鍋爐燃燒調整及經濟運行

李彥宇

摘 要：我國經濟發展速度加快，能源消耗量增加，不可再生資源逐漸減少。如果不采取有效措施解決這一問題，必然會對中國的可持續穩定發展造成負面影響。在工業企業中，鍋爐是重要的設備，煤炭資源是主要的原料。為了減少煤炭消耗，國家提倡節能降耗，使國家長期穩定發展。近年來，很多企業更加重視鍋爐燃燒調整工作，保證其處于經濟運行狀態，避免造成環境污染。從目前鍋爐運行情況看，由于其性能沒有得到充分發揮，仍存在燃燒效率低的問題，導致大量原料浪費，不利于設備安全穩定運行，更不能體現經濟性。本論文著重于研究鍋爐燃燒調整以及經濟運行。

關鍵詞：鍋爐;燃燒;調整;經濟運行

引言：

當鍋爐系統運行的過程中，燃料在鍋爐的燃燒系統中進行燃燒，在這個過程中，有煙氣釋放出來，化學能就會轉變為熱能，將工質加熱。鍋爐的汽水系統所發揮的功能是發揮受熱面的作用將煙氣的熱量吸收，將工質從水向飽和蒸汽轉變，之后形成過熱蒸汽。

1.鍋爐資源利用現狀

目前，中國的多數工業企業所使用的鍋爐主要是大功率設備，當鍋爐運行的過程中，負荷比較低，導致其利用率低[1] 。所以，鍋爐對于資源的利用率也非常低，這就意味著鍋爐在運行的過程中需要大量消耗資源，還會由于不完全燃燒造成工業鍋爐運行中產生大量的廢棄物。在鍋爐運行的過程中資源消耗量大，而產出率低，就說明資源沒有得到充分利用，造成嚴重浪費，企業的運營成本提高。特別是鍋爐運行的過程中釋放廢棄物對環境造成污染，也會因此付出代價。要保證鍋爐的經濟運行，就要對節能減排高要求，對鍋爐燃燒做出調整，以做到低成本、高效益[2] 。

2.鍋爐燃燒調整措施

2.1鍋爐燃料量的調整

鍋爐在運行的過程中會產生飛灰和煙氣，其中的含碳量往往會受到負荷的影響，煤質也是一項重要的因素，同時與制粉系統的出力具有直接相關性，所以可以將其作為鍋爐燃燒經濟性判斷的一項參數，不能用于衡量燃燒控制情況。1050MW超超臨界壓力燃煤直流鍋爐的燃燒系統中，制粉系統是中速磨（ZGM123G）正壓直吹式的，所安裝的磨煤機有多臺，這就意味著鍋爐制粉系統本身是獨立運行的。由于制粉系統為直吹式的，沒有中間的煤粉倉，分系統出力情況會對鍋爐燃燒的熱負荷產生直接的影響。由于燃燒器的二次風配風具有不均性，燃料燃燒所釋放的煙氣中所分布的氧量不夠均勻，使燃燒室中出現不充分燃燒的問題，就會有大量的一氧化碳產生。在燃燒的過程中，負荷變化的幅度非常大，為了滿足燃料量發生改變的需要，就要對制粉系統頻繁低啟動或者停用，確保磨煤機燃燒在比較合適的負荷下進行，使鍋爐的燃燒器能夠燃燒工況穩定，火焰能夠均勻分布，實現充分燃燒，防止出現熱負荷過于集中的現象而導致水冷壁處于不良運行狀態。

2.2鍋爐燃燒器的調節

要保證鍋爐燃燒器的穩定，一次風和二次風的比例合適，出口的速度合理，才能使鍋爐內部運行處于良好的狀態風粉均勻混合，燃料的著火和燃燒都保持正常狀態[3] 。鍋爐的二次風進風所使用的使分層大風箱，從兩側進行，當同層鍋爐燃燒器旋流二次風的擋板為相同開度的時候，同層中的各燃燒器風量是兩邊小、中間大。當鍋爐處于燃燒狀態的時候，要防止由于風箱的結構問題導致沿爐寬的方向出現不均勻進風量，或者鍋爐燃燒器產生不均勻出力，并由此造成燃料對氧氣有不同需求的問題，在設置旋流器開度的是時候，要保證各不相同。在調整鍋爐燃燒的時候，為確保不同煤種以及工況能夠滿足需要，就需要控制好不同的旋流強度，還要控制好一次風和二次風的配比[4] 。

2.3鍋爐汽壓的調整

1050mw超超臨界壓力燃煤直流鍋爐在運行過程中，當汽壓產生變化的時候，主要的影響因素為兩個，即外部擾動和內部擾動。所謂的外部擾動，就是外部負荷正常增減或者發生事故的時候甩負荷，會導致汽輪機所需要的蒸汽量發生變化，要保持汽壓處于穩定狀態，就需要鍋爐產汽量與汽輪機所需要的汽量之間保持平衡。所謂的內部擾動，是由于鍋爐機組自身的情況導致汽壓發生變化。當外界負荷保持恒定的時候，爐內燃燒工況是否穩定對汽壓的變化有一定的影響。要對汽壓有效調節，就需要對汽包爐的汽壓做好調節工作并合理控制。隨著負荷的增加，汽壓會有所下降，此時燃燒工況就要進一步強化，使燃料的供給量增加，同時風量也要增加，給水量以及改變減溫水量也要適當地增加。隨著負荷的減少，汽壓升高的過程中燃燒必須減弱，此時燃料供給量就要相應地減少，送風量減少。

