超臨界大容量火電機(jī)組深度調(diào)峰對(duì)燃煤鍋爐的影響

陳臻

摘 ? 要：進(jìn)入21世紀(jì)以來，人們對(duì)電量的需求量越來越大，現(xiàn)階段各種發(fā)電方式中，應(yīng)用最為廣泛的就是火力發(fā)電。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷提高，大容量機(jī)組應(yīng)用越來越頻繁，如何對(duì)其進(jìn)行深度調(diào)峰已經(jīng)成為影響燃煤鍋爐的重要因素。本文就現(xiàn)階段超臨界大容量火電機(jī)組深度調(diào)峰過程中對(duì)燃煤鍋爐的影響進(jìn)行詳細(xì)分析，并針對(duì)實(shí)際情況中出現(xiàn)的具體狀況提出了相應(yīng)的措施，以期超臨界大容量火電機(jī)組在運(yùn)行中能夠更加穩(wěn)定、高效。

關(guān)鍵詞：超臨界 ?大容量 ?火電機(jī)組 ?深度調(diào)峰 ?燃煤鍋爐

中圖分類號(hào)：T K227 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號(hào)：1674-098X（2019）09（a）-0050-02

隨著社會(huì)的進(jìn)步以及科技的提升，很多火電廠都應(yīng)用到了超臨界大容量的發(fā)電機(jī)組，而這些發(fā)電機(jī)組在進(jìn)行深度調(diào)峰的時(shí)候，很有可能會(huì)長時(shí)間處于一種較低負(fù)荷的狀態(tài)下運(yùn)行，這一過程不僅會(huì)影響到超臨界大容量發(fā)電機(jī)組使用過程中的經(jīng)濟(jì)性還很有可能影響到其運(yùn)行安全。文章從這類機(jī)組在深度調(diào)峰過程當(dāng)中對(duì)燃煤鍋爐造成的影響進(jìn)行了詳細(xì)的分析，并針對(duì)現(xiàn)階段深度調(diào)峰過程產(chǎn)生的影響提出了一些應(yīng)對(duì)措施。

1 ?對(duì)安全性的影響

1.1 鍋爐燃燒穩(wěn)定性

使用燃煤鍋爐進(jìn)行發(fā)電時(shí)，很多發(fā)電廠將燃煤鍋爐的最小穩(wěn)定燃燒負(fù)荷控制在燃燒鍋爐額定負(fù)荷的50%左右。然而深度調(diào)峰要求機(jī)組燃燒負(fù)荷一般情況下在40%BMCR時(shí)燃燒工況，甚至要求有部分電廠能夠達(dá)到30%BMCR時(shí)的燃燒工況。因此，火電機(jī)組在進(jìn)行深度調(diào)峰時(shí)，燃煤鍋爐將會(huì)出現(xiàn)最低運(yùn)行負(fù)荷比電廠最小穩(wěn)定燃燒負(fù)荷還要低的情況，這樣燃煤鍋爐內(nèi)的煤粉量進(jìn)一步減少，爐內(nèi)的平均溫度進(jìn)一步降低，著火不穩(wěn)定，燃燒火焰穩(wěn)定性降低，可能導(dǎo)致燃燒過程很容易出現(xiàn)滅火的情況。當(dāng)然，燃煤鍋爐在運(yùn)行過程當(dāng)中，其穩(wěn)定性與多方面因素有關(guān)，例如鍋爐的形狀、燃煤的品種、磨煤機(jī)的運(yùn)行質(zhì)量與性能等等。由此可見，要更好地保障燃煤鍋爐的燃燒穩(wěn)定性，就需從多方面入手，例如，燃煤發(fā)電廠可以引進(jìn)一些先進(jìn)的、穩(wěn)定性高的，新型低負(fù)荷燃燒器運(yùn)用到燃煤鍋爐中，同時(shí)還合理科學(xué)的調(diào)整燃煤鍋爐運(yùn)行中風(fēng)量配比等等。

