燃煤机组锅炉运行调整和优化研究

门　豪

（国电宝鸡第二发电有限责任公司，陕西 宝鸡 721000）

【摘　要】目前国内的电力需求仍然靠燃煤发电。燃煤电厂的经济高效运行是我国实现能源节约和节能减排的重要途径。燃煤电厂的锅炉运行调整，是通过改变燃烧量等参数，减少燃烧过程的热损失，以提高能源利用率。首先探讨了锅炉运行调整的意义和一般内容，然后分析了影响锅炉运行效率的主要因素。然后提出了锅炉运行调整和优化的一般方法和策略：通过运行调整减少锅炉内的燃烧损失、减少减温水量以及排污量等均是提高锅炉运行性能的可行方案。本文的研究和分析结果可以为实际运行中锅炉的运行调整提供一定的参考，为锅炉运行的优化提供一些可行的方案。

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关键词 锅炉运行；调整；优化

0　前言

在国内，电厂仍然是能源消耗大户，为实现可持续发展和能量能源的充分利用，实现节能减排，一方面要改进燃烧技术和设备提高能源利用效率，另一方面要改进现阶段锅炉各个设备的运行水平，优化电厂设备的运行调整，减少电厂的额外损失。

锅炉运行调整就是通过调节燃料量、给水量、减温水量、送风量和引风量来保持汽温、汽压、汽包水位、过量空气系数、炉膛负压等稳定在额定值或允许值范围内。这些调节往往不是简单的通过调节一两个参数可以实现的，需要将多个参数协调设置来实现，怎样才能实现锅炉运行调整过程的优化是本文探讨的重点[1,2]。

1　锅炉运行调整的意义和内容

通过控制锅炉的运行并合理调整其在运行工况，优化其在运行过程中的参数，可以提高锅炉效率，从而提高机组整体的运行性能和能源利用率。这样一方面减少了燃料的费用，降低了发电成本；另一方面，使燃煤量降低，并因此降低了烟气的排放量，响应国家对节能减排的号召。所以锅炉的运行调整和优化在燃煤电厂的实际运行中是十分有意义的，本文就是基于这点展开对锅炉运行调整和优化的讨论的。

燃煤机组在运行过程中，各个设备运行工况复杂，欲提高机组整体的效能就要发现影响机组运行的主要因素，通过改变机组运行中的特定参数来优化机组整体的运行性能。单就锅炉而言，影响其运行性能的因素就很多，例如锅炉的排渣损失、机械不完全燃烧损失以及液体不完全燃烧热损失，所以为了达到提高燃煤机组的运行性能可以通过调整运行方式尽量减少各种损失，提高燃料的利用率，并且通过检修消除影响经济性的缺陷和问题。特别是排烟热损失和机械不完全燃烧热损失，其在锅炉热损失中所占的比例较大，减小排烟温度和固体燃料的利用可以明显改变锅炉的运行性能。当然，减少各种损失只是锅炉调优运行的一个方面，对于普通燃煤机组来说提高蒸汽初参数可以提高其在整个机组中做功的效率，减少减温水量和排污量可以减少因蒸汽引起的能量损失提高能源的利用率。

2　锅炉效率影响因素分析

由上文可知排烟热损失是影响锅炉运行效率的最主要因素，而影响锅炉排烟热损失的主要因素是排烟温度和排烟量。排烟温度每上升10度，排烟热损失会增加0.6%-1%。而锅炉的排烟量主要受进入锅炉的空气的过剩空气系数和所燃燃煤的的成分影响[4]。影响排烟温度的主要因素有：（1）炉膛的漏风、制粉系统漏风以及烟道漏风，漏风会明显增加锅炉的排烟热损失，从而使锅炉效率降低，影响锅炉的安全经济运行。（2）炉膛内受热面结渣积灰，根据传热学相关知识炉膛受热面积灰会使炉膛内各个化热设备烟气侧的热阻增大，降低换热系数，使实际换热量降低，由于烟气向受热面释放的能量减少，锅炉排烟温度必然会提升，从而增大了锅炉的排烟热损失，而结渣不均匀还容易造成锅炉各个受热面的受热不均匀，使锅炉管道热应力增加，容易引起超温爆管等事故。在实际锅炉的运行过程中，首先对锅炉的设计要有防结渣和积灰方面的结构设计，其次对于锅炉要适时的进行吹灰和清洗工作，保证锅炉运行中受热面的清洁。