此外，還可以采用調節直流爐壓力的方法，要保證鍋爐出力于汽輪機所需要的蒸汽量相等。在直流鍋爐中，爐膛中的放熱量會產生變化，鍋爐出力并不會因此而產生變化。直流鍋爐的出力需要給水量保證，調整燃料量，其他參數都要保持。直流鍋爐要能夠自動調整，通常是對汽輪機的調速汽門開度進行調整，以保證汽壓穩定。

2.4鍋爐汽溫的調整

1050mw超超臨界壓力燃煤直流鍋爐在運行過程中，需要對汽溫進行調整，主要的方法是調整給水量和燃料量，對水煤比和中間點過熱度嚴格控制。在運行操作時的過程中，對于中間點過熱度的變化情況要注意觀察，明確其對主汽溫產生的影響，以便在超前調節的過程中掌握“度”。如果機組在運行的過程中產生異常，比如，給煤機和磨煤機產生跳閘的故障，此時就需要減少給水量，使水煤比保持恒定。如果水煤比嚴重失調，就會產生主蒸汽溫度快速下降的狀況[5]。當機組負荷在400MW～1000MW范圍內，分離器出口蒸汽過熱度保持在20～50℃，確保沿程受熱面溫度不會超標[6]。

在對過熱器細調的時候，需要采用一、二級噴水減溫。當處于正常運行狀態的時候，一級減溫水控制屏式過熱器出口汽溫，二級減溫水控制主蒸汽溫度在額定值。當噴水溫度降低之后，蒸汽過熱度要超過20℃，避免出現蒸汽帶水的現象。過熱器出口的汽溫要能夠達到150℃;減溫水調門開度為30%～60%，如果開度過大或者過小，需要將過熱度適當地降低，同時調整減溫水的范圍，避免由于擾動因素導致主蒸汽溫度不穩定。在汽溫調整的過程中，需要做好受熱面金屬溫度的監視工作。如果受熱面金屬溫度已經超過規定的范圍，需要明確造成這種現象的原因，將蒸汽溫度適當地降低，也可以將機組負荷降低，直到金屬壁的溫度正常。

2.5爐內高熱符合調整

1050MW超超臨界壓力燃煤直流鍋爐處于運行狀態的時候，由于蒸發和過熱受熱面不存在明顯的界限，所以會在蒸發受熱面中會存在一些問題，主要體現為流動不穩定，或者出現脈動的現象，這就需要將節流孔板加裝在管組的入口和出口的聯箱之間，或者采用加裝呼吸聯箱的方式等改善這種局面。如果在蒸發受熱面中有膜態沸騰現場產生，即受熱面上會有汽泡因生成而來不及脫離而連成汽膜，對熱傳導非常不利，就會出現管壁超溫的問題，鍋爐的運行安全受到威脅。對于這種現象，需要將擾流子假裝在高熱負荷區的水冷壁中，也可以使用內螺紋管，使膜態沸騰現象他推遲。對于這種新鮮高度處理，還可以應用煙氣再循環以及調整燃燒器布置的方式，使爐內的最高熱負荷降低。

3.鍋爐的經濟運行策略

3.1實施合同能源管理

合同能源管理是節能投資的一種方式。合同期內，專業節能服務公司與客戶企業共享節能效益，得到投資回收，同時獲得合理利潤。合同到期后，客戶企業可以擁有全部高效的設備和獲得的節能效益[7] 。采用合同能源管理模式，通過這種新型節能機制的運行，企業可以在節能服務公司的帶動下實施節能改造。工業企業可以接受專業的節能服務，從而高效利用能源，提高生產效率，有效控制企業的運營成本。

3.2應用節能減排技術

節能減排技術的應用，可以有效地控制鍋爐的污染物排放。為保證工業鍋爐節能減排，必須創新配氣結構，避免鍋爐內灰、粉煤灰二次燃燒、燃料燃燒不完全造成的浪費現象。通過優化鍋爐結構，應用煙氣冷卻技術，可快速降低煙氣溫度，達到除塵器要求的溫度范圍。這樣，可以提高工業鍋爐的運行效率，對促進工業鍋爐的節能減排起到一定的作用[8] 。

3.3提高工作人員的技術水平

在工業企業的生產過程中，鍋爐是必不可少的。為保證鍋爐處于良性運行狀態，達到節能減排效果，必須發揮企業主體作用，加大鍋爐運行人員管理力度，定期開展專業技術培訓，提高技術水平，增強他們的節能意識。企業管理者應發揮現場工作監督指導作用，及時指出不正確的操作，并從實踐的角度解釋相關理論知識。讓操作人員掌握更多的理論知識，認識到鍋爐的使用需要嚴格按照工藝進行，操作應符合規范，否則會造成不良后果。同時，他們也對人為因素造成的污染排放問題有了更深刻的認識，從而減少了操作中的不當行為。

結束語：

通過上面的研究可以明確，1050mw超超臨界壓力燃煤直流鍋爐應用于工業生產中，其所發揮的作用是非常重要的，是不可替代的設備。但是，鍋爐在運行的過程中不可避免地受到各種因素的影響，導致其性能不能充分發揮，甚至存在燃燒效率不高的現象。在應用該設備的時候，要做好燃燒優化工作，確保其節能優勢充分發揮出來。要保證鍋爐在運行的過程中不僅效率高，而且具有節約能源的效果，且不會造成污染，就需要對各項參數做出調整，使其運行中發揮良好的經濟性。

參考文獻：

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[3] 丁健. 低氮燃燒改造對鍋爐熱效率及經濟性的影響解析[J]. 科技經濟導刊， 2020， 730（32）：66-67.

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[8] 史義明、姚友工、蔡正春、常壽兵、江紫薇、吳運凱、任強強、蘇勝、向軍. 基于CO/O_2在線監測的鍋爐燃燒優化系統開發與試驗研究[J]. 廣東電力， 2020，274（11）：141-148.

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