電廠燃煤鍋爐燃燒控制方案的優化分析

艾磊

摘 要：在火力發電廠的運行中，受到電網負荷、燃料成分含量、通風量等種種因素的影響，要不斷地調整鍋爐和機組的實際運行狀態，以達到最佳的運行工況，滿足當前我國節能減排的要求。因此，在確保鍋爐安全運行的基礎上，實現鍋爐的經濟運行，就要對鍋爐的燃煤質量、給風量、爐內負荷、排煙溫度等運行參數進行實時的優化調整。因此，優化鍋爐燃燒控制方案，可以最大程度地提升鍋爐的實際運行效率，達到節約能源、提高電廠效益的目的。本文分析了電廠燃煤鍋爐的運行原理，給出了優化鍋爐燃燒控制的方案措施，以供參考。

關鍵詞：電廠 鍋爐 燃燒控制 優化

中圖分類號：TK224 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2018）12（b）-00-02

鍋爐、汽輪機、發電機是火電廠主要的機器設備，這3個部分的運行狀態和效率會直接影響電廠的發電效率和發電安全性。燃煤鍋爐作為火電廠發電所需要的能源的提供設備，在火電廠發電過程中起著很重要的作用。隨著我國電力行業改革的不斷深入，對于電廠鍋爐的燃燒和運行機制不斷優化成為電廠工作的重點，各電廠要不斷提高鍋爐燃燒的安全經濟運行水平。

1 火電廠燃煤鍋爐的運行原理

燃煤鍋爐作為火電廠運行的核心設備之一，主要為發電設備提供必需的能源，其工作原理主要是：電廠工作人員將煤炭輸送到鍋爐中，煤炭在燃燒前通過鍋爐的制粉設備以及供風設備加工成粉末狀的原料，供風設備將粉末狀的煤炭原料通過一次風將其吹入鍋爐的爐膛部分，通過二次風在鍋爐燃燒器部分形成環形風道，將剩余的煤炭原料帶入到鍋爐的爐膛部分。燃燒器將粉末狀的煤炭與空氣混合，通過兩次吹風將混合后的燃料送入到鍋爐的爐膛部分，在爐膛部分空氣動力場的作用下，將煤炭原料充分燃燒。通常情況下，粉末狀的煤炭原料只在爐膛部分停留2s左右，在這短暫的時間內為了將煤炭燃料充分燃燒，需要在進行一次通風和二次通風的時候，供給足夠的風量，提高燃燒的效率，有效的完成供能反應。煤炭在鍋爐中劇烈燃燒后生產高溫煙氣，高溫煙氣在鍋爐內部經過鍋爐內水壁部分、高溫過熱器部分、再熱器等部分，與這些部分的受熱面接觸后將高溫煙氣中的熱量傳遞給鍋爐內部的工作物質，工作物質接收到熱量后發生相變，生成具有一定壓力和濕度的水蒸氣。之后，水蒸氣進入汽輪機，將自身帶有的熱量轉化為汽輪機的機械能，為發電過程中的其它設備提供能量，保障電廠發電過程的順利進行。根據鍋爐內部循環方式以及驅動鍋爐內部轉化為水蒸氣的工作物質的內部循環的驅動力不同，可以將鍋爐分為自然循環型、強制循環型以及混合循環型鍋爐，其中，自然循環型鍋爐的驅動力是工作物質之間相變之后產生的水蒸氣間的密度差，而強制循環型鍋爐的驅動力是通過外設的循環泵來提供的。

2 電廠燃煤鍋爐燃燒控制方案的優化策略

對火電廠的燃燒控制進行優化，主要考慮的是鍋爐的參數、煤炭的質量、送風量和鍋爐的排煙溫度等幾個方面，燃煤鍋爐運行的安全性和經濟性會受到這些因素的影響。在電廠燃煤鍋爐運行的過程中，鍋爐的運行參數和設計參數實際上很難做到完全一致，煤炭原料的質量和類型也存在不同程度的偏差，因此，會影響鍋爐實際的效率值。因此，在電廠燃煤鍋爐運行的過程中，要針對鍋爐實際的工作環境，采取燃燒優化措施，在保證電廠鍋爐安全穩定運行的基礎上，以獲得更大的經濟效益。

