摘 要：近年来电厂越来越重视节能减排，锅炉燃烧优化成为电厂节能减排的重要技术措施。特别是对于当前电厂使用的大型燃煤锅炉来讲，锅炉运行过程中燃料分配的均匀性及配风的合理都会对机组运行的经济性、安全性和环保性带来较大的影响。因此需要对电厂锅炉燃烧过程进行优化控制，确保实现电厂锅炉运行过程中的节能减排目标。
关键词：电厂锅炉；燃烧；制粉系统；风量；煤粉；优化
1概述
近年来，随着大容量火电机组的大量投产，由于超临界锅炉设计制造、生产运行管理的水平不够，超临界锅炉在实际生产运行中出现了各种各样的问题，其中超临界锅炉水冷壁的异常变形、撕裂爆管更是常有发生，对超临界锅炉的安全运行带来了巨大影响，因此，探讨电厂锅炉运行中的问题及改进调整策略意义重大。
2加强煤质管理
针对于煤质多变性和不稳定性，同时锅炉燃烧也具有一定的复杂性，因此需要在日常生产过程中重视对锅炉的检查、维护和调整，及早发现锅炉运行异常情况，并对其进行有效处理。通过对煤质进行有效管理，可以使锅炉蒸汽量与负荷更好的适应，有利于提高锅炉运行的经济效益。
3锅炉运行中的检测
锅炉运行过程中，需要对炉膛内火焰着火情况进行仔细观察，看是否存在着火气流冲刷炉墙及大面积结渣的现象，一旦发现有结渣现象产生时，要及时对其进行清理。同时对出口烟温进行严格控制，必要时可以通过降负荷处理来确保出口烟温在设计值范围内。锅炉运行中还需要密切对再热器汽温变化进行监视，一旦发现再热汽温异常升高时，需要对其进行有效分析，通过降低炉膛热负荷来保持联系再热器汽温的正常。另外，对于运行中的锅炉，需要定期对各受热面进行吹灰，对带基本负荷的锅炉进行降负荷掉渣处理，避免出现炉膛灭火事故。定期对锅炉进行检修，保证锅炉运行的可靠性。
4电厂锅炉运行中的主要问题
4.1首先，因锅炉拱肩部位以上的垂直炉膛高度不够以及锅炉下炉膛水冷壁辅设大量卫燃带，使锅炉在运行中水冷壁的吸热不足，锅炉工质的压力调整速度较慢，导致过热汽温波动大，甚至于使锅炉屏式过热器出现超温变形。
其次，锅炉运行时燃用的煤种变化与锅炉制粉系统运行工况等因素的轻微变动容易导致锅炉燃烧不稳、燃烧效率下降问题。
4.2热损问题。在火力发电厂中锅炉所做的功动力即蒸汽动能，蒸汽动能是在燃料燃烧过程中产生的。火力发电当中锅炉运行时，热损问题会对能效消耗造成严重影响。排烟属于重要的热损原因，此外，假如煤炭未被完全燃烧干净，那么就会浪费掉大量资源。
5优化策略分析
5.1逻辑优化
在锅炉机组运行过程中,在对以前的风箱进行检查时,发现以前在风箱的开关顺序上很容易出现错误的操作,这主要就是因为逻辑不严密,使得开关操作复杂易混淆。后来只是在其逻辑中加上了一个开关顺控逻辑,只需要一个操作就可以让顶紧电机和冷热风关断门自动地按照顺序进行开启和关闭,操作变得十分简单而有效。
除了对风箱的操作中进行了逻辑优化后使得锅炉运行更为简单有效以外,同时也对于水泵和送风机的保护方面进行了一个逻辑上的优化,使水泵的跳闸问题得以解决,并且优化后的水泵每一次的跳闸都更为准确可靠,实现了逻辑跳闸不仅更方便,而且更可靠。而在送风机中做的逻辑优化使得送风机不至于因为油泵无油不能自动跳闸而继续运行带来危险,很好地保护了送风机,让送风机在油泵没油时也能自动停下来。
5.2对锅炉的运行参数进行优化
电力设施越来越重要,而作为发电设施的重要组成部分的锅炉也就变得越来越重要,所以锅炉的结构也就变得越来越复杂。因为结构复杂,那么锅炉的运行也就应该有更苛刻的要求。锅炉的运行每时每刻都有很多个不同种类的参数,如温度参数、压力参数、水位参数等,而这些参数又可以细分为很多不同种类的参数,所以锅炉运行中参数的变化复杂多样,而参数不同也是因为锅炉运行情况的不同,我们要根据实际运行情况做好相应的措施,调节控制参数,使锅炉的运行更稳定。
