邵明道

摘 要： 電廠鍋爐是發(fā)電過(guò)程中耗電量最大的設(shè)備之一，其能源的利用效率直接影響到電廠各個(gè)結(jié)構(gòu)性能發(fā)揮和運(yùn)行成本。鍋爐運(yùn)行是在復(fù)雜參數(shù)和操作過(guò)程中得以進(jìn)行的，其運(yùn)行性能的好壞會(huì)直接影響到電廠節(jié)能降耗目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。本文主要結(jié)合實(shí)際情況，就新階段我國(guó)鍋爐運(yùn)行性能現(xiàn)狀進(jìn)行了分析，然后針對(duì)330MW以下鍋爐煙氣含氧量對(duì)鍋爐性能產(chǎn)生的影響進(jìn)行了分析，希望通過(guò)本次研究對(duì)更好的促進(jìn)鍋爐節(jié)能降耗，節(jié)約成本，提高資源利用效率有一定助益。

關(guān)鍵詞：鍋爐運(yùn)行性能 節(jié)能降耗 煙氣 優(yōu)化研究

中圖分類號(hào)：TK227 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1003-9082（2016）06-0271-01

節(jié)能降耗一直是我國(guó)電廠實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的重要戰(zhàn)略，同時(shí)也是電廠降低資金和資金投入成本的必由之路。鍋爐是電廠發(fā)電系統(tǒng)十分重要的組成部分，做好鍋爐運(yùn)行性能調(diào)整，可以顯著降低機(jī)組資源的成本投入，同時(shí)還可以顯著降低煤炭的使用量。目前，評(píng)價(jià)電廠企業(yè)發(fā)電效率的一個(gè)重要指標(biāo)就是電廠鍋爐運(yùn)行效率的高低。基于此，就需要我們采用措施不斷優(yōu)化鍋爐運(yùn)行參數(shù)，提高煤炭資源的利用效率，真正實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗，可持續(xù)發(fā)展。

一、我國(guó)電廠鍋爐運(yùn)行現(xiàn)狀分析

最近幾年，我國(guó)關(guān)于節(jié)約能源和環(huán)境保護(hù)逐漸重視起來(lái)，摒棄了過(guò)去先污染后治理的經(jīng)濟(jì)發(fā)展模式，要求我們?cè)谏a(chǎn)生活過(guò)程中不斷提高能源利用效率，積極應(yīng)用新型能源。而電廠鍋爐作為能源消耗比較大的設(shè)備，其使用和運(yùn)行過(guò)程中能源利用特點(diǎn)一般包含以下幾方面：首先，能源一般為煤炭資源，不可再生；其次，電廠發(fā)電過(guò)程中，每天鍋爐消耗的煤炭量是十分巨大的，我國(guó)煤炭有超過(guò)八成以上用在了發(fā)電燃燒方面；最后，鍋爐的燃燒性能較差。由于鍋爐資源利用效率不高，其所產(chǎn)生的很多廢物、煙塵對(duì)環(huán)境造成了嚴(yán)重的威脅，在利用煤炭發(fā)電過(guò)程中，還會(huì)向鍋爐內(nèi)部投入大量的工業(yè)和生活垃圾燃燒，這些物品所產(chǎn)生的有毒氣體和固體垃圾對(duì)環(huán)境造成了嚴(yán)重的危害；最后，電廠鍋爐整體的熱效率不高。燃燒效率不高不但直接造成了煤炭燃燒的浪費(fèi)，其所產(chǎn)生的碳氧化物、氮氧化物、硫化物對(duì)空氣環(huán)境造成了嚴(yán)重的污染，引起了溫室效應(yīng)，因此，對(duì)電廠鍋爐的運(yùn)行效率進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整是推動(dòng)我國(guó)發(fā)電企業(yè)實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的重要工作。

