火力發(fā)電廠鍋爐運行優(yōu)化策略研究

錢娟

（中國電力工程顧問集團東北電力設(shè)計院有限公司，吉林 長春 130021）

電力資源的消耗量在我國社會快速發(fā)展的環(huán)境下，受到生活水平以及生產(chǎn)力水平的提高的制約，發(fā)電廠想要保證充足的電力資源供應(yīng)必須要優(yōu)化發(fā)電方式來減少消耗資源的投入，這對控制發(fā)電成本以及實現(xiàn)火力發(fā)電節(jié)能效果有非常重要的意義。鍋爐的使用作為火力發(fā)電廠節(jié)能工作中最重要的環(huán)節(jié)，需要相關(guān)工作人員根據(jù)發(fā)電廠的實際情況選擇合理的優(yōu)化措施，在電廠鍋爐運行過程中，需要有效地降低其能耗損失，并充分地利用節(jié)能技術(shù)措施來提高電廠鍋爐運行的效率，確保電廠節(jié)能減排目標的實現(xiàn)。

1 火力發(fā)電廠鍋爐運行特點

1.1 運行參數(shù)不穩(wěn)定

鍋爐設(shè)備并不是一個單一設(shè)備，與其他大量設(shè)備與系統(tǒng)共同連接，則在火力發(fā)電廠運行過程中便面臨一個復(fù)雜性的問題，內(nèi)外影響與干擾因素增加，相應(yīng)的設(shè)備運行參數(shù)不穩(wěn)定概率也會增加，只要有一個出現(xiàn)設(shè)備運行問題，便會造成鍋爐設(shè)備運行參數(shù)出現(xiàn)不穩(wěn)定性，進而影響電力能源生產(chǎn)；再加上，目前多數(shù)火力發(fā)電廠內(nèi)部并沒有專業(yè)的監(jiān)控設(shè)備和體系，僅僅依靠人工進行設(shè)備監(jiān)控與維修，是無法及時對運行參數(shù)錯誤的設(shè)備進行維修的，則便容易造成運行問題影響范圍和破壞范圍的擴大化，最后造成更大的鍋爐運行問題。

1.2 熱損耗偏大

火力發(fā)電廠電力能源的主要來源就是煤炭燃燒，通過煤炭在鍋爐內(nèi)部充分燃燒，鍋爐內(nèi)部便會有大量的熱能與雜質(zhì)，熱能會通過化學(xué)反應(yīng)為汽輪機提供能源，而雜質(zhì)則形成高溫?zé)煔馐沟缅仩t內(nèi)部整體溫度升高，從而產(chǎn)生大量水蒸氣帶動蒸汽汽輪運行，汽輪機與蒸汽汽輪兩者運行便產(chǎn)生了電力能源，但是在實際電力能源獲得量并沒有達到預(yù)期量，反倒是煤炭消耗量是獲取量的幾倍，甚至是幾十倍，這對于火力發(fā)電廠來說是一筆不小的開銷，則如何降低煤炭燃燒熱損耗，控制基礎(chǔ)運行生產(chǎn)成本是未來火力發(fā)電廠設(shè)備提升重要內(nèi)容。

2 鍋爐智能化安全節(jié)能運行存在的問題

2.1 動態(tài)監(jiān)測的問題

鍋爐在生產(chǎn)過程中要對各個系統(tǒng)進行監(jiān)測，如煙霧凈化系統(tǒng)、輔助設(shè)備、水循環(huán)系統(tǒng)、燃燒系統(tǒng)以及物料系統(tǒng)等。但是，由于系統(tǒng)較多且過程不可控，因此對于過程的動態(tài)化監(jiān)測存在問題，實時數(shù)據(jù)不能得到很好的更新及上傳，導(dǎo)致運行效率不高且信息滯后。

