鍋爐燃燒優化調整的技術分析

唐文杰

摘要：在火力發電廠中，鍋爐的燃料成本占總成本的70%以上，污染物的排放，尤其是燃燒不充分污染物排放所帶來一系列環境問題成為制約火力發電產業發展的重要因素。鍋爐燃燒優化技術對火力發電廠的節能降耗、節能減排工作具有重大的意義。系統地分析火力發電廠鍋爐燃燒優化技術的現狀，鍋爐燃燒優化技術調整的目的，以及提高鍋爐燃燒系統優化技術經濟性、安全性的技術措施。

關鍵詞：火力發電;鍋爐;燃燒調整;技術

目前火電廠面臨巨大的競爭壓力，一方面，國家從政策層面嚴格控制新建火力發電項目，積極發展太陽能、風能、水能、核能等新能源項目，另一方面，由于電煤出現供求關系不平衡，很難保證實際燃用煤種為設計煤種，直接影響了鍋爐運行的經濟型、安全性以及環保性。隨著高參數、大容量火力發電機組的投運，鍋爐燃燒優化技術的要求越來越高，燃煤電廠鍋爐燃燒排放的硫氧化物（SOx、SO2為主）、氮氧化物（NOx）和粉塵等，對環境造成了很大的危害，火力發電廠鍋爐燃燒優化技術勢在必行。

1火力發電廠鍋爐燃燒優化技術發展現狀我國火力發電廠鍋爐實際運行中，由于煤種多變，監控參數存在差異，設備存在缺陷，長期變負荷運行等原因，使得鍋爐燃燒普遍達不到最佳狀態，因此，迫切需要通過燃燒優化調整試驗，提高鍋爐運行的安全性、經濟性以及環保性。

目前，在實際工作中普遍采用單因素法和通過鍋爐燃燒系統監測儀表來進行優化調整。在采用單因素法進行燃燒優化調整時，通過鍋爐燃燒優化調整試驗，尋求合理的一、二次風配比、風煤比、以及過剩空氣系數等，通過倒換不同燃燒器調整火焰中心，使得鍋爐燃燒系統處于最佳運行工況，優化鍋爐燃燒系統運行。在采用鍋爐燃燒系統檢測儀表優化調整時，試驗人員通過在線儀表監控給煤量、煤質成份、飛灰含碳量、風粉濃度、一二次風速、風溫等參數來調整鍋爐燃燒。這種優化調整方式雖然更加系統、高效，但是在實際應用中，常常由于監測儀表可靠性較低，準確性、穩定性較差，試驗人員水平參差不齊等因素導致鍋爐燃燒優化系統不能被準確校核。

2火力發電廠鍋爐燃燒優化技術實施目的

目前，火力發電廠主要承擔了電網調峰的任務，這對火力發電廠變參數運行的要求越來越高，尤其是低負荷運行狀態下，鍋爐效率普遍較低，廠用電率較高，直接導致了機組運行的經濟性下降，各種動力設備處于非設計工況，對機組的安全性也造成很大的影響。通過鍋爐燃燒優化技術，提高鍋爐運行的穩定、經濟性，使鍋爐燃燒完全、防止爐膛內部火焰偏斜，防止燒損燃燒器，火焰均勻充滿爐膛，消除熱偏差，使水冷壁周圍產生還原性氣氛，防止爐膛內部積灰，水冷壁結渣，可以有效避免水冷壁、過熱器、再熱器超溫，鍋爐爆管情況的發生。

3通過鍋爐燃燒優化技術提高鍋爐運行經濟性的技術措施

鍋爐熱平衡公式表明，燃料燃燒送入鍋爐的熱量等于用于生產蒸汽的有效利用熱和生產過程中各項熱損失之和。運行中燃燒優化調整的目標是將各項熱損失降到最低，這樣就可以有效提高鍋爐的運行經濟性，從而提高鍋爐的熱效率。在鍋爐各項熱損失中，排煙熱損失所占的比例最大。只有將排煙溫度降低到合適的范圍，才能有效的提高鍋爐效率。當然過低的排煙溫度也會帶來空預器等鍋爐末級煙氣通道低溫腐蝕的問題。漏風、摻冷風以及受熱面的積灰是影響鍋爐排煙溫度的主要因素，運行過程中需要加大調整，最大限度的減少排煙熱損失，提高鍋爐燃燒效率。盡量調整爐膛負壓來降低鍋爐漏風，及時關閉各個看火孔，保持撈渣機的正常運行，保證爐底水封完好，及時對鍋爐本體及其附屬設備查漏堵漏，防止漏風情況的發生。由于許多電廠煤質變差，可以適當提高一次風風粉混合的溫度，減少冷風的摻入量。當受熱面結焦、積灰和結垢時，會使傳熱減弱，排煙損失增大，運行中在保證汽溫的前提下優化吹灰，確保吹灰器運行正常。

