燃煤电厂锅炉燃烧运行优化策略研究

周路

中冶南方都市环保工程技术股份有限公司 湖北 武汉 430205

摘要：目前我国科技水平和各行各业的快速发展，在火电厂中，锅炉的运行对火力发电的效率有决定性作用，对锅炉运行方案的调整与优化不仅是火力发电的要求，同时也符合我们对可持续发展理念的贯彻。运行实践表明，掌握锅炉燃烧的最佳运行方式和各种影响因素变化的规律，对于锅炉的安全、经济运行有重要意义。随着锅炉在工业生产中的需求增多，导致了不可再生能源的过度消耗。目前最有效的解决方法是改善锅炉控制系统的运作水平和提高产能效率，使锅炉成为低能耗高输出的设备。

关键词：电厂锅炉；混煤掺烧；技术

引言

在我国社会经济快速发展的前提下，各行各业都迎来了黄金发展期，对于电量消耗需求逐渐提升，我国每年供电量也随之加大，为满足人民群众的实际需求，维护社会的繁荣稳定发展，火力电厂管理人员需要重视节能降耗技术，将其融入各个锅炉燃烧环节之中，进一步提升工作人员工作效率，控制整体火力电厂发电投入成本，以此达到理想的可持续发展的目的。

1锅炉的工作原理

简单来说，锅炉的工作原理就是能量转换的过程，将化学能转换成以水为载体的热能，再把得到的热能通过管道输送到工厂。蒸汽锅炉，主要是用于加热水获得热能。总体而言，锅炉的燃烧控制过程主要有两个子系统共同构成，一个是主蒸汽压力控制子系统和一个炉膛负压子系统。电厂锅炉属于供电单位加热水锅炉，利用水体加热完成能源转换，达到电能开发的目的。在电厂锅炉运行过程中，每个设备需要承担起不同的责任，工作人员需要降低煤炭燃烧中的排烟温度，适当提升锅炉本身的作业率，防止出现资源问题。为了能够达到节能减排的目的，电厂锅炉人员需要发挥出炉墙本身燃料价值，在锅炉有限空间内充分进行燃烧，在短瞬间释放大量的热量。锅炉中常用的燃烧器一般需要放在炉膛四角区域，做好燃料与氧气的压缩，使燃料能够循序渐进地燃烧，通过这样的燃烧方式不仅可以控制热量释放，还可以优化资源的配置。在不同的燃烧阶段，使用的节能降耗技术也有较大的差异，进一步提升锅炉运行效率，为电厂锅炉运行提供后续保障。

2燃烧试验方案

在100%负荷和75%负荷工况下，调整锅炉运行氧量、锅炉配风方式和一次风压，可获得锅炉经济的运行方式。高负荷燃烧调整试验包括以下步骤。1)氧量调整试验:分别在1．8%、2．3%、2．9%、3．2%这4个氧量条件下进行试验;2)配风方式调整试验:分别在常规配风、均匀配风和细腰型配风这3个配风条件下进行试验;3)一次风压调整试验:分别在热一次风母管压力为7．5kPa、8．5kPa、9．5kPa的条件下进行试验。75%负荷燃烧调整试验包括以下步骤。1)氧量调整试验:分别在3%、3．5%、3．8%这3个氧量条件下进行试验;2)配风方式调整试验:分别在常规配风、均匀配风和细腰型配风这3个配风条件下进行试验;3)一次风压调整试验:分别在热一次风母管压力为7kPa、7．8kPa、8．8kPa、9．4kPa进行试验。

