火力電廠(chǎng)鍋爐燃燒運(yùn)行優(yōu)化策略

楊棟　曹子飛

摘? 要：鍋爐是火力電廠(chǎng)的重要設(shè)備，鍋爐運(yùn)行直接影響電廠(chǎng)的生產(chǎn)效率和經(jīng)濟(jì)效益。在電廠(chǎng)運(yùn)行過(guò)程中，要重視鍋爐燃燒運(yùn)行優(yōu)化，提高煤炭燃燒利用率，降低熱量損失，節(jié)約運(yùn)行成本，提升火力電廠(chǎng)的整體效益。

關(guān)鍵詞：火力電廠(chǎng);鍋爐;燃燒

引言：

在電力能源的生產(chǎn)過(guò)程中火力發(fā)電廠(chǎng)所采用的主要生產(chǎn)工具是鍋爐。通過(guò)在鍋爐中燃燒煤炭資源從而將煤炭能源直接轉(zhuǎn)化為電力能源，解決能源所屬地區(qū)的電力缺口問(wèn)題。在火力發(fā)電廠(chǎng)的實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中只有進(jìn)一步提升鍋爐的燃燒效率才能有效節(jié)約我國(guó)現(xiàn)有的煤炭資源。

1火電廠(chǎng)鍋爐介紹

鍋爐、汽輪機(jī)、發(fā)電機(jī)構(gòu)成了火電廠(chǎng)的三大主機(jī)，在這三大主機(jī)的協(xié)調(diào)運(yùn)行下，輔助脫硫脫銷(xiāo)、輸煤、化學(xué)等設(shè)備實(shí)現(xiàn)火力發(fā)電。其中，鍋爐由“鍋”和“爐”兩大部分組成，鍋包括汽包、水冷壁、省煤器、下降管、過(guò)熱器和再熱器等;爐包括爐膛、煙道、燃燒器及空氣預(yù)熱器等，其作用是使燃料燃燒放熱，并將水加熱成具作用是使有一定溫度和壓力的蒸汽。而在這個(gè)過(guò)程中鍋爐的運(yùn)行狀態(tài)會(huì)直接影響到火力發(fā)電的整體運(yùn)行效率和發(fā)電廠(chǎng)的綜合發(fā)電效率，并且還直接影響著火電廠(chǎng)發(fā)電的安全性。另外，鍋爐運(yùn)行又是其極為重要的基礎(chǔ)環(huán)節(jié)，同時(shí)也是發(fā)電能源的重要入口，煤炭等能源進(jìn)入到鍋爐設(shè)備中充分燃燒，之后形成熱能，為電力轉(zhuǎn)化提供重要的動(dòng)力資源保障，最終影響到發(fā)電廠(chǎng)的能源輸出。所以，從火電廠(chǎng)整體出發(fā)，鍋爐的高效運(yùn)行有著非常重要的作用和價(jià)值。

2影響燃煤鍋爐效率的因素和解決方法

2.1燃料問(wèn)題

煤炭是我國(guó)火力發(fā)電主要原材料，對(duì)煤炭選擇與采購(gòu)有著十分嚴(yán)苛要求，國(guó)家也在2001年、2012年相繼出臺(tái)了多套火力發(fā)電燃煤標(biāo)準(zhǔn)，但是部分火力電廠(chǎng)管理人員沒(méi)有按照國(guó)家規(guī)定采用質(zhì)量較高的煤炭，而是選擇價(jià)格較低、燃燒量較差的低品質(zhì)煤炭，在燃燒過(guò)程中經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)燃燒不充分問(wèn)題，少量的煤炭根本無(wú)法達(dá)到理想溫度標(biāo)準(zhǔn)，只能填入更多低質(zhì)煤炭，造成了煤炭資源的大量浪費(fèi)。除了煤炭選擇，煤炭燃燒內(nèi)爐選擇也十分重要，傳統(tǒng)單點(diǎn)內(nèi)燃方法引火效果較差，溫度速度較慢，內(nèi)部煤炭在完成燃燒50%以上后，才能使外部煤炭充分燃燒，每次消耗的煤炭能量經(jīng)常長(zhǎng)時(shí)間累積也會(huì)成為一個(gè)驚人的數(shù)字。

