大型燃煤電廠鍋爐運(yùn)行現(xiàn)狀分析

曹冬敏

摘要：要想保證電廠實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)足的發(fā)展，就需要在其運(yùn)行過(guò)程中降低其運(yùn)行成本、提高生產(chǎn)效率，從而提高電廠的經(jīng)濟(jì)效益。鍋爐是電廠中的重要設(shè)備之一，其運(yùn)行效率直接關(guān)系到電廠社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益的提高，因此我們必須要采取有效措施來(lái)提高鍋爐的運(yùn)行效率，使其在運(yùn)行過(guò)程中實(shí)現(xiàn)節(jié)能環(huán)保的目的，這樣才能夠提高電廠的社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益，促進(jìn)電廠實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。

關(guān)鍵詞：大型燃煤電廠；鍋爐運(yùn)行；現(xiàn)狀分析

1 大型燃煤電廠鍋爐運(yùn)行現(xiàn)狀分析

1.1 產(chǎn)生氮氧化物

近年來(lái)，社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展迅速，人們生活品質(zhì)得以提升，對(duì)于環(huán)境方面的要求開始攀升，因此環(huán)境保護(hù)的意識(shí)越加強(qiáng)烈。而環(huán)境污染當(dāng)中空氣污染最為嚴(yán)重，促使人們對(duì)各項(xiàng)污染氣體的排放控制標(biāo)準(zhǔn)越來(lái)越嚴(yán)格。自2013 年以來(lái)，我國(guó)中東部地區(qū)出現(xiàn)持續(xù)霧霾天氣，給人民群眾的生產(chǎn)生活和身體健康造成了嚴(yán)重影響，火電廠煙氣污染物排放的治理也更加引起了國(guó)家發(fā)改委、環(huán)保部等國(guó)家部委的高度重視。2014年09月12日，國(guó)家環(huán)保部、發(fā)改委、國(guó)家能源局下發(fā)了“關(guān)于印發(fā) 《煤電節(jié)能減排升級(jí)與改造行動(dòng)計(jì)劃（2014-2020 年）》的通知”。大型燃煤電廠鍋爐中氮氧化物的產(chǎn)生和排放就是一項(xiàng)明顯的污染指標(biāo)，而正是這項(xiàng)指標(biāo)直接阻礙了大型燃煤電廠鍋爐的正常發(fā)展，因此發(fā)展至今，氮氧化物的排放標(biāo)準(zhǔn)直接成為大型燃煤電廠開展績(jī)效考核的重要標(biāo)準(zhǔn)。這種污染物的產(chǎn)生主要是由于燃煤在燃燒過(guò)程當(dāng)中，所富含的氮?dú)馓幵诟邷叵潞脱鯕庵g引發(fā)反應(yīng)，形成氮氧化物。不過(guò)，在整個(gè)形成過(guò)程中，溫度所發(fā)揮的作用非常重要，因此選擇降低煙氣溫度和縮短其在鍋爐內(nèi)高溫位置的停留時(shí)間可有效降低氮氧化物的排放量。但是這并不是長(zhǎng)久之計(jì)，仍然需要不斷深入研究低氮燃燒技術(shù)，這項(xiàng)技術(shù)的研發(fā)和完善才是有效解決氮氧化物產(chǎn)生及排放的重要手段，最終將以此促使氮氧化物的排放指標(biāo)及濃度等都能符合國(guó)家規(guī)定的環(huán)保要求。

1.2 爐內(nèi)結(jié)渣

在設(shè)計(jì)大型燃煤電廠鍋爐的同時(shí)就應(yīng)當(dāng)對(duì)其所要用到的燃煤種類進(jìn)行充分考慮，并且需要注意為業(yè)主們推薦和提供代表性煤種，這些都可用作設(shè)計(jì)鍋爐爐膛及內(nèi)部燃燒器型號(hào)的重要參數(shù)對(duì)照。并且相關(guān)設(shè)計(jì)人員必須要真正掌握燃煤煤種著火及結(jié)渣特點(diǎn)，據(jù)此在設(shè)計(jì)燃煤鍋爐的過(guò)程中，對(duì)爐膛容積熱負(fù)荷、燃燒器區(qū)域壁以及爐膛火焰高度等參數(shù)進(jìn)行合理設(shè)計(jì)，這樣才能有效保障鍋爐本身運(yùn)行的可靠性。而如果爐膛內(nèi)的容積過(guò)小的話，則燃煤在爐內(nèi)的時(shí)間將變短，因此也就無(wú)法實(shí)現(xiàn)完全燃燒，爐膛內(nèi)溫度較高，但水冷壁面積較小，則很容易形成結(jié)渣的情況。再比如爐膛橫截面積較小，其燃燒區(qū)域溫度較高，這種情況雖然對(duì)燃煤著火有利，但是仍然很容易結(jié)渣。所以說(shuō)，燃煤的種類及特性是對(duì)爐膛結(jié)渣造成影響的主要因素，一般電廠當(dāng)中所使用的燃煤都很難真正達(dá)到鍋爐設(shè)計(jì)燃煤的需求。另外，煤粉的細(xì)度情況也是對(duì)爐膛結(jié)渣造成影響的主要因素，一般粗顆粒的煤粉燃燒時(shí)間較長(zhǎng)，一旦在較高煙氣溫度當(dāng)中，遭遇水冷壁將直接引發(fā)結(jié)渣。

