燃煤鍋爐運行影響因素分析和性能優(yōu)化方法

谷月明

（遼寧大唐國際錦州熱電有限責(zé)任公司，遼寧 錦州 121000）

0 前言

電站鍋爐的運行的過程較為復(fù)雜，影響鍋爐運行性能的因素很多，往往是牽一發(fā)而動全身，找出影響鍋爐運行經(jīng)濟性的主要因素，并且通過一定的調(diào)整和優(yōu)化改進鍋爐的運行方案可以實現(xiàn)鍋爐運行性能的提升，提升能源利用率。本文即從這方面出發(fā)尋找鍋爐運行優(yōu)化調(diào)整的切入點，合理優(yōu)化運行，實現(xiàn)現(xiàn)有鍋爐的節(jié)能降耗。

1 影響鍋爐運行的因素分析

影響鍋爐運行經(jīng)濟性的因素錯綜復(fù)雜，各個因素又相互影響，但是這些因素中存在一些主要的影響因素，只要能抓住運行過程的主要矛盾并解決主要矛盾就能在很大程度上改善和提升現(xiàn)有鍋爐的運行性能。影響鍋爐運行性能的因素可以從兩方面來進行考慮，一方面是由于鍋爐本身結(jié)構(gòu)上的因素造成的影響，一方面是運行參數(shù)變動和運行不合理造成的能源利用不合理和能源的浪費。從結(jié)構(gòu)因素上進行考慮，鍋爐本體設(shè)計的合理性往往直接影響鍋爐在運行中對能源的利用程度，這主要是從爐膛內(nèi)煤的燃燒性能和水冷壁等受熱面上能量分布以及吸收利用情況進行考慮的。如果鍋爐設(shè)計不夠合理，爐膛各受熱面熱量分布不均，局部過冷或過熱都或引起鍋爐運行過程的事故，嚴(yán)重影響鍋爐運行的安全性。

從鍋爐運行參數(shù)上進行考慮，就設(shè)計到鍋爐的運行調(diào)整問題，往往有些鍋爐參數(shù)的變動會對機組運行的經(jīng)濟性造成很大的影響，例如主蒸汽壓力、凝汽器真空度等，在這些參數(shù)的控制上一定要向?qū)﹄姀S經(jīng)濟運行最有利的方向進行調(diào)整。另外一個問題就是鍋爐在運行過程中因為一些故障造成的參數(shù)變動使的機組的運行性能下降。例如鍋爐結(jié)垢問題，這類問題在電廠中最為常見，1毫米的水垢浪費燃料3～10%，所以，防止鍋爐結(jié)垢非常重要；加藥處理，要選擇對癥的防垢劑，鍋外水處理要水平高的化驗員，都可以防止不過不結(jié)垢。最后就是燃煤質(zhì)量對機組運行性能的影響了，熱值大的高質(zhì)量煤種往往會提升鍋爐運行的性能，同時對鍋爐的維護也是有利的，劣質(zhì)的煤種一方面會增大鍋爐運行的熱損失，另一方面會是管道結(jié)渣結(jié)垢，甚至腐蝕管道。以上為影響鍋爐安全經(jīng)濟運行的一些主要因素，認(rèn)識到這些影響因素的存在，才能在鍋爐運行過程中避免不必要的故障，采用合理的運行方法，是想鍋爐的安全經(jīng)濟的運行。

2 參數(shù)變動的影響分析

上文提到，鍋爐運行過程中一些主要參數(shù)的變動將會在很大程度上影響機組運行過程的經(jīng)濟性，所以要時刻注意監(jiān)測鍋爐運行中的參數(shù)，并對鍋爐運行過程進行調(diào)整和優(yōu)化。鍋爐運行調(diào)整的主要任務(wù)就是要根據(jù)用戶（汽輪機）的要求，保質(zhì)（壓力、溫度和蒸汽品質(zhì)）、保量（蒸發(fā)量）并適時地供給汽輪機所需要的過熱蒸汽，同時鍋爐機組本身還必須做到安全與經(jīng)濟。鍋爐監(jiān)視和調(diào)整的主要內(nèi)容包括以下幾個方面：1）使鍋爐的蒸發(fā)量適應(yīng)外界負(fù)荷的需要；2）均衡給水并維持汽包的正常水位；3）保持鍋爐過熱蒸汽壓力和溫度在規(guī)定的范圍內(nèi)；4）保持鍋水和蒸汽品質(zhì)合格。鍋爐運行調(diào)整的措施主要包括以下幾個方面：1）煤粉量的調(diào)整，對配有中間倉儲式制粉系統(tǒng)的鍋爐只要通過改變給粉機轉(zhuǎn)速和燃燒器投入的只數(shù)（包括相應(yīng)的給粉機）即可；2）風(fēng)量的調(diào)整，鍋爐的負(fù)荷變化時，送入爐內(nèi)的風(fēng)量必須與送入爐內(nèi)的燃料量相適應(yīng)，同時也必須對引風(fēng)量進行相應(yīng)的調(diào)整。這一部分又包括送風(fēng)調(diào)整和爐膛負(fù)壓及引風(fēng)調(diào)整。送風(fēng)調(diào)整通過組織調(diào)整一、二、三次風(fēng)的風(fēng)量以及漏風(fēng)量來調(diào)整過量空氣系數(shù)，改變?nèi)紵隣顟B(tài)，從而使燃料量與風(fēng)量相適應(yīng)，優(yōu)化運行過程，減少運行過程的能量損失。風(fēng)量的調(diào)整必然影響爐膛內(nèi)的壓力，整個爐膛和煙道內(nèi)的煙氣壓力都呈負(fù)壓，其中以爐頂?shù)臒煔鈮毫樽罡撸ㄘ?fù)壓最小），爐膛的負(fù)壓表測點就裝在爐頂出口處。調(diào)整鍋爐的負(fù)壓可以保證鍋爐內(nèi)壓力和風(fēng)量的平衡，保證鍋爐的安全正常運行。3）燃燒的調(diào)整與運行，該部分又分為燃燒器出口風(fēng)速、風(fēng)率的調(diào)整以及噴燃器出口風(fēng)速及風(fēng)率的調(diào)節(jié)量個內(nèi)容。