主要来说,我们最需要控制好的就是水位,水位控制好了才能保证锅炉中蒸汽的质量,锅炉主要通过不同量的蒸汽、通过不同的方法达到我们所需要的效果,水位控制好了,才可能让锅炉正常稳定地运行。所以我们应该通过不断试验与积累,掌握锅炉变化规律,从而对其水位做出相应的调整,根据调整的参数进行更优化处理,使锅炉能处于稳定正常的运行工作中。
5.3制粉系统运行的优化方法
5.3.1煤粉细度
当煤粉细度越细时，其煤粉越容易分配调平。对于电厂锅炉使用的煤粉，其细度通常要求在R90≤15%，通过对煤粉细度进行控制，不仅有利于实现煤粉的均匀分配，而且能够保证煤粉具有较低飞灰含碳质量浓度。在对煤粉细度进行控制，需要对煤粉进行取样测量，对取样过程进行严格要求，确保煤粉取样具有较好的代表性。煤粉分离器通常会设置在磨煤机出口的位置，在运行过程中利用离心分离原理将合格的煤粉送给燃烧器，不合格的煤粉则会重新回到磨煤机中。煤粉细度会受到磨煤机结构参数及球磨机相关参数的影响，因此为了能够更好的提高煤粉的细度，通常会对磨煤机进行适当改造。
5.3.2磨煤机通风量
当磨煤机出口保持不变的情况下，磨煤机通风量过高时，不仅会增加排烟损失，而且还容易出现结焦及积灰现象，导致煤粉管和火嘴等部位出现磨损。因此需要对磨煤机通风量进行优化。特别是对于中速磨煤机在对其通风量进行优化之前，需要对磨煤机的风环面积进行核实，保持其达到规定的风环风速，如果达不到规定风速时，需要对风环进行更换。
为了确保给煤机能够达到最佳给煤量，需要精确对通风量进行控制。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆但在通风量测点所在位置通常没有精确测量装置，而且冷热风混合点后的测点位置温度场分布也不均匀，这样风量就很难换算成标准状态下的体积流量。另外，风中夹带的飞灰还会对测量装置的测量结果带来一定的影响。因此在实际工作中，可以将磨煤机的入口风道进行改造，将其做成文丘里形态，这对于提高通风量测量精度具有非常重要的意义。
5.3.3煤粉管道之间流动阻力偏差
煤粉管道之间流动阻力偏差越小，煤粉分配就越均匀。对煤粉管道之间煤粉分配调平之前应先用纯空气调平管道阻力，纯空气流动阻力的偏差越小，煤粉分配就越均匀。在调平之前，应先把给煤机停运，把热风送入磨煤机，当磨煤机出口温度达到正常运行条件时的温度再进行调平。首先用皮托管对煤粉管内空气流速采用网格法测量，然后用可调缩孔进行调整。最终应保证煤粉管道之间纯空气流速偏差小于平均值±2%。在整个调平过程中，应注意保证煤粉管内的纯空气流速不能低于17m/s，保证煤粉正常输送。
5.3.4对煤粉流量和煤粉流速的测量
一直以来煤粉流量测量都会采用取样称重的方法进行，并利用皮托管按网格法来对煤粉流速进行测量。但这两种测量方法不仅劳动强度较大，而且测量精度较差。对于大型锅炉来讲，往往会配备几十台燃烧器，因此需要采取先进的方法来对煤粉流量和煤粉流速进行测量，尽可能对电厂煤粉流量进行实时监测，这样可以有效的掌握煤粉分配的具体情况。
5.4 燃烧运行调整
实际运行中，在负荷、煤质变化时炉内空气动力场、温度场也会随之改变，可能会使炉内速度场不均匀，甚至出现发生直接冲刷炉墙水冷壁的现象。因此，在运行中应采取以下措施，以保证炉内空气动力场的均匀，从而保证炉内合理的温度场。
5.4.1当锅炉实际运行煤质变化时，针对煤种煤质燃烧特性对锅炉燃烧运行进行优化调整，保持炉内合理的温度场，使炉内热负荷分布均匀。对于低位发热量高，灰分含量低的煤，其燃烧时火焰中心高，可能会使炉内的高温区域上移甚至进入炉膛上部，要调节一次风控制其燃烧时的火焰中心下移，使炉内的高温区域保持在下炉膛，避免造成上炉膛温度过高而使水冷壁结渣、异常变形爆管等。
5.4.2实际上热损问题在锅炉运行中属于关键的优化因素，如果可以把热损问题有效解决，那么锅炉将会平稳、高效的运行。通常情况下固体燃料都不能够充分燃烧，因此，就引发了严重的热损问题，与此同时，还会造成严重的资源浪费现象。通过探究发现燃料质量和燃烧方式是影响燃烧效果的主要原因。此外，锅炉自身也是影响电能产生的一个因素。
