火力發(fā)電廠鍋爐燃燒運(yùn)行優(yōu)化策略

李春桂

(中電廣西防城港電力有限公司,廣西 防城港 538002)

引言

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)規(guī)模的不斷變大，對(duì)電力的需求也日增多。我國(guó)的火力發(fā)電在電力資源中還占據(jù)很大的比重，鍋爐是火力發(fā)電廠重要的機(jī)械裝置。鍋爐運(yùn)行過(guò)程中需要工作人員實(shí)時(shí)進(jìn)行燃燒調(diào)整，這是諸多流程中最為基本的一項(xiàng)操作。燃燒調(diào)整行為要以外界工況作為參考標(biāo)準(zhǔn)，所以燃燒穩(wěn)定也代表鍋爐和機(jī)組運(yùn)行狀態(tài)穩(wěn)定。由此也可以得知鍋爐運(yùn)行環(huán)境，會(huì)對(duì)燃燒狀態(tài)帶來(lái)直接的影響，如果工作環(huán)境質(zhì)量欠佳，鍋爐運(yùn)行時(shí)間延長(zhǎng)，難免會(huì)產(chǎn)生燃燒問(wèn)題。為了保證鍋爐穩(wěn)定運(yùn)行，需要做好燃燒調(diào)整。

一、火力發(fā)電鍋爐運(yùn)行特點(diǎn)和基本原理

火力發(fā)電廠鍋爐燃燒運(yùn)行原理包括兩個(gè)方面，第一，燃煤能量轉(zhuǎn)換，即在火電廠鍋爐中的煤炭得到充分的燃燒以后會(huì)釋放大量熱量，經(jīng)過(guò)高溫會(huì)產(chǎn)生水蒸氣，使水蒸氣推動(dòng)蒸汽輪機(jī)運(yùn)行，在蒸汽輪機(jī)的作用下發(fā)電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)發(fā)電得以實(shí)現(xiàn)。第二，在燃煤過(guò)程中會(huì)形成高溫氣體，使鍋爐的溫度進(jìn)一步升高，在高溫作用下鍋爐內(nèi)的液體變成水蒸氣，高溫蒸汽會(huì)帶動(dòng)汽輪機(jī)的運(yùn)行，汽輪機(jī)再將蒸汽熱量轉(zhuǎn)變?yōu)槠啓C(jī)需要的能量即機(jī)械動(dòng)能，再轉(zhuǎn)變?yōu)榘l(fā)電廠所需的電能。

二、鍋爐燃燒調(diào)節(jié)的意義

鍋爐對(duì)火力發(fā)電廠的正常運(yùn)行發(fā)揮著重要意義，如果鍋爐燃燒狀態(tài)不理想，則會(huì)對(duì)發(fā)電能力與安全生產(chǎn)帶來(lái)不利影響，燃燒利用率不高還會(huì)降低企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益，需要對(duì)發(fā)電廠鍋爐進(jìn)行狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，根據(jù)燃燒情況進(jìn)行調(diào)節(jié)，這樣才能根據(jù)發(fā)電負(fù)荷來(lái)調(diào)整蒸汽量與品質(zhì)，為鍋爐穩(wěn)定運(yùn)行提供安全保證。鍋爐運(yùn)行最重要的參數(shù)就是氣壓、溫度與蒸發(fā)量，鍋爐內(nèi)燃料燃燒還需要具備穩(wěn)定性，在爐膛內(nèi)部均勻燃燒，并使火焰充滿在整個(gè)爐膛，燃料盡可能不結(jié)渣，避免使燃燒器受損，防止水冷壁與過(guò)熱器出現(xiàn)超溫，使發(fā)電機(jī)組處于較高的運(yùn)行效率，并將煙氣排放造成的污染控制在可控范圍內(nèi)。火力發(fā)電廠對(duì)鍋爐運(yùn)行可靠性也有著很高的要求，如果燃料沒(méi)有充分燃燒會(huì)對(duì)蒸汽參數(shù)產(chǎn)生影響，蒸汽參數(shù)的不穩(wěn)定會(huì)使發(fā)電質(zhì)量較差。燃燒不穩(wěn)定的因素也比較多，一次風(fēng)、二次風(fēng)不能有效匹配也使鍋爐點(diǎn)火存在著一定難度，還會(huì)使正常的燃燒熄滅。同時(shí)，如果爐膛溫度超過(guò)上限，形成的火焰沒(méi)有將整個(gè)爐膛充滿，火焰角度存在著較大的偏斜等問(wèn)題，鍋爐會(huì)存在水冷壁問(wèn)題。而爐膛出口部位溫度太大，會(huì)存在著較嚴(yán)重的結(jié)渣問(wèn)題，過(guò)熱器則會(huì)存在著較大偏差，實(shí)現(xiàn)運(yùn)行過(guò)程中，會(huì)使局部管壁溫度出現(xiàn)異常。從火力發(fā)電廠鍋爐燃遴選經(jīng)濟(jì)性角度進(jìn)行分析，煤粉與風(fēng)力的配合也是關(guān)鍵的影響因素，為保證火力發(fā)電廠鍋爐燃燒具有較高的經(jīng)濟(jì)性，需要保證一、二次風(fēng)進(jìn)行良好配合，對(duì)送引風(fēng)量進(jìn)行合理調(diào)整，保證鍋爐溫度運(yùn)行在穩(wěn)定狀態(tài)下。為了使鍋爐可以成功點(diǎn)火，應(yīng)該設(shè)置最合理的過(guò)量空氣系數(shù)，使風(fēng)量與煤粉達(dá)到有效匹配，使燃燒與空氣充發(fā)接觸。調(diào)整好送、引風(fēng)，避免鍋爐出現(xiàn)嚴(yán)重的漏風(fēng)，使?fàn)t膛處于負(fù)壓狀態(tài)下，如果燃燒情況發(fā)生較大的變化，需工及時(shí)調(diào)整燃料與風(fēng)量的供給，更好地保證鍋爐燃燒效率。

