劉 洋

（大唐國際托克托發(fā)電有限責(zé)任公司，內(nèi)蒙古托克托 010206）

0 引言

鍋爐燃燒發(fā)電是當(dāng)前電力生產(chǎn)的主要形式。燃燒的原料為煤炭，鍋爐運行過程中，蒸汽壓力、再熱蒸汽溫度、飽和水位等，都會影響鍋爐運行效果。在實際運行過程中，必須對鍋爐運行情況進行實時觀察，因為鍋爐運行過程中會出現(xiàn)很多不確定的因素，造成運行過程不穩(wěn)定，且外部因素隨時可能引起鍋爐參數(shù)的變化。例如，當(dāng)鍋爐運行中單元機組蒸汽流量發(fā)生改變時，鍋爐的蒸汽壓力、蒸汽溫度以及水位都會發(fā)生改變，對鍋爐燃燒的正常運行產(chǎn)生影響。同時，鍋爐燃燒煤炭也會帶來嚴重的環(huán)境污染問題。降低煤炭燃燒之后的一氧化氮的排放量，是鍋爐優(yōu)化的一大目標，在不改變設(shè)備的情況下，通過對燃燒方法進行優(yōu)化，也可以達到降低氮氧化合物排放量，使電廠的生產(chǎn)達到國家清潔標準。鍋爐燃燒的調(diào)整和優(yōu)化是鍋爐運行過程中的主要內(nèi)容之一，對鍋爐的燃燒效率十分關(guān)鍵。

1 鍋爐燃燒優(yōu)化概述

1.1 鍋爐燃燒優(yōu)化目標

鍋爐燃燒優(yōu)化指對鍋爐燃燒過程進行優(yōu)化與控制，降低能耗，提高能源利用率。對鍋爐燃燒進行優(yōu)化必須結(jié)合實際情況，根據(jù)鍋爐的負荷情況、煤炭種類等進行設(shè)計，調(diào)整鍋爐的操作參數(shù)，控制鍋爐的運行效率，同時減少鍋爐燃燒過程中的氮氧化合物的排放量，確保鍋爐燃燒運行管理的經(jīng)濟環(huán)保性。鍋爐燃燒優(yōu)化控制主要是在保證鍋爐機組安全運行的前提下，優(yōu)化可控參數(shù)，選出一組操作參數(shù)的組合。比較常見的300 MW 鍋爐，其優(yōu)化目標主要是鍋爐熱效率、氮氧化合物排放量、運行成本3 個方面，為使這3 個方面的數(shù)據(jù)達到最優(yōu)，可以進行多目標綜合優(yōu)化。

隨著我國電力行業(yè)的不斷發(fā)展，鍋爐燃燒和運行管理要求越來越高，很多電廠都采用“廠網(wǎng)分開，競價上網(wǎng)”等運行機制，在這種情況下，必須要提高鍋爐燃燒機組的安全性和經(jīng)濟性，降低發(fā)電成本，提高鍋爐燃燒方式，應(yīng)對激烈的市場競爭。

1.2 鍋爐運行優(yōu)化原則

對鍋爐運行過程進行優(yōu)化，主要從燃燒參數(shù)的優(yōu)化方面著手，尤其當(dāng)鍋爐負荷水平較低時，應(yīng)控制好安全性與經(jīng)濟性，負荷較低時鍋爐的經(jīng)濟性與安全性都比較低。因為鍋爐不是單一的機械設(shè)備，必須和其他設(shè)備結(jié)合起來形成一個完整的機組才可以運行，而鍋爐的參數(shù)設(shè)計一般都是針對某個具體設(shè)備而言，沒有充分考慮到鍋爐機組的情況，因此對設(shè)計參數(shù)進行優(yōu)化不具備系統(tǒng)性，不符合實際情況。另外，在鍋爐的制造與安裝過程中存在一些偏差，達不到設(shè)計要求，導(dǎo)致鍋爐運行中出現(xiàn)一些問題。還有就是設(shè)備設(shè)計參數(shù)不合理。因此，在鍋爐燃燒優(yōu)化運行過程中，應(yīng)結(jié)合實際情況，從系統(tǒng)分析、比較等方面著手，研究鍋爐在不同的負荷條件下參數(shù)的優(yōu)化方式和控制方式。以現(xiàn)有設(shè)備為基礎(chǔ)進行調(diào)整，才能達到更加良好的優(yōu)化效果，使優(yōu)化后的鍋爐燃燒運行過程更合理、準確、可靠。而且在進行優(yōu)化時必須進行多次試驗，確定最終的鍋爐燃燒經(jīng)濟運行方式和運行參數(shù)。

