火力發電廠鍋爐熱控安裝及技術措施研究

戴世金

【摘 ?要】鍋爐是火力發電廠的重要設施，是將能源有效轉化的重要基礎裝置。當前我國發電的主要形式依舊是火力發電，因此，對火力發電中鍋爐安裝的要求也越來越高。但是，鍋爐安裝的工藝程序比較復雜，對于施工人員的技術和工藝的要求都比較高。就目前的具體分析來看，在火力發電廠鍋爐熱控安裝中，工藝的標準性和規范性利用會影響到鍋爐的綜合利用水平，所以出于鍋爐經濟利用和質量利用的考慮，需要對具體的安裝工藝做分析，并就工藝中采取的措施做探討，這樣，火電廠鍋爐熱控安裝指導和參考才會更加的科學和合理。為了提升我國火力發電的效率，推動我國電能的有效供應，本文將重點分析火力發電廠鍋爐熱控安裝的主要工藝與技術，并提出相關的措施以供大家參考與借鑒。

【關鍵詞】火力發電廠;鍋爐;熱控安裝;主要工藝;技術措施

中圖分類號：TM621 ????文獻標識碼：A

1火力發電廠鍋爐系統的組成

在火力發電廠中，鍋爐能把化學燃料能量轉換成熱量，用熱量加熱鍋中的水，形成的過熱蒸汽要有足夠多的質量和數量，才能供應給汽輪機，使其驅動發動機發電。目前，火電廠鍋爐不但容量很大，而且其技術更是復雜多樣。煤是鍋爐的主要燃料，在燃燒前首先會將煤轉化為煤粉，然后送到鍋爐進行燃燒和放熱。也就是說，燃料燃燒，傳熱和蒸汽蒸發是鍋爐的主要工作過程。鍋爐的運行原理和運行過程如下：在煤倉中，通過裝煤機輸送原煤到磨煤機，再將其轉化為煤粉。在鍋爐內粉煤會快速燃燒，然后釋放出大量的熱量，使鍋爐內火焰的中心溫度可達到 1500℃。有很多水冷壁管布置在爐內的周圍，頂棚過熱器布置在鍋爐內頂部，屏式過熱器布置在鍋爐內上方。鍋爐內的輻射受熱面是水冷壁和頂棚過熱器，它們對鍋爐內的輻射熱有吸引作用，還能使火焰的溫度降低，以保證不會燒壞爐壁。在鍋爐內，煤粉形成的灰粒非常多，這些灰粒會在爐內底部的冷灰箱中沉積，冷卻并固化，然后落入裝爐渣的設備中形成固定爐渣。高壓加熱從給水泵供應到鍋爐的水，然后送到省煤器中，鍋爐尾端的煙氣熱量被汽包吸收，并通過底管到達水冷壁的底箱，然后再給各個水冷壁管進行分配。所有這些都是鍋爐工作流程的一部，可以看出，在火力發電廠中鍋爐設備非常重要，可以使火力發電廠的正常運行能夠有保證。因此，在安裝鍋爐時，必須對安裝過程和技術進行標準化，最大限度的使鍋爐系統的質量有保證，并確保其正常穩定運行。

2火力發電廠鍋爐熱控安裝主要工藝及技術措施

2.1火電廠的熱控技術

火電廠的熱控技術主要體現在自動化方面，熱工自動化控制技術是整個火電機組安全穩定運行的核心，是火電廠的命脈所在。做好合理的熱控自動化技術，

是現階段電氣企業管理的關鍵。火電廠的熱控技術能夠對鍋爐和其他的一些蒸汽設備以及輔助設備進行有效控制，使得自動化機組能夠根據火電運行的情況自動調整，保證設備的安全運行。電力自動化控制系統通常由 3 個部分組成，分別是檢測裝置、控制裝置以及執行裝置。此外，還包括一些輔助型的裝置，如報警系統和保護系統等[1]。

