燃煤電廠鍋爐運行調整研究

摘 要：鍋爐作為電廠三大主機之一，其運行調整對鍋爐及整個運行系統的安全穩定性和運行經濟性有著重要的影響。由于鍋爐運行調整是實現電廠節能的重要方式，通過運行調整可使鍋爐處于高效運行工況，減少污染物的排放。基于電廠運行實踐和理論知識，分析了燃煤電廠鍋爐的運行原理，研究探討了影響燃煤電廠鍋爐運行的主要因素及主要運行調整措施，以期為電廠鍋爐的運行調整提供理論參考。

關鍵詞：燃煤電廠；鍋爐；運行調整；措施

引言

當前我國的電力供應仍然以燃煤發電為主，燃煤電廠的高效經濟運行是我國實現節約能源、減少污染物排放的主要途徑。為落實節能減排戰略，實現可持續發展，提高能源的利用效率，燃煤電廠應基于生產實際，積極改進燃燒技術和燃燒設備以提高能源利用效率，此外，還應積極改進現階段鍋爐設備的運行水平，加強鍋爐設備的優化運行調整，減少熱損失，提高鍋爐的運行效率。鍋爐運行過程中通過調節燃料量、給水量、減溫水量、送風量等，以保證汽溫、汽壓、汽包水位、過量空氣系數等參數在允許值范圍內變化。

1 燃煤電廠鍋爐的運行原理

鍋爐是燃煤電廠的主要設備之一，是實現能量轉換的主要場所。燃料進入爐膛后與爐內的空氣發生劇烈的燃燒反應，實現將燃料的化學能轉變為熱能，同時生成大量的高溫煙氣，高溫煙氣流經水冷壁、屏式過熱器、高溫過熱器、再熱器等受熱面，將熱量傳遞給受熱面內的工質，將受熱面內的工質加熱成一定溫度和壓力的水蒸汽，高溫高壓的水蒸汽進入汽輪機后推動葉輪旋轉，將蒸汽的熱能轉變成機械能，驅動汽輪發電機組發電。根據循環工質驅動方式的不同，鍋爐可以分為自然循環鍋爐、強制循環鍋爐、混合循環鍋爐等[1]。如圖1所示為強制循環鍋爐系統，主要采用循環泵驅動循環工質流動。

2 影響燃煤電廠鍋爐運行的主要因素

2.1 風機失速

當鍋爐啟動時，風機運行產生的流量比較小，若發生一次風壓過高情況，就會導致鍋爐出現失速狀況，進而影響鍋爐的正常穩定運行，嚴重時還會影響整個電廠系統的運行狀況[1，2]。通常情況下，為避免一次風壓過高，常采取提升一次風道流量的方式。若發生在跳臺階段，會導致制動轉葉運轉速度過快，進而造成風機失速情況。為此，在鍋爐實際運行過程中，應采取措施合理控制風機出口壓力的大小以降低風母管壓力，防止發生失速情況，如加大風機失速余量。

2.2 煙道振動

在鍋爐調試期間，隨著鍋爐負荷的變化，鍋爐尾部煙道會出現振動現象，集控室也伴有振感，根據電廠運行實踐研究分析，一般導致尾部煙道振動的原因主要是尾部煙道形成了卡門渦流，使得煙道尾部煙氣流的振動頻率與煙道尾部的固有頻率較為接近，發生共振現象而導致煙道振幅增大，伴隨著出現較為強烈的震感[2]。為此，常采用在駐波外部地點加裝適當的平行班板，將駐波振動頻率與波長作為基準，計算出各平行班板之間的距離，將出現共振的煙道隔斷成諸多小煙道，以此增加煙道橫向振動頻率，避免出現煙道振動。此外，在鍋爐實際運行過程中，沾污系數會不斷增大，為避免發生不同程度的振動，應采取合理的控制方式。

2.3 控制水位

在鍋爐運行調整過程中，以往常采用前饋汽包水位來實現水位的控制，但在調整過程中存在嚴重的擾動現象，為此，在鍋爐運行調整過程中可采用串級控制方式，并采用降低水溫的方式實現降低蒸汽流量，實踐證明，在鍋爐運行調整過程中采用此控制方式可提高鍋爐的實際運行效果[2，3]。

3 燃煤電廠鍋爐運行調整的主要措施

3.1 合理調整蒸汽的參數

為保證鍋爐的穩定運行，生產運行人員應加強對蒸汽參數變化的實時關注，及時調整鍋爐的蒸汽參數使之保持平穩。由于電廠鍋爐都安裝保熱自動裝置，能夠使鍋爐的蒸汽參數保持平衡[2]。對于自然循環煤粉爐，蒸汽參數會隨著主蒸汽溫度參數的變化而發生變化，當主蒸汽溫度提高11～15℃時，可降低發電煤耗約1.45g，若再熱氣溫提高13℃，可降低煤耗約0.83g。

3.2 合理調整送風量

燃料在爐內燃燒過程中伴隨著復雜的化學反應，鍋爐內部風量與煤粉的配比對爐膛燃燒效率有著重要的影響，為保證鍋爐的穩定運行，應加強對一次風量、二次風量的實時觀察[3]。若送風量過大，會導致爐內過量空氣系數偏大，降低排煙溫度，若送風量過小，會導致不完全燃燒熱損失增大。基于煤粉流動性，應合理調整風量與煤粉的配比，保證爐膛熱效率。此外，合理調整一次風量、二次風量的配比，也可以改善爐內的碳循環。

3.3 合理調整燃燒器配風

在爐膛燃燒過程中，應根據機組負荷要求加強對一次風量、周界風量、風箱爐膛差壓等的調整，并及時調整風煤配比，保證爐膛處于最佳燃燒工況。燃燒器配風調整主要是從爐膛安全穩定燃燒的角度出發，調整爐膛火焰結構，保證著火點位置合理，避免發生爐膛火焰偏斜、飛邊，降低燃燒器區域結焦傾向，通過調整爐膛火焰結構的方式解決汽溫偏差和氧量偏差等問題[1，3]。

3.4 合理調整爐膛的給煤量

爐膛燃料供給量的控制調整對爐膛穩定燃燒、維持主蒸汽壓力等有著重要的影響，在鍋爐運行過程中，應根據機組負荷變化要求調節給煤量，當機組負荷變化時，一次風機的入口擋板隨之改變，通過調節一次風量的方式滿足爐膛煤粉供給量，提高負荷響應速度。鍋爐燃料量控制系統主要是基于現代控制理論和智能控制理論，能夠提高爐內控制效果，避免系統反應滯后，在鍋爐負荷發生變化時能夠降低主蒸汽壓力的變化，保證爐內處于最佳燃燒工況。

4 結束語

電廠鍋爐的運行調整對電力供應的穩定性和整個發電系統運行的經濟性有著重要的影響，在機組運行過程中通過及時調整鍋爐運行參數、優化鍋爐運行狀態等方式，不斷提高鍋爐的運行經濟性。通過對影響燃煤電廠鍋爐運行的主要因素及主要運行調整措施的研究分析，以期為電廠鍋爐的運行調整提供理論參考。

參考文獻

[1]于永安.火力發電廠鍋爐運行調整分析[J].能源與節能，2013，12：26-27.

[2]潘強.燃煤電廠鍋爐運行調試與優化措施探討[J].科技風，2015，19：50.

[3]邢哲.火力發電廠鍋爐運行優化策略分析[J].橡塑技術與裝備，2015，20：137-138.