熱電電廠鍋爐燃燒運(yùn)行優(yōu)化策略探微

1 電廠鍋爐燃燒運(yùn)行中的問(wèn)題

環(huán)境條件影響存在煤粉分配不均。鍋爐燃燒時(shí)極易受到自然條件的影響，其中自然界的風(fēng)速對(duì)鍋爐燃燒產(chǎn)生的影響較為明顯，如風(fēng)速與鍋爐燃燒存在速度偏差，鍋爐的運(yùn)行效率將發(fā)生不同的變化。如產(chǎn)生的風(fēng)速偏差超過(guò)每秒20米時(shí)鍋爐內(nèi)煤粉濃度會(huì)不斷提高，通常會(huì)提高20%。如果風(fēng)量較低會(huì)使鍋爐內(nèi)的煤粉無(wú)法充分融合，致使鍋爐內(nèi)煤粉無(wú)法充分的燃燒[1]。此外許多熱電電廠在生產(chǎn)過(guò)程中均會(huì)采用節(jié)煤降耗方式，但會(huì)使鍋爐內(nèi)煤粉出現(xiàn)較為嚴(yán)重的分配不均情況，在受到節(jié)煤降耗條件限制的同時(shí)，還由于鍋爐風(fēng)控系統(tǒng)運(yùn)行能力有限，導(dǎo)致鍋爐內(nèi)煤粉出現(xiàn)分配不均的情況。

測(cè)量手段欠缺，風(fēng)、粉、灰測(cè)量不到位。為使鍋爐運(yùn)行更加穩(wěn)定，需將風(fēng)速、煤粉量及飛灰可燃物控制在合理范圍內(nèi)，采用測(cè)量方法對(duì)其進(jìn)行測(cè)量。但熱電廠在測(cè)量時(shí)，由于測(cè)量手段有限未能精準(zhǔn)測(cè)量煤粉量，風(fēng)速以及飛灰可燃物測(cè)量可能與實(shí)際偏差值較大，致使鍋爐無(wú)法穩(wěn)定的運(yùn)行。以測(cè)量鍋爐內(nèi)的飛灰可燃物為例，主要測(cè)量灰中的碳含量，如碳含量超標(biāo)證明鍋爐內(nèi)的煤炭未能充分燃燒。此外在實(shí)際測(cè)量工作中，受到鍋爐運(yùn)行狀態(tài)、自然條件等因素的影響，會(huì)導(dǎo)致測(cè)量數(shù)據(jù)存在較大的誤差，并且測(cè)量設(shè)備受到損害，長(zhǎng)期使用測(cè)量精度不斷下降。

運(yùn)行穩(wěn)定性不足，影響鍋爐運(yùn)行效率。鍋爐內(nèi)投放的燃燒物質(zhì)以及運(yùn)行時(shí)產(chǎn)生的負(fù)荷均會(huì)影響鍋爐運(yùn)行效率，且在運(yùn)行效率發(fā)生變化的同時(shí)鍋爐運(yùn)行無(wú)法處于穩(wěn)定的狀態(tài)，如果使用的煤炭質(zhì)量存在問(wèn)題、同時(shí)未能保證輸送的風(fēng)量控制在穩(wěn)定狀態(tài)，均會(huì)影響到鍋爐運(yùn)行的穩(wěn)定性，致使鍋爐燃燒效率不斷降低[2]。

排煙影響電廠鍋爐運(yùn)行。鍋爐燃燒過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生大量煙氣，排煙過(guò)程是穩(wěn)定鍋爐燃燒狀態(tài)有效方式之一，但在排煙過(guò)程中會(huì)出現(xiàn)較多熱損失，熱量通過(guò)排煙的方式快速消失，鍋爐內(nèi)的熱量不斷較少、溫度不斷降低，為使鍋爐保持在穩(wěn)定狀態(tài)需要投入更多的燃料，一旦投入的燃料超過(guò)鍋爐的承受能力，鍋爐運(yùn)行將出現(xiàn)不穩(wěn)定情況。排煙過(guò)程中出現(xiàn)熱損失，一方面與使用的燃料種類(lèi)有關(guān)，另一方面與燃燒條件有關(guān)，包括燃料的燃燒面積、燃燒溫度以及送風(fēng)量等，如果燃料含有較高的水分在燃燒過(guò)程中會(huì)增加排煙量，從而出現(xiàn)更多的熱損失。