3锅炉燃烧控制方案

3.1炉膛负压系统控制方案

炉膛的负压大小是反映炉膛燃烧条件是否稳定的关键主要参数，也是操作过程中必须操纵和检测的关键主要参数之一。一旦炉膛中的燃烧标准发生变化，炉膛中的负压也会发生变化。保证炉膛负压稳定的关键措施是调节引风量和送风量，使它们达到一种平衡。例如当一个炉膛的负压没有太大的波动时，只需要手动调整引风量即可对其炉膛的负压做出相应的调整；但是当空气中的蒸汽压力变化波动较大时，燃料使用量和送风量的波动也就会很大。此时，经常使用的一种控制技术为动态前馈-反映式控制。前馈控制的一个基本概念就是直接测取进入控制系统工作过程中的干扰信号，在对炉膛负压的控制系统中，当锅炉中蒸汽的压力变化波动比较大时，燃料消耗与送风量之间的变化就会比较大，因此通过对引风量的测量就可得出干扰信号，而且采用快速自动化的前馈控制技术能够很好地减少干扰信号对系统的影响。

3.2试验过程

由于用于混煤掺烧的煤种与设计煤种在成分和工业分析上的数据有所差异，在掺烧过程中可能会出现温度过高、易着火以及燃烧不稳定等问题。因此，为保证锅炉掺烧的可行性与安全性，在试验前特制定了锅炉安全运行方案与注意事项，并在操作规程范围内对其参数进行了调整，同时使用DCS在线仪表记录锅炉主要运行参数，保证设备运行负荷和燃烧的稳定，以确保实验的成功率。

3.3锅炉燃烧技术

锅炉燃烧技术是当下较为常用的节能降耗技术之一，可以有效控制燃料成本投入，优化相关节能管理内容，以此达到理想的节能减排的目的。火力发电厂管理人员在选购煤炭原材料时，需按照燃烧类型进行分类，优化相关库存管理工作。部分火力电厂工作人员，对于煤炭种类分类工作并不重视，他们认为，煤炭只是普通燃料，不需要进行分类处理工作。但是实际情况确是煤炭自身由于组成的不同，热损耗会存在一定程度的差异。为了能够避免此类问题的发生，火力电厂管理人员需要对工作人员进行系统的教育培训，邀请相关专家、学者对工作人员进行系统讲座，促使工作人员能够深入了解节能降耗技术，做好煤炭分类工作，保障后期燃烧工作能够得到优化。同时。火力发电厂管理人员还需要对燃烧系统进行升级，充分利用天然气进行助燃，采取深层次燃烧技术，将普通黏土转化为碳化硅，强化锅炉内部结构。例如，从锅炉两侧进风基础上调整尺寸与形状，进一步提高整体通风效果。而且，在实际工作之中可以将纤维填充进炉墙保护层，之后使用红外线涂料进行涂抹。为了进一步提升锅炉燃烧运行效率，工作人员可以选择合适的助燃剂或添加剂，提高燃烧效能。

3.4调整锅炉燃料量和送风量控制

锅炉燃烧时，关键要控制燃料量，这对锅炉的燃烧效率有直接影响。首先，在燃烧时，要根据机组负荷的变化，来改变给煤量，保证机组的燃烧需求得到满足。燃料量的控制系统，要根据送风量的情况，来调整煤粉的量，根据负荷的情况，要迅速调整燃料量，从而使锅炉的燃烧效率得到提高。其次，针对系统的优化策略是，设置给煤量监测点，这样就能对给煤量进行实时监控，从而使数据得到及时的反馈，使控制系统根据运行状况来控制给煤量，从而更好的控制锅炉的燃料量。对锅炉燃烧优化的另一个重要方面是对送风量的调整。锅炉燃烧时，如果送风量太多，就会使锅炉的内部出现结焦的情况从而使燃烧不稳定。而且在现实情况中，锅炉燃烧时的二次风量无法被知道，这就会造成无法合理的调控风量。针对这一情况，要在系统优化时，设立“二次风量测点”，使含氧量控制在0%～10%，从而对风量进行有效监控。如此，能很好的调控送风量，还能针对调控风量的效果，调控系统的运转，使风量一直处于合理状态。

结语

锅炉燃烧试验，通过调整锅炉运行氧量、锅炉配风方式和一次风压，得到了相关数据，获得了锅炉经济的运行方式，掌握了锅炉燃烧各种影响因素变化的规律，使得锅炉燃烧调整得到优化，锅炉效率得到提高。

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