大型電站鍋爐運行熱經(jīng)濟性分析

苗勇

摘 要： 最近幾年隨著我國社會不斷發(fā)展和進步，和我國經(jīng)濟持續(xù)發(fā)展，電力企業(yè)發(fā)展迎來了全新的機遇和挑戰(zhàn)?，F(xiàn)階段我國大型電廠的發(fā)電依然采用燃煤發(fā)電，煤炭的消耗量巨大，怎樣提高燃料的利用率就成為現(xiàn)階段我們需要重點攻克的難題。電廠鍋爐熱力系統(tǒng)作為火力發(fā)電的一個重要組成部分，其運行的經(jīng)濟性在很大程度上影響到整個電廠運行的科學性，當鍋爐系統(tǒng)負荷發(fā)生變化后，電站鍋爐運行的熱經(jīng)濟性將會發(fā)生顯著的變化，因此，做好大型電站鍋爐運行熱經(jīng)濟性分析就顯得十分重要了。本文主要結合實際情況，就影響大型大電站鍋爐運行熱經(jīng)濟性的影響因素進行了分析，然后提出了相應的優(yōu)化對策，希望通過本次研究對更好的促進電廠能源高效利用有一定助益。

關鍵詞：大型電站 鍋爐運行 熱經(jīng)濟效益

中圖分類號：TK227 文獻標識碼：A 文章編號：1003-9082（2016）05-0328-01

隨著我國可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略不斷發(fā)展，大型電站在電力市場中所占據(jù)的份額和競爭力越來越大，其對煤炭資源的需求量也在不斷提升，但是最近幾年，隨著國家對能源領域不斷進行改革，對煤炭的需求量不斷增長，國家高度重視煤炭資源的開采和后續(xù)的利用，但是由于電廠發(fā)電設備能源利用效率不高，往往需要投入大量的資源才能生產(chǎn)出既定電能，電站發(fā)電成本顯著提升，這種情況的出現(xiàn)對火力發(fā)電企業(yè)造成了巨大的生產(chǎn)壓力，面對這些問題需要電力企業(yè)及時作出改變，通過提高鍋爐運行的熱經(jīng)濟性，高效利用煤炭資源。

一、影響大型電站鍋爐運行熱經(jīng)濟性的因素分析

1.蒸汽因素

在電站發(fā)電過程中，鍋爐蒸汽參數(shù)的高低直接影響到煤炭資源的利用情況，蒸汽參數(shù)的合適與否將會對發(fā)電廠的熱力循環(huán)系統(tǒng)的運行效率產(chǎn)生極大的影響，因此，就要求鍋爐運行過程中讓鍋爐內(nèi)的蒸汽參數(shù)維持在一個比較穩(wěn)定的標準下，要想達到這個要求，一方面需要運行人員具備較高的責任心，確保熱工自動裝置的投入率，另一方面發(fā)電站也可以使用相應的技術保證鍋爐內(nèi)自然循環(huán)的煤粉保持穩(wěn)定的投入，從而提高了設備的自動化運轉水平，并確保其可以根據(jù)不同的煤炭資源類型，運行負荷做出及時的調(diào)整。根據(jù)相應的實驗結果顯示，當主蒸汽溫度被提高到11～15度后，電站的煤耗量會顯著降低。煤耗量在一定程度上隨著主蒸汽溫度的提升而呈現(xiàn)下降的趨勢。

2.煤炭資源利用效率不高

首先，煤炭資源中水分過大，在燃燒過程中大量水分蒸發(fā)降低了鍋爐有效的吸熱量，增加了鍋爐排煙口的熱力損失，煤炭資源中水分含量越大，其粘度越大，其在燃燒過程中會在鍋爐的各個管道內(nèi)產(chǎn)生堆積和堵塞現(xiàn)象，在增加煤炭不完全燃燒的基礎上，更增加了鍋爐的運行負荷；其次，煤炭資源中灰分較高，使得煤炭在燃燒過程中，鍋爐內(nèi)煙氣溫度降低，大量粉塵堆積在鍋爐壁上，大大增加了鍋爐的熱損失情況，此外，由于灰分具有一定的隔離作用，使得鍋爐中的煤炭不能充分燃燒，嚴重影響到對煤炭資源的利用率；再次，煤炭的揮發(fā)分較低。煤炭的揮發(fā)分較低會顯著提升煤炭的著火點，煤炭在燃燒過程中所達到的著火點的時間就會更長，煤炭顆粒在鍋爐內(nèi)停留的時間也就越長，完全燃燒的可能性也就會越低，這就大大增加了煤炭在鍋爐中不完全燃燒的熱損失；最后，煤炭顆粒過大或者過細，這些都會影響到鍋爐的工作效率和運行質(zhì)量。

3.鍋爐排煙溫度過高

排煙溫度較高是影響鍋爐運行熱經(jīng)濟性的另一個主要原因，排煙溫度每上升10度，鍋爐的運行效率會下降0.5%左右，而鍋爐所需要的各種煤耗會大大提升。出現(xiàn)排煙溫度過高的原因是多種多樣的其中包括以下幾個方面：首先，爐膛內(nèi)中心火焰較高。在相同負荷下，中心火焰溫度越高，排煙溫度越高；其次，風管風壓過高。在相同的負荷下，一次風管的風壓越高，會導致風煤混合不均勻，影響煤炭正常充分燃燒，導致燃燒火焰上移，溫度升高；最后，通風量過大。不管在任何條件下，通風量增加，含氧量過高，會顯著提升排煙溫度，煙氣量增加大大降低鍋爐的運行經(jīng)濟效益。

