呂海洋

（國能生物發(fā)電集團(tuán)有限公司，北京 100052）

隨著我國經(jīng)濟(jì)規(guī)模的不斷變大，對電力的需求也日增多。我國的火力發(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，對鍋爐進(jìn)行優(yōu)化可以更好地利用煤炭燃料，也可以降低燃燒后排放氣體中硫氧化物、氮氧化物等有害物質(zhì)的含量，減少溫室氣體排放量，對提高火電發(fā)電廠的經(jīng)濟(jì)效益也起到一定的促進(jìn)作用，這就要求做好火力發(fā)電廠鍋爐運(yùn)行優(yōu)化。

1 火力發(fā)電廠中鍋爐工作原理

煤炭是火力發(fā)電的燃料，煤炭是由于碳、氫等元素構(gòu)成，內(nèi)部還存在著一定比例的雜質(zhì)，與氧氣混合進(jìn)行燃燒后會產(chǎn)生高溫度的煙氣，排放的煙氣中會帶走燃料燃燒產(chǎn)生的大量熱能。高溫?zé)煔忭樦仩t內(nèi)部進(jìn)行運(yùn)動，會與受熱面進(jìn)行接觸而產(chǎn)生熱傳遞，將熱能傳遞到鍋爐內(nèi)部。通過持續(xù)的加熱會使鍋內(nèi)水變成高溫、高壓的蒸汽，通過蒸汽噴嘴驅(qū)動汽輪機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，這樣就會將熱能轉(zhuǎn)變?yōu)閯恿δ埽啓C(jī)與發(fā)電機(jī)組進(jìn)行連接，汽輪機(jī)的高速運(yùn)轉(zhuǎn)會帶動發(fā)電機(jī)組運(yùn)行，發(fā)電機(jī)的旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生電磁反應(yīng)而形成電能。煤炭的充分燃燒是實(shí)現(xiàn)發(fā)電的前提條件，在燃燒過程中會生成大量的熱能，也會殘留下一些雜質(zhì)。但很多雜質(zhì)也具備一定的熱能，將雜質(zhì)中的熱能應(yīng)用于發(fā)電，可以為企業(yè)創(chuàng)造更多的經(jīng)濟(jì)效益。

2 鍋爐燃燒調(diào)節(jié)的意義

鍋爐對火力發(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，則會對發(fā)電能力與安全生產(chǎn)帶來不利影響，燃燒利用率不高還會降低企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益，需要對發(fā)電廠鍋爐進(jìn)行狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測，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)?；鹆Πl(fā)電廠對鍋爐運(yùn)行可靠性也有著很高的要求，如果燃料沒有充分燃燒會對蒸汽參數(shù)產(chǎn)生影響，蒸汽參數(shù)的不穩(wěn)定會使發(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，還會使正常的燃燒熄滅。同時(shí)，如果爐膛溫度超過上限，形成的火焰沒有將整個(gè)爐膛充滿，火焰角度存在著較大的偏斜等問題，鍋爐會存在水冷壁問題。而爐膛出口部位溫度太大，會存在著較嚴(yán)重的結(jié)渣問題，過熱器則會存在著較大偏差，實(shí)現(xiàn)運(yùn)行過程中，會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。

3 發(fā)電廠鍋爐優(yōu)化運(yùn)行措施

3.1 燃料調(diào)節(jié)

火力發(fā)電廠鍋爐在實(shí)際運(yùn)行過程中，需要根據(jù)實(shí)際情況對鍋爐燃燒量進(jìn)行調(diào)節(jié)，將燃料、設(shè)備類型作為調(diào)整的根據(jù)。如果鍋爐負(fù)荷變大，需要提高爐膛內(nèi)通風(fēng)量與燃料合理增加，而負(fù)荷降低則需要相應(yīng)減少。當(dāng)鍋爐負(fù)荷比較穩(wěn)定時(shí)，需要將制粉系統(tǒng)控制于均勻供粉狀態(tài)，使燃料的供給與爐鍋負(fù)荷保持匹配。如果鍋爐負(fù)荷改變在，則需要根據(jù)實(shí)際情況來啟動、停止供粉系統(tǒng)。如果制粉系統(tǒng)在啟動運(yùn)行狀態(tài)下，需要對一、二次通風(fēng)進(jìn)行調(diào)控，使制粉系統(tǒng)出通風(fēng)保持良好的配合，這樣才能保護(hù)鍋爐燃燒的穩(wěn)定性。使燃油系統(tǒng)處于備用狀態(tài)，做好油槍等設(shè)施的檢查，對受損的備件進(jìn)行及時(shí)更換。還需要對磨煤機(jī)運(yùn)行狀態(tài)下的通風(fēng)量進(jìn)行控制，防止通風(fēng)量出現(xiàn)過大或過小的問題，使燃料點(diǎn)火時(shí)間控制在合理區(qū)間內(nèi)，使鍋爐內(nèi)部的元件保持良好狀態(tài)。在對制粉系統(tǒng)進(jìn)行切換控制時(shí)，還需要先將備用系統(tǒng)投入運(yùn)行，將需要進(jìn)行檢修的系統(tǒng)置于停止?fàn)顟B(tài)。在對磨煤機(jī)進(jìn)行停止控制時(shí)，需要先將煤機(jī)入口擋板置于關(guān)閉狀態(tài)，保證煤機(jī)達(dá)到走空后才可以關(guān)閉，將內(nèi)部和風(fēng)管中的煤粉都吹掃干凈。在對燃燒器進(jìn)行停止控制時(shí)，需要在停止運(yùn)行后一段時(shí)間內(nèi)還繼續(xù)保持冷卻，可以防止噴口被燒壞。