2.2 系統(tǒng)運行及優(yōu)化問題

鍋爐智能化運行過程中，可以自動采集生產(chǎn)過程的信息并把它們生成數(shù)據(jù)，包括鍋爐的碳排放量、氮排放量、煤的用量及效率、運行的數(shù)據(jù)等。這些數(shù)據(jù)需要根據(jù)系統(tǒng)生成，但在實際運行中經(jīng)常因為狀態(tài)的影響而導(dǎo)致分析有誤。此外，鍋爐智能化過程中需要不斷升級優(yōu)化系統(tǒng)，但是由于數(shù)據(jù)缺失和分析有誤等問題，導(dǎo)致系統(tǒng)優(yōu)化也存在問題。

2.3 維護保養(yǎng)的問題

當(dāng)前很多企業(yè)為追求生產(chǎn)，缺乏對鍋爐設(shè)備的良好保養(yǎng)，導(dǎo)致系統(tǒng)智能化過程中無法進行有效的設(shè)備升級。設(shè)備保養(yǎng)不當(dāng)也會產(chǎn)生各種使用問題，如燃燒器氣路的堵塞等，不僅造成設(shè)備無法正常使用，還造成節(jié)能環(huán)保障礙，難以保證安全。

3 火力發(fā)電廠鍋爐運行優(yōu)化策略

3.1 選取合適的燃煤類型

作為影響火力發(fā)電廠熱能動力鍋爐的最主要因素，燃煤材料的選取非常重要。因此在選擇燃煤類型時，一旦發(fā)現(xiàn)熱能動力鍋爐的功能與目標燃煤有所差異，就需要重新進行評估。如果強行使用不適合該類熱力熱能動力鍋爐的煤炭，不僅會導(dǎo)致熱能動力鍋爐的器件損壞，甚至無法達到預(yù)期的經(jīng)濟效益。需要注意的是，在進行燃煤材料選取之前，必須要安排相關(guān)人員進行充分的燃燒實驗，從而為選取最有效的燃煤類型提供有力保證。

3.2 電氣管控系統(tǒng)的合理設(shè)計

為了保證管理工作的質(zhì)量與成效，變頻器管控室要求集中分布。因為火力發(fā)電廠的廠區(qū)面積有制約性影響，因此在進行變頻器、線路、通風(fēng)等諸多方面相關(guān)布置的時候一定要對整體方案進行完善。變頻器管控室的通風(fēng)非常關(guān)鍵，變頻器上需要安裝散熱裝置和風(fēng)道。這樣熱風(fēng)會在風(fēng)道引導(dǎo)之下排出去，風(fēng)量并不會因為風(fēng)道的存在而產(chǎn)生變化。變壓器和功率單元裝置頂端風(fēng)機也需要安裝風(fēng)道，同時要進行單獨配置，絕對不能對其進行整合。風(fēng)道和風(fēng)機周圍的管道間距不能低于3厘米，電源在柜的頂端進入，因此風(fēng)機罩安裝時一定注意給電源線留有一定空間。風(fēng)道排風(fēng)口的位置要向下傾斜，這是為了能夠起到防水的作用。要在同樣的位置上安置鋼絲網(wǎng)，這是為了能夠有效防鼠。管控室的風(fēng)口要設(shè)置成為濾網(wǎng)形式的，室內(nèi)門窗要實施密封處理，基于空調(diào)保證室內(nèi)空氣的循環(huán)、溫度。變頻器通常都是下進線方式的，從電纜隧道當(dāng)中被完全引出。對輔助電源進行有效應(yīng)用，同時要加設(shè)變頻器，將其設(shè)置在引風(fēng)、送風(fēng)與開關(guān)之間，無需將極有工頻回路進行拆除。變頻器與電機之間要使用高壓電纜進行連接，盡量使用既有電纜線。倘若電機需要進行移動，要兼顧電纜線余量問題。變頻器小間位置上要設(shè)置車間盤，對雙路電源進行切換，電壓是400V，為變頻器小間中的所有用電設(shè)備提供充足電能。6000V高壓電基于變頻器送入到刀閘中，之后經(jīng)由刀閘送至電動機中。變頻柜與火電廠整體接地系統(tǒng)實現(xiàn)連接，接地材料鍍鋅扁鋼，其橫截面的面積是50mm2，實際電阻不超過4Ω，DCS是變頻器管控系統(tǒng)。

