火力發(fā)電廠煤粉鍋爐運(yùn)行優(yōu)化策略分析索輝

索輝 陰持廷

摘 要：火力發(fā)電廠鍋爐是火力電廠產(chǎn)生電能的主機(jī)之一，對火力發(fā)電廠鍋爐運(yùn)行進(jìn)行優(yōu)化，降低能源消耗，提升運(yùn)行效率，將大大有利于供電需求。本文則針對火力發(fā)電廠的鍋爐進(jìn)行介紹，同時(shí)對其鍋爐的使用原理進(jìn)行分析，找到其中存在的問題，以此提出合理的解決對策，對火力發(fā)電廠煤粉鍋爐運(yùn)行進(jìn)行優(yōu)化，探討有利于火力發(fā)電廠鍋爐優(yōu)化的一些具體措施。

關(guān)鍵詞：火力發(fā)電廠；鍋爐運(yùn)行；優(yōu)化；管理

1 火力發(fā)電廠鍋爐簡介

火力發(fā)電廠的鍋爐有兩個(gè)部分構(gòu)成，分別是鍋爐本體和輔助設(shè)備。其本體部分當(dāng)中，由省煤器、下降管、過熱器、聯(lián)箱等設(shè)備構(gòu)成，而輔助設(shè)備，則由點(diǎn)火裝置、煙風(fēng)道等部分構(gòu)成?；鹆Πl(fā)電廠鍋爐產(chǎn)生動能的關(guān)鍵是對燃料進(jìn)行燃燒，吸收其產(chǎn)生的熱量，進(jìn)而對爐內(nèi)的水進(jìn)行加熱產(chǎn)生蒸汽，轉(zhuǎn)化為蒸汽動能。在這一過程當(dāng)中，煤炭的充分燃燒，將會促進(jìn)熱能的生成，進(jìn)一步增加動能。

2 火力發(fā)電廠鍋爐運(yùn)行發(fā)電的基本原理

火力發(fā)電廠鍋爐產(chǎn)生動能的基本原理分為三個(gè)方面，這三個(gè)方面關(guān)系到火力發(fā)電廠鍋爐的運(yùn)行效率。

（1）火力發(fā)電廠工作人員使用相關(guān)設(shè)備將煤炭材料輸送進(jìn)入火力發(fā)電廠鍋爐的爐膛之中，煤炭材料在鍋爐的爐膛之中發(fā)生劇烈的燃燒反應(yīng)，將煤炭材料之中的化學(xué)能通過燃燒反應(yīng)轉(zhuǎn)化成為可以為火力發(fā)電廠其他組成部分提供能量的熱能（該部分的化學(xué)能轉(zhuǎn)化成為熱能的效率也是火力發(fā)電廠鍋爐運(yùn)行優(yōu)化的重要組成部分之一）。

（2）煤炭材料發(fā)生燃燒反應(yīng)之后，煤炭原材料之中的碳物質(zhì)和雜質(zhì)組分和氧氣反應(yīng)生成的物質(zhì)組成了高溫?zé)煔?，高溫?zé)煔饨M分?jǐn)y帶有大量的熱量（其原理是熱能的傳遞，是由高溫物質(zhì)傳導(dǎo)向低溫物質(zhì)），這些高溫?zé)煔庋刂鹆Πl(fā)電站鍋爐內(nèi)部運(yùn)行，逐步經(jīng)過鍋爐內(nèi)水冷壁部分、鍋爐屏式過熱器部分、鍋爐高溫過熱器部分、鍋爐再熱器部分，并與這些部分的受熱面進(jìn)行接觸，根據(jù)熱量傳遞原理，高溫?zé)煔夂瓦@些鍋爐部分內(nèi)部的工作物質(zhì)產(chǎn)生熱量傳遞，將高溫?zé)煔庵械拇罅繜崮軅鬟f給鍋爐部分內(nèi)部的工作物質(zhì)，鍋爐部分內(nèi)部的工作物質(zhì)經(jīng)過高溫?zé)煔獾某掷m(xù)高溫加熱和熱量傳遞，發(fā)生相變生成具有著一定壓力和溫度的水蒸氣組分。

（3）經(jīng)過高溫?zé)煔饧訜岚l(fā)生相變反應(yīng)的水蒸氣成分進(jìn)入火力發(fā)電廠鍋爐的汽輪機(jī)部分，在汽輪機(jī)部分之中，水蒸氣組分將吸收自高溫?zé)煔獾臒崮軅鬟f給汽輪機(jī)部分，將水蒸氣組分之中含有的熱能轉(zhuǎn)化成為汽輪機(jī)的機(jī)械能，完成為整個(gè)火力發(fā)電廠進(jìn)行發(fā)電提供所需要的能源以及為發(fā)電機(jī)和汽輪機(jī)提供動力資源的工作