2.2給水品質(zhì)影響

鍋爐的給水品質(zhì)造成鍋爐運(yùn)行效率降低，若是鍋爐給水離子含量增高，可能造成蒸汽品質(zhì)則下降，熱氣受熱面積、蒸汽管道、汽輪機(jī)通道內(nèi)存在大量雜質(zhì)淤積，鍋爐導(dǎo)熱功能下降，對(duì)鍋爐工作效率造成直接影響，同時(shí)損傷導(dǎo)熱功能，鍋爐管壁溫度達(dá)到溫度極限，出現(xiàn)燒毀、斷裂等，若是汽輪機(jī)流通不清除污垢和雜質(zhì)，可能減少蒸汽流通路徑，同時(shí)汽輪機(jī)葉片表面更粗糙，增加了汽輪機(jī)的阻力。側(cè)面來(lái)看，鍋爐效率會(huì)增加葉片的工作阻力，不僅縮短鍋爐使用壽命還增加了鍋爐的安全隱患。

2.3鍋爐排煙熱損失

首先，鍋爐本體及其輔助設(shè)備的漏風(fēng)率過(guò)高，尤其是回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器中的漏風(fēng)率過(guò)高等都會(huì)增加鍋爐排煙熱損失，而這些會(huì)影響到鍋爐運(yùn)行的效率。其次，鍋爐內(nèi)的爐水水質(zhì)的指標(biāo)，如果水冷壁管內(nèi)如果含有大量的水垢，也會(huì)增加熱損失。一般爐管向火側(cè)允許結(jié)垢量達(dá)200mg/m3一300mg/m3之后，需要及時(shí)的進(jìn)行酸洗，否則就會(huì)增加鍋爐排煙的熱損失。再次，爐膛、燃燒器區(qū)域及屏式過(guò)熱器部分結(jié)焦嚴(yán)重的鍋爐，會(huì)導(dǎo)致排煙溫度高、過(guò)熱器及再熱器減溫水量大、頻繁吹灰等問(wèn)題，對(duì)運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性和安全性都有較大影響。最后，如果鍋爐內(nèi)部的燃燒燃料使用的是含硫量比較高的劣質(zhì)煤炭，硫份燃燒后除了部分硫酸鹽留在灰中外，S03與煙氣中的水蒸汽形成硫酸蒸氣，SCR裝置中的逃逸氨氣與硫酸蒸氣反應(yīng)生成的硫酸氫氨，易粘附于空預(yù)器換熱原件上，造成積灰堵塞，使得空預(yù)器壓差變大，排煙溫度升高，降低鍋爐效率。另外，高硫煤的燃燒還會(huì)造成水冷壁的高溫腐蝕和空預(yù)器的低溫腐蝕，減少鍋爐壽命。

3火力電廠(chǎng)鍋爐燃燒運(yùn)行優(yōu)化策略

3.1對(duì)鍋爐設(shè)備使用的燃料進(jìn)行控制

在對(duì)相關(guān)燃料進(jìn)行科學(xué)合理控制時(shí)，第一，必須針對(duì)所用的燃燒原料進(jìn)行細(xì)致篩選，從而使其達(dá)到高質(zhì)高量的燃燒效果。把原煤燃料中的石塊以及低質(zhì)量的原煤通過(guò)一定的方法逐步將其分離出去，這是提高鍋爐燃燒質(zhì)量的最基本性前提，同時(shí)也能使得鍋爐在運(yùn)行過(guò)程中達(dá)到更佳的運(yùn)行效果。第二，在鍋爐設(shè)備的運(yùn)行過(guò)程中，相關(guān)工作人員可以將所需的燃燒材料進(jìn)行合理的混合搭配。這種方法既能有效地控制燃料的成本，還可以使鍋爐設(shè)備的燃燒溫度控制在一定范圍之內(nèi)。為了使得鍋爐達(dá)到最佳的燃燒效率，具體操作人員還可以通過(guò)一定方法加強(qiáng)鍋爐的內(nèi)部通風(fēng)量，既保證了鍋爐內(nèi)部材料的充分燃燒，也可以在提高燃燒效率的同時(shí)有效減少原料的浪費(fèi)問(wèn)題。