三、發(fā)電廠鍋爐優(yōu)化運(yùn)行措施

（一）調(diào)整鍋爐燃燒量控制

對(duì)電廠鍋爐燃燒運(yùn)行進(jìn)行優(yōu)化，首先，應(yīng)對(duì)燃料的量進(jìn)行合理控制，基于發(fā)電機(jī)組的負(fù)荷變化對(duì)鍋爐爐膛內(nèi)的給煤量進(jìn)行調(diào)整。在燃料量控制系統(tǒng)中應(yīng)根據(jù)一次送風(fēng)量的變化對(duì)煤粉的使用量進(jìn)行調(diào)整控制，以確保鍋爐燃燒效率得以提升。其次，在優(yōu)化時(shí)應(yīng)合理設(shè)置測(cè)量監(jiān)測(cè)點(diǎn)，采用科學(xué)的煤量監(jiān)測(cè)手段獲得可靠準(zhǔn)確的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)進(jìn)行及時(shí)反饋后，可對(duì)運(yùn)行控制系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整，對(duì)煤量進(jìn)行預(yù)測(cè)并根據(jù)預(yù)測(cè)的結(jié)果控制給煤量。

（二）調(diào)整鍋爐燃燒送風(fēng)量

在鍋爐燃燒運(yùn)行中，送風(fēng)量太多會(huì)導(dǎo)致?tīng)t膛內(nèi)出現(xiàn)結(jié)焦現(xiàn)象，使鍋爐燃燒運(yùn)行不穩(wěn)。在實(shí)際運(yùn)行中，由于鍋爐燃燒二次風(fēng)量不能準(zhǔn)確反映，可能會(huì)出現(xiàn)風(fēng)量不合理的情況。在系統(tǒng)優(yōu)化時(shí)，應(yīng)設(shè)計(jì)二次風(fēng)量監(jiān)測(cè)點(diǎn)并控制好含氧量，進(jìn)行實(shí)際風(fēng)量的準(zhǔn)確反映，進(jìn)一步有效控制鍋爐燃燒的送風(fēng)量，合理的風(fēng)量大小可確保控制系統(tǒng)正常發(fā)揮作用，進(jìn)而起到穩(wěn)定鍋爐運(yùn)行的作用。