对于此类问题，火力发电厂应该合理配置煤炭，混合搭配那些不同种类的煤炭，确保运行参数始终处于稳定状态。同时，燃烧煤炭的过程中，还要注意煤粉的细度，把热力实验结果当作基础。所以，火力发电厂在进行发电时，需要关注燃料的实际变化规律，并应用科学的方法调整燃料的具体燃烧状况，确保可以合理的对资源进行利用。
此外，排烟问题也会对热损问题造成影响，对于排烟这种热损问题来说，能够从下述几方面来处理。第一，严格的控制过量空气系数，同时还要控制排烟的风量表以及氧量表，并且还要对风量的输入量进行控制。第二，如果有条件的情况下，应该严格防止漏风情况的出现，并一直保持非常小的负压，进而使热损问题得到解决。
5.4.3控制好锅炉的燃烧情况锅炉在燃烧时,可能并不会按照我们想要的来燃烧。或许在我们需要锅炉的燃烧猛烈一点时,它的火力却很小,可能在我们需要它温和一点时,它的火力又太过猛烈。就像做菜一样,火候不合适做出的菜肴口味就不会好。在运用锅炉进行生产时,锅炉的燃烧情况也就会直接影响产出品质量,所以我们必须控制好锅炉的燃烧情况。
我们在控制锅炉的燃烧情况时必须观察锅炉的负荷变化,同时应该根据外界气温、燃料质量等进行相应的改变以达到不同的燃烧火力。在控制燃烧情况时我们还要考虑到节约高效的宗旨,在火力不够强劲时,我们不能一味地靠增加燃料来达到火力增强,还要考虑到锅炉的负荷,同时应该有效地借助外界条件如风力来增强火力,提高工作效率。
5.5对二次风量和燃尽风量的优化
风量的供给是保证锅炉燃烧效率的重要因素，所以为了优化锅炉燃烧运行效率，应该在风量供给方面采取优化策略。为了保证燃煤能够得到充分的燃烧，不仅要将每层燃烧器之间的煤粉都均匀分布，还要根据煤量的多少来配给一定的风量，在每层的二次风箱配给一定比例的风量，以确保每层燃烧器中的煤粉都能够得到充分燃烧，从而提高燃烧效率。为了保证每层燃烧器中二次风箱所提供的风量能够满足燃烧条件，应该确保二次风箱风量供给的科学性，以最大程度的提高每层燃烧器的化学当量比。这就需要做出合理的测量，并且严格控制测量的精度。而根据我国现有的锅炉结构设计方式，在测量的过程中会遇到很多的问题，对测量的精度控制提出了很大的难题，所以在机组投入运行后，会由于风量的控制问题而影响到锅炉的燃烧运行效率，在这方面还有待加强。
5.6对飞灰含碳质量浓度的优化
在锅炉燃烧运行的过程中，飞灰的含碳质量浓度会对锅炉的燃烧运行状态有一定的影响，如果制粉系统效率较低，或者风量的配比不合理，就会导致飞灰的含碳质量浓度升高，从而降低锅炉燃烧的运行效率。为了优化锅炉燃烧运行效率，可以通过测量飞灰含碳质量浓度来调整燃烧工况，利用这种在线监测的方式来对制粉系统以及风量的供给进行调整。而我国的电厂在进行锅炉飞灰含碳质量浓度的测量时，一般都会在尾部烟道中进行取样测量，这种取样方式不具有代表性，所以测量出来的数据与实际的数据存在很大的误差，对飞灰含碳质量浓度的控制造成了一定的影响，所以在取样测量方面还需要进行改进，从而为优化锅炉燃烧运行提供有利的条件。
6结束语
锅炉燃烧运行是一项十分复杂和系统性的工作，需要在实际锅炉运行过程中，采取先进的燃烧优化措施，对燃烧过程中的各项参数进行精确，实现锅炉燃烧的优化运行，全面提升煤炭的燃烧效率，为锅炉安全、高效及环保运行奠定良好的基础。
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论文作者:韩健
论文发表刊物:《电力设备管理》2017年第4期
论文发表时间:2017/5/25
标签：锅炉论文; 风量论文; 煤粉论文; 测量论文; 电厂论文; 炉膛论文; 参数论文; 《电力设备管理》2017年第4期论文;