1.2 氧化皮加劇生成和剝落

超臨界大容量火電機(jī)組在進(jìn)行深度調(diào)峰時(shí)，不僅對(duì)燃煤鍋爐燃燒運(yùn)行安全會(huì)有很大的影響，還會(huì)嚴(yán)重影響到電廠當(dāng)中汽水系統(tǒng)的運(yùn)行安全。在深度調(diào)峰的過程當(dāng)中，電廠燃燒鍋爐當(dāng)中的一些設(shè)備的管路容易生成氧化皮，隨著時(shí)間的推移這些氧化皮會(huì)逐漸脫落。為了使這一現(xiàn)象得到更好地改善，從而使燃煤鍋爐運(yùn)行更為安全，可以從以下幾方面入手：第一，在燃煤鍋爐運(yùn)行過程當(dāng)中，為了進(jìn)一步避免受熱面的溫度超溫現(xiàn)象，可以將其燃燒火焰的中心位置盡可能的調(diào)低一些，在進(jìn)行深度調(diào)峰的時(shí)，盡可能保持主再熱蒸汽溫度的穩(wěn)定，防止蒸汽溫度的大幅波動(dòng)量影響氧化皮的產(chǎn)生及脫落。第二，在進(jìn)行深度調(diào)峰的時(shí)候，要對(duì)燃燒鍋爐水溫變化進(jìn)行嚴(yán)格的控制，避免其波動(dòng)太大。第三，為了避免燃煤鍋爐在吹灰過程中對(duì)鍋爐受熱面結(jié)焦大面積掉焦導(dǎo)致壁溫超限，應(yīng)對(duì)燃燒煤種進(jìn)行合理安排，確保煤種灰熔點(diǎn)在一定范圍之內(nèi)，另外要對(duì)鍋爐的吹灰進(jìn)行合理的安排，確保鍋爐受熱面的溫度可控是避免氧化皮產(chǎn)生及脫落的有效手段。

1.3 管壁溫度不均勻和易超溫

在進(jìn)行深度調(diào)峰時(shí)，燃煤鍋爐可能會(huì)有很長的一段時(shí)間里都會(huì)處在低負(fù)荷的情況下進(jìn)行運(yùn)行。在這種情況下，燃煤鍋爐內(nèi)的汽壓會(huì)處于較低的狀態(tài)，其水動(dòng)力也會(huì)處于不足狀態(tài)，這些原因?qū)?huì)直接造成燃煤鍋爐中的水冷壁出現(xiàn)超溫現(xiàn)象，再加之燃燒鍋爐運(yùn)行過程中吹灰次數(shù)減少，將嚴(yán)重影響到燃燒過程的調(diào)整，這樣一來很容易導(dǎo)致燃燒鍋爐壁管受熱出現(xiàn)不均的情況。為避免以上情況，在鍋爐進(jìn)行大小修期間應(yīng)根據(jù)運(yùn)行期間各管壁溫度情況進(jìn)行檢查并安排合理的改造節(jié)流工作，確保各管壁流量平衡，在低負(fù)荷時(shí)不產(chǎn)生管壁溫度不均勻情況。在燃燒鍋爐運(yùn)行過程中，使機(jī)組壁管出現(xiàn)受熱不均以及超溫情況，多發(fā)生在超臨界機(jī)組從濕態(tài)向干態(tài)轉(zhuǎn)變的過程中。為避免管壁在運(yùn)行過程當(dāng)中出現(xiàn)受熱不均勻或者是超溫的情況，需要從一下幾方面進(jìn)行改進(jìn)。一方面，盡可能調(diào)整燃燒工況，降低轉(zhuǎn)態(tài)過程鍋爐壁溫?zé)崞畹漠a(chǎn)生。另一方面，對(duì)燃燒鍋爐當(dāng)中的煤與水的比例進(jìn)行嚴(yán)格的控制是防止管壁超溫有效的手段。

2 ?對(duì)經(jīng)濟(jì)性的影響

2.1 對(duì)鍋爐效率的影響

在進(jìn)行深度調(diào)峰時(shí)，燃煤鍋爐會(huì)長時(shí)間處于較低負(fù)荷狀態(tài)下運(yùn)行，這種情況下再熱蒸汽的溫度比較低，會(huì)嚴(yán)重影響到燃煤鍋爐的運(yùn)行效率。在燃燒鍋爐在低狀態(tài)下工作時(shí)，燃煤過程多數(shù)不能燃燒完全，這就導(dǎo)致燃煤鍋爐的運(yùn)行效率嚴(yán)重降低，在這種狀態(tài)下，會(huì)使大量的熱量隨著煙氣而流失。此外，燃煤鍋爐如果一直處于很低的負(fù)荷下運(yùn)行，那么就一直不能進(jìn)行吹灰作業(yè)，這樣會(huì)嚴(yán)重影響到燃煤鍋爐的運(yùn)行效率。為了盡可能提高燃煤鍋爐的運(yùn)行效率，可以采取一下措施：第一，可以根據(jù)實(shí)際運(yùn)行情況，科學(xué)合理的提升機(jī)組再熱器的溫度，適當(dāng)?shù)卦黾尤济哄仩t的蒸發(fā)量，以此方式來更好地應(yīng)對(duì)燃煤鍋爐的低負(fù)荷運(yùn)行;第二，根據(jù)實(shí)際燃煤鍋爐運(yùn)行情況，科學(xué)的、合理的選擇磨煤機(jī)的運(yùn)行方式;第三，為了更好地確保鍋爐燃燒的穩(wěn)定性，可以根據(jù)燃煤鍋爐運(yùn)行的實(shí)際情況，科學(xué)的、合理地對(duì)各層的磨煤機(jī)組中所加入的燃煤品種進(jìn)行合理調(diào)整。