2.2自動控制

自動控制是實現生產過程的自動啟停、運行控制以及生產經營人員行為標準化的關鍵。智能化的控制技術可以提升電廠機組協調控制響應能力和精度，覆蓋全過程各工況設備和工藝系統的自動投退，實現機組級全程自動控制、自啟停和負荷切換，達到閉環優化、少人高效運行的目的。以其中幾個智能控制算法為例。（1）基于鍋爐效率最優的風燃比優化。鍋爐燃燒過程中保持最佳風燃比是提高鍋爐效率和經濟性的關鍵措施。優化氧量定值，以鍋爐效率最高為優化目標，結合鍋爐運行工況中熱效率與空氣系數的特定關系曲線，利用最優控制理論，尋求不同負荷狀態下的最佳風燃比，實現鍋爐經濟穩定燃燒。（2）制粉系統預測控制。正壓直吹式制粉系統是一個典型的多變量非線性時變系統。各控制量和被控量之間存在著嚴重的耦合關系，控制量擾動大，被控量滯后嚴重，基于經典 ?PID ?設計的控制方案難以實現制粉系統的解耦控制。（3）主蒸汽溫度預測控制。應用主汽溫預測控制功能，提高鍋爐汽溫控制的魯棒性，提升汽溫控制精度，實現鍋爐變負荷情況下，減少汽溫波動幅度，延長過熱器設備壽命，降低鍋爐爆管風險，節約機組運行維護費用。同時減少減溫水噴量，提升鍋爐運行效率，進一步降低機組供電煤耗。

2.3重要參數測量

智能儀表、智能設備的出現，三維可視化技術的發展和大數據分析技術的應用為電廠生產過程的智能化監視、故障在線診斷和實時數據的智慧化分析提供了技術支持。（1）先進在線測量技術應用。煙氣成分在線測量系統。將 ?SCR ?入口和出口 ?CEMS ?系統中的 ?CO、NOx ?濃度、O2 含量等參數的實時測量數據送到優化控制器系統，為智能控制提供可靠測量參數。（2）重要參數軟測量。測量計算結果應用到相關控制回路中[3]，可降低機組煤耗，提高運行效率。（3）鍋爐 CT。鍋爐 CT 技術根據聲學測溫原理，對爐膛溫度進行非接觸式測量，實現爐膛溫度場的可視化和在線檢測，聲波測點布置對鍋爐本體不造成任何破壞，充分利用鍋爐現有的觀火孔和短吹預留孔。

2.4電廠熱控儀表

電廠熱控儀表是指專用于電廠自動化系統中為保障電廠正常且安全運行的一項重要的基礎組成部分。其組建設備包括閃光報警儀、壓力儀表、管路儀表、地表計、流量計算儀等多項設備組建構成的，主要對溫度、壓力、流量、液位等參數進行監控與測量，從而實現將各機組間的工作進行完美的協調，確保設備的正常且安全的運行。特點表現：傳統的電廠熱控儀表其主要工作是通過對溫度、壓力、流量、液位等數據進行監控及測量，來對電廠系統進行實時的監控，并通過對閥門的流量調節及功率的調節來實施流量及溫度的調控，而對于液位的調控則需依靠監控和檢修來進行控制及調整。科技發展至當下，電廠熱控儀表因受到科技時代進化而進行著升級與改善逐步走向了自動化，電廠熱控儀表的這一自動化升級將從根本上提升了電廠安全的監控效率。

3火電廠熱控調試技術改革創新

3.1 盡量采用技術成熟、可靠的熱控元件

隨著熱控自動化程度的提高，對熱控元件的可靠性要求也越來越高，所以采用技術成熟、可靠的熱控元件對提高 DCS 系統整體的可靠性有著十分重要的作用。根據熱控自動化的要求，熱控設備的投資也在不斷地增加，切不可為了節省投資而“因小失大”。在合理投資的情況下，一定要選用品質、運行業績較好的就地熱控設備，以提高 DCS 系統的整體可靠性和保護系統的可靠性、安全性[3]。3.2減少非計劃啟停和設備消缺用油

加強設備維護，減少機組非停和低負荷投油消缺。若要低負荷投油消缺時，可統計所有需要低負荷消除的缺陷，盡量放在一次低負荷投油消缺中完成。減少由于煤質差投油助燃次數。機組正常運行中，根據燃燒和煤質情況做好配煤摻燒工作，杜絕由于燃燒惡化而投油助燃。

3.3 對熱損失進行控制

通過提高入爐的空氣溫度、控制過量空氣系數、充分混合空氣與煤炭（煤粉）、合理降低煤粉細度、調整鍋爐的燃燒程度及保障鍋爐內一二次風的混合時間等，減少可燃氣體和固體中因未完全燃燒所造成的熱損失;通過嚴密水冷壁和鍋爐爐墻結構、采用先進的保溫材料保障爐墻與管道的保溫性能以及增加鍋爐周圍空氣的溫度，實現對鍋爐自身散熱導致熱損失的控制。

結束語

火電廠的核心就是熱控系統，熱控調試技術就是火電廠的基礎。因此，在調試的過程中，一定要有嚴謹的態度，注重協調性和統一性，靈活的運用理論知識和實踐能力，進行電廠熱控調試技術的創新，保證調試的質量，進而保證電廠安全穩定地運行。

（作者單位：中國能源建設集團天津電力建設有限公司）