對(duì)電廠鍋爐機(jī)組的熱力系統(tǒng)進(jìn)行跟蹤檢測(cè)分析，從而對(duì)鍋爐內(nèi)部設(shè)備的各個(gè)性能和參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化分析是現(xiàn)階段我國(guó)電力系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)節(jié)能的重要措施之一。電廠鍋爐在日常燃燒發(fā)電過(guò)程中是一個(gè)十分復(fù)雜的過(guò)程，其中涉及到了多種物理、化學(xué)反應(yīng)，反應(yīng)條件和反應(yīng)參數(shù)也會(huì)對(duì)鍋爐運(yùn)行參數(shù)造成影響。現(xiàn)階段，電廠提升鍋爐運(yùn)行效率的主要手段對(duì)在線監(jiān)測(cè)到各種參數(shù)和數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，而這種分析方法無(wú)法對(duì)煤炭灰分、燃燒是否充分進(jìn)行實(shí)時(shí)分析，所以鍋爐運(yùn)行參數(shù)調(diào)整依然存在很多不合理之處，需要我們另辟蹊徑不斷優(yōu)化鍋爐運(yùn)行參數(shù)。

二、煙氣含氧量對(duì)鍋爐運(yùn)行參數(shù)造成的影響

1.煙氣含氧量對(duì)鍋爐熱效率產(chǎn)生的影響

本次研究分別就330MW、310MW、290MW負(fù)荷下的鍋爐膛口煙氣含氧量和溫度、飛灰可燃物的關(guān)系進(jìn)行了分析。并在此基礎(chǔ)上，按照相應(yīng)計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)對(duì)鍋爐的熱效率進(jìn)行了計(jì)算，得到了鍋爐膛口煙氣含氧量變化對(duì)排煙熱損失、燃料充分燃燒損失以及鍋爐熱效率等參數(shù)。

通過(guò)分析我們可以看出，330MW負(fù)荷下，當(dāng)可燃物含量、排煙溫和煙氣含氧量增加后，飛灰可燃物呈現(xiàn)下降趨勢(shì)，煙溫呈現(xiàn)上升趨勢(shì)，當(dāng)含氧量為3.2%時(shí)，飛灰可燃物含量最高為10%，煙溫最低為161度，隨著可燃物含量、排煙溫和煙氣含氧量升高而升高。隨著可燃物含量、排煙溫和煙氣含氧量增加，爐渣含量減少，當(dāng)煙氣含氧量增加到3.6%之后，爐渣呈現(xiàn)動(dòng)態(tài)平衡；310MW負(fù)荷下，隨著可燃物含量、排煙溫和煙氣含氧量增加，飛灰和爐渣呈現(xiàn)下降趨勢(shì)，當(dāng)可燃物含量為8%，煙氣含氧量為4.3%，排煙溫度為163度左右時(shí)，飛灰含量下降到最低點(diǎn)，趨于動(dòng)態(tài)平衡。而煙溫隨著可燃物含量、排煙溫和煙氣含氧量增加而顯著增加。290MW負(fù)荷下，飛灰隨著可燃物含量、排煙溫和煙氣含氧量增加而呈現(xiàn)下降趨勢(shì)，當(dāng)煙氣含氧量為4.7%，可燃物含量為9%，排煙溫度為166度左右時(shí)，飛灰含量達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡。煙溫隨著可燃物含量、排煙溫和煙氣含氧量升高而逐漸升高。爐渣隨著可燃物含量、排煙溫和煙氣含氧量的升高，趨于動(dòng)態(tài)平衡，當(dāng)可燃物含量、排煙溫和煙氣含氧量3.25%、158度和4.7%后，爐渣含量最低。