2.2 對(duì)輔機(jī)的影響

超臨界大容量機(jī)組在進(jìn)行深度調(diào)峰時(shí)，發(fā)電廠整個(gè)體系都會(huì)處于低負(fù)荷狀態(tài)，這時(shí)候一些輔機(jī)在運(yùn)行時(shí)跟其設(shè)計(jì)時(shí)的運(yùn)行工況會(huì)有一定的偏差，這樣會(huì)嚴(yán)重影響到輔機(jī)的工作效率，增大燃煤鍋爐的耗煤量。由此可見，在低負(fù)荷情況下，一方面輔機(jī)在運(yùn)行時(shí)并沒有較高的經(jīng)濟(jì)性，另一方面還有可能由于鍋爐燃燒不充分，煙氣中含有大量未能完全燃燒的介質(zhì)，可能導(dǎo)致空氣預(yù)熱器發(fā)生燃燒、腐蝕與堵塞，給燃煤鍋爐運(yùn)行帶來安全隱患。為了有效地避免燃煤鍋爐出現(xiàn)安全問題，提升輔機(jī)的運(yùn)行效率與質(zhì)量，可以采用在深度調(diào)峰時(shí)，加強(qiáng)輔機(jī)的運(yùn)行維護(hù)工作，確保其安全可靠運(yùn)行。

3 ?對(duì)環(huán)保性的影響

3.1 對(duì)除塵與脫硝的影響

在進(jìn)行深度調(diào)峰的時(shí)候，燃煤鍋爐很長時(shí)間都會(huì)處于低負(fù)荷狀態(tài)下，這時(shí)排放的煙氣就會(huì)降低，而隨著煙氣的溫度降低，其除塵器的除塵效率反而會(huì)增加，但是如果煙氣的溫度過低，很有可能導(dǎo)致除塵器出現(xiàn)故障。為了避免這種情況發(fā)生，可以采取一些有效的措施：一方面，可以適當(dāng)提高燃燒鍋爐中煙氣的溫度;另一方面，可以對(duì)燃煤鍋爐當(dāng)中的一些設(shè)備進(jìn)行升級(jí)改造，以此來提升煙道進(jìn)口處煙氣的溫度。另外，脫硝系統(tǒng)在煙氣溫度低時(shí)，會(huì)使脫硝反應(yīng)區(qū)催化器失效，甚至?xí)捎诨瘜W(xué)反應(yīng)產(chǎn)生粘性物質(zhì)，導(dǎo)致催化器堵塞，最終影響風(fēng)煙系統(tǒng)阻力，所以在低負(fù)荷運(yùn)行時(shí)，一定要適當(dāng)提高煙氣溫度，確保脫硝系統(tǒng)安全。

3.2 脫硫影響

燃煤鍋爐在處于低負(fù)荷運(yùn)行時(shí)，由于有很大一部分燃煤并沒有完全燃燒，這樣一來在燃燒時(shí)會(huì)產(chǎn)生更多的硫化類物質(zhì)，另外在低負(fù)荷投油穩(wěn)燃時(shí)，可能會(huì)有脫硫漿液中毒的情況出現(xiàn)，嚴(yán)重影響到脫硫系統(tǒng)，因此應(yīng)對(duì)脫硫漿液和脫硫石膏的分析過程加以重視。在這一環(huán)節(jié)，可以采取相應(yīng)的措施，例如，對(duì)燃燒鍋爐進(jìn)行燃燒條件，最大程度確保無油燃燒過程的穩(wěn)定性等等。

4 ?結(jié)語

在進(jìn)行深度調(diào)峰時(shí)，火電發(fā)電廠的燃煤鍋爐處于低負(fù)荷運(yùn)行狀態(tài)，超臨界大容量發(fā)電機(jī)組在進(jìn)行相應(yīng)的深度調(diào)峰時(shí)，應(yīng)對(duì)火電發(fā)電廠整體系統(tǒng)進(jìn)行綜合的考慮，尤其要考慮到對(duì)燃煤鍋爐的影響，然后根據(jù)實(shí)際情況，采取科學(xué)的、合理的措施，提升機(jī)組的運(yùn)行安全與運(yùn)行效率，使其能夠滿足深度調(diào)峰的需求。

參考文獻(xiàn)

[1] 沈利，徐書德，關(guān)鍵，等.超臨界大容量火電機(jī)組深度調(diào)峰對(duì)燃煤鍋爐的影響[J].發(fā)電設(shè)備，2016（1）：21-23.

[2] 李平，趙適宜，金世軍，等.基于熱網(wǎng)與建筑物儲(chǔ)熱解耦的調(diào)峰能力提升方案[J].電力系統(tǒng)自動(dòng)化，2018（13）：20-28.