1.3 混煤燃燒

通常大型的燃煤電廠鍋爐對(duì)煤炭所造成的消耗都非常大，因此為了能夠有效節(jié)約其成本，提升燃燒率，就必須將多種類型的煤種及其燃燒特性進(jìn)行分類，然后嚴(yán)格按照相應(yīng)的比例進(jìn)行混合配置，以此加工形成可有效提升電廠燃煤鍋爐效率的混合煤類型。這樣不但有效解決了其資源緊張的問(wèn)題，同時(shí)也有效地滿足廣大居民們對(duì)于電廠供電的需求。但是這種混合煤燃燒的形式也存在嚴(yán)重的問(wèn)題，因?yàn)槠湓谌紵阅苌线d色于單種煤的燃燒性能，因此整個(gè)過(guò)程需要解決混合煤和鍋爐間的關(guān)系。并且一旦混合煤本身的發(fā)熱量嚴(yán)重不足時(shí)，將產(chǎn)生大量的煤灰，從而直接給風(fēng)壓帶來(lái)一定的阻力，甚至直接堵塞風(fēng)管，影響電廠的發(fā)電效率。因此，就必須要強(qiáng)化設(shè)計(jì)混合器，以此來(lái)專門解決風(fēng)管堵塞的問(wèn)題。

2 提升大型燃煤電廠鍋爐運(yùn)行效率的策略分析

2.1 改善燃煤方式，降低排煙損失

要想切實(shí)提升大型燃煤電廠鍋爐的運(yùn)行效率，就必須要從鍋爐的燃燒率方面入手，需要做好對(duì)鍋爐爐膛氧氣含量的適當(dāng)控制，可借助送風(fēng)來(lái)有效幫助燃煤實(shí)現(xiàn)預(yù)熱，由于其中存在二次送風(fēng)爐膛內(nèi)的熱度偏差，因此就必須要掌握送風(fēng)時(shí)機(jī)的恰當(dāng)性，以此來(lái)促使燃煤本身的燃燒率能夠始終處于一個(gè)安全合理的范圍當(dāng)中。另外，減少和降低排煙損失也是有效提升燃煤鍋爐運(yùn)行效率的主要手段，這就必須要在保證安全生產(chǎn)的背景下，降低對(duì)冷風(fēng)的使用，而更多的采用熱風(fēng)來(lái)催動(dòng)，這樣才能極大提升煙道保溫層的使用率，從而有效控制器密閉的效果。最后需要控制好空預(yù)器吹灰設(shè)備，要保證鍋爐本身在啟動(dòng)和停止的過(guò)程中，需將灰含量維持在一定的水平，并適當(dāng)增加吹灰的頻率。

2.2 優(yōu)化選擇燃煤類型

大型燃煤電廠鍋爐設(shè)計(jì)必須結(jié)合相應(yīng)煤種來(lái)進(jìn)行，通常由于所選擇的燃煤種類不同，因此所設(shè)計(jì)出的鍋爐戶型也不一樣，在結(jié)構(gòu)上將存在明顯的差別，并且其內(nèi)部制粉系統(tǒng)及真正投產(chǎn)之后的運(yùn)行方式也將存在明顯差異性。所以，在選擇燃煤時(shí)，一旦鍋爐的設(shè)計(jì)和所選燃煤不匹配，將直接對(duì)鍋爐的運(yùn)行造成一定影響，甚至嚴(yán)重阻礙其經(jīng)濟(jì)性及安全性，因此燃煤的選擇是對(duì)鍋爐運(yùn)行效率造成影響的主要因素。要求相關(guān)研究人員最好是對(duì)電廠當(dāng)中機(jī)組燃煤開展相應(yīng)燃燒試驗(yàn)，并為此制定出多種燃燒技術(shù)的指標(biāo)，總結(jié)多項(xiàng)經(jīng)濟(jì)性的分析結(jié)果。對(duì)于大型燃煤電廠鍋爐的符合能力、系統(tǒng)運(yùn)行成本以及維護(hù)成本和飛灰利用情況，還有供電成本等都必須要進(jìn)行綜合分析，以此來(lái)優(yōu)化選擇真正適合鍋爐的煤種類型。

