火力發電廠鍋爐優化運行措施探究

呂海洋

（國能生物發電集團有限公司，北京 100052）

隨著我國經濟規模的不斷變大，對電力的需求也日增多。我國的火力發電在電力資源中還占據很大的比重，鍋爐是火力發電廠重要的機械裝置，對鍋爐進行優化可以更好地利用煤炭燃料，也可以降低燃燒后排放氣體中硫氧化物、氮氧化物等有害物質的含量，減少溫室氣體排放量，對提高火電發電廠的經濟效益也起到一定的促進作用，這就要求做好火力發電廠鍋爐運行優化。

1 火力發電廠中鍋爐工作原理

煤炭是火力發電的燃料，煤炭是由于碳、氫等元素構成，內部還存在著一定比例的雜質，與氧氣混合進行燃燒后會產生高溫度的煙氣，排放的煙氣中會帶走燃料燃燒產生的大量熱能。高溫煙氣順著鍋爐內部進行運動，會與受熱面進行接觸而產生熱傳遞，將熱能傳遞到鍋爐內部。通過持續的加熱會使鍋內水變成高溫、高壓的蒸汽，通過蒸汽噴嘴驅動汽輪機運轉，這樣就會將熱能轉變為動力能，汽輪機與發電機組進行連接，汽輪機的高速運轉會帶動發電機組運行，發電機的旋轉產生電磁反應而形成電能。煤炭的充分燃燒是實現發電的前提條件，在燃燒過程中會生成大量的熱能，也會殘留下一些雜質。但很多雜質也具備一定的熱能，將雜質中的熱能應用于發電，可以為企業創造更多的經濟效益。

2 鍋爐燃燒調節的意義

鍋爐對火力發電廠的正常運行發揮著重要意義，如果鍋爐燃燒狀態不理想，則會對發電能力與安全生產帶來不利影響，燃燒利用率不高還會降低企業的經濟效益，需要對發電廠鍋爐進行狀態進行監測，根據燃燒情況進行調節，這樣才能根據發電負荷來調整蒸汽量與品質，為鍋爐穩定運行提供安全保證。鍋爐運行最重要的參數就是氣壓、溫度與蒸發量，鍋爐內燃料燃燒還需要具備穩定性，在爐膛內部均勻燃燒，并使火焰充滿在整個爐膛，燃料盡可能不結渣，避免使燃燒器受損，防止水冷壁與過熱器出現超溫，使發電機組處于較高的運行效率，并將煙氣排放造成的污染控制在可控范圍內。火力發電廠對鍋爐運行可靠性也有著很高的要求，如果燃料沒有充分燃燒會對蒸汽參數產生影響，蒸汽參數的不穩定會使發電質量較差。燃燒不穩定的因素也比較多，一次風、二次風不能有效匹配也使鍋爐點火存在著一定難度，還會使正常的燃燒熄滅。同時，如果爐膛溫度超過上限，形成的火焰沒有將整個爐膛充滿，火焰角度存在著較大的偏斜等問題，鍋爐會存在水冷壁問題。而爐膛出口部位溫度太大，會存在著較嚴重的結渣問題，過熱器則會存在著較大偏差，實現運行過程中，會使局部管壁溫度出現異常。

從火力發電廠鍋爐燃遴選經濟性角度進行分析，煤粉與風力的配合也是關鍵的影響因素，為保證火力發電廠鍋爐燃燒具有較高的經濟性，需要保證一、二次風進行良好配合，對送引風量進行合理調整，保證鍋爐溫度運行在穩定狀態下。為了使鍋爐可以成功點火，應該設置最合理的過量空氣系數，使風量與煤粉達到有效匹配，使燃燒與空氣充發接觸。調整好送、引風，避免鍋爐出現嚴重的漏風，使爐膛處于負壓狀態下，如果燃燒情況發生較大的變化，需工及時調整燃料與風量的供給，更好地保證鍋爐燃燒效率。

3 發電廠鍋爐優化運行措施

3.1 燃料調節

火力發電廠鍋爐在實際運行過程中，需要根據實際情況對鍋爐燃燒量進行調節，將燃料、設備類型作為調整的根據。如果鍋爐負荷變大，需要提高爐膛內通風量與燃料合理增加，而負荷降低則需要相應減少。當鍋爐負荷比較穩定時，需要將制粉系統控制于均勻供粉狀態，使燃料的供給與爐鍋負荷保持匹配。如果鍋爐負荷改變在，則需要根據實際情況來啟動、停止供粉系統。如果制粉系統在啟動運行狀態下，需要對一、二次通風進行調控，使制粉系統出通風保持良好的配合，這樣才能保護鍋爐燃燒的穩定性。使燃油系統處于備用狀態，做好油槍等設施的檢查，對受損的備件進行及時更換。還需要對磨煤機運行狀態下的通風量進行控制，防止通風量出現過大或過小的問題，使燃料點火時間控制在合理區間內，使鍋爐內部的元件保持良好狀態。在對制粉系統進行切換控制時，還需要先將備用系統投入運行，將需要進行檢修的系統置于停止狀態。在對磨煤機進行停止控制時，需要先將煤機入口擋板置于關閉狀態，保證煤機達到走空后才可以關閉，將內部和風管中的煤粉都吹掃干凈。在對燃燒器進行停止控制時，需要在停止運行后一段時間內還繼續保持冷卻，可以防止噴口被燒壞。