3.2加強(qiáng)控制管理

火力發(fā)電廠(chǎng)鍋爐運(yùn)行優(yōu)化，是提高經(jīng)濟(jì)效益產(chǎn)出、保障生產(chǎn)安全的關(guān)鍵舉措，應(yīng)當(dāng)引起足夠重視，有機(jī)地嵌入到控制管理系統(tǒng)中。具體而言，火力發(fā)電廠(chǎng)組織相關(guān)崗位人員認(rèn)真梳理采用鍋爐型號(hào)及相關(guān)技術(shù)要求資料，明確控制要點(diǎn)，結(jié)合自身管理結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，細(xì)化崗位責(zé)任分擔(dān)，并制定詳細(xì)的操作規(guī)范，配置相應(yīng)的績(jī)效考核機(jī)制，根據(jù)員工日常工作表現(xiàn)給予獎(jiǎng)勵(lì)或懲罰，充分調(diào)動(dòng)其主觀(guān)能動(dòng)性，避免人為操作失誤造成的故障，不斷提升火力發(fā)電廠(chǎng)鍋爐運(yùn)行能力。同時(shí)，依托現(xiàn)代自動(dòng)化、智能化技術(shù)支持，加強(qiáng)對(duì)火力發(fā)電廠(chǎng)鍋爐運(yùn)行故障的動(dòng)態(tài)監(jiān)控，要求相關(guān)崗位責(zé)任人認(rèn)真做好班組交接工作，詳細(xì)記錄日志，并建立故障問(wèn)題分析模型，指導(dǎo)巡檢工作的有效展開(kāi)，并制定科學(xué)的維護(hù)保養(yǎng)計(jì)劃，減少鍋爐故障發(fā)生頻率。同時(shí)，在此基礎(chǔ)上，總結(jié)火力發(fā)電廠(chǎng)鍋爐運(yùn)行常見(jiàn)故障，分析其特征表現(xiàn)及參數(shù)變化，生成對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)，建立科學(xué)的故障診斷及應(yīng)急處置方案，并實(shí)時(shí)發(fā)出警報(bào)，輔助快速、有效解決問(wèn)題。

3.3降低排煙熱損失

為降低排煙熱損失就需從排煙容積、排煙溫度著手。若是鍋爐漏風(fēng)可能造成排煙溫度過(guò)高，直接造成排煙容積增加，通過(guò)控制漏風(fēng)有利于降低排煙的熱損失。正確監(jiān)視和分析不同負(fù)荷下煤炭出口氧量與鍋爐的總風(fēng)量，合理調(diào)整送風(fēng)量。燃煤鍋爐運(yùn)行時(shí)定期檢查鍋爐的水封槽水位，結(jié)合環(huán)境文化變化對(duì)排渣機(jī)冷卻風(fēng)量進(jìn)行調(diào)整。在鍋爐看火孔、入孔門(mén)、煙氣取樣孔使用后保持嚴(yán)密關(guān)閉狀態(tài)。定期檢查煙道、爐膛等，減少漏風(fēng)出現(xiàn)情況。此外，有效利用機(jī)組停備與檢修機(jī)遇，定期徹底清洗爐膛設(shè)備，避免空預(yù)器出現(xiàn)堵灰情況。定期對(duì)鍋爐受熱面吹灰，提升受熱面換熱效率，有效降低排煙溫度，盡可能降低排煙的損失。由于鍋爐燃燒所產(chǎn)生的煙氣擴(kuò)散時(shí)會(huì)產(chǎn)生熱量，那么可借助鍋爐內(nèi)省煤器溫度變化進(jìn)行排煙溫度與排煙速度的調(diào)節(jié)，同時(shí)還需注意水分消散，通過(guò)將鍋爐運(yùn)行調(diào)整在可行范圍內(nèi)來(lái)降低鍋爐的排煙溫度。

結(jié)語(yǔ)

在火電廠(chǎng)中，鍋爐作為機(jī)組運(yùn)行的動(dòng)力供應(yīng)設(shè)備，探索有效的節(jié)能措施對(duì)于實(shí)現(xiàn)火力發(fā)電廠(chǎng)的能源消耗目標(biāo)有著至關(guān)重要的作用。本文分析了火力發(fā)電廠(chǎng)鍋爐耗能存在的主要問(wèn)題，探討了火力發(fā)電廠(chǎng)鍋爐節(jié)能對(duì)策，還有很多新措施、新技術(shù)等待我們?nèi)パ芯亢透镄隆Ｖ灰嬲侠砝煤凸?jié)約能源，就可以不斷提高企業(yè)生產(chǎn)效率，為國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展添力。

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作者簡(jiǎn)介：

楊棟（1987），男，本科學(xué)士，籍貫：山東煙臺(tái)，漢族，職稱(chēng)：中級(jí)工程師，主要研究方向?yàn)榛痣姍C(jī)組熱力自動(dòng)控制保護(hù)。