目前國內電廠主要采用的燃燒方式有切圓燃燒方式、W型火焰燃燒方式、前后墻對沖燃燒方式。主燃燒器區域采用0.8～0.9的過剩空氣系數，保持還原性氣氛，在燃盡風口送入平衡風，達到完全燃燒的目的。通過運行優化，盡量減少各種損失，通過不同煤種的摻燒技術，對鍋爐內燃燒過程進行監控，合理配比一次風、二次風，保證鍋爐燃燒效率，使得鍋爐有正常穩定的汽壓、汽溫和蒸發量，減少再熱器減溫水的流量，以提高整個機組的熱效率。化學不完全燃燒熱損失是對于排煙中含有未燃盡的一氧化碳、氫等可燃氣體所造成的熱損失，在煤粉爐中一般不超過0.5%，與燃料性質、運行工況、過剩空氣系數、爐膛結構密切相關。運行中應保持合適的過剩空氣系數，使燃燒充分且完全。機械不完全燃燒熱損失可以通過改善煤粉細度、延長煤粉在鍋爐內的停留時間以及增大過量空氣系數來實現。磨煤機是火電廠中的廠用電耗能大戶，過細的煤粉細度會導致磨煤機耗電量的大幅增加，故應綜合分析，采用實驗的方法測得合適的煤粉細度。

4通過鍋爐燃燒優化技術提高鍋爐運行安全性的技術措施

一方面，通過技術改進，采用新型燃燒器，實施多種穩燃措施改進燃燒的穩定性。另一方面，通過調整燃燒方式提高鍋爐穩燃性，依據不同煤種采取不同的配風方式，提高煤粉濃度及煤粉細度，合理組織一、二次風速、降低一次風速。在低負荷或煤質變差時，煤粉爐裝設預燃室，煤粉氣流在高溫的預燃室中被點燃，進入爐膛繼續燃燒，用以穩定燃料的著火與燃燒，并節約助燃用油，提高各個燃燒器及風粉均勻性，保證爐膛內穩定燃燒。運行中通過燃燒調整減少鍋爐爐膛結渣，適當提高一次風速以減輕燃燒器附近的結焦，盡量投用分散層燃料，分散火焰降低燃燒中心溫度，降低灰份熔化或軟化程度。加強燃燒調整，避免負荷變動幅度太大，嚴格控制升溫升壓速度，防止兩側煙氣溫度出現偏差。堅持鍋爐定期吹灰工作，優化吹灰控制程序，根據汽溫變化、爐膛出口煙溫及兩側煙溫差變化可適當增加吹灰次數和頻率。加強配風工況調整，組織良好的爐內燃燒空氣動力場，合理控制爐內過剩空氣系數。加強運行監視調整，保持受熱面清潔，按照吹灰程控及時清焦吹灰，必要時采用降低負荷的辦法降低爐膛溫度，使焦渣自行掉落，但要防止爐內工況變動過大而造成鍋爐滅火事故的發生。保持盡可能細的煤粉細度，使煤粉在燃燒器內噴出的2～3s內迅速激烈燃燒，保持一定的爐膛過剩空氣系數，避免水冷壁超溫爆管情況的發生。根據負荷指令變化調整燃燒器的投入，盡量保持下層燃燒器運行，可以有效的降低爐膛內火焰最高溫度，可以有效減少水冷壁的高溫腐蝕，防止出現水冷壁局部超溫爆管情況的發生。

5結語

火力發電廠鍋爐燃燒優化是一項非常復雜的系統工程，目前在各級電力工作者的共同努力下，鍋爐燃燒技術日臻完善，鍋爐燃燒效率不斷提高，其安全性、穩定性也不段升級。然而，隨著國家對環保的不斷重視以及電力公司對盈利要求的不斷提高，燃燒優化技術依舊有著很深的挖掘潛力，仍然有許多燃燒優化問題有待解決，鍋爐燃燒系統優化技術對于鍋爐安全、高效和低污染運行有著重要的作用，對于能源可持續發展、環境保護有著重要意義。

參考文獻

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