電廠鍋爐運(yùn)行參數(shù)對(duì)供電煤耗率的影響研究

閆俊昌

摘 要： 電廠鍋爐運(yùn)行狀況并不是一成不變的存在，在其運(yùn)行參數(shù)發(fā)生變化時(shí)，就會(huì)引起電廠鍋爐出現(xiàn)運(yùn)行變動(dòng)。鍋爐具有多種穩(wěn)定參數(shù)，而每一次穩(wěn)定參數(shù)的變化都會(huì)導(dǎo)致供電煤耗率的改變，需要注意的是，運(yùn)行參數(shù)變化值與走向都會(huì)受到鍋爐自身的運(yùn)行特性所影響，也就是說(shuō)，只有在明確了解鍋爐運(yùn)行參數(shù)在不同情況下的變化規(guī)律，才能真正研究出不同運(yùn)行參數(shù)的改變對(duì)于供電煤耗率的影響。因此，本文針對(duì)電廠鍋爐運(yùn)行參數(shù)對(duì)供電煤耗率的影響進(jìn)行探討，針對(duì)電站鍋爐運(yùn)行參數(shù)的靜態(tài)特性與對(duì)供電煤耗率影響因素進(jìn)行詳細(xì)的分析，通過(guò)結(jié)果證明其影響與變化，以供參考。

關(guān)鍵詞：電廠600MW鍋爐 運(yùn)行參數(shù) 供電煤耗率

中圖分類號(hào)：TM621 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1003-9082（2016）04-0313-01

通過(guò)針對(duì)我大唐國(guó)際運(yùn)城發(fā)電廠600MW鍋爐進(jìn)行實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)，可確定在不同運(yùn)行參數(shù)的變化下對(duì)于鍋爐運(yùn)行的實(shí)際影響，明確安全性與經(jīng)濟(jì)性。鍋爐的運(yùn)行參數(shù)并不是單一存在的項(xiàng)目，而是由多種性質(zhì)不同的項(xiàng)目組合而成，其中，部分參數(shù)可以根據(jù)運(yùn)行狀況進(jìn)行調(diào)節(jié)，而有些則不能進(jìn)行調(diào)節(jié)，部分項(xiàng)目的參數(shù)變化也會(huì)受到其他運(yùn)行參數(shù)的變化影響[1]。因此，可以利用調(diào)節(jié)參數(shù)達(dá)到調(diào)整鍋爐運(yùn)行狀況的效果，并有效提升鍋爐效率。部分參數(shù)的變化規(guī)律，甚至直接反映出現(xiàn)階段鍋爐運(yùn)行的狀況變化，必須真正掌握不同類型參數(shù)的性質(zhì)與變化規(guī)律才可明確電廠鍋爐運(yùn)行參數(shù)對(duì)于供電煤耗率的影響。

一、電站鍋爐運(yùn)行參數(shù)的靜態(tài)特性分析

1.負(fù)荷的變化對(duì)于鍋爐效率與燃燒效率的影響

依照我廠600MW電站鍋爐的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析[2]，可計(jì)算出負(fù)荷的不同變化下鍋爐效率與燃燒效率的影響，如圖1所示。

從圖1中可知，負(fù)荷的變化會(huì)影響到鍋爐效率的改變，負(fù)荷值越高，相應(yīng)的鍋爐效率也就越高，一旦達(dá)到某一個(gè)數(shù)值時(shí)，鍋爐運(yùn)行效率與燃燒效率就會(huì)明顯的降低。主要原因在于鍋爐負(fù)荷量一旦小于經(jīng)濟(jì)負(fù)荷時(shí)，伴隨燃煤量的增加，空氣量也會(huì)隨著上漲，爐膛內(nèi)部的平均溫度不斷提升，煤粉燃燒更加充分，而物理與化學(xué)熱損不斷減少。一旦大于經(jīng)濟(jì)負(fù)荷時(shí)[3]，就會(huì)導(dǎo)致?tīng)t膛內(nèi)部溫度快速提升，由于爐膛內(nèi)部的空氣流速也隨之提升，致使煤粉停留時(shí)間縮短，所產(chǎn)生的物理與化學(xué)損耗增加，會(huì)引起鍋爐效率與鍋爐燃燒效率快速下降。

