電廠鍋爐應(yīng)用于熱能與動(dòng)力工程的發(fā)展與創(chuàng)新

廖雋捷 張杰

福建華電可門發(fā)電有限公司 福建 福州 350512

目前火力發(fā)電仍然是發(fā)電生產(chǎn)的主要技術(shù)形式，鍋爐作為火力發(fā)電廠中的主要設(shè)備，需要為其運(yùn)行穩(wěn)定性和生產(chǎn)效率提供保障。為滿足日益增長的社會(huì)用電需求量，在電廠生產(chǎn)過程中，不斷引進(jìn)先進(jìn)技術(shù)手段，對(duì)鍋爐進(jìn)行改造和優(yōu)化，提高其能源轉(zhuǎn)化效率。其中，熱能與動(dòng)力工程是電廠鍋爐設(shè)計(jì)優(yōu)化的重要基礎(chǔ)。

1 電廠鍋爐在熱能與動(dòng)力工程中的應(yīng)用發(fā)展現(xiàn)狀

電廠鍋爐是火力發(fā)電技術(shù)的核心設(shè)備，根據(jù)燃燒物及原理的不同，可分為多種類型。為提高電廠鍋爐燃燒效率，目前多數(shù)鍋爐采用電子控制方式，能夠提升熱能轉(zhuǎn)化效率。熱能與動(dòng)力工程則是專門研究熱能、動(dòng)力及相關(guān)能量轉(zhuǎn)換機(jī)制的學(xué)科，其本身綜合性較強(qiáng)，涉及到化工、電力、機(jī)械等各學(xué)科知識(shí)。熱能與動(dòng)力工程的研究發(fā)展與電力行業(yè)等的發(fā)展有密切聯(lián)系，可以利用熱能與動(dòng)力工程相關(guān)理論和技術(shù)，進(jìn)一步提高電廠鍋爐的運(yùn)行效率。從目前電廠鍋爐在熱能與動(dòng)力工程中的應(yīng)用情況來看，包括其設(shè)計(jì)、開發(fā)、制造和運(yùn)行控制等一系列應(yīng)用流程，都涉及到熱能與動(dòng)力工程知識(shí)。具體包括熱能工程、保溫技術(shù)、制冷技術(shù)、動(dòng)力機(jī)械原理等。特別是在成套裝置的開發(fā)過程中，更需要與熱能與動(dòng)力工程學(xué)知識(shí)相結(jié)合，提高電廠鍋爐設(shè)計(jì)水平。電廠鍋爐結(jié)構(gòu)如圖1所示。

圖 1 電廠鍋爐結(jié)構(gòu)示意圖

2 電廠鍋爐在熱能與動(dòng)力工程中的應(yīng)用創(chuàng)新對(duì)策

2.1 燃燒技術(shù)創(chuàng)新

目前許多電廠在鍋爐燃燒過程中，左右區(qū)域吸收熱量較多，中間部分則較少，從而會(huì)對(duì)鍋爐燃燒效率產(chǎn)生不利影響。在電廠鍋爐改造過程中，應(yīng)通過平衡每個(gè)部分的受熱情況，促進(jìn)鍋爐燃燒效率的提升。具體可采取改變鍋爐水平角度的措施，使其可以全面接觸熱量。同時(shí)需要改善通氣效率，確保燃燒過程的充分進(jìn)行，避免產(chǎn)生有害廢氣污染。電廠鍋爐燃燒技術(shù)仍存在較大的改進(jìn)和提升空間，需要關(guān)注于各種先進(jìn)燃燒技術(shù)的使用。比如在燃燒控制技術(shù)方面，通過采用現(xiàn)代化控制技術(shù)，自動(dòng)控制燃料投放，不僅可以保證生產(chǎn)過程的連續(xù)性，而且可以提高鍋爐燃燒節(jié)能效益。比如目前使用較多的連續(xù)控制技術(shù)、雙交叉先付控制技術(shù)等。在PLC技術(shù)的支持下，利用電信號(hào)調(diào)整比例閥、電動(dòng)閥參數(shù)，從而對(duì)鍋爐溫度進(jìn)行調(diào)整。此外還可以采用電子定位方法，確保燃料與空氣比例的合理性，實(shí)現(xiàn)對(duì)鍋爐溫度等參數(shù)的精確控制。