2 鍋爐燃燒優(yōu)化管理措施

2.1 確定鍋爐燃燒優(yōu)化參數(shù)

對鍋爐的燃燒過程進行優(yōu)化，首先必須確定鍋爐燃燒過程中各參數(shù)的數(shù)值，可以經(jīng)過試驗了解鍋爐的基本性能，然后進行優(yōu)化調(diào)整。試驗過程主要包括摸底試驗和優(yōu)化調(diào)整兩部分。確定參數(shù)前，必須通過全面的收集整理，了解鍋爐的基本情況，并且對鍋爐的典型工況進行試驗，對鍋爐的熱損失進行分析，通過計算鍋爐的性能以及能耗，尋找引起鍋爐能耗較高的原因，再確定優(yōu)化目標。需要進行多次優(yōu)化試驗，根據(jù)鍋爐優(yōu)化調(diào)整試驗的結(jié)果，在現(xiàn)場設(shè)備消缺的基礎(chǔ)上確定最終優(yōu)化目標，再進行調(diào)試，得到最終結(jié)果。

2.2 鍋爐優(yōu)化管理措施

2.2.1 煤質(zhì)管理

燃煤質(zhì)量是影響鍋爐運行水平的重要因素。煤質(zhì)水平較高，鍋爐運行過程中產(chǎn)生的廢氣污染更少，而且鍋爐的運行效率高，能耗少，浪費較少。隨著電廠逐漸進入商業(yè)化運營，煤質(zhì)管理也越來越重要。煤炭的灰分增加，則煤炭熱值減少，鍋爐的能耗、金屬單耗、受熱面磨損都會增加，而且燃燒的穩(wěn)定性與安全性也會受到影響。因此，做好煤質(zhì)管理是鍋爐燃燒優(yōu)化的重要措施。電廠在選擇燃煤時必須對煤炭質(zhì)量進行控制，從正規(guī)企業(yè)購買煤炭資源。

2.2.2 加強鍋爐運行過程中的監(jiān)測

鍋爐的燃燒和傳熱過程復(fù)雜，影響因素比較隨機，任何因素都可能對其產(chǎn)生影響，因此，必須加強鍋爐運行過程的監(jiān)測管理。

（1）進行實時檢查，觀察鍋爐膛內(nèi)的火焰情況，如火焰的燃燒程度、顏色、鍋爐膛內(nèi)充滿度、著火氣流等，觀察是否有大面積結(jié)渣等情況，如果發(fā)現(xiàn)鍋爐膛內(nèi)有大面積結(jié)渣，應(yīng)及時將結(jié)渣清除，以防結(jié)渣影響鍋爐燃燒效率和傳熱效率。而且在鍋爐運行過程中應(yīng)嚴格控制出口煙氣溫度，不能超過設(shè)計值，必要時可以進行降負荷處理。

（2）加強運行過程中的吹灰與除渣。鍋爐運行時按照規(guī)章制度對鍋爐的各個受熱面進行吹灰，可以使用吹灰器進行操作。發(fā)現(xiàn)吹灰器失靈，立即停止吹灰，避免燒壞吹灰器。定期對鍋爐進行降負荷除渣操作，控制降負荷速率，防止因掉渣引起鍋爐膛內(nèi)滅火。檢修人員隨時觀察鍋爐水冷壁受熱情況，確保受熱面光滑，并且按照電廠規(guī)定的檢修章程，定期進行大規(guī)模檢修與日常小檢修，保證鍋爐膛內(nèi)的氣流度和充滿度良好。