固體燃料的燃燒影響電廠鍋爐的使用效率。許多熱電廠使用固體燃料進(jìn)行發(fā)電，固體燃料具有較多優(yōu)點(diǎn)，包括熱能高、運(yùn)輸方便等，但固體燃料在鍋爐內(nèi)未能充分燃燒，不僅固體燃料無(wú)法產(chǎn)生足夠的熱能，還會(huì)在燃燒過(guò)程中產(chǎn)生較多的爐渣和煙塵，致使燃燒效率不斷降低，此外產(chǎn)生的爐渣和煙塵會(huì)進(jìn)入到鍋爐的運(yùn)行系統(tǒng)，最終影響鍋爐的運(yùn)行狀態(tài)。如果固體燃料出現(xiàn)未能充分燃燒的情況，通常是未能采用正確的燃燒方式或風(fēng)煙系統(tǒng)運(yùn)行存在問(wèn)題。

2 電廠鍋爐燃燒運(yùn)行的優(yōu)化策略

以通化熱電200MW 機(jī)組鍋爐為例，對(duì)鍋爐運(yùn)行進(jìn)行優(yōu)化，一方面是滿(mǎn)足國(guó)家節(jié)能減排要求，另一方面企業(yè)為獲得更多的利潤(rùn)、提高競(jìng)爭(zhēng)能力。對(duì)鍋爐進(jìn)行優(yōu)化時(shí)，主要目標(biāo)在于可滿(mǎn)足不同類(lèi)型煤質(zhì)的燃燒需求并提高鍋爐設(shè)備的控制能力，使鍋爐運(yùn)行可處于自動(dòng)化狀態(tài)，由傳統(tǒng)的粗放式管理模式轉(zhuǎn)變?yōu)榫?xì)化管理模式。該電廠鍋爐燃燒優(yōu)化控制的基本原理：首先對(duì)鍋爐的熱力值進(jìn)行試驗(yàn)，通過(guò)試驗(yàn)可確定運(yùn)行參數(shù)，然后將參數(shù)輸入至PID 控制器內(nèi)，最終由控制器操作鍋爐燃燒，從而獲得良好的排放效率。下面對(duì)具體的優(yōu)化策略進(jìn)行深入分析[3]。

調(diào)整鍋爐燃料量控制。對(duì)投入到鍋爐內(nèi)的燃料量進(jìn)行控制，需按照以下要求進(jìn)行：操作人員應(yīng)掌握鍋爐機(jī)組在運(yùn)行時(shí)負(fù)荷狀態(tài)，根據(jù)負(fù)荷狀態(tài)向鍋爐內(nèi)投放燃料；根據(jù)投放燃料量控制送風(fēng)量；調(diào)整粉煤的投入量可提高燃料的燃燒效率；設(shè)立監(jiān)控系統(tǒng)，實(shí)時(shí)監(jiān)控鍋爐的燃燒狀態(tài)，將監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)傳輸至中控設(shè)備，由中控設(shè)備發(fā)出指令使鍋爐可保持在穩(wěn)定的運(yùn)行狀態(tài)。

調(diào)整鍋爐燃燒送風(fēng)量。對(duì)鍋爐燃燒時(shí)的送風(fēng)量進(jìn)行調(diào)整，可使鍋爐內(nèi)的燃料燃燒更加充分。如送風(fēng)量過(guò)大鍋爐內(nèi)的燃料燃燒時(shí)會(huì)出現(xiàn)結(jié)焦情況。此外許多鍋爐在燃燒過(guò)程中無(wú)法保證二次送風(fēng)量是否滿(mǎn)足鍋爐燃燒需求，二次送風(fēng)量對(duì)鍋爐燃燒產(chǎn)生較大的影響?，F(xiàn)階段鍋爐運(yùn)行通過(guò)控制二次送風(fēng)量可使鍋爐內(nèi)的氧氣量保持在3～6%范圍內(nèi)，在精準(zhǔn)調(diào)控氧氣量的同時(shí)，還能獲得良好的調(diào)整效果。