2.2 鍋爐結(jié)構(gòu)改造

對(duì)鍋爐內(nèi)部結(jié)構(gòu)進(jìn)行改造是提升鍋爐運(yùn)行效率的關(guān)鍵措施，在鍋爐的長期運(yùn)行過程中，需要綜合考慮各方面影響因素，確保內(nèi)部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的合理性，從根本上提升鍋爐燃燒效率。在具體改造過程中，需要結(jié)合電廠鍋爐的實(shí)際情況，找出影響鍋爐燃燒效率的主要因素，從而對(duì)相應(yīng)的結(jié)構(gòu)及部件進(jìn)行改造。在此過程中，也需要采用熱能與動(dòng)力工程原理，從而能源轉(zhuǎn)化效率角度出發(fā)，制定具體的設(shè)計(jì)改造方案。不僅要提升各部件的運(yùn)行效率，還需要確保各部件之間能夠形成良好配合，從而得到最優(yōu)化的整體改造方案。

2.3 風(fēng)機(jī)設(shè)計(jì)優(yōu)化

風(fēng)機(jī)是電廠鍋爐系統(tǒng)中的重要組成部分，在鍋爐運(yùn)行過程中發(fā)揮著重要作用。如果風(fēng)機(jī)供風(fēng)方式不合理或風(fēng)量不足，會(huì)對(duì)鍋爐運(yùn)行效率產(chǎn)生嚴(yán)重的負(fù)面影響。因此，在鍋爐設(shè)計(jì)改造過程中，與需要對(duì)風(fēng)機(jī)進(jìn)行設(shè)計(jì)優(yōu)化。風(fēng)機(jī)一般設(shè)置在鍋爐下方，考慮到鍋爐結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，對(duì)風(fēng)機(jī)參數(shù)進(jìn)行實(shí)際測量較為困難，需要采用仿真類翼型葉片進(jìn)行分析，通過模擬試驗(yàn)，判斷風(fēng)機(jī)氣流方向及風(fēng)量的合理性，從而提高風(fēng)機(jī)設(shè)計(jì)的合理性。此外還要對(duì)不同的風(fēng)機(jī)運(yùn)行方式進(jìn)行比較分析，精準(zhǔn)確定風(fēng)機(jī)葉片等規(guī)格參數(shù)，確保風(fēng)機(jī)與鍋爐能夠充分匹配。電廠鍋爐風(fēng)機(jī)結(jié)構(gòu)如圖2所示。

圖 2 電廠鍋爐風(fēng)機(jī)結(jié)構(gòu)

2.4 吹灰技術(shù)革新

在吹灰技術(shù)革新方面，主要通過采用合適的吹灰方法，減少鍋爐熱能消耗，提高其運(yùn)行效率。具體可采取以下幾方面措施，一是通過改善溫度條件，并確保高溫處無結(jié)渣現(xiàn)象，降低熱量損耗以及鍋爐內(nèi)外溫度差。二是提高再熱器的吹灰效率，可以減少高溫處出現(xiàn)結(jié)渣的幾率，降低燃燒物料損耗。三是通過對(duì)誤差進(jìn)行控制，防止因再熱器出風(fēng)口溫度偏差過大，引起鍋爐熱效率的下降。此外，還要避免在吹灰過程中對(duì)二級(jí)再熱器鍋爐受熱部分進(jìn)行吹灰，如有需要，可增設(shè)一級(jí)再熱器，最大化的減少鍋爐熱量消耗。

結(jié)束語：

綜上所述，電廠鍋爐在熱能與動(dòng)力工程中的應(yīng)用，可以通過采取燃燒技術(shù)創(chuàng)新、內(nèi)部結(jié)構(gòu)優(yōu)化、風(fēng)機(jī)設(shè)計(jì)創(chuàng)新等措施，進(jìn)一步提升電廠鍋爐的運(yùn)行效率及能源轉(zhuǎn)化效率，從而節(jié)約資源能源，充分滿足電力生產(chǎn)的實(shí)際需求。應(yīng)加快相關(guān)技術(shù)的研究與應(yīng)用，促進(jìn)電廠生產(chǎn)效率的整體提升。