3.2 風(fēng)量調(diào)整

對鍋爐出力進(jìn)行調(diào)整需要根據(jù)負(fù)荷變化情況，而風(fēng)量調(diào)節(jié)是出力調(diào)節(jié)最重要的參數(shù)，結(jié)合鍋爐的實(shí)際燃燒量會對風(fēng)量進(jìn)行控制，如果爐膛內(nèi)空氣系數(shù)不斷變大，需要將空氣與燃料混合比進(jìn)行合理設(shè)置，這樣才能保證燃料可以充分燃燒，將不完全燃燒造成的熱能浪費(fèi)控制在最低水平，進(jìn)一步提高燃燒經(jīng)濟(jì)性?；鹆Πl(fā)電廠鍋爐在實(shí)際運(yùn)行過程中，如果爐膛內(nèi)部存在較多的剩余空氣，會使?fàn)t膛溫度不斷降低，會使燃料無法完全燃燒，排出煙氣熱損失也會增加。鍋爐過剩空氣系數(shù)變大會使得出鍋爐出現(xiàn)較在的熱損失，會加重引風(fēng)機(jī)、受熱盤管磨損，不利于鍋爐設(shè)備的正常使用。但如果過?？諝庀到y(tǒng)太小，爐膛內(nèi)的燃料會存在無法完全燃燒的問題，排出煙氣中的一氧化碳等氣體會變多，煤粉熔點(diǎn)受到該影響也會變小，會存在著水冷壁問題，會給發(fā)電廠帶來很大的經(jīng)濟(jì)損失。做好鍋爐燃燒過程中的通風(fēng)量調(diào)節(jié)，對送風(fēng)機(jī)導(dǎo)向檔板角度進(jìn)行控制，結(jié)合實(shí)際的燃燒需要來對一、二次風(fēng)進(jìn)行調(diào)整，使一次風(fēng)在達(dá)到風(fēng)粉混合要求，還需要滿足焦炭氧化的風(fēng)量。二次風(fēng)在達(dá)到鍋爐燃燒要求的前提下，還應(yīng)該對一次風(fēng)末段空氣量不足進(jìn)行補(bǔ)償，使二次風(fēng)可以與爐膛內(nèi)燃料完全混合，保證二次風(fēng)達(dá)到設(shè)定的風(fēng)速，提高燃料混合效率，為充分燃燒提供風(fēng)力條件。

3.3 壓力調(diào)整

如果鍋爐負(fù)壓比較高，會使?fàn)t膛與煙道的漏風(fēng)量變大，會使得燃燒情況變差，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對外涌出，會對火電廠環(huán)境造成不利影響，嚴(yán)重情況下會使設(shè)備被毀或人員傷亡。需要在鍋爐運(yùn)行過程中實(shí)時(shí)監(jiān)測爐膛風(fēng)負(fù)荷情況，對燃燒量與風(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。如果兩臺引風(fēng)機(jī)在同時(shí)運(yùn)行，需要保證入口動葉、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，還需要對每個(gè)煙道的負(fù)壓狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測，避免煙道存在積灰、結(jié)焦等問題，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)壓會超出正常值。

3.4 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。對燃燒狀進(jìn)行調(diào)節(jié)，防止負(fù)荷改變幅度過大，對溫度提升速度進(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)煙氣溫差來調(diào)整吹灰頻次。對配風(fēng)工況進(jìn)行合理調(diào)整，將爐膛內(nèi)燃燒空氣動力場更為均勻，設(shè)置合理的過?？諝庀禂?shù)。

4 結(jié)語

綜上所述，火力發(fā)電需要采用鍋爐設(shè)備，將煤炭燃燒產(chǎn)生的熱能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔?，但發(fā)電廠應(yīng)用的鍋爐與普通民用鍋爐有著很大的差別，鍋爐容量、壓力與溫度都比較高，需要根據(jù)發(fā)電負(fù)荷情況對鍋爐燃燒進(jìn)行合理調(diào)節(jié)，使蒸汽品質(zhì)與蒸汽量都可以達(dá)到發(fā)電需要。再對鍋爐燃燒情況進(jìn)行調(diào)整，使鍋爐溫度、蒸汽量與壓力都達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)，對燃燒情況進(jìn)行調(diào)整，保證燃料的充分燃燒，使?fàn)t膛內(nèi)的火焰可以均勻分布，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，對節(jié)能環(huán)保、提高經(jīng)濟(jì)效益發(fā)揮出應(yīng)有的作用。