3 影響火力發(fā)電廠鍋爐運(yùn)行存在的問題

3.1燃燒問題

一般情況下，粉末狀煤炭材料僅僅在粉煤鍋爐爐膛部分停留一秒鐘左右，為了充分保證粉末狀煤炭材料在這一段時(shí)間之內(nèi)燃燒完畢，要求在進(jìn)行一次供風(fēng)和二次供風(fēng)的時(shí)候，供給足夠的風(fēng)量，以便于強(qiáng)化粉煤鍋爐爐膛部分的燃燒效果，保證粉末狀煤炭材料在這一秒鐘的時(shí)間之內(nèi)燃燒完畢，完成整個(gè)供能反應(yīng)。但是，一旦煤質(zhì)突然變化，一二次風(fēng)不能及時(shí)調(diào)整，就會出現(xiàn)燃燒不完全等現(xiàn)象。

3.2火力發(fā)電廠鍋爐的蒸汽參數(shù)

火力發(fā)電廠在發(fā)電過程中，火力發(fā)電廠鍋爐是重要組成部分之一，它為發(fā)電機(jī)組提供動能，它的運(yùn)行平穩(wěn)對發(fā)電具有重要意義。蒸汽參數(shù)的高低對火力發(fā)電廠鍋爐有著極為重要的影響，必須要保證蒸汽參數(shù)平穩(wěn)，這樣才能根據(jù)煤炭質(zhì)量以及負(fù)荷等因素確定耗煤量高低，保證火力發(fā)電廠鍋爐平穩(wěn)運(yùn)行。

3.3 火力發(fā)電廠鍋爐的熱損問題

火力發(fā)電廠鍋爐做功的主要?jiǎng)恿褪钦羝麆幽?，而蒸汽動能的產(chǎn)生是以燃料燃燒的熱量為主。在火力發(fā)電廠鍋爐運(yùn)行過程中，熱損問題是影響能效消耗的關(guān)鍵問題之一。其中，排煙是主要熱損原因。除此之外，就是煤炭沒有完全燃燒，造成了資源浪費(fèi)。

4 火力發(fā)電廠鍋爐運(yùn)行優(yōu)化策略

4.1 燃燒優(yōu)化

首先，做好煤炭原料質(zhì)量下降時(shí)的準(zhǔn)備。在鍋爐燃燒過程之中，一旦出現(xiàn)煤炭原料質(zhì)量下滑，使得煤炭原料的質(zhì)量和設(shè)計(jì)好的煤炭原料的質(zhì)量存在偏差，就很容易對火力發(fā)電廠粉煤鍋爐的運(yùn)行效率產(chǎn)生很大影響。針對這樣的情況，當(dāng)煤炭原料的質(zhì)量和設(shè)計(jì)好的煤炭原料的質(zhì)量的偏差已經(jīng)開始影響生產(chǎn)效率的時(shí)候，可以采用原煤摻燒的解決方案，通過改變使用的煤炭材料各種類型的煤炭之間比例的調(diào)和，盡可能地減少煤炭原料的質(zhì)量和設(shè)計(jì)好的煤炭原料的質(zhì)量偏差，并輔之以改變鍋爐供風(fēng)設(shè)備所提供的一次風(fēng)和二次風(fēng)的風(fēng)量大小，以便于保證煤炭原料在爐膛部分充分燃燒。

其次，為了了解鍋爐燃燒過程之中的具體步驟，要對鍋爐的運(yùn)行過程進(jìn)行定期的質(zhì)量調(diào)平、濃度標(biāo)定、高溫?zé)煔獬煞址治龅炔僮?，確定出火力發(fā)電廠粉煤鍋爐的最優(yōu)化運(yùn)行參數(shù)，為火力發(fā)電廠粉煤鍋爐的高效運(yùn)行提供數(shù)據(jù)支持和理論幫助。