優(yōu)化引風(fēng)控制系統(tǒng)。對(duì)鍋爐運(yùn)行時(shí)風(fēng)控制系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行優(yōu)化，主要優(yōu)化引風(fēng)控制系統(tǒng)，有助于鍋爐保持在良好的運(yùn)行狀態(tài)。在建立引風(fēng)系統(tǒng)過(guò)程中，應(yīng)對(duì)鍋爐燃燒時(shí)產(chǎn)生的負(fù)壓進(jìn)行測(cè)量，通過(guò)測(cè)量可以獲得的數(shù)值充分發(fā)揮引風(fēng)系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)，提高對(duì)鍋爐內(nèi)風(fēng)量的控制，從而提高鍋爐的燃燒效率。引風(fēng)系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中，由爐膛內(nèi)的負(fù)壓監(jiān)測(cè)裝置對(duì)鍋爐爐膛內(nèi)的負(fù)壓進(jìn)行監(jiān)測(cè)，將產(chǎn)生的監(jiān)測(cè)信號(hào)傳輸至自動(dòng)系統(tǒng)，系統(tǒng)會(huì)根據(jù)爐內(nèi)負(fù)壓進(jìn)行調(diào)節(jié)引風(fēng)量。當(dāng)鍋爐負(fù)荷增加時(shí)送風(fēng)量增加，可自動(dòng)調(diào)整引風(fēng)機(jī)頻率保證合適的爐膛負(fù)壓，進(jìn)一步保證鍋爐運(yùn)行穩(wěn)定。

降低排煙損失的相關(guān)策略。首先，全面掌握鍋爐的運(yùn)行狀態(tài)，防止鍋爐出現(xiàn)漏風(fēng)情況。在掌握鍋爐是否出現(xiàn)漏風(fēng)情況時(shí)，應(yīng)詳細(xì)記錄鍋爐內(nèi)配置的各種監(jiān)測(cè)設(shè)備，包括排煙溫度、爐膛出口氧量表等。此外應(yīng)測(cè)量水封槽水位，如水位波動(dòng)較為明顯證明鍋爐存在漏氣情況。操作人員應(yīng)檢查孔門(mén)和火孔的密封性，如上述構(gòu)件存在泄漏情況應(yīng)及時(shí)封堵；其次，應(yīng)時(shí)刻清理爐膛內(nèi)的渣灰，根據(jù)渣灰量掌握排煙熱損失情況。

減少鍋爐燃料未完全燃燒造成的熱損失影響。如果鍋爐內(nèi)的燃料未能充分燃燒會(huì)出現(xiàn)較為嚴(yán)重的熱損失情況，為此需對(duì)影響燃料燃燒的因素進(jìn)行分析，包括燃料量、送風(fēng)量、引風(fēng)量及外界條件等。首先應(yīng)控制輸送至鍋爐內(nèi)的送風(fēng)量，鍋爐保持在穩(wěn)定運(yùn)行狀態(tài)后調(diào)整引風(fēng)量，并且調(diào)整鍋爐內(nèi)的空氣系數(shù)，可以提高燃料的燃燒效率，避免鍋爐內(nèi)出現(xiàn)嚴(yán)重的熱損失情況；其次應(yīng)根據(jù)鍋爐燃燒狀態(tài)精準(zhǔn)調(diào)控鍋爐內(nèi)的二次風(fēng)量，在控制的同時(shí)還應(yīng)保持鍋爐內(nèi)充足的氧氣，使產(chǎn)生的高溫?zé)煔饪梢猿浞掷谩?/p>