2.能量損失分析

通過(guò)鍋爐效率的變化可發(fā)現(xiàn)伴隨鍋爐效率不斷降低，供電煤耗率與能量的損失也會(huì)不斷提升。對(duì)此，就需要通過(guò)減少各項(xiàng)鍋爐損失，以提升鍋爐效率與降低能量損失，防止過(guò)大的經(jīng)濟(jì)損失。對(duì)于600MW鍋爐的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)詳細(xì)數(shù)據(jù)可知，在不同負(fù)荷下的損失情況的變化，如表1.中不同負(fù)荷下鍋爐損失及效率所示。

從表1中可知，不同負(fù)荷變化下，損失最為嚴(yán)重的為排煙熱損失，緊接著散熱損失與固體未完全燃燒熱損失兩項(xiàng)。而散熱損失關(guān)系到爐膛結(jié)構(gòu)與保溫效果的變化，以往數(shù)據(jù)表明固體未完全燃燒熱損失超過(guò)散熱損失，而其中的飛灰含碳數(shù)值非常低的時(shí)候，固體未完全燃燒熱損失則低于散熱損失。例如鍋爐內(nèi)的飛灰含碳量一旦低于2%，就會(huì)發(fā)生上述狀況。當(dāng)負(fù)荷變化時(shí)，排煙熱損失與固體未完全燃燒熱損失走向具有一定規(guī)律，從表可知，排煙熱損失是對(duì)于鍋爐效率影響最高的一項(xiàng)，固體未完全燃燒熱損失的變化情況則與負(fù)荷走向相反。

二、對(duì)供電煤耗率影響因素的分析

1.煤的性質(zhì)對(duì)于供電煤耗率的影響

灰分屬于煤的主要雜質(zhì)組成部分，通?；曳值暮恐苯佑绊懙桨l(fā)熱量，前者越高，后者越低。灰分在煤炭燃燒的過(guò)程中會(huì)不斷吸熱，導(dǎo)致鍋爐內(nèi)部溫度不斷減少，促使煤著火十分困難?；曳謺?huì)在燃燒后產(chǎn)生灰殼，導(dǎo)致煤炭無(wú)法燃盡，灰渣含碳量增加。當(dāng)灰分進(jìn)行燃燒時(shí)，鍋爐工作效率將會(huì)下降，并且灰分含量越高，熱效率越低；而灰分含量的增大也會(huì)引起電除塵耗電量的提升，引起工廠用電率提升，供電煤耗率升高。

煤炭的使用目的就在于其具備發(fā)熱量。煤炭的發(fā)熱量與內(nèi)部物質(zhì)的含量有著直接關(guān)系，包括灰分、水分等等，是作為煤質(zhì)質(zhì)量高低最直觀的綜合性指標(biāo)。當(dāng)煤炭的發(fā)熱量超過(guò)標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，說(shuō)明其理論燃燒熱量很高，但不表示熱能利用率的高低。對(duì)此，就需要與煤炭和鍋爐型號(hào)相吻合，才能充分發(fā)揮其熱能利用率。一旦煤炭燃燒時(shí)只產(chǎn)生較低的熱值，說(shuō)明其質(zhì)量較低，而燃燒后具有高熱量的煤炭，如果水冷系統(tǒng)無(wú)法將熱量消除，就會(huì)引起爐膛溫度過(guò)高，導(dǎo)致結(jié)焦結(jié)渣現(xiàn)象的出現(xiàn)，很大程度上影響鍋爐安全而高效運(yùn)作。因此，可說(shuō)明煤的性質(zhì)將會(huì)直接影響供電煤耗率。