（三）壓力調(diào)整

如果鍋爐負(fù)壓比較高，會(huì)使?fàn)t膛與煙道的漏風(fēng)量變大，會(huì)使得燃燒情況變差，容易產(chǎn)生燃燒熄滅現(xiàn)象。如果爐膛轉(zhuǎn)變?yōu)檎L(fēng)壓，燃燒的火焰與煤灰會(huì)對(duì)外涌出，會(huì)對(duì)火電廠環(huán)境造成不利影響，嚴(yán)重情況下會(huì)使設(shè)備被毀或人員傷亡。需要在鍋爐運(yùn)行過(guò)程中實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)爐膛風(fēng)負(fù)荷情況，對(duì)燃燒量與風(fēng)量進(jìn)行合理調(diào)節(jié)，保證爐膛壓力處理合理區(qū)間。在對(duì)爐膛壓力進(jìn)行調(diào)節(jié)時(shí)，可以將送風(fēng)量與引風(fēng)量進(jìn)行控制，使引風(fēng)量不斷變大，然后，再逐漸增加送風(fēng)量，再對(duì)燃料供給量進(jìn)行調(diào)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(fēng)量變小，再將引風(fēng)量降低。如果兩臺(tái)引風(fēng)機(jī)在同時(shí)運(yùn)行，需要保證入口動(dòng)葉、出力與運(yùn)行電流保持良好的一致性，然后，在根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行調(diào)節(jié)。一般情況下，需要使投入引風(fēng)運(yùn)行在自動(dòng)狀態(tài)下，如果鍋爐負(fù)壓比較大，而送風(fēng)量達(dá)到要求時(shí)，將引風(fēng)動(dòng)葉置于運(yùn)行狀態(tài)，這樣就可以進(jìn)一步提高引風(fēng)量。如果鍋爐運(yùn)行，還需要對(duì)每個(gè)煙道的負(fù)壓狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，避免煙道存在積灰、結(jié)焦等問(wèn)題，使得煙道阻力變大，煙道受阻部位的負(fù)壓低于正常值，但該部位后面負(fù)壓會(huì)超出正常值。

（四）減少鍋膛結(jié)渣

合理調(diào)整一次風(fēng)速，可以有效緩解燃燒器附近區(qū)域的結(jié)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(duì)燃燒狀進(jìn)行調(diào)節(jié)，防止負(fù)荷改變幅度過(guò)大，對(duì)溫度提升速度進(jìn)行嚴(yán)格控制，避免兩側(cè)煙氣溫度存在較在的偏有效期。定期對(duì)鍋爐內(nèi)部進(jìn)行吹灰，將吹灰程流程進(jìn)行優(yōu)化，結(jié)合蒸汽溫度變化情況、爐膛出口煙氣溫度、兩側(cè)煙氣溫差來(lái)調(diào)整吹灰頻次。對(duì)配風(fēng)工況進(jìn)行合理調(diào)整，將爐膛內(nèi)燃燒空氣動(dòng)力場(chǎng)更為均勻，設(shè)置合理的過(guò)剩空氣系數(shù)。

（五）分析不同煤炭種類，改變現(xiàn)有鍋爐運(yùn)行方式

不同類別的煤炭在鍋爐燃燒過(guò)程中，產(chǎn)生的灰塵大小不一，應(yīng)仔細(xì)區(qū)別煤炭種類，注意觀察不同煤炭的不同粉質(zhì)，選擇最合適的煤炭種類才能確保煤炭的使用率和鍋爐燃燒的效率，確保鍋爐燃燒運(yùn)行穩(wěn)定安全。煤質(zhì)是改變鍋爐燃燒運(yùn)行效率的根本因素，鍋爐的溫度分布和燃燒的參數(shù)會(huì)影響現(xiàn)有的鍋爐運(yùn)行方式。為此，火電廠應(yīng)采取靈活的措施改變當(dāng)前鍋爐運(yùn)行，并優(yōu)化制粉系統(tǒng)內(nèi)部，根據(jù)控制運(yùn)行氧量、鍋爐送風(fēng)量和煤質(zhì)變化等指標(biāo)靈活改變現(xiàn)有制粉系統(tǒng)運(yùn)行模式，確保制粉系統(tǒng)和煤炭種類之間產(chǎn)生內(nèi)在聯(lián)系，實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)組的優(yōu)化和降低燃燒消耗、提高燃燒運(yùn)行效率的目的。

結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，火力發(fā)電需要采用鍋爐設(shè)備，將鍋爐運(yùn)行在最佳狀態(tài)，保證發(fā)電廠的正常生產(chǎn)，為人們提供安全、穩(wěn)定的電能。做好火力發(fā)電廠鍋爐優(yōu)化，調(diào)節(jié)鍋爐燃料狀態(tài)，可以進(jìn)一步提升鍋爐的熱能利用率，對(duì)節(jié)能環(huán)保、提高經(jīng)濟(jì)效益發(fā)揮出應(yīng)有的作用。