3 鍋爐內(nèi)的熱損失

輸入鍋爐的熱量等于鍋爐的有效利用熱量與各項熱損失之和，即為鍋爐的熱平衡。熱平衡可以確定鍋爐的有效利用熱量、各項熱損失、鍋爐效率及燃料消耗量，以檢查鍋爐的設(shè)計質(zhì)量及運行水平，并由此分析造成熱損失較大的原因以及最主要的熱損失項，以便及時改進，提高鍋爐的效率。鍋爐輸出熱量即水和蒸汽吸收的熱量占燃料輸入熱量的百分比，稱為鍋爐熱效率或稱為鍋爐效率。鍋爐熱平衡中減去有效利用的部分即為鍋爐的熱損失，包括以下5個部分：排煙熱損失(q2)、氣體未完全燃燒熱損失(q3)、固體未完全燃燒熱損失(q4)、散熱損失(q5)、灰渣物理熱損失(q6)。鍋爐的各項熱損失對鍋爐的熱平衡效率都有著不同程度的影響。因此找出各項熱損失對鍋爐熱平衡效率的影響權(quán)重因子，對提高鍋爐熱效率具有一定的指導(dǎo)意義。

從工程實踐來看，鍋爐排煙熱損失可回收的能量最大。因為由于末端的受熱面中所通過的工質(zhì)的參數(shù)一般不可太低，容易引起空氣預(yù)熱器的腐蝕，所以排煙溫度一般較高在125℃及以上，這部分的熱量一般是直接通過煙囪排入大氣，完全浪費掉了。這部分的熱量一般可以通過降低排煙溫度來實現(xiàn)，但是這要以增大末端換熱器的腐蝕為代價。現(xiàn)在電廠常見的做法是在脫硫裝置之后添加低壓省煤器，將煙氣中的余熱回收到凝結(jié)水中，目前電廠中的低壓省煤器大多都在腐蝕的工況下工作。

氣體未完全燃燒熱損失(q3)指燃燒過程中產(chǎn)生的可燃?xì)怏wCO、H2、CH4等未完全燃燒而隨煙氣排走所造成的熱損失。對燃煤鍋爐而言，該項損失主要取決于排煙處的CO含量和過量空氣系數(shù)。過量空氣系數(shù)較大時，可燃?xì)怏w可以充分的燃燒，產(chǎn)生的CO等氣體的含量就會降低，但是過量空氣系數(shù)較大時，絕熱燃燒溫度就會降低，從而降低燃燒效率，所以要合理選取過量空氣系數(shù)。固體不完全燃燒熱損失主要要協(xié)調(diào)磨煤機的功率和燃燒效率，使機組的效率最佳。

4 結(jié)論

在我國經(jīng)濟新常態(tài)背景下，電廠的節(jié)能減排愈發(fā)受到重視。而鍋爐運行的經(jīng)濟性直接影響機組運行的經(jīng)濟性，影響發(fā)電成本。合理調(diào)整鍋爐運行的參數(shù)和改造鍋爐受熱面可以實現(xiàn)能量的節(jié)約和回收，實現(xiàn)節(jié)能減排，符合可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的要求。本文從鍋爐運行經(jīng)濟性提升的角度出發(fā)，分析了影響機組運行經(jīng)濟性的一些主要因素，然后從鍋爐運行參數(shù)對機組運行性能的影響以及鍋爐受熱面熱損失兩個角度分析了提高鍋爐運行性能實現(xiàn)節(jié)能減排的途徑和方法。通過鍋爐運行調(diào)整，保證鍋爐產(chǎn)生蒸汽的壓力、溫度和蒸汽品質(zhì)、保證鍋爐蒸汽的的蒸發(fā)量并適時地供給汽輪機所需要的過熱蒸汽，保證鍋爐機組的安全與經(jīng)濟。通過在鍋爐內(nèi)添加低壓省煤器，合理控制過量空氣系數(shù)，降低鍋爐內(nèi)的各項熱損失是調(diào)高鍋爐運行效率的重要方法。

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