3.2 風量調整

對鍋爐出力進行調整需要根據負荷變化情況，而風量調節是出力調節最重要的參數，結合鍋爐的實際燃燒量會對風量進行控制，如果爐膛內空氣系數不斷變大，需要將空氣與燃料混合比進行合理設置，這樣才能保證燃料可以充分燃燒，將不完全燃燒造成的熱能浪費控制在最低水平，進一步提高燃燒經濟性。火力發電廠鍋爐在實際運行過程中，如果爐膛內部存在較多的剩余空氣，會使爐膛溫度不斷降低，會使燃料無法完全燃燒，排出煙氣熱損失也會增加。鍋爐過剩空氣系數變大會使得出鍋爐出現較在的熱損失，會加重引風機、受熱盤管磨損，不利于鍋爐設備的正常使用。但如果過剩空氣系統太小，爐膛內的燃料會存在無法完全燃燒的問題，排出煙氣中的一氧化碳等氣體會變多，煤粉熔點受到該影響也會變小，會存在著水冷壁問題，會給發電廠帶來很大的經濟損失。做好鍋爐燃燒過程中的通風量調節，對送風機導向檔板角度進行控制，結合實際的燃燒需要來對一、二次風進行調整，使一次風在達到風粉混合要求，還需要滿足焦炭氧化的風量。二次風在達到鍋爐燃燒要求的前提下，還應該對一次風末段空氣量不足進行補償，使二次風可以與爐膛內燃料完全混合，保證二次風達到設定的風速，提高燃料混合效率，為充分燃燒提供風力條件。

3.3 壓力調整

如果鍋爐負壓比較高，會使爐膛與煙道的漏風量變大，會使得燃燒情況變差，容易產生燃燒熄滅現象。如果爐膛轉變為正風壓，燃燒的火焰與煤灰會對外涌出，會對火電廠環境造成不利影響，嚴重情況下會使設備被毀或人員傷亡。需要在鍋爐運行過程中實時監測爐膛風負荷情況，對燃燒量與風量進行合理調節，保證爐膛壓力處理合理區間。在對爐膛壓力進行調節時，可以將送風量與引風量進行控制，使引風量不斷變大，然后，再逐漸增加送風量，再對燃料供給量進行調整。也可以采用另外一種控制方法，先降低燃料供給量，再將送風量變小，再將引風量降低。如果兩臺引風機在同時運行，需要保證入口動葉、出力與運行電流保持良好的一致性，然后，在根據實際情況進行調節。一般情況下，需要使投入引風運行在自動狀態下，如果鍋爐負壓比較大，而送風量達到要求時，將引風動葉置于運行狀態，這樣就可以進一步提高引風量。如果鍋爐運行，還需要對每個煙道的負壓狀態進行監測，避免煙道存在積灰、結焦等問題，使得煙道阻力變大，煙道受阻部位的負壓低于正常值，但該部位后面負壓會超出正常值。

3.4 減少鍋膛結渣

合理調整一次風速，可以有效緩解燃燒器附近區域的結焦，盡可能將分散層燃料投入燃燒中，將火焰均勻布置，可以降低燃燒中心溫度，減小灰分熔化程度。對燃燒狀進行調節，防止負荷改變幅度過大，對溫度提升速度進行嚴格控制，避免兩側煙氣溫度存在較在的偏有效期。定期對鍋爐內部進行吹灰，將吹灰程流程進行優化，結合蒸汽溫度變化情況、爐膛出口煙氣溫度、兩側煙氣溫差來調整吹灰頻次。對配風工況進行合理調整，將爐膛內燃燒空氣動力場更為均勻，設置合理的過剩空氣系數。

4 結語

綜上所述，火力發電需要采用鍋爐設備，將煤炭燃燒產生的熱能轉變為電能，但發電廠應用的鍋爐與普通民用鍋爐有著很大的差別，鍋爐容量、壓力與溫度都比較高，需要根據發電負荷情況對鍋爐燃燒進行合理調節，使蒸汽品質與蒸汽量都可以達到發電需要。再對鍋爐燃燒情況進行調整，使鍋爐溫度、蒸汽量與壓力都達到穩定狀態，對燃燒情況進行調整，保證燃料的充分燃燒，使爐膛內的火焰可以均勻分布，將鍋爐運行在最佳狀態，保證發電廠的正常生產，為人們提供安全、穩定的電能。做好火力發電廠鍋爐優化，調節鍋爐燃料狀態，可以進一步提升鍋爐的熱能利用率，對節能環保、提高經濟效益發揮出應有的作用。