曹冬敏
摘要:要想保證電廠實現(xiàn)長足的發(fā)展,就需要在其運行過程中降低其運行成本、提高生產(chǎn)效率,從而提高電廠的經(jīng)濟效益。鍋爐是電廠中的重要設備之一,其運行效率直接關系到電廠社會經(jīng)濟效益的提高,因此我們必須要采取有效措施來提高鍋爐的運行效率,使其在運行過程中實現(xiàn)節(jié)能環(huán)保的目的,這樣才能夠提高電廠的社會經(jīng)濟效益,促進電廠實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。
關鍵詞:大型燃煤電廠;鍋爐運行;現(xiàn)狀分析
1 大型燃煤電廠鍋爐運行現(xiàn)狀分析
1.1 產(chǎn)生氮氧化物
近年來,社會經(jīng)濟發(fā)展迅速,人們生活品質(zhì)得以提升,對于環(huán)境方面的要求開始攀升,因此環(huán)境保護的意識越加強烈。而環(huán)境污染當中空氣污染最為嚴重,促使人們對各項污染氣體的排放控制標準越來越嚴格。自2013 年以來,我國中東部地區(qū)出現(xiàn)持續(xù)霧霾天氣,給人民群眾的生產(chǎn)生活和身體健康造成了嚴重影響,火電廠煙氣污染物排放的治理也更加引起了國家發(fā)改委、環(huán)保部等國家部委的高度重視。2014年09月12日,國家環(huán)保部、發(fā)改委、國家能源局下發(fā)了“關于印發(fā) 《煤電節(jié)能減排升級與改造行動計劃(2014-2020 年)》的通知”。大型燃煤電廠鍋爐中氮氧化物的產(chǎn)生和排放就是一項明顯的污染指標,而正是這項指標直接阻礙了大型燃煤電廠鍋爐的正常發(fā)展,因此發(fā)展至今,氮氧化物的排放標準直接成為大型燃煤電廠開展績效考核的重要標準。這種污染物的產(chǎn)生主要是由于燃煤在燃燒過程當中,所富含的氮氣處在高溫下和氧氣之間引發(fā)反應,形成氮氧化物。不過,在整個形成過程中,溫度所發(fā)揮的作用非常重要,因此選擇降低煙氣溫度和縮短其在鍋爐內(nèi)高溫位置的停留時間可有效降低氮氧化物的排放量。但是這并不是長久之計,仍然需要不斷深入研究低氮燃燒技術(shù),這項技術(shù)的研發(fā)和完善才是有效解決氮氧化物產(chǎn)生及排放的重要手段,最終將以此促使氮氧化物的排放指標及濃度等都能符合國家規(guī)定的環(huán)保要求。
1.2 爐內(nèi)結(jié)渣
在設計大型燃煤電廠鍋爐的同時就應當對其所要用到的燃煤種類進行充分考慮,并且需要注意為業(yè)主們推薦和提供代表性煤種,這些都可用作設計鍋爐爐膛及內(nèi)部燃燒器型號的重要參數(shù)對照。并且相關設計人員必須要真正掌握燃煤煤種著火及結(jié)渣特點,據(jù)此在設計燃煤鍋爐的過程中,對爐膛容積熱負荷、燃燒器區(qū)域壁以及爐膛火焰高度等參數(shù)進行合理設計,這樣才能有效保障鍋爐本身運行的可靠性。而如果爐膛內(nèi)的容積過小的話,則燃煤在爐內(nèi)的時間將變短,因此也就無法實現(xiàn)完全燃燒,爐膛內(nèi)溫度較高,但水冷壁面積較小,則很容易形成結(jié)渣的情況。再比如爐膛橫截面積較小,其燃燒區(qū)域溫度較高,這種情況雖然對燃煤著火有利,但是仍然很容易結(jié)渣。所以說,燃煤的種類及特性是對爐膛結(jié)渣造成影響的主要因素,一般電廠當中所使用的燃煤都很難真正達到鍋爐設計燃煤的需求。另外,煤粉的細度情況也是對爐膛結(jié)渣造成影響的主要因素,一般粗顆粒的煤粉燃燒時間較長,一旦在較高煙氣溫度當中,遭遇水冷壁將直接引發(fā)結(jié)渣。
1.3 混煤燃燒
通常大型的燃煤電廠鍋爐對煤炭所造成的消耗都非常大,因此為了能夠有效節(jié)約其成本,提升燃燒率,就必須將多種類型的煤種及其燃燒特性進行分類,然后嚴格按照相應的比例進行混合配置,以此加工形成可有效提升電廠燃煤鍋爐效率的混合煤類型。這樣不但有效解決了其資源緊張的問題,同時也有效地滿足廣大居民們對于電廠供電的需求。但是這種混合煤燃燒的形式也存在嚴重的問題,因為其在燃燒性能上遜色于單種煤的燃燒性能,因此整個過程需要解決混合煤和鍋爐間的關系。并且一旦混合煤本身的發(fā)熱量嚴重不足時,將產(chǎn)生大量的煤灰,從而直接給風壓帶來一定的阻力,甚至直接堵塞風管,影響電廠的發(fā)電效率。因此,就必須要強化設計混合器,以此來專門解決風管堵塞的問題。
2 提升大型燃煤電廠鍋爐運行效率的策略分析
2.1 改善燃煤方式,降低排煙損失