3.3 降低熱損失

降低熱損失是火力發(fā)電廠進一步運行生產(chǎn)提升的重要內(nèi)容，而造成熱損失的原因是因為煤炭資源燃燒并不充分，這與能源資源、燃燒環(huán)境都具有一定的關(guān)系，則降低熱損失也從這兩方面入手，對于能源資源方面，除了可以采用高能量且易燃燒的能源資源種類來替代現(xiàn)有能源資源以外，還可以通過科學(xué)合理配比多種煤炭資源種類，利用現(xiàn)代試驗技術(shù)和方式，向現(xiàn)有煤炭中額外加入不同配合比的混合煤炭，有效降低煤炭飛灰碳量的同時，還能利用不同煤炭之間的性能不同，增加煤炭本身的能量釋放量，提升鍋爐設(shè)備的高效率運行；而對于能量資源燃燒環(huán)境來說，一則可以在條件允許的情況下，通過施加一定壓力，將煤炭與空氣接觸面積增加，進而減低熱損失，另一則可以利用安裝通風(fēng)機，在通過對過量空氣系數(shù)進行監(jiān)控的基礎(chǔ)上，及時了解鍋爐內(nèi)氧氣量和空氣流動，及時對通風(fēng)機參數(shù)進行調(diào)整，以滿足鍋爐內(nèi)部煤炭完全燃燒所需的氧氣量，使得煤炭中熱量完全釋放出來，有效提升煤炭燃燒利用率。

3.4 優(yōu)化運行環(huán)境條件

鍋爐設(shè)備是火力發(fā)電廠運行設(shè)備中重要設(shè)備之一，則運行質(zhì)量與效率直接影響著發(fā)電廠中電力能源的供應(yīng)情況，影響著現(xiàn)代城市運行與居民生活，并隨著現(xiàn)代經(jīng)濟市場多樣變化與設(shè)備科學(xué)創(chuàng)新速度加強背景下，鍋爐設(shè)備運行生產(chǎn)安全管理更是成為火力發(fā)電廠安全管控和未來發(fā)展的所必要面臨的，則對于火力發(fā)電廠來說，如何在現(xiàn)有能力范圍內(nèi)最大程度保障鍋爐設(shè)備的安全穩(wěn)定、高效率運行是一項重要內(nèi)容。再者，火力發(fā)電廠內(nèi)部還應(yīng)建立起相應(yīng)的設(shè)備監(jiān)控體系，通過引入現(xiàn)代化設(shè)備與自動化體系，嚴控鍋爐運行設(shè)備環(huán)境，實時檢測鍋爐等多個重要運行設(shè)備的運行情況和參數(shù)數(shù)值變化，再由總控制系統(tǒng)進行設(shè)備運行分析，小運行問題總系統(tǒng)便會直接通過自動化系統(tǒng)進行調(diào)整，而大問題則及時向工作人員進行提示，實現(xiàn)在短時間內(nèi)控制問題影響與破壞范圍，減少對火力發(fā)電廠鍋爐正常運行的影響。

4 結(jié)語

綜上所述，鍋爐設(shè)備運行優(yōu)化對于火力發(fā)電廠未來生產(chǎn)運行和經(jīng)濟發(fā)展來說，都是重要且必不可少的，火力發(fā)電廠管理人員要重視對于鍋爐設(shè)備運行的管控措施落實，從鍋爐運行的各項特點入手，利用現(xiàn)代管理技術(shù)和手段，管控鍋爐運行生產(chǎn)環(huán)境條件，降低熱損失與煤炭飛灰碳量，優(yōu)化鍋爐設(shè)備結(jié)構(gòu)與技術(shù)，保障鍋爐能夠安全穩(wěn)定且高效率的運行，綜合性提升火力發(fā)電廠內(nèi)部設(shè)備生產(chǎn)水平，促進火力發(fā)電廠的進一步發(fā)展。