對(duì)二次風(fēng)量和燃盡風(fēng)量的優(yōu)化。在鍋爐燃燒過(guò)程中需優(yōu)化鍋爐內(nèi)的二次風(fēng)量和燃盡風(fēng)量。在優(yōu)化二次風(fēng)量過(guò)程中，一般在鍋爐內(nèi)安裝二次風(fēng)箱設(shè)備，該設(shè)備可實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)鍋爐內(nèi)的二次風(fēng)量。在優(yōu)化燃盡風(fēng)量時(shí)，在鍋爐內(nèi)安裝燃燒器，利用燃燒器內(nèi)的中次級(jí)波紋管，在向鍋爐內(nèi)提供氧氣的同時(shí)還能提高燃燒化學(xué)計(jì)量比，根據(jù)計(jì)量比掌握鍋爐的運(yùn)行狀態(tài)。

優(yōu)化飛灰中可燃物濃度。鍋爐在燃燒期間，燃料燃燒會(huì)產(chǎn)生較多未能充分燃燒的可燃物質(zhì)，使鍋爐內(nèi)飛灰中含有較多的可燃物，其會(huì)影響鍋爐的燃燒效率。鍋爐飛灰中可燃物含量較高，一方面是制粉系統(tǒng)運(yùn)行效率較低、未能對(duì)燃料進(jìn)行充分的粉碎，另一方面鍋爐內(nèi)的風(fēng)量控制存在問(wèn)題，鍋爐內(nèi)未能處于充分燃燒狀態(tài)，可燃物含量不斷提高。優(yōu)化飛灰中可燃物濃度需對(duì)鍋爐內(nèi)的飛灰可燃物進(jìn)行測(cè)量，在測(cè)量的同時(shí)，協(xié)調(diào)鍋爐燃燒過(guò)程與送風(fēng)量間的關(guān)系，使二者保持在合適的狀態(tài)。

3 火電廠鍋爐燃燒優(yōu)化主要技術(shù)的應(yīng)用發(fā)展

轉(zhuǎn)變思想觀念。該熱電廠應(yīng)積極轉(zhuǎn)變思想觀念，將創(chuàng)新技術(shù)應(yīng)用在鍋爐生產(chǎn)中，通過(guò)應(yīng)用創(chuàng)新技術(shù)對(duì)鍋爐燃燒進(jìn)行全面的優(yōu)化，使節(jié)能減排理念貫徹和落實(shí)到日常工作中，使工作人員形成正確的節(jié)能減排意識(shí)，在工作中應(yīng)用科學(xué)合理的生產(chǎn)技術(shù)，不斷提高鍋爐燃燒優(yōu)化技術(shù)的應(yīng)用效率[4]。

節(jié)能燃燒理念應(yīng)用。節(jié)能燃燒理念應(yīng)用在鍋爐燃燒優(yōu)化工作中，具體體現(xiàn)為：應(yīng)對(duì)鍋爐燃燒時(shí)內(nèi)部燃燒量的燃燒狀態(tài)進(jìn)行精準(zhǔn)控制，同時(shí)調(diào)整鍋爐內(nèi)送風(fēng)量和引風(fēng)量，使鍋爐內(nèi)可保持充分燃燒狀態(tài)；根據(jù)發(fā)電生產(chǎn)要求綜合調(diào)整鍋爐內(nèi)投放的燃料，使燃料的供給量保持在合理的比例，可減少燃燒時(shí)產(chǎn)生的熱損失；應(yīng)安排專(zhuān)業(yè)人員對(duì)鍋爐燃燒過(guò)程進(jìn)行監(jiān)督，通過(guò)監(jiān)督保證每個(gè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)安全有序的進(jìn)行，同時(shí)針對(duì)存在的安全隱患及時(shí)實(shí)施處理措施，避免鍋爐運(yùn)行出現(xiàn)安全事故。

4 結(jié)語(yǔ)

在熱電電廠鍋爐燃燒過(guò)程中，為提高能源的利用率，使發(fā)電過(guò)程安全穩(wěn)定的進(jìn)行，對(duì)鍋爐燃燒運(yùn)行進(jìn)行合理的優(yōu)化，通過(guò)優(yōu)化使鍋爐內(nèi)的送風(fēng)量、引風(fēng)量控制在合理的范圍內(nèi)，同時(shí)提高燃料的燃燒面，使鍋爐內(nèi)保持充分的燃燒狀態(tài)，進(jìn)一步減少煙氣產(chǎn)生的熱損失，從而提高鍋爐的燃燒效率。