火電廠鍋爐運行優化設計分析

卜海棠

摘 要：火電廠的鍋爐要持續性地運行良好，就要在鍋爐控制中運用自動化控制技術，以將鍋爐的優勢充分地發揮出來。本文主要闡述了火電廠鍋爐運行的基本原理，以此為基礎，對火電廠中常規煤粉鍋爐的優化策略和循環流化床鍋爐的優化策略進行了分析探討。

關鍵詞：火電廠；鍋爐運行；優化策略

可持續發展已成為我國重要的發展戰略，在這種情況下，電廠運行的經濟性受到越來越多的關注。鍋爐作電廠的核心設備，其運行的效率直接關系到電廠整體運行的經濟性，所以需要努力提高電廠鍋爐的運行效率，確保電廠運行經濟性能夠得到有效的保障。

一、火電廠鍋爐運行的基本原理

鍋爐是一種能量轉換設備，向鍋爐輸入的能量有燃料中的化學能、電能，鍋爐輸出具有一定熱能的蒸汽、高溫水或有機熱載體。鍋的原義指在火上加熱的盛水容器，爐指燃燒燃料的場所，鍋爐包括鍋和爐兩大部分。鍋爐中產生的熱水或蒸汽可直接為工業生產和人民生活提供所需熱能，也可通過蒸汽動力裝置轉換為機械能，或再通過發電機將機械能轉換為電能。爐鍋鍋爐幾個重要概念幾個重要概念鍋的組成部分汽包鍋筒、水冷壁、過熱器、再熱器、省煤器、空汽預熱器爐的組成部分爐膛、燃燒器。鍋爐本體爐膛、燃燒器、鍋筒、水冷壁、對流受熱面、鋼架和爐墻等組成鍋爐的主要部件稱為鍋爐本體。

眾所周知，作為火電廠中的核心構成，火電廠的鍋爐是為火電廠中最為重要的設備，是能量轉換的主要場所，其運行的基本原理有以下步驟：①火電廠當中，我們操作人員采用設備把燃料送進鍋爐的爐膛當中，使空氣與鍋爐的爐膛中的燃料充分接觸之后，產生一系列猛烈的燃燒反應，把燃料燃燒過程當中發生化學反應，所產生的化學能轉化成為能夠提供給火電廠中一些設備所需的能量。②當燃料充分發生燃燒反應之后，使得燃料當中的一些碳物質以及其他雜質成分與空氣當中的氧氣發生一系列的化學反應，產成的大量高溫煙氣，這些高溫的煙氣組分包含著的大量的熱能。這些高溫煙氣在經過火力發電站鍋爐內部運行之下，漸漸的經過火電廠中鍋爐的內水冷壁到鍋爐屏式過熱器，再到鍋爐高溫過熱器，最后再到鍋爐再熱器，在這些與受熱面接觸的過程當中，經過熱能傳遞的基本原理，使得這些高溫煙氣以及在鍋爐部分的內部物質進行著熱能的傳遞，把高溫煙氣當中的許多的熱能傳遞到火電廠中鍋爐部分的物質，再經過高溫煙氣中的高溫加熱以及熱量傳遞過程，最后闡述相變生成一定壓力和溫度的水蒸氣。③上述步驟所產生的水蒸氣成分經過鍋爐的汽輪機當中，在汽輪機的作用之下，使得水蒸氣中所包含的熱能就直接傳遞到了汽輪機設備上，再進過汽輪機的轉化成為機械能。

二、火電廠鍋爐運行優化的重要性和影響因素

1.鍋爐運行優化的重要性

我們都知道鍋爐運行優化系統，它是一個對鍋爐系統性能全面進行優化的系統，它能給火電廠解決的問題主要有：①熱效率、減溫水量、煤耗、排煙溫度的改進；②氮氧化物、飛灰含碳量等的減低；③控制過熱器與再熱器超溫和受熱面結焦結渣。其中最為重要的就是是在進過優化系統后可以實現協調控制并挖掘了鍋爐系統冗余的空間。