要想切實提升大型燃煤電廠鍋爐的運行效率,就必須要從鍋爐的燃燒率方面入手,需要做好對鍋爐爐膛氧氣含量的適當控制,可借助送風來有效幫助燃煤實現(xiàn)預熱,由于其中存在二次送風爐膛內(nèi)的熱度偏差,因此就必須要掌握送風時機的恰當性,以此來促使燃煤本身的燃燒率能夠始終處于一個安全合理的范圍當中。另外,減少和降低排煙損失也是有效提升燃煤鍋爐運行效率的主要手段,這就必須要在保證安全生產(chǎn)的背景下,降低對冷風的使用,而更多的采用熱風來催動,這樣才能極大提升煙道保溫層的使用率,從而有效控制器密閉的效果。最后需要控制好空預器吹灰設備,要保證鍋爐本身在啟動和停止的過程中,需將灰含量維持在一定的水平,并適當增加吹灰的頻率。
2.2 優(yōu)化選擇燃煤類型
大型燃煤電廠鍋爐設計必須結(jié)合相應煤種來進行,通常由于所選擇的燃煤種類不同,因此所設計出的鍋爐戶型也不一樣,在結(jié)構(gòu)上將存在明顯的差別,并且其內(nèi)部制粉系統(tǒng)及真正投產(chǎn)之后的運行方式也將存在明顯差異性。所以,在選擇燃煤時,一旦鍋爐的設計和所選燃煤不匹配,將直接對鍋爐的運行造成一定影響,甚至嚴重阻礙其經(jīng)濟性及安全性,因此燃煤的選擇是對鍋爐運行效率造成影響的主要因素。要求相關研究人員最好是對電廠當中機組燃煤開展相應燃燒試驗,并為此制定出多種燃燒技術(shù)的指標,總結(jié)多項經(jīng)濟性的分析結(jié)果。對于大型燃煤電廠鍋爐的符合能力、系統(tǒng)運行成本以及維護成本和飛灰利用情況,還有供電成本等都必須要進行綜合分析,以此來優(yōu)化選擇真正適合鍋爐的煤種類型。
2.3 優(yōu)化控制鍋爐給水品質(zhì),注重保養(yǎng)維護
在大型燃煤電廠中的鍋爐給水設備都必須要嚴格地按照其水處理操作規(guī)范來進行,并且需要對其水中雜質(zhì)的控制來保障其鹽水能夠真正符合鍋爐的需求。同時需要針對鍋爐的受熱面結(jié)渣情況做好相應的監(jiān)察工作,并定期開展鍋爐的清洗,具體采用酸洗的方式,以此清除在鍋爐管道內(nèi)部上的結(jié)垢、結(jié)渣。而在鍋爐的運行當中,則必須要注重其蒸汽品質(zhì)下降的問題,以此來有效的預防由于負荷而導致的虛假水位的產(chǎn)生,這些都將直接引發(fā)內(nèi)部的故障問題。所以需要嚴格控制好鍋爐當中的汽水問題,這樣才能有效的完善防腐處理工作,可直接通過除氧器來實現(xiàn)對其中氧量的優(yōu)化控制。
3 大型電廠鍋爐的發(fā)展
電廠鍋爐已進人大容量、高參數(shù)、多樣化、高度自動化的發(fā)展新時期。截止到2018全國已投運的1000MW機組已達到101臺;300MW以下機組已逐漸退出歷史的舞臺;淮北平山電廠二期(1×1350MW)工程的超超臨界壓力機組也在建設中,我國的燃煤機組已經(jīng)進入大容量,低污染,高效率時代。對于爐型,既有通常采用的“∏”型布置鍋爐,也有大型塔式布置鍋爐;既有四角切圓燃燒、墻式燃燒方式,也有“U”和“W”型下射火焰燃燒方式;既有固態(tài)除渣、液態(tài)除渣鍋爐,也有倍受關注的循環(huán)流化床鍋爐。燃用煤種從褐煤、煙煤、劣質(zhì)煙煤、貧煤直到無煙煤一應俱全。作為煤粉燃燒鍋爐機組不可缺少的磨煤機,特別是中速磨煤機,RP、HP、MPS、MBF等,均已普遍運行在鍋爐輔機上,雙進雙出鋼球磨煤機也打破了普通鋼球磨煤機一統(tǒng)天下的局面。所有這些設備中,既有國產(chǎn)的、從國外直接引進的,也有采用引進國外技術(shù)國內(nèi)制造的。它們的運行可靠性、經(jīng)濟性及低污染排放等性能都較以前有了較大幅度提高。大型鍋爐的運行經(jīng)濟性普遍較高,除一些難燃的無煙煤鍋爐外,鍋爐效率基本上都在90%以上,某些煙煤鍋爐的效率達到94%以上。在NOx排放控制方面也取得了進展,國產(chǎn)1000MW機組鍋爐的NOx排放質(zhì)量濃度最低的在50mg/m3[O2含量m(O2)=6%]以下,遠低于現(xiàn)行國家標準的規(guī)定值。
4 結(jié)語
經(jīng)過對大型燃煤電廠鍋爐的運行現(xiàn)狀進行分析后,發(fā)現(xiàn)其在鍋爐的實際運行當中仍然存在較多的實際問題。為了能夠?qū)崿F(xiàn)其運行的安全及經(jīng)濟性,就必須要深入研究鍋爐運行操作方面的專業(yè)技術(shù),強化對鍋爐的日常管理和維護,這樣才能真正保障鍋爐的經(jīng)濟可靠運行。
參考文獻
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(作者單位:國家能源集團泰州發(fā)電有限公司)