2.1 提高燃煤質量

燃煤的質量對鍋爐的運行效率有很大的影響，因此，要保證燃煤的質量符合工作要求。在實際的運行過程中，一旦出現燃煤質量下滑，就會使得煤炭質量和設計好的煤炭質量存在偏差，就會影響燃煤鍋爐的實際運行效率。當出現這種情況時，就要及時采用原煤摻燒的方法，改變煤炭材料之間的比例，最大程度地減少煤炭原料與設計好的煤炭原料之間的質量偏差，根據實際工作狀況，將通風設備的一次風和二次風的風量及時調整，保證爐膛內的煤炭原料能夠充分地進行燃燒。要及時對鍋爐運行過程中的高溫煙氣成分、濃度進行分析，確定鍋爐運行時的最優參數，為鍋爐的運行提供數據支持。

2.2 及時調整鍋爐的爐內負荷

在對鍋爐的爐內負荷進行調整的過程中，要按照具體的操作規章來嚴格進行，在調整的過程中，一定遵循緩慢有序的原則，操作的速度要穩步進行，不可快速調整，保證粉末狀煤炭材料在燃煤鍋爐的爐膛內穩定的進行燃燒。具體的操作是，要降低爐內負荷的時候，要先將鍋爐爐膛內的煤炭原料撤出，之后再停止鍋爐供風設備的供風；當要提高爐內負荷的時候，要先加大鍋爐供風設備的供風量，然后再增加粉末煤炭的供給量，以保證燃煤鍋爐時刻保持穩定運行的狀態，提高工作效率。當燃煤鍋爐在高負荷的環境下工作時，高溫高壓的環境會導致粉煤在爐膛內產生結焦，為了避免粉煤出現爐膛內結焦的現象，影響火電廠鍋爐的運行效率，就要根據實際工作情況，及時調整風量的大小和配比數值。在燃煤鍋爐的不同區域采用不同的通風量配比數值，可以有效防止粉煤在爐膛內的結焦問題。同時，還要及時調整鍋爐內部的風量頻率和送風的范圍，防止鍋爐內部的受熱面出現煤炭原料的污染情況。

2.3 及時對送風量進行調整

從燃煤鍋爐實際的運行來看，燃煤鍋爐內部的燃燒過程就是煤炭原料和空氣混合后在爐膛內的燃燒過程。在煤炭質量同等的情況下，風量配比是影響燃燒過程的重要因素。在燃煤鍋爐使用的初期階段，要保證風量的配送比例，因為在鍋爐的使用初期，鍋爐內部的壓力數值可以達到設計的要求，粉煤的顆粒比較大，因此，要保證通風量要充足，加大粉煤在爐膛內的流動性，達到充分燃燒的目的。值得注意的是，在保證粉煤原來充分流動的基礎上，通風量也要合理，避免通風量過大而提高鍋爐內部的空氣系數，影響燃燒效率。此外，要結合實際燃燒情況，保證二次風量的供給，為粉煤燃燒提供足夠的氧氣，提高燃燒效率。

2.4 調整燃煤鍋爐的排煙溫度

在燃煤鍋爐的實際運行過程中，排煙溫度也影響鍋爐的實際熱效率。適當降低排煙溫度可以降低鍋爐的排煙熱損失，在一定程度上提高了鍋爐的運行效率。一般在大型的鍋爐運行中，由于燃料的消耗量很大，為了提高電廠的經濟效益，降低鍋爐的熱損失，通常選擇較低的排煙溫度。但是，排煙溫度的設定要合理，如果過低就會使低溫受熱面煙氣側的水蒸氣和硫化物結合形成硫酸，腐蝕運行設備，同時硫酸與煙道上的疏松灰發生化學反應，產生的硬化物質附著在煙道上不易去除，這樣就增大了傳熱阻力，降低了鍋爐的運行效率。另外，為了保護環境，減少灰塵的排放量，在大型鍋爐的尾部煙道一般都會安裝除塵器，如果排煙溫度過低的話會影響除塵器的運行，降低除塵效果，還會影響到鍋爐的安全運行，因此，排煙溫度的設定要合理。

3 結語

在電廠燃煤鍋爐的運行過程中，影響其正常運行的因素很多，因此，在對鍋爐燃燒控制優化的過程中，要分析影響因素，對煤炭材料的質量、火電廠鍋爐運行的狀態、通風量的大小、鍋爐的排煙溫度、鍋爐的燃燒壓力等參數進行實時的分析，確保鍋爐在高效的狀態下運行，提高電廠運行的安全性和經濟性。

參考文獻

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