二、提高鍋爐運行熱經(jīng)濟性對策分析

在影響鍋爐運行熱經(jīng)濟性的各種因素中，排煙溫度過高是造成熱損失的主要因素之一，緊隨其后的是煤炭的固體燃燒物未得到全面燃燒，要想提高電站鍋爐運行的熱經(jīng)濟性，首先應該從降低排煙溫度和提高煤炭資源完全燃燒率方面入手。

1.保證蒸汽參數(shù)

有些電廠鍋爐的爐膛太大，如果計算不準確或者煤炭種類發(fā)生改變之后，過熱器或者再熱器出口蒸汽溫度會出現(xiàn)偏低的情況，有時過熱器溫度會低于保證值，這就會顯著提升機組的供電耗煤，機組運行經(jīng)濟效率大大降低。針對這種情況應該通過熱力計算分析，決定增加哪一個部分的受熱面。而對于有些鍋爐氣溫過高，需要噴入較多溫水才能達到參數(shù)要求同樣會影響機組的運行經(jīng)濟效益，這時可以通過人力計算減少部分受熱面，從而使過熱器達到既定的蒸汽標準。

2.提高煤炭資源的燃燒效率

在鍋爐運行過程中，煤炭資源未完全燃燒所帶來的熱損失是指在鍋爐內(nèi)煤炭沒有被完全燃燒就被排出來，這個過程中會產(chǎn)生大量熱損失。其是影響鍋爐運行熱經(jīng)濟性的一個主要原因。在鍋爐運行過程中，造成煤炭不能被完全燃燒的因素是多種多樣的，一種是燃燒顆粒被混在灰渣中被排出，另一種燃料以飛灰的形式隨著煙囪排出。在鍋爐中混在灰渣中的固體燃燒顆粒所帶來的熱損失所占比例僅為5%左右，以飛灰形式散溢出去的熱損失才是造成固體燃燒物出現(xiàn)較大熱損失的主要原因。一般情況下，煤炭資源的燃燒點高低、燃燒形式以及鍋爐內(nèi)部的燃燒結構以及鍋爐的運行情況都會給固體燃燒物的充分燃燒產(chǎn)生不小的影響。在鍋爐實際運行過程中，電站要減輕固體物不完全燃燒所帶來的熱損失，可以采取以幾方面措施：首先，合理配置燃燒的煤炭資源，在進行燃燒之前，對不同性質(zhì)的煤炭進行混合搭配，降低煤炭在燃燒過程中出現(xiàn)較大的變化，從而確保鍋爐運行熱經(jīng)濟性穩(wěn)定；其次，要保證煤炭顆粒大小合適，既不要太大，也不要太小，煤炭顆粒的直徑大小對飛灰中的可燃物含量的多少有著密切的關系；再次，要控制好過量空氣系數(shù)。煤炭的充分燃燒需要充足的氧氣作為支撐，但是鍋爐內(nèi)如果鼓入了過量的冷空氣會顯著降低鍋爐內(nèi)溫度，從而增加了排煙量，因此，在確定過量空氣系數(shù)時，應該根據(jù)鍋爐的燃燒特性以及煤炭的性質(zhì)和種類綜合確定；最后，要切實做好煤炭燃燒調(diào)整工作。鍋爐內(nèi)爐渣的含量直接影響到煤炭顆粒的完全燃燒情況，因此，電站鍋爐在運行過程中，應該根據(jù)煤炭的種類和性質(zhì)為依據(jù)，充分掌握好煤炭的燃燒性質(zhì)、煤粉的濃度以及進風量的規(guī)律，并采用科學的進料方式，從而保證鍋爐內(nèi)煤炭燃燒完全和充分，切實保證鍋爐的最佳熱經(jīng)濟效益。

3.解決排煙問題造成的熱經(jīng)濟性不高的對策

對鍋爐運行的熱經(jīng)濟性造成嚴重影響排煙問題主要有溫度和容積等幾方面。當排煙溫度較高時，在煙氣中就會夾帶大量的熱量，從而造成熱損失，造成排煙溫度較高的原因也是多種多樣的，例如受熱面積減小，受熱面存在污染或者鍋爐運行不當，導致了火焰中心升高，而造成排煙容積較大的原因主要是鍋爐爐膛密封性不佳，煤粉溫度較高，導致了煤炭燃燒后產(chǎn)生了大量的水蒸氣，從而導致鍋爐運行熱效率損失。要想提高鍋爐運行的熱經(jīng)濟性，除了要做好設備方面的工作之外，還要做好鍋爐運行方面的多項工作。首先，控制好過量空氣系數(shù)，工作人員應該定時、不間斷的對鍋爐爐膛的氧氣表和風量表進行監(jiān)督和控制，發(fā)現(xiàn)存在問題及時修正，切實保證煤炭能夠完全燃燒；其次，煤粉燃燒器的使用一定要適宜，在正常運行情況下，應該投入的是下層燃燒器，這是為了控制好火焰中心的高度，避免排煙口溫度升高；最后，切實做好設備維護工作，避免爐膛出現(xiàn)泄露現(xiàn)象，當熱損失率下降之后，應該及時停止設備進行檢查，并及時采取措施解決問題，切實保證鍋爐運行的熱經(jīng)濟性。

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