接影響到煤炭顆粒的完全燃燒情況，因此，電站鍋爐在運(yùn)行過(guò)程中，應(yīng)該根據(jù)煤炭的種類(lèi)和性質(zhì)為依據(jù)，充分掌握好煤炭的燃燒性質(zhì)、煤粉的濃度以及進(jìn)風(fēng)量的規(guī)律，并采用科學(xué)的進(jìn)料方式，從而保證鍋爐內(nèi)煤炭燃燒完全和充分，切實(shí)保證鍋爐的最佳熱經(jīng)濟(jì)效益。

3.解決排煙問(wèn)題造成的熱經(jīng)濟(jì)性不高的對(duì)策

對(duì)鍋爐運(yùn)行的熱經(jīng)濟(jì)性造成嚴(yán)重影響排煙問(wèn)題主要有溫度和容積等幾方面。當(dāng)排煙溫度較高時(shí)，在煙氣中就會(huì)夾帶大量的熱量，從而造成熱損失，造成排煙溫度較高的原因也是多種多樣的，例如受熱面積減小，受熱面存在污染或者鍋爐運(yùn)行不當(dāng)，導(dǎo)致了火焰中心升高，而造成排煙容積較大的原因主要是鍋爐爐膛密封性不佳，煤粉溫度較高，導(dǎo)致了煤炭燃燒后產(chǎn)生了大量的水蒸氣，從而導(dǎo)致鍋爐運(yùn)行熱效率損失。要想提高鍋爐運(yùn)行的熱經(jīng)濟(jì)性，除了要做好設(shè)備方面的工作之外，還要做好鍋爐運(yùn)行方面的多項(xiàng)工作。首先，控制好過(guò)量空氣系數(shù)，工作人員應(yīng)該定時(shí)、不間斷的對(duì)鍋爐爐膛的氧氣表和風(fēng)量表進(jìn)行監(jiān)督和控制，發(fā)現(xiàn)存在問(wèn)題及時(shí)修正，切實(shí)保證煤炭能夠完全燃燒；其次，煤粉燃燒器的使用一定要適宜，在正常運(yùn)行情況下，應(yīng)該投入的是下層燃燒器，這是為了控制好火焰中心的高度，避免排煙口溫度升高；最后，切實(shí)做好設(shè)備維護(hù)工作，避免爐膛出現(xiàn)泄露現(xiàn)象，當(dāng)熱損失率下降之后，應(yīng)該及時(shí)停止設(shè)備進(jìn)行檢查，并及時(shí)采取措施解決問(wèn)題，切實(shí)保證鍋爐運(yùn)行的熱經(jīng)濟(jì)性。

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