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行业知识

火电厂锅炉燃烧优化研究

摘 要: 锅炉作为火电厂发电系统的重要构成,是火电厂发电的动力源泉,其运行效率直接影响火电厂的根本效益。针对火电厂锅炉的燃烧优化展开探究,概述火电厂锅炉运行原理,总结影响锅炉燃烧效率的关键要素,提出促进提升粉煤锅炉燃烧效率的几点优化措施,望能够为广大相关从业者提供一定的借鉴与帮助。

0 引言

中国能源供给中,火力发电一直处于绝对主导地位,锅炉、发电机、汽轮机是火力发电的三大关键要素,其运行状态优劣及运行效率的高低不仅直接影响火电厂发电效率及发电安全,更关系着国家发展的能源需求是否充足供应。在上述三大要素中,锅炉作为发电能源供给的入口与动力提供者,更是整个火电厂的关键核心,对于火电厂有着不可替代的重要作用[1]。

1 火电厂锅炉运行原理概述

锅炉作为火电厂发电的关键核心,承担着为整个电厂提供能源供给及动力的重要任务,其功效的发挥过程可概述为以下三步:a) 操作人员通过专业设备将煤炭原料送入锅炉炉膛,原料在炉膛中充分燃烧,并将其自身的化学能转换为能够为发电系统其它组件提供能量的热能;b) 煤炭原料充分燃烧后,原料中携带的各类杂质组分同O2反应产生的物质共同构成携带有大量热能的高温烟气,这些烟气沿着锅炉内部管道运行,依次通过锅炉内的水冷壁、屏式过热器、高温过热器、再热器等组件,同时在同各组件的受热面相互接触的过程中,受热量传递效应影响,高温烟气向各组件的内部工作介质进行热量传递,而这些工作介质在持续高温加热及热量传递下发生相变生产具备一定温度及压力的水蒸汽[2];c) 受高温烟气热量传递加热而生产的高温水蒸汽送至发电锅炉汽轮机组,在汽轮机中水蒸汽将吸收自高温烟气的热能传输给汽轮机内部工作介质,从而实现热能向机械能转变,完成火电厂发电所需能源的供给。图1为锅炉内部循环结构示意图。2 火电厂锅炉燃烧优化措施探究

2.1 锅炉燃烧优化分析

优化火电厂锅炉燃烧过程,应主要对锅炉相关设计参数、煤炭原料类别与质量、锅炉构成组分、相关辅助设备四个方面进行考量。而火电锅炉的运行由于锅炉设计参数和运行状况不可避免地存在一定偏差,加之锅炉所用煤炭原料质量和类型差异,导致锅炉多难以达到设计的效率值。除此之外,火力发电锅炉在使用中还常会面临工作水质无法达标等问题。面对上述情况,在锅炉的实际运行中,必须立足实际,从锅炉真实的运行环境着手,运用多样化的优化措施,充分保障火力发电高效、高质。在此,以粉煤锅炉为例开展具体的分析[3]。

2.2 粉煤锅炉燃烧优化策略

粉煤锅炉主要是通过使用粉末状的煤炭充当燃烧物质以生成高温烟气,进而以此动力源为火电厂发电及设备运行提供所需的所有动力。其主要构成部件共四部分,分别为锅炉炉膛、锅炉燃烧器、锅炉制粉设备和锅炉供风设备。运行原理为先通过制粉设备将用于燃烧的煤炭原料制成粉末,随后通过供风设备以一次风将预制成的粉末状煤炭从燃烧器送入锅炉炉膛,再由二次风在燃烧器中构成循环风,将剩余煤炭粉末全部送入锅炉炉膛。这一过程中,燃烧器的作用是将煤炭粉末同空气进行混合接触,粉煤灰及空气混合物在吹风的作用下进入炉膛并在其中形成高效空气动力场,从而为煤炭粉末充分燃烧提供保障。通常来说,煤炭粉末仅会在炉膛中停留1 s,为确保其在此间隔内充分燃烧,两次供风风量必须充足[4]。

依据火电厂粉煤锅炉运行相关原理及上文公式参数展开分析,总结归纳出下述几点锅炉燃烧优化措施:a) 针对煤炭质量不足进行提前预防。锅炉燃烧过程中,一旦煤炭质量下跌,会使其与锅炉设计值存在偏差,就极易影响锅炉燃烧运行效率。如在锅炉运行中发现煤炭质量不佳的情况,可通过原煤掺烧的方法予以解决,即借由对所用燃烧原料不同组分之间的搭配比例,从而最大化缩减煤炭原料质量同设计标准间的差距。同时还可调节锅炉供风装置两次供风量的大小,以保障煤炭原料可在锅炉炉膛内充分燃烧;b) 为更好地对锅炉燃烧过程进行详实、准确了解,应当定期针对锅炉的燃烧运行开展质量调平、浓度标定、烟气成分测定等操作,从而确定火电厂粉煤灰锅炉最佳运行参数,为锅炉运行调节及燃烧效率的增长提供理论支持和数据指导[5];c) 定期针对粉煤灰锅炉开展炉内负荷调节工作。具体操作中,应当严格遵守相关规程标准操作,不可随意更改提升调整工作的速度,确保整个过程有序、匀速、缓慢开展,从而确保煤炭风门能够在锅炉炉膛内获得充分稳定的燃烧。具体操作过程应注意下述两点:(a)当调节锅炉炉内负压、降低炉内负荷时,应首先将炉膛内残留煤炭粉末全部撤出,并关闭供风装置停止向锅炉炉膛供风;(b)提升炉内负荷时,首先应调大锅炉供风装置的供风量,然后增加炉膛内煤炭粉末添加量。通过这种调节使得锅炉始终保持一种动态的稳定运行,实现锅炉效率最优化应用;d) 火电厂粉煤锅炉处于高负荷工作状态时,长时间高温高压环境极易导致锅炉炉膛内出现大量结焦,从而影响粉煤锅炉燃烧效率正常发挥。面对这一情况,就需要通过在锅炉内开展配风试验,针对粉煤锅炉供风装置两次供风的风量大小和配比数值进行联系调整,从而选出不易导致结焦现象出现的最优解,有效避免锅炉炉膛结焦现象。除此之外,还应通过配风试验合理调整锅炉内通风频率及吹风范围,以确保粉煤锅炉内部不同组件受热面上不存在煤炭粉末污染现象。

3 结语

对于火电厂锅炉燃烧运行而言,干扰因素多种多样,开展针对火电厂锅炉燃烧优化方法研究,必须对各类影响因素进行全面分析与掌控。既要针对锅炉运行所使用煤炭原料质量、种类进行研究,还要详实分析锅炉运行有关的各类参数及锅炉运行时煤炭燃烧相关温度、压力条件等参数。只有充分立足实际,针对具体锅炉燃烧效率影响因素展开探究,才能从根本上探寻可行的锅炉效率优化提升方案,从而实现火电厂锅炉持续高效、高质运行,实现火电厂经济效益与安全效益双赢。


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点击次数:  更新时间:2018-09-21 16:11:10  【打印此页】  【关闭