另外，锅炉的喷水减温和排污都会使锅炉蒸汽参数的降低，从而影响锅炉效率。锅炉排污是为了保证锅炉中工质的成分的洁净，防止换热过程中的结渣和堵塞，所以定期排污是锅炉安全运行的必要条件。但是锅炉排污频率不能太高也不能太低，太高会增大热损失降低锅炉运行效率，过低则会使水质变差，容易引起结渣，所以要合理选择排污周期，以期实现锅炉的最优运行。喷水减温也是锅炉运行中不可缺少的部分，喷水减温降低主蒸汽和过热蒸汽的温度，使其保证在一定的范围内。若不进行喷水减温，易造成蒸汽温度过高进而使管道超温甚至引起爆管，但喷水减温带走了高温蒸汽中的热量，是蒸汽参数降低，又会引起锅炉蒸汽质量的降低和热损失的增加，所以喷水减温量也是锅炉运行中需要着重优化的一个参数，合理选取减温水抽取位置，尽量控制燃烧量减少锅炉喷水减温的减温水量。

3　锅炉运行调整方法和策略

由于锅炉运行环境复杂，锅炉运行的调整往往不是通过改变单一参数可以实现的，需要通过综合处理锅炉运行中不同的变量才可以实现对锅炉运行中工况变动的调整和优化，但是当锅炉运行出现问题时往往有一定处理问题的方法和策略，以下主要从几个方面来简述锅炉燃烧过程的调整和优化方法策略。其基本方法和策略如下：（1）燃煤品质恶化下的掺烧工作，锅炉效率与燃煤种类和煤质成分有着密切的关系，当燃料中的挥发分含量较高时，煤粉着火容易，燃烧过程稳定，未完全燃烧热损失也较小，但引起结焦的机率增加。燃料中灰分含量较高时，燃烧稳定性差，而且由于灰分的隔绝作用，煤的燃烬性较差。水分对燃烧的影响主要是使燃烧着火困难，并降低燃烧区的温度，使煤粉燃烬变得困难。所以在燃煤的品质不能保证的情况下，要合理掺杂各种煤质。（2）降低空气预热器漏风，空气预热器是电厂锅炉中重要的组成部件，他可以回收烟气余热来加热进入炉膛的空气，而由于烟气与空气的换热属于气气换热过程，常采用回转式空气预热器回转式空气预热器虽然具有很好的换热效果，但其不可避免的会造成漏气，从而增加锅炉的热损失。通过改进空气预热器降低换热过程中的漏气量，可以降低换热过程的热损失，提高锅炉的运行效率。（3）对锅炉中不完全燃烧热损失的控制，不完全燃烧热损失又可以分为机械不完全燃烧热损失和化学不完全燃烧热损失两部分，影响不完全燃烧热损失的因素有煤质组成成分、煤粉研磨的细度、进风量的大小、过量空气系数等，锅炉不完全燃烧热损失的降低要从改进燃煤质量，调整磨煤机和进风量入手，从而降低热损失，提高锅炉的运行效率。（4）加强燃烧过程运行调整，通过不同的配风方式控制煤粉在炉内的着火燃烧时间，以适应不同负荷下的经济运行，主要思路是：低负荷达到火焰集中，提高燃烧区域温度；高负荷分散燃烧区域热负荷，延长煤粉在炉膛中燃烧停留时间，使碳粒尽可能完全燃烧[3]。

4　总结

锅炉、汽轮机、发电机作为火力发电厂三大主机，其运行调节关系着电力供应及整个系统的安全性和经济性。尤其是锅炉，作为能源的入口和能量转换的源头，更是对整个系统有着重要的影响，燃煤电厂的经济高效运行是我国实现能源节约和节能减排的重要途径。燃煤电厂的锅炉运行调整，通过改变运行参数，优化锅炉的运行状态，提高锅炉对能源的利用率，减少能量的浪费。本文首先探讨了锅炉运行调整的意义和一般内容，然后分析了影响锅炉运行效率的主要因素，通过运行调整减少锅炉内的燃烧损失、减少减温水量以及排污量等均是提高锅炉运行性能的可行方案。

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参考文献

［1］杨新荣.锅炉运行的优化调整[J].电力设备,2007,8(4):73-76.

［2］周思远.锅炉运行燃烧优化模型研究及其验证[D].华北电力大学,2012.

［3］于永安.火力发电厂锅炉运行调整分析[J].能源与节能,2013(12):26-27.

［责任编辑：刘展］