（3）加強鍋爐運行的監(jiān)視。鍋爐膛內(nèi)某個因素發(fā)生改變，都會引起鍋爐運行參數(shù)的變化，鍋爐的一次風(fēng)速、二次風(fēng)速、燃燒器區(qū)域熱負荷等都要進行必要地調(diào)整。熱負荷等參數(shù)可以根據(jù)燃燒所用的煤炭質(zhì)量要求進行設(shè)計，運行過程中密切監(jiān)控再熱器汽溫的變化，如果發(fā)現(xiàn)再熱汽溫出現(xiàn)異常升高，減溫水用量明顯增多，則需分析原因，降低鍋爐膛內(nèi)的負荷情況。

2.2.3 優(yōu)化燃燒技術(shù)

空氣分段燃燒可以降低鍋爐氮氧化物的排放量，降低運行成本。在優(yōu)化調(diào)節(jié)過程中，要適應(yīng)外界負荷的變化，在滿足鍋爐蒸汽質(zhì)量前提下，對燃燒技術(shù)進行優(yōu)化。一般固態(tài)排渣煤粉鍋爐，其優(yōu)化目標包括穩(wěn)定的汽壓、汽溫、蒸發(fā)量，燃燒中心要適當(dāng)，燃燒過程穩(wěn)定，火焰分布均勻，可以在單個燃燒器內(nèi)部設(shè)計分級燃燒，在主燃燒區(qū)域頂層燃燒器上部一段距離另設(shè)二次風(fēng)噴口，使部分二次風(fēng)通過噴口進入鍋爐爐膛內(nèi)，保證蒸汽品質(zhì)。

為保證鍋爐燃燒過程的經(jīng)濟性，必須對風(fēng)速與煤炭的燃燒速度進行調(diào)控，使鍋爐的風(fēng)煤搭配更合理，二次風(fēng)與送風(fēng)吸風(fēng)配合，保證鍋爐膛內(nèi)的溫度合適。合理的二次風(fēng)配合是確保鍋爐著火迅速、燃燒安全的重要保障。當(dāng)鍋爐的運行環(huán)境發(fā)生改變時，應(yīng)對風(fēng)與煤的比例進行調(diào)整，減少煤炭燃燒過程能量損失。當(dāng)鍋爐負荷改變時，可以調(diào)整送入鍋爐內(nèi)的煤炭量和風(fēng)量，使鍋爐的燃燒工況發(fā)生改變，在高負荷狀態(tài)下運行。由于鍋爐爐膛溫度高，著火條件較好，所以燃燒過程比較穩(wěn)定。

為提高鍋爐效率，可以根據(jù)煤質(zhì)條件，降低過量空氣系數(shù)，將鍋爐的排煙熱損失降到最低。如果鍋爐處于低負荷運行狀態(tài)，則應(yīng)通過適當(dāng)方法降低鍋爐膛內(nèi)負壓，提高爐膛內(nèi)溫度，同時能減少鍋爐內(nèi)部漏風(fēng)，維持鍋爐的穩(wěn)定燃燒，避免熱損失。最后，要及時調(diào)節(jié)鍋爐的燃燒量，如果鍋爐的負荷波動較大，則需要注意，單純地給料已不能滿足鍋爐燃燒優(yōu)化調(diào)節(jié)的需要，對此應(yīng)調(diào)節(jié)給料機細節(jié)，如控制好爐內(nèi)空氣動力工況，或改變給料機的運行頻率，提高鍋爐運行水平。

3 結(jié)語

鍋爐是發(fā)電廠的重要設(shè)備。鍋爐燃燒過程中使用的主要原料是煤炭，為減少鍋爐運行的損耗以及給環(huán)境帶來的危害，可以加強對鍋爐運行過程的優(yōu)化和調(diào)整，達到節(jié)能降耗、提高能源利用率的目的。在鍋爐優(yōu)化運行過程中，一方面要提高煤炭質(zhì)量，另一方面要優(yōu)化鍋爐的參數(shù)和燃燒技術(shù)，使鍋爐處于最優(yōu)運行狀態(tài)。同時要對鍋爐進行實時監(jiān)控，發(fā)現(xiàn)異常，及時查找原因并排除，提高鍋爐運行效率和運行水平。