2.3 優(yōu)化控制鍋爐給水品質(zhì)，注重保養(yǎng)維護(hù)

在大型燃煤電廠中的鍋爐給水設(shè)備都必須要嚴(yán)格地按照其水處理操作規(guī)范來(lái)進(jìn)行，并且需要對(duì)其水中雜質(zhì)的控制來(lái)保障其鹽水能夠真正符合鍋爐的需求。同時(shí)需要針對(duì)鍋爐的受熱面結(jié)渣情況做好相應(yīng)的監(jiān)察工作，并定期開展鍋爐的清洗，具體采用酸洗的方式，以此清除在鍋爐管道內(nèi)部上的結(jié)垢、結(jié)渣。而在鍋爐的運(yùn)行當(dāng)中，則必須要注重其蒸汽品質(zhì)下降的問(wèn)題，以此來(lái)有效的預(yù)防由于負(fù)荷而導(dǎo)致的虛假水位的產(chǎn)生，這些都將直接引發(fā)內(nèi)部的故障問(wèn)題。所以需要嚴(yán)格控制好鍋爐當(dāng)中的汽水問(wèn)題，這樣才能有效的完善防腐處理工作，可直接通過(guò)除氧器來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)其中氧量的優(yōu)化控制。

3 大型電廠鍋爐的發(fā)展

電廠鍋爐已進(jìn)人大容量、高參數(shù)、多樣化、高度自動(dòng)化的發(fā)展新時(shí)期。截止到2018全國(guó)已投運(yùn)的1000MW機(jī)組已達(dá)到101臺(tái)；300MW以下機(jī)組已逐漸退出歷史的舞臺(tái)；淮北平山電廠二期（1×1350MW）工程的超超臨界壓力機(jī)組也在建設(shè)中，我國(guó)的燃煤機(jī)組已經(jīng)進(jìn)入大容量，低污染，高效率時(shí)代。對(duì)于爐型，既有通常采用的“∏”型布置鍋爐，也有大型塔式布置鍋爐；既有四角切圓燃燒、墻式燃燒方式，也有“U”和“W”型下射火焰燃燒方式；既有固態(tài)除渣、液態(tài)除渣鍋爐，也有倍受關(guān)注的循環(huán)流化床鍋爐。燃用煤種從褐煤、煙煤、劣質(zhì)煙煤、貧煤直到無(wú)煙煤一應(yīng)俱全。作為煤粉燃燒鍋爐機(jī)組不可缺少的磨煤機(jī)，特別是中速磨煤機(jī)，RP、HP、MPS、MBF等，均已普遍運(yùn)行在鍋爐輔機(jī)上，雙進(jìn)雙出鋼球磨煤機(jī)也打破了普通鋼球磨煤機(jī)一統(tǒng)天下的局面。所有這些設(shè)備中，既有國(guó)產(chǎn)的、從國(guó)外直接引進(jìn)的，也有采用引進(jìn)國(guó)外技術(shù)國(guó)內(nèi)制造的。它們的運(yùn)行可靠性、經(jīng)濟(jì)性及低污染排放等性能都較以前有了較大幅度提高。大型鍋爐的運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性普遍較高，除一些難燃的無(wú)煙煤鍋爐外，鍋爐效率基本上都在90%以上，某些煙煤鍋爐的效率達(dá)到94%以上。在NOx排放控制方面也取得了進(jìn)展，國(guó)產(chǎn)1000MW機(jī)組鍋爐的NOx排放質(zhì)量濃度最低的在50mg/m3[O2含量m（O2）=6%]以下，遠(yuǎn)低于現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定值。

4 結(jié)語(yǔ)

經(jīng)過(guò)對(duì)大型燃煤電廠鍋爐的運(yùn)行現(xiàn)狀進(jìn)行分析后，發(fā)現(xiàn)其在鍋爐的實(shí)際運(yùn)行當(dāng)中仍然存在較多的實(shí)際問(wèn)題。為了能夠?qū)崿F(xiàn)其運(yùn)行的安全及經(jīng)濟(jì)性，就必須要深入研究鍋爐運(yùn)行操作方面的專業(yè)技術(shù)，強(qiáng)化對(duì)鍋爐的日常管理和維護(hù)，這樣才能真正保障鍋爐的經(jīng)濟(jì)可靠運(yùn)行。

參考文獻(xiàn)

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（作者單位：國(guó)家能源集團(tuán)泰州發(fā)電有限公司）