2.鍋爐受熱面污染對(duì)供電煤耗率的影響

受熱面污染內(nèi)容主要以熱面出現(xiàn)結(jié)渣結(jié)焦現(xiàn)象為主。煤粉灰分由于自身特性會(huì)在高溫的環(huán)境中產(chǎn)生熔融性，在靠近受熱面的過(guò)程中由于冷卻較慢而導(dǎo)致粘附在受熱面中。不斷積攢的結(jié)焦結(jié)渣會(huì)引起受熱面的熱阻升高，吸熱值下降，針對(duì)煙溫的冷卻性能也會(huì)隨著下降，嚴(yán)重影響鍋爐的運(yùn)行，對(duì)供電煤耗率產(chǎn)生負(fù)面影響。結(jié)渣結(jié)焦問(wèn)題多出現(xiàn)在水冷壁與爐膛內(nèi)部的出口中。由于煤粉在爐膛中所受到溫度超過(guò)1600℃，引起煤灰產(chǎn)生熔化現(xiàn)象，引起爐膛必須具備很強(qiáng)的冷卻能力，促使煙氣靠近水冷壁與爐膛出口時(shí)不會(huì)發(fā)生固化問(wèn)題，防止其粘附在受熱面中。

3.鍋爐進(jìn)風(fēng)溫度對(duì)供電煤耗率的影響

鍋爐進(jìn)風(fēng)溫度指的是空氣預(yù)熱器冷端的空氣溫度。廠房周?chē)h(huán)境溫度并不是一成不變的存在，跟天氣與季節(jié)有著很大的關(guān)系，冬季與夏季的溫度變化最為明顯，所以鍋爐進(jìn)風(fēng)溫度無(wú)法單純的保持不變，需要在計(jì)算鍋爐效率后，根據(jù)環(huán)境溫度變化情況進(jìn)行調(diào)整。進(jìn)風(fēng)溫度一旦下降，空氣預(yù)熱器將會(huì)增加換熱溫差，提升排煙溫度的冷卻性能，排煙溫度減少，反之亦然。如圖 2 所示的進(jìn)風(fēng)溫度不同引起的排煙溫度的變化。

為確?？諝忸A(yù)熱器與一次風(fēng)機(jī)等鍋爐所需要的輔助設(shè)備高效運(yùn)行，保證其正常而安全的運(yùn)作，需要確保進(jìn)口風(fēng)溫處于設(shè)計(jì)的范圍內(nèi)。伴隨進(jìn)風(fēng)溫度的下降，相應(yīng)的，空氣預(yù)熱器的換熱性能也會(huì)隨著提升，煙氣溫度的冷卻性能提升，排煙溫度下降，鍋爐運(yùn)行效率增長(zhǎng)。一旦出現(xiàn)排煙溫度小于煙氣溫度時(shí)，會(huì)引起空氣預(yù)熱器與一次風(fēng)機(jī)等輔助設(shè)備的損壞問(wèn)題。例如周?chē)h(huán)境較為寒冷之時(shí)，進(jìn)風(fēng)溫度處于零下，遠(yuǎn)低于設(shè)計(jì)溫度，很易導(dǎo)致空氣預(yù)熱器冷端溫度小于排煙溫度而引起的腐蝕問(wèn)題，對(duì)于供電煤耗率產(chǎn)生負(fù)面的影響。

總結(jié)：上文中根據(jù)我廠600MW 鍋爐實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)為分析基礎(chǔ)，詳細(xì)研究了不同消耗情況下能量損失與引起供電煤耗率變化的運(yùn)行參數(shù)以及其性質(zhì)，明確影響因素。但是電廠鍋爐運(yùn)行參數(shù)之間的影響因素還需要利用鍋爐換熱與燃燒理論進(jìn)行分析與解答，而我廠的一些實(shí)際運(yùn)行參數(shù)數(shù)據(jù)也需不斷進(jìn)行監(jiān)測(cè)與記錄，以便得到更加全面的數(shù)據(jù)進(jìn)行影響研究。我國(guó)鍋爐雖已有多年的工作經(jīng)驗(yàn)，但隨著科技的進(jìn)步，必將生產(chǎn)出更多具有高性能的鍋爐，鍋爐必然擁有更加廣闊的應(yīng)用前景與發(fā)展?jié)摿Α?/p>

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