按照相應(yīng)計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)對(duì)鍋爐的熱效率進(jìn)行了計(jì)算我們可以進(jìn)一步得到如下規(guī)律，首先，在330MW負(fù)荷下，排煙熱損失隨著熱損失、煙氣含氧量以及鍋爐內(nèi)熱效率升高而升高，固體物未完全燃燒的損失隨著熱損失、煙氣含氧量以及鍋爐內(nèi)熱效升高呈現(xiàn)下降趨勢(shì)，當(dāng)熱損失、煙氣含氧量以及鍋爐內(nèi)熱效率分別為2.7%、3.6%和90.3%之后，趨于動(dòng)態(tài)平衡。而鍋爐熱效率先上升后下降，最高點(diǎn)熱損失、煙氣含氧量以及鍋爐內(nèi)熱效率分別為5.8%、3.6%和90.8%左右；其次，在310MW負(fù)荷下，排煙熱損失隨著熱損失、煙氣含氧量以及鍋爐內(nèi)熱效率升高而升高，固體物未完全燃燒的損失隨著熱損失、煙氣含氧量以及鍋爐內(nèi)熱效率升高呈現(xiàn)下降趨勢(shì)，而鍋爐熱效率先上升后下降，最高點(diǎn)熱損失、煙氣含氧量以及鍋爐內(nèi)熱效率分別為5.2%、3.7%和91.2%；最后，在290MW負(fù)荷下，排煙熱損失顯著升高，而固體物未完全燃燒熱損失隨著熱損失、煙氣含氧量以及鍋爐內(nèi)熱效率升高而呈現(xiàn)下降的趨勢(shì)，最低點(diǎn)熱損失、煙氣含氧量以及鍋爐內(nèi)熱效率分別是3.25%、5.1%和89.875%。鍋爐熱效率呈現(xiàn)先上升后下降走向，最高點(diǎn)熱損失、煙氣含氧量以及鍋爐內(nèi)熱效率分別5.5%、4.4%和90.10%。

對(duì)于330MW運(yùn)行負(fù)荷，當(dāng)其他運(yùn)行條件不變的前提下，煙氣含量升高，飛灰含量和灰渣就會(huì)降低，固體未完全燃燒的熱損失也會(huì)顯著降低。經(jīng)過(guò)計(jì)算可以得出，330MW、310MW、290MW負(fù)荷下，當(dāng)煙氣含氧量為3.7%、3.6%和4.4%時(shí)，鍋爐的運(yùn)行效率最高。

2.煙氣含氧量對(duì)氮氧化物造成的影響

由此可以得出，在不同的運(yùn)行負(fù)荷下，隨著氧氣含量顯著升高，煙氣中氮氧化物的含量會(huì)呈現(xiàn)先減小后升高的趨勢(shì)。330MW負(fù)荷下，煙氣含氧量在3.5%～3.75%之間，氮氧化物的含量最低。310MW負(fù)荷下，煙氣含氧量為3.75%時(shí)，氮氧化物的含量最低。290MW負(fù)荷下煙氣含氧量為4.5%時(shí)，氮氧化物含量最低。在330MW、310MW、290MW負(fù)荷下，當(dāng)煙氣含氧量分別超過(guò)了3.5%～3.75%、3.75%和4.5%之后，鍋爐運(yùn)行過(guò)程氮氧化物的含量會(huì)顯著升高。

三、結(jié)語(yǔ)

在鍋爐運(yùn)行過(guò)程中，煙氣含氧量會(huì)顯著引起鍋爐熱效率、煙氣中氮氧化物含量的變化，并且這種變化規(guī)律是隨著鍋爐運(yùn)行負(fù)荷變化而變化，因此，要想優(yōu)化鍋爐運(yùn)行效率，就需要綜合考慮鍋爐的運(yùn)行負(fù)荷、熱效率以及氮氧化物的含量。在本次研究過(guò)程中，330MW的鍋爐，當(dāng)煙氣含氧量為3.7%時(shí)，鍋爐的熱效率最好；當(dāng)煙氣含氧量達(dá)到3.5%時(shí)，氮氧化物的含量最低，綜合各系各項(xiàng)綜合效益，當(dāng)鍋爐膛口煙氣含氧量為3.6%時(shí)，能夠?qū)崿F(xiàn)鍋爐運(yùn)行的最優(yōu)化。

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