2.鍋爐運行優化的影響因素

對于運行過程中的鍋爐，對其效率帶來影響的因素較多，所以為了能夠有效提高電廠機組的運行效率，則需要對鍋爐的運行方式進行有效調整，確保各種損失的減少，同時還要進一步提高蒸汽參數，確保減溫水量和排污量的降低。在運行過程中的鍋爐，其主要熱損失也排煙熱損失及未完全燃燒熱損失為主，為了能夠有效地提高鍋爐運行的效率，則需要盡量減少這些熱損失的發生。運行過程中的鍋爐排煙熱損失的影響因素主要來自于以下幾個方面。①漏風。鍋爐運行時漏風主要以爐膛、制粉系統和煙道等處漏風為主，當有漏風現象發生時，會直接導致排煙熱損失增加，當爐膛漏風系數增加時，則排煙溫度也會隨之增加，從而導致排煙熱損失增加。②受熱面積積灰和結渣。運行中的鍋爐空氣預熱器、爐膛和煙道等處的受熱面極易出現積灰現象。③外界因素。空氣預熱器入口的溫度和入爐煤的成分會對影響排煙溫度造成較大的影響。同時當煤成分變化較大時，爐膛內的燃燒工況也會發生變化，一旦煤質較差時，則其發熱量則會比預期設計的值較低，從而導致煙氣量增加，使排煙熱損失增大。

三、鍋爐運行優化設計措施分析

1.火電廠中粉煤鍋爐的優化對策

在火電廠中，粉煤鍋爐主要是由：鍋爐燃燒器、粉煤鍋爐爐膛、鍋爐制粉設備、鍋爐供風設備等構成的。它的工作原理：①把進入煤粉鍋爐內的燃料在進過鍋爐制粉設備和鍋爐供風設備后，加工成粉末狀的煤炭燃料。②把粉末狀的燃料經過鍋爐供風設備的作用后，從粉煤鍋爐的鍋爐燃燒器送入到粉煤鍋爐爐膛，之后進過供風在鍋爐燃燒器當中形成了循環的風，從而充分的吧粉末狀的煤炭燃料送入粉煤鍋爐爐膛發生燃燒反應。③鍋爐燃燒器中的空氣能夠使粉末狀的煤炭燃料充分的接觸，在經過兩次吹風的作用下，把粉末狀煤炭燃料送入反應場，保證了粉末狀煤炭燃料能夠充分反應，進而保證粉末狀煤炭的燃燒狀態。

具體優化對策：①重視鍋爐燃燒過程中的主要步驟，加強對鍋爐運行過程進行定期的質量調平、高溫煙氣成份分析等的認識，并催火電廠中的粉煤鍋爐最好的運行參數進行確認，從而對粉煤鍋爐的穩定運行提供強有力的支持、幫助。②一般來說，如果在鍋爐燃燒時，要是噴到煤炭燃料的質量問題，就會導致與意想設計好的煤炭原料的質量產生差距，從而影響運行效率。在這種的情況中，我們需要采用原煤摻燒的處理措施，通過影響使用煤炭燃料的之間比例，降低運行效率的影響，并控制供風設備提供一次風和二次風的大小，來確保煤炭原料的充分燃燒。③當粉煤鍋爐處在較高的負荷下運行時，容易在粉煤鍋爐爐膛之中出現結焦的現象。因此，運行中為了避免出現爐膛結焦問題，從而影響粉煤鍋爐的運行效率，就需要我們在粉煤鍋爐的內部運用配風試驗的方法，不斷調節風量的大小和配比數值，進而避免的結焦問題產生。

2.火電廠循環流化床鍋爐的運行優化策略

除了火電廠粉煤鍋爐之外，還有另外一種應用較為廣泛的設備，在進行火電廠循環流化床鍋爐的運行優化對策設計時，我們要充分的考慮到影響因素。①調整風量的措施。我們加強對火電廠循環流化床鍋爐的一次風和二次風的風量大小數值的重視。在火電廠循環流化床鍋爐的使用初期，要保證風量所占據的比例，這是因為在使用初期鍋爐內部的床層壓力數值可以得到充分保證，內部所使用的煤炭原料的粒徑也相對較大，為了保證煤炭原料的流動性，就要求進入火電廠循環流化床內部的風量保證一定的數值。②燃煤調整的運行優化策略。無論是火電廠粉煤鍋爐還是火電廠循環流化床鍋爐，煤炭原料的質量問題都將極大影響火電廠鍋爐的運行效率。因此，為了保證在實際的燃燒過程之中的燃燒效率，要保證實際進入火電廠循環流化床鍋爐內部的煤炭原料粒徑略小于設計的數值，以便于保證火電廠循環流化床鍋爐的供熱效率。

總之，火電廠作為一項重要的項目，在我國經濟建設中發揮非常重要作用。而火電廠鍋爐作為火電廠中最核心部分，其重要性不言而喻，所以必須把握好鍋爐的發展趨勢和要求，不斷研究出具有滿足新時期要求的先進鍋爐和燃燒控制系統，來保證國家能源戰略的順利實施。

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