最后，當(dāng)火力發(fā)電廠粉煤鍋爐在較高的負(fù)荷下工作時(shí)，高溫高壓的環(huán)境很容易導(dǎo)致在火力發(fā)電廠粉煤鍋爐爐膛之中產(chǎn)生結(jié)焦問題。為了避免火力發(fā)電廠粉煤鍋爐在運(yùn)行過程之中出現(xiàn)爐膛結(jié)焦問題，影響火力發(fā)電廠粉煤鍋爐的運(yùn)行效率，就要求在火力發(fā)電廠粉煤鍋爐內(nèi)部采用配風(fēng)試驗(yàn)的試驗(yàn)方式，不斷調(diào)節(jié)火力發(fā)電廠粉煤鍋爐供風(fēng)設(shè)備所提供的一次風(fēng)和二次風(fēng)的風(fēng)量大小和配比數(shù)值，并在火力發(fā)電廠粉煤鍋爐的不同區(qū)域采用不同的分量配比數(shù)值，有效地阻止發(fā)電廠粉煤鍋爐爐膛之中產(chǎn)生結(jié)焦問題。與此同時(shí)，還要不斷調(diào)節(jié)火力發(fā)電廠粉煤鍋爐內(nèi)部的風(fēng)量頻率和吹風(fēng)的范圍，時(shí)刻保證火力發(fā)電廠粉煤鍋爐內(nèi)部的各個(gè)受熱面不存在粉末狀煤炭原料的污染。

4.2 蒸汽參數(shù)優(yōu)化

蒸汽參數(shù)的數(shù)值要保持一個(gè)平穩(wěn)狀態(tài)，這需要工作人員擁有較強(qiáng)的責(zé)任心，時(shí)刻關(guān)注蒸汽參數(shù)變化。一般來說，火力發(fā)電廠鍋爐都會有保熱自動裝置，這是平衡蒸汽參數(shù)的一個(gè)重要工具。例如發(fā)電廠使用自然循環(huán)煤粉爐，它的蒸汽參數(shù)變化會隨著主蒸汽溫度變化而變化，具體表現(xiàn)為主蒸汽溫度被提高11-15度時(shí)，發(fā)電廠的煤耗會降低1.45g，而當(dāng)熱氣溫在提升13度后，煤耗會降低0.83g。

4.3 針對熱損問題進(jìn)行優(yōu)化

熱損問題是火力發(fā)電廠鍋爐運(yùn)行優(yōu)化的關(guān)鍵，解決熱損問題對于優(yōu)化運(yùn)行方面來說，有著舉足輕重的意義。固體燃燒不能充分燃燒，這是造成熱損問題的一個(gè)關(guān)鍵，同時(shí)也是資源浪費(fèi)的關(guān)鍵。燃料的燃燒方式，以及燃料的質(zhì)量，是造成不能充分燃燒的一個(gè)原因。除此之外，火力發(fā)電廠鍋爐本身也是一個(gè)重要影響因素。

針對這種問題，火力發(fā)電廠可以對煤炭進(jìn)行合理配置，對不同的煤炭進(jìn)行混合搭配，保證運(yùn)行參數(shù)穩(wěn)定。第二，煤炭燃燒時(shí)，煤粉的細(xì)度也要適宜，以熱力實(shí)驗(yàn)結(jié)果為前提。因此，火力發(fā)電廠在發(fā)電過程中，要注意到燃料變化規(guī)律，對燃料的燃燒情況運(yùn)用科學(xué)的方式進(jìn)行調(diào)整，確保資源的合理利用。

5 結(jié)束語

通過對火力發(fā)電廠鍋爐運(yùn)行情況研究，掌握如何優(yōu)化火力發(fā)電廠鍋爐的方法，將會降低資源消耗，以此提高經(jīng)濟(jì)效益的產(chǎn)出，這對于未來火力發(fā)電廠的發(fā)展具有重要意義。優(yōu)化火力發(fā)電廠鍋爐運(yùn)行，要注意對這些影響因素的把握，將其控制在一定的有利范圍內(nèi)，這樣一來，可以確?；鹆Πl(fā)電廠鍋爐的高效率運(yùn)行，保證火力發(fā)電廠的效率性和經(jīng)濟(jì)性。同時(shí)，在研究過程中我們也可以發(fā)現(xiàn)，優(yōu)化火力發(fā)電廠鍋爐運(yùn)行，需要科技和人力的投入，只有兩者結(jié)合，才能完成火力發(fā)電廠鍋爐的最終優(yōu)化工作。

參考文獻(xiàn)：

[1] 李祺亮.1000MW超超臨界直流鍋爐變煤種運(yùn)行特性研究[D].上海交通大學(xué)，2013.

[2] 吳味隆.鍋爐及鍋爐房設(shè)備[M].北京：中國建筑工業(yè)出版社，2013.

作者簡介：

索輝（1988.05-），男，籍貫：吉林省長春市，學(xué)歷：本科學(xué